Wie startet man Raketentriebwerke?

Eine interessante Frage, denn bis heute gilt der Startvorgang als der kritische Vorgang, bei dem am meisten schief gehen kann. Nicht umsonst geht der Trend dazu möglichst wenige Triebwerke im Flug zu zünden. Arbeiten wir uns in der Schwierigkeit nach oben.

Druckgeförderte Triebwerke mit hypergolen Triebstoffen: Heute in zahlreichen Satelliten eingesetzt, aber auch in einigen Oberstufen wie der EPS oder Delta. Die Technologie ist auch deswegen so verbreitet weil sie so einfach und zuverlässig ist.

Es reicht im Prinzip die Ventile zu öffnen. Der Druck in den Tanks treibt den Treibstoff in die Leitungen. Bei Zünden unter Schwerelosigkeit und nicht ganz vollen Tanks wird es schwieriger. Dann wird entweder durch ein dehnbares Diaphragma der Druck auf die Flüssigkeit ausgeübt, sodass es keine Gasblase geben kann (Das Druckgas ist nur in dem einen Teil der von dem Treibstoff durch eine Membran abgetrennt ist.

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Der Start aus der Luft

Ein Frage die immer wieder kommt, ist, warum nur die Pegasus einen Start aus der Luft, also von einem Flugzeug aus offeriert. Das scheint doch viel praktischer zu sein. Kein Startturm nötig, eine höhere Nutzlast. Warum also nur die Pegasus?

Nun es ist nicht nur die Pegasus. In Russland gab es mal das Projekt Diana-Burlak und vor einiger Zeit las ich auch über das Vorhaben mit einem Kampfjet eine Rakete zu starten. Ebenfalls in Russland.

Aber versuchen wir es mal zu entwirren. Was sind die offensichtlichen Vorteile? Continue reading „Der Start aus der Luft“

Was kostet ein Shuttle Start – Zum zweiten

Ich habe das Thema ja schon mal aufgegriffen. Nachdem ich bei der Recherche für das ISS Buch über die NASA Historical Data Books gestolpert bin und es mir so gelungen ist die ISS Kosten zu berechnen, habe ich mich nun dran gemacht das beim Space Shuttle zu tun. Es war nicht einfach, auch weil die NASA mehrmals während der letzten vierzig Jahren ihre Einstufungen und Benennung der Programmposten änderte. Wer mal versucht hat, bei größeren Programmen bei der NASA die Kosten zu bestimmen, wird auch feststellen, dass diese variieren, je nach dem welche NASA Quelle man nimmt. Auch hier zeigt sich dies: 1998 enden die History Data Books und ich bin auch die jährlichen Budgetveröffentlichungen übergegangen, die auch die letzten Jahre wiedergeben und da gibt es schon Diskrepanzen zu den veröffentlichten Kosten. Die Problematik ist in einem Buch sogar selbst angesprochen, und für Apollo, Gemini und Skylab von der NASA veröffentlichte Summen übernommen ohne sie nachzurechnen.

Die Details findet man in diesem neuen Aufsatz. Hier nur eine kleine Erklärung zur Grafik. Das plötzliche Ende von Grafiken liegt daran das die NASA mehrmals die Einteilungen von Budgets änderte. Auch gab es sicher mehr Oberstufenentwicklungen/Konzepte, aber nur während einiger Jahre wurden diese Posten explizit ausgewiesen. Wichtig sind daher wohl die Gesamtsumme und die inflationskorrigierte Gesamtsumme. Als Korrektur habe ich die von Michael Griffin veröffentlichte NASA Tabelle verwendet. Sie ist normiert auf das Jahr 2000 mit Faktor 1. Korrigiert auf das Jahr 2010 wären die Summen noch 1,27 fach höher.

Demnach kostete das Shuttle Programm 126,8 Mrd. Dollar an realen Ausgaben, das sind rund 304 Milliarden Dollar im Wert von 2010. Jeder Flug kostete also in der Summe rund 2,26 Milliarden Dollar. Die Hochrechnung auf heutige Kaufkraft ist natürlich ein Instrument das bei fast jedem Projekt die Kosten enorm steigert. Wer die Grafik ansieht, sieht auch, dass bis 2000 das Shuttle Programm real in den Kosten sank durch Upgrades der Orbiterflotte. Leider hat Columbia dem einen Strich durch die Rechnung gemacht. Aber man kann das Shuttle Programm mit anderen bemannten Projekten vergleichen. Der Flug von Apollo 11 kostete 1969 rund 350 Millionen Dollar. Das sind 1740 Millionen Dollar im Wert von 2010. Das bedeutet, dass die NASA anstatt dem Space Shuttle Programm auch 175 Mondflüge durchführen können – mehr als vier pro Jahr.

Oder wenn es in den Erdorbit geht: Die Apollo-Sojus Mission kostete 1975 250 Millionen Dollar, das sind 864 Millionen Dollar im Wert von 2010. Die NASA hätte also 351 Apollo Flüge durchführen können – fast neun pro Jahr. Oder vielleicht eine Raumstation? Skylab kostete 2,6 Milliarden Dollar. Wenn man als Hauptfinanzierungsjahr 1972 annimmt, so sind das 11,1 Milliarden im Wert von 2010. Es wären somit also 27 Raumstationen vom Typ Skylab mit jeweils 3 Versorgungsflügen startbar – damit wären die USA wahrscheinlich fast ununterbrochen seit 1969 präsent im Weltraum gewesen.

Ganz übel wird es wenn man die Kosten auf die Nutzlast umlegt. Setzt man einen Shuttle Flug mit einem Start einer Atlas 551 gleich, so wäre die gleiche Nutzlast zu einem Zehntel der Startkosten in den Orbit zu befördern, unter Einbeziehung der Entwicklungskosten vielleicht einem Achtel. Und das bei einem System das mal antrat die Startkosten auf ein Zehntel zu reduzieren….

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Ein Space Shuttle Start kostet 790 Millionen Dollar

Kosten des Space shuttles Ich habe mich gestern mal daran gemacht, die Kosten eines Space Shuttle Starts zu berechnen. Das ganze ist nicht so einfach. Aus mehreren Gründen. Zum einen gibt die NASA seit 20 Jahren keine Startkosten mehr an. Was man nehmen kann sind so nur die Kosten des Space Shuttle Programms. Auch hier verschießt die NASA Rauchkerzen indem sie dieses aufspaltet in Subresorts und diese teilweise anderen Posten zuordnet, wie z.B. die durch Flüge verursachten Kosten der ISS, da alle Flüge ja zur ISS gehen.

Auch ist leider das Material nicht vollständig. Es fehlen mir die Jahre 1989-1995. (Wer die Daten für diese Jahre hat bitte melden!). Unter Ausschluss dieser komme ich von 1981 bis 2012, wenn die letzten 87,8 Millionen für das STS Programm fließen auf eine Gesamtsumme von 81287 Millionen Dollar für das STS Programm und Startkosten von 923Millionen Dollar pro Flug für die 88 Flüge in diesen Jahren. Wenn ich die sieben Jahren von 1989-1995 mit im Mittel 3500 Millionen Dollar dazurechne (liegt ungefähr in der Mitte des Budgets von 1988 von 4290 Millionen und 1995 von 3157 Millionen) und die 50 Flüge in diesen Jahren dazu addiere, dann komme ich auf Flugkosten von 790 Millionen Dollar im Mittel. Continue reading „Ein Space Shuttle Start kostet 790 Millionen Dollar“