{"id":11343,"date":"2015-10-30T12:01:19","date_gmt":"2015-10-30T11:01:19","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=11343"},"modified":"2015-10-30T12:01:19","modified_gmt":"2015-10-30T11:01:19","slug":"meine-alternative-zur-sls-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2015\/10\/30\/meine-alternative-zur-sls-2\/","title":{"rendered":"Meine Alternative zur SLS"},"content":{"rendered":"

Der eine oder andere hat sich über das Satire-Tag bei dem vorletzten Blogeintrag<\/a> gewundert. Aber da viele Satire nur erkennen wenn man richtig dick übertreibt, dachte ich wars nötig. Es ist auch nicht so, dass ich an der Konzeption der SLS alles schlecht finde. Sie ist in der Tat für eine Rakete der Größe preiswert in der Entwicklung schnell – wenn man andere Projekte die von Regierungen angestoßen werden als Vergleich nimmt. Sicher ginge es bei einer kompletten Auftragsentwicklung billiger. Aber trotz CRS und CCDev ist wohl die NASA noch nicht bereit alles an die Industrie abzugeben.<\/p>\n

Der grundlegende Punkt ist aber der, dass jede Trägerrakete nur ein Vehikel ist. Auch wenn ich und viele andere schon vom Start und den technischen Daten beeindruckt und fasziniert sind – man startet sie nicht zu Jux und Tollerei. Es gibt aber keine Missionen für die SLS. Selbst wenn man an unbemannte Missionen denkt, so ist man heute weiter als noch zu Zeiten der Saturn V. Wenn man heute für Sonden hohe Geschwindigkeiten braucht die eine entsprechend große Trägerrakete nötig machen könnten, dann hat man als Alternativen Swing-Bys im inneren Sonnensystem (Galileo, Cassini, Juno, Messenger, Rosetta) oder Ionentriebwerke (Dawn, Bepi-Colombo). Ohne Nutzlast sollte man aber keine Rakete entwickeln – schon alleine deswegen weil man Erfahrung für die Produktion braucht und wenn man dann die Leute nicht für eine laufende Produktion braucht, dann werden sie entlassen und ihr Wissen geht flöten. In dem Zusammenhang empfehle ich diesen Artikel über die Folgen dessen bei Titan Starts<\/a>. Daher ist das ganze Projekt als ganzes Sinnlos, egal wie gut es konzeptiert ist. So empfehle ich als Name für die Rakete (die NASA will sie benennen und sucht derzeit nach Vorschlägen) „Dodo<\/a>„. Das war ein flugunfähiger Vogel der ausgestorben ist. Passt meiner Ansicht nach sehr gut.<\/p>\n

Doch ich wäre nicht Bernd-Leitenberger, wenn ich nicht meinen eigenen Senf und meine eigene Alternative vorschlagen würde. Für jedes Konzept gibt es Randbedingungen. Ich will mal meine nennen.<\/p>\n

Das erste ist, das die Rakete sowohl günstig in den Produktionskosten wie auch Entwicklungskosten sein soll. Das geht am besten mit der Verwendung existierender und in der Produktion befindlichen Hardware. Bei den Boostern geht das nicht. Die in den USA hergestellten (es dürfte auszuschließen sein, dass man Booster aus Europa einsetzt) sind dazu zu klein. Die Booster der Atlas und Delta wiegen nicht mal 100 t. Die einzigen Alternativen sind die schon in der Produktion ausgelaufenen Titan 4 SRM und Shuttle SRM. Da die Shuttle-SRM die größeren der Beiden sind und das Produktionsende noch nicht so lange her ist, sind sie die erste Wahl. Die SLS setzt auch solche SRM ein, verlängert sie aber und macht diverse andere Änderungen die eine kostenintensive Neuqualifikation notwendig machen. Da nur 4 Segmente die Performance begrenzen, sehe ich als Alternative mehr Booster vor, nämlich 2-6 wobei die Konfigurationen mit 2,3,4 und 6 Boostern geometrisch möglich sind und so als Nebeneffekt eine Anpassung an die Nutzlast erlauben.<\/p>\n

Bleibt noch die Zentralstufe und die Oberstufe. Für diese setze ich die gleichen Triebwerke ein, das ergibt größere Stückzahlen und senkt die Kosten deutlich. Die Wahl fällt relativ leicht: es gibt nur wenige Triebwerke in den USA die schubstark genug sind und noch nicht zu alt. Aerojet will eines entwickeln (AR-1) mit 2,2 MN Schub, ebenso so schubstark ist das BE-4 mit 2,4 MN. Beides LOX\/Kerosin-Triebwerke. Dann gibt es noch das Shuttle RS-25 mit 1,7 MN und das RS-68 mit 3,0 MN SL-Schub, beides LOX\/LH2 Triebwerke.<\/p>\n

Die Wahl ist einfach: Das RS-68 ist das schubstärkste und wegen der Verwendung von LOX\/LH2 wird die Stufe auch leichter weil der Energiegehalt des Treibstoffs höher ist. Vor allem für eine Oberstufe wichtig ist, das so die Nutzlast ansteigt. Das RS-68 war schon für die Ares V vorgesehen, aber in einer sichereren Form dem RS-68B. Ein RS-68A ist trotz des höheren Schubs billiger in der Produktion als ein RS-25, allerdings sind die Performancedaten schlechter, so ist der spezifische Impuls um 11% geringer, aber immer noch besser als jedes LOX\/Kerosintriebwerk.<\/p>\n

Die Oberstufe setzt dann ein Triebwerk ein, die Unterstufe habe ich mal mit 3, 4 und 5 Triebwerken durchgerechnet. Mehr Triebwerke in der Unterstufe machen durchaus Sinn. Nicht nur weil diese so größer wird und mehr Nutzlast transportieren kann, sondern bei mehreren anmontierten Feststoffboostern sinkt so auch die Spitzenbeschleunigung ab.<\/p>\n

Eine wichtige Nebenbedingung ist, dass die Rakete keine besondere Qualifikation für bemannte Einsätze hat. Meiner Erfahrung nach verteuert das die ganze Sache nur. Heute ist eine Rakete auch so relativ zuverlässig zu entwickeln. 99% Wahrscheinlichkeit den Orbit zu erreichen gelten heute als Designziel, davon war man bei der Saturn V weit entfernt und trotzdem wurde sie eingesetzt. Die restliche Sicherheit gibt dann der Fluchtturm und eine gute Instrumentierung, um Probleme schnell zu entdecken. Selbst bei einer Explosion wie im Juni bei der Falcon 9 konnte man Anzeichen wie eine Gaswolke schon Sekunden vorher sehen. Zeit genug die Kapsel abzutrennen. Bei vielen anderen Versagern von Trägern der letzten Jahre, die ich in Gedanken durchgegangen habe gab es sogar noch mehr Zeit eine Kapsel abzutrennen. Auch Atlas V und Falcon 9, mit denen die nächsten US-Besatzungen starten sind nie als man-rated qualifiziert worden. Will man noch mehr Sicherheit, so kann man wie es bei Constellation gedacht war, die Besatzung mit einer teuren aber noch sicheren Rakete separat starten. Das wird man bei vielen Missionen sowieso tun, weil diese erst im Erdorbit zusammengesetzt werden oder man Dinge vor der Besatzung landen muss.<\/p>\n

Bleiben noch einige technische Nebenbedingungen:<\/p>\n