{"id":12923,"date":"2018-01-01T15:26:26","date_gmt":"2018-01-01T14:26:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=12923"},"modified":"2018-01-01T08:24:40","modified_gmt":"2018-01-01T07:24:40","slug":"schlecht-designte-raumsonden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2018\/01\/01\/schlecht-designte-raumsonden\/","title":{"rendered":"Schlecht designte Raumsonden"},"content":{"rendered":"<p>So das neue Jahr hat begonnen, und ich habe mir wieder etwas vorgenommen. Die letzten Jahre waren es ja meist pers&ouml;nlich Dinge, vornehmlich f&uuml;r die Gesundheit. So vor 2 Jahren, dass ich pro Woche einen Fastentag einlege, halte ich &uuml;brigens bis heute durch. Diesmal habe ich was vorgenommen, was vielleicht auch den einen oder anderen Blogleser interessieren kann. Mein Vorsatz f&uuml;r dieses Jahr ist, das ich bis Jahresende alle meine Buchprojekte abgeschlossen haben will. Derzeit sind ja vier in der Mache. Zum einen beiden B&uuml;cher &uuml;ber Raumsonden, dann noch eines &uuml;ber Computer(technik)geschichte und eines in der Art \u201eEinf&uuml;hrung in die Ern&auml;hrungslehre ohne chemische Formeln\u201c (Titel steht noch nicht fest). Die letzten beiden habe ich schon vor Jahren angefangen, komme aber irgendwo nicht dazu sie fertigzustellen.<!--more--><\/p>\n<p>Allerdings mit einer Einschr&auml;nkung \u201eabgeschlossen\u201c hei&szlig;t: Das Manuskript ist fertig. Ein Buch ist als Manuskript in etwa 3-4 Monaten geschrieben. Die letzten beiden habe ich in jeweils 2 Monaten geschafft (das Manuskript zum Band 2 wurde am 30.12 fertig). Aber das ging nur, weil ich gen&uuml;gend vorbereitetes Material hatte und praktisch von morgens bis abends nichts anderes gemacht habe. Dann ist es aber noch nicht fertig. Es geht noch durch Korrekturleser und ich lese es nach jedem Korrekturleser nochmals durch. Das sind nochmals 3-4 Monate. Bis zum Druck alle B&uuml;cher bis Jahresende fertig zu haben, ist daher nicht zu schaffen, zumindest nicht, wenn ich ber&uuml;cksichtige das im Sommer fast nichts passiert und ich noch was anders tun will.<\/p>\n<p>Damit schlie&szlig;e ich das Thema ab. Mir f&auml;llt zwar im Bereich Raumfahrt einiges ein, das ich noch machen k&ouml;nnte, aber realistischerweise wird es daf&uuml;r keine Nachfrage geben. Bei Computern w&auml;re sicher einiges zu schreiben, doch ich bin nicht der Geschichtenerz&auml;hler der dann die B&uuml;cher schreiben kann die Absatz finden. Einzig im Bereich Ern&auml;hrung sehe ich noch ein sinnvolles Buch. Einen Lebensmittelf&uuml;hrer. Da schreckt mich der Umfang, den ein solches Buch haben wird, ab.<\/p>\n<p>Soviel zu meinem pers&ouml;nlichen Jahresvorsatz und auch zu den B&uuml;chern. Nun zum eigentlichen Thema. Als ich die letzten Jahre abgearbeitet habe, fiel mir auf, das es da einige Sonden gibt, die ich ineffizient finde. Bei den USA findet man den R&uuml;ckgang von MMH\/NTO auf Hydrazin als Treibstoff und woanders &uuml;berfl&uuml;ssige Erdvorbeifl&uuml;ge. Nun braucht mir keiner zu sagen, das technische Effizienz nicht gleichbedeutend mit Kosteneffizienz ist, aber diskutieren will ich es trotzdem mal. Die planetaren Bahnen habe ich mit dem NASA <a href=\"https:\/\/trajbrowser.arc.nasa.gov\/index.php\">Tra<\/a><a href=\"https:\/\/trajbrowser.arc.nasa.gov\/index.php\">jectory Browser berechnet<\/a>, Die Nutzlasten auch mal nicht selbst, sondern zumindest bei der NASA mit einem <a href=\"https:\/\/elvperf.ksc.nasa.gov\/Pages\/Results.aspx\">offziellen <\/a>Tool, auch wenn ich dessen Genauigkeit anzweifele.<\/p>\n<h3 class=\"western\">Hayabusa 2<\/h3>\n<p>Fangen wir mit dem Offensichtlichsten an: Hayabusa 2. Hayabusa 1 startete mit einer My-V. Die H-IIA hat die vielfache Nutzlast. Das sollte es doch erm&ouml;glichen nur mit chemischem Triebwerk das Ziel zu erreichen, zumindest aber den Erdvorbeiflug einzusparen. Der Trajetory Browser liefert als optimalste Bahn einen Start mit folgenden Eckdaten:<\/p>\n<ul>\n<li>Start 12.12.2015<\/li>\n<li>Ankunft: 8.4.2018<\/li>\n<li>Abflug: 5.5.2022<\/li>\n<li>R&uuml;ckkehr: 4.12.2024<\/li>\n<li>C3 = 11,2 km\/s<\/li>\n<li>sp&auml;tere Kurskorrektur 1,55 km\/s.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Hayabusa 2 hatte ihren Erdvorbeiflug, der sie erst auf die endg&uuml;ltige Bahn brachte, fast genau am gleichen Tag: 3.12.2015. Danach geht es aber schneller. Anstatt im Dezember 2024 sollen die Bodenproben schon im Dezember 2020 ankommen. Allerdings kommt man auch auf ein Ankunftsdatum im Dezember 2020, wenn die Kurskorrektur auf 1,62 km\/s steigt.<\/p>\n<p>Nun die R&uuml;ckrechnung. Hayabusa wiegt ohne Treibstoff 483 kg, wobei dabei auch das Trockengewicht des Antriebs (chemisch und Ionenantrieb) dabei ist. Das soll ignoriert werden. Schlie&szlig;lich gibt es auch noch Man&ouml;ver um Ryugu, das soll sich ausgleichen. Bei einem moderaten chemischen Impuls von 3100 m\/s f&uuml;r einen 400-N-Antrieb und einem Strukturfaktor von 6 kommt man auf eine Startmasse (mit 1,62 km\/s Geschwindigkeits&auml;nderung) auf eine Startmasse von 963 kg. Diese muss eine H-IIA auf eine Geschwindigkeit von 11,5 km\/s beschleunigen (bei einer Fluchtgeschwindigkeit von 11 km\/s). Ich errechne f&uuml;r die kleinste Version der H-IIA 202 eine Nutzlast von 2.023 kg f&uuml;r diese Geschwindigkeit, also mehr als doppelt so viel. Damit w&auml;re die Mission ohne Erdvorbeiflug m&ouml;glich mit einem Jahr k&uuml;rzerer Missionszeit. Wahrscheinlich ist das chemische Antriebssystem teuer, daf&uuml;r spart man die Ionentriebwerke ein. Es ist bei einer Mission mit einem so geringen dV auch nicht n&ouml;tig. Da es bei den letzen drei japanischen Raumsonden (Nozomi, Hayabusa, Akatsuki) allesamt Probleme gab, bevor sie das Ziel erreichten, w&auml;re ich an Japans Stelle an einer m&ouml;glichst kurzen Betriebszeit interessiert. Wahrscheinlich hat man sich f&uuml;r die Kopie entschlossen, weil die Ionentriebwerke daf&uuml;r sorgten, das Hayabusa &uuml;berhaupt noch die Erde erreichten und weil man wohl testen will, ob das nachgebesserte Konzept erfolgreich ist.<\/p>\n<h3 class=\"western\">MAVEN<\/h3>\n<p>MAVEN ist eine Mission, bei der die USA vom Treibstoff MMH\/NTO durch reines Hydrazin ersetzt wurde. Solche Missionen dominieren seit die Delta II eingestellt wurde: MRO. MAVEN, OSIRIS-REX sind solche Bespiele. Der Grund ist relativ einfach: Die Atlas V hat selbst in der kleinsten Version mehr als die doppelte Nutzlast einer Delta II. So viel schwerer sind die Nutzlasten aber gar nicht, weshalb man eine weniger effizientere Treibstoffmischung nimmt. Die hat den Nebenvorteil, dass man nur einen Tank hat und damit ist das ganze System weniger Komplexer. So weit so gut. Bei MEVEN kommt aber hinzu, dass diese Mission m&ouml;glichst viele \u201eDeep-Dips\u201c, also Eintauchvorg&auml;nge in die Marsatmosph&auml;re durchf&uuml;hren soll. So w&auml;re ein gr&ouml;&szlig;erer Treibstoffvorrat sinnvoll.<\/p>\n<p>Frage 1: Hat man die Nutzlastkapazit&auml;t der Atlas ausgenutzt?<\/p>\n<p>MAVEN wog beim Start 2.454 kg, ohne Treibstoffe &uuml;brigens nur 809 kg. Mittels des Programms Ipto-OCS habe ich f&uuml;r den Start- und Ankunftstermin ein c3 von 12,26 km\/s\u00b2 ermittelt. Das NASA Tool liefert f&uuml;r einen etwas sp&auml;teren Start (6.12.2013 anstatt 18.11.2013) sogar nur 8,7 km\u00b2\/s\u00b2. Die Query der Performance f&uuml;r 12,26 km\u00b2\/s\u00b2 liefert eine Nutzlast von nur 2.254 kg beim NASA-Tool, das meiner Ansicht ja immer zu gering liegt, vor allem bei den Falcons ist der Unterschied echt heftig. Offiztiell liefert die 401 nach ULA eine Nutzlast von 3,3 t auf Fluchtgeschwindigkeit. Hier sind es bei 11,54 km\/s dann schon 2,2 t? Unglaubw&uuml;rdig. Ich komme mit der offiziellen Angabe von 3,3 t auf Fluchtgeschwindigkeit auf 2.622 kg f&uuml;r 11,5 km\/s. Man hat also die maximale Nutzlast schon nicht ausgenutzt. Selbst wenn man also den ineffizienten Treibstoff nimmt, dann sind das 86 m\/s mehr. Nicht viel, aber von den 2492 m\/s Gesamtgeschwindigkeits&auml;nderung gingen schon 1.230 m\/s beim Einschwenken verloren, 632 m\/s mehr zum Anpassen des Orbits. 7 Deep-dips sind angesetzt. Das sind 90 m\/s pro Deep-Deep. Es w&auml;ren also mindestens ein Deep-Dips mehr. Wahrscheinlich mehr, weil ja auch dann noch Treibstoffreste verblieben und die Zahl der Deep Dips nur durch die derzeitige Verl&auml;ngerung der Mission feststeht. Eine l&auml;ngere Mission w&uuml;rde dann noch mehr Deep-dips erlauben.<\/p>\n<p>W&uuml;rde man auf ein Zweikomponentensystem wechseln, mit einem spezifischen Impuls von minimal 3100 anstatt 2246 so w&auml;ren 3558 m\/s &Auml;nderung m&ouml;glich \u2013 mindestens 12 Deep-Dips mehr.<\/p>\n<p>Man k&ouml;nnte noch weiter gehen. Wenn die Sonde Aerobraking durchf&uuml;hrt, h&auml;tte man &uuml;ber Monate die Phase der Deep-Dips \u2013 kostenlos ohne Treibstoffverbrauch. Man spart die 632 m\/s zum Absenken der Apoapsis und hat mehr Forschungszeit f&uuml;r dieses Prim&auml;rziel. Ich vermute es gibt geometrische Gr&uuml;nde daf&uuml;r, beim Aerobraking nutzt man ja die Solarpaneele zum Abbremsen, w&auml;hrend man bei Deep-Dips die Instrumente so orientieren wird, dass diese gute Daten liefern. Aber viellicht kann man es kombinieren: einen Orbit zum Abbremsen, eine Drehung und einen Wissenschaftsorbit. Eine &Uuml;berlegung w&auml;re es wert. Selbst wenn es nicht m&ouml;glich w&auml;re : die eingesparten 632 m\/s w&auml;ren weitere 7 Deep-Dips, die man durchf&uuml;hren k&ouml;nnte, weil MAVWEN ja kein Aerobraking durchf&uuml;hrt.<\/p>\n<p>Soviel f&uuml;r heute. Morgen kommen drei neue Sonden dran: TGI, BepiColombo, OSIRIS-REx<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>So das neue Jahr hat begonnen, und ich habe mir wieder etwas vorgenommen. Die letzten Jahre waren es ja meist pers&ouml;nlich Dinge, vornehmlich f&uuml;r die Gesundheit. So vor 2 Jahren, dass ich pro Woche einen Fastentag einlege, halte ich &uuml;brigens bis heute durch. Diesmal habe ich was vorgenommen, was vielleicht auch den einen oder anderen [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":169,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-12923","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-raumfahrt","entry"],"a3_pvc":{"activated":false,"total_views":375,"today_views":0},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack-related-posts":[{"id":13317,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2018\/04\/04\/die-aufklaerung-des-aprilscherzes\/","url_meta":{"origin":12923,"position":0},"title":"Die Aufkl&auml;rung des Aprilscherzes","author":"Bernd Leitenberger","date":"4. April 2018","format":false,"excerpt":"So, nun komme ich wieder mal zu einem Blog. Derzeit arbeite ich noch flei\u00dfig an der Aufstiegssimulation, nun vor allem im Pflegen der alten Daten. Rund 200 Tr\u00e4ger wollen schlie\u00dflich erg\u00e4nzt werden. Anscheinend hat es keiner gemerkt: Der letzte Blog war ein Aprilscherz. Nat\u00fcrlich w\u00fcrde unsere Regierung nie auf seinen\u2026","rel":"","context":"In &quot;SpaceX&quot;","block_context":{"text":"SpaceX","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/raumfahrt\/spacex\/"},"img":{"alt_text":"","src":"\/img\/sapcex-falcons.jpg","width":350,"height":200,"srcset":"\/img\/sapcex-falcons.jpg 1x, \/img\/sapcex-falcons.jpg 1.5x, \/img\/sapcex-falcons.jpg 2x"},"classes":[]},{"id":18423,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2025\/10\/04\/die-schwere-landung-des-starships-auf-dem-mars-2\/","url_meta":{"origin":12923,"position":1},"title":"Die schwere Landung des Starships auf dem Mars (2)","author":"Bernd Leitenberger","date":"4. Oktober 2025","format":false,"excerpt":"Ich m\u00f6chte an meinen Beitrag vor einigen Tagen \u00fcber die Landung des Starships (https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/starship.shtml) auf dem Mars eingehen und sowohl auf einige Kommentare eingehen, wie auch neue Aspekte herausarbeiten. Ich habe inzwischen meine Simulation erweitert und kann einige F\u00e4lle mehr durchrechnen. Doch ich will auch vermitteln, dass man zu einer\u2026","rel":"","context":"In &quot;Raumfahrt&quot;","block_context":{"text":"Raumfahrt","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/raumfahrt\/"},"img":{"alt_text":"","src":"https:\/\/vg01.met.vgwort.de\/na\/34af58916c19453fae3b655602c04a41","width":350,"height":200},"classes":[]},{"id":18610,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/03\/27\/galileos-cds-teil-1\/","url_meta":{"origin":12923,"position":2},"title":"Galileos CDS &#8211; Teil 1","author":"Bernd Leitenberger","date":"27. M\u00e4rz 2026","format":false,"excerpt":"Hall\u00f6chen, es wird Zeit das ich mich mal wieder melde. Es gab zwei Gr\u00fcnde, warum ich mich so rar gemacht habe. Das eine ist das es gerade nicht so viel aktuelles gibt, au\u00dfer einem Update zu Artemis, zu dem ich vielleicht noch etwas schreibe. W\u00e4hrend Trump das ganze Programm nach\u2026","rel":"","context":"In &quot;Raumfahrt&quot;","block_context":{"text":"Raumfahrt","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/raumfahrt\/"},"img":{"alt_text":"","src":"https:\/\/vg07.met.vgwort.de\/na\/4fb81c7bafbd4d9d88b5695abdb33d29","width":350,"height":200},"classes":[]},{"id":18504,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/01\/25\/die-glorreichen-10-satellitenrekorde\/","url_meta":{"origin":12923,"position":3},"title":"Die glorreichen 10 &#8211; Satellitenrekorde","author":"Bernd Leitenberger","date":"25. Januar 2026","format":false,"excerpt":"Ich denke, es wird mal wieder Zeit f\u00fcr etwas leichte Unterhaltung die etwas Wissen vermittelt. Also einen Blog \u00fcber 10 Rekorde bei Satelliten, die ihr vielleicht noch nicht kennt. Um eines klarzustellen - es geht nur um Satelliten. Raumsonden sind au\u00dfen vor, weil bei ihnen vieles anderes ist, so kann\u2026","rel":"","context":"In &quot;Die Glorreichen 10&quot;","block_context":{"text":"Die Glorreichen 10","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/allgemein\/die-glorreichen-10\/"},"img":{"alt_text":"","src":"\/img\/1kgsats.png","width":350,"height":200,"srcset":"\/img\/1kgsats.png 1x, \/img\/1kgsats.png 1.5x, \/img\/1kgsats.png 2x, \/img\/1kgsats.png 3x"},"classes":[]},{"id":13740,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2019\/02\/17\/die-2019-er-spacex-wette\/","url_meta":{"origin":12923,"position":4},"title":"Die 2019-er SpaceX Wette","author":"Bernd Leitenberger","date":"17. Februar 2019","format":false,"excerpt":"Wer mich kennt, wei\u00df, dass ich jedes Jahr eine Wette mit SpaceX eingehe. Das System ist eigentlich sehr einfach: Ich nehme nur eine SpaceX-Aussage und wette dagegen, also, dass sie nicht stimmt oder nicht erreicht wird. Das mache ich schon seit einigen Jahren und bisher habe ich mit einer Ausnahme\u2026","rel":"","context":"In &quot;SpaceX&quot;","block_context":{"text":"SpaceX","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/raumfahrt\/spacex\/"},"img":{"alt_text":"","src":"https:\/\/vg06.met.vgwort.de\/na\/7955f286a7004559b4ddbb5d8b481043","width":350,"height":200},"classes":[]},{"id":18637,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/04\/14\/galileo-galilei\/","url_meta":{"origin":12923,"position":5},"title":"Galileo Galilei","author":"Bernd Leitenberger","date":"14. April 2026","format":false,"excerpt":"Auch heute wieder ein kleiner Ausschnitt aus dem aktuellen Manuskript an dem ich arbeite. Als ich an ihm arbeitete, fielen mir die Paralellen zur heutigen Trumpregierung auf und ich habe meinen Text unten noch um einen Absatz \u00fcber heute erg\u00e4nzt, der im Buch fehlt und dort auch nicht erscheint, es\u2026","rel":"","context":"In &quot;Allgemein&quot;","block_context":{"text":"Allgemein","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/allgemein\/"},"img":{"alt_text":"","src":"https:\/\/vg06.met.vgwort.de\/na\/e4f9253ed58c476b8b2cfc206b9a6fb5","width":350,"height":200},"classes":[]}],"jetpack_sharing_enabled":true,"amp_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12923","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/169"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=12923"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/12923\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=12923"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=12923"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=12923"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}