{"id":16221,"date":"2022-12-05T11:37:08","date_gmt":"2022-12-05T10:37:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=16221"},"modified":"2022-12-05T11:42:13","modified_gmt":"2022-12-05T10:42:13","slug":"artemis-oder-apollo-on-valium","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2022\/12\/05\/artemis-oder-apollo-on-valium\/","title":{"rendered":"Artemis \u2013 oder Apollo on Valium"},"content":{"rendered":"<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p id=\"pvc_stats_16221\" class=\"pvc_stats all  \" data-element-id=\"16221\" style=\"\"><i class=\"pvc-stats-icon medium\" aria-hidden=\"true\"><svg aria-hidden=\"true\" focusable=\"false\" data-prefix=\"far\" data-icon=\"chart-bar\" role=\"img\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" viewBox=\"0 0 512 512\" class=\"svg-inline--fa fa-chart-bar fa-w-16 fa-2x\"><path fill=\"currentColor\" d=\"M396.8 352h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V108.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v230.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm-192 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V140.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v198.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm96 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V204.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v134.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zM496 400H48V80c0-8.84-7.16-16-16-16H16C7.16 64 0 71.16 0 80v336c0 17.67 14.33 32 32 32h464c8.84 0 16-7.16 16-16v-16c0-8.84-7.16-16-16-16zm-387.2-48h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8v-70.4c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v70.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8z\" class=\"\"><\/path><\/svg><\/i> <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"16\" height=\"16\" alt=\"Loading\" src=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-content\/plugins\/page-views-count\/ajax-loader-2x.gif\" border=0 \/><\/p>\n<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p>Ich will heute mal meine Meinung &uuml;ber Artemis bringen, wobei ich etwas zur&uuml;ckgehen muss, n&auml;mlich bis 2004, dem Geburtsjahr von Constellation. Constellation bestand aus vier Elementen von denen aber nur an drei bis zur Einstellung von Constellation entwickelt wurde:<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/vg08.met.vgwort.de\/na\/f8a4cf8ce1b8406c9a24cf4cc9e85e15\" alt=\"\" width=\"1\" height=\"1\" \/><\/p>\n<ul>\n<li>Der Ares I Tr&auml;gerrakete die Besatzungen mit der Orion in einen nahen Erdorbit bringen sollte, sowohl f&uuml;r ISS-Missionen wie auch Mondmissionen.<\/li>\n<li>Der Ares V Tr&auml;gerrakete die f&uuml;r eine Mondmission gedacht war, aber keine Besatzung transportiert.<\/li>\n<li>Der Orion als bemanntes Raumfahrzeug f&uuml;r vier Astronauten<\/li>\n<li>Dem Altair Mondlander der bei Einstellung noch nicht mal konzertiert war.<\/li>\n<\/ul>\n<p><!--more--><\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-medium\" src=\"\/img\/apollo-budget.png\" width=\"728\" height=\"413\" \/>Bei Constellation fing die heutige Misere schon an. Alle Raumfahrtprojekte haben einen Zyklus. Sie durchlaufen vier Phasen und in diesen vier Phasen ben&ouml;tigen sie unterschiedlich viele Finanzmittel. Typisch ist das die meisten Aufwendungen in der dritten Phase C der Entwicklungsphase entstehen. Danach kommt die eigentliche Realisierungsphase, die vergleichsweise geringe Kosten aufweist. Die Grafik gibt hier die Kosten des Apolloprogramms wieder. Man sieht das der h&ouml;chste Bedarf an Finanzmittel 1966 entstand, als sowohl <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/saturn5.shtml\">Saturn<\/a> wie Apollo CSM wie auch LM in der Entwicklung warne. Danach fiel er ab, weil die Projekte nach und nach die Entwicklungsphase verlie&szlig;en, als letztes das LM 1969. 1971\/72 als nur noch Fl&uuml;ge stattfanden, ben&ouml;tigte Apollo nur ein Viertel der Mittel von 1966. Ein Flug kostete am Schluss 450 Millionen Dollar, das ganze Programm aber &uuml;ber 25 Mrd. Dollar, das hei&szlig;t die Fl&uuml;ge machen nur einen kleinen Bruchteil der Gesamtkosten aus.<\/p>\n<p>Nun ist Apollo nicht ganz typisch f&uuml;r Raumfahrtprojekte. Die Vertr&auml;ge, die damals abgeschlossen wurden waren nicht Vertr&auml;ge wie heute bei denen es eine feste Summe gab, es waren \u201eCost plus Fee\u201c Vertr&auml;ge: Die NASA trug alle Kosten der Firmen und die bekamen eine Pr&auml;mie wenn sie das Ziel fr&uuml;her erreicht als ausgemacht \u2013 es gab schlie&szlig;lich die Deadline einzuhalten. Ingenieure berichteten Jahrzehnte sp&auml;ter von seltsamen Dingen. So testeten Sie J-2 Triebwehre und stellten eine nicht gravierende aber auff&auml;llige Abweichung fest und wollten die am n&auml;chsten Tag bei einem weiteren Testlauf &uuml;berpr&uuml;fen. Doch die Triebwerke waren schon weg und neue standen auf dem Teststand. Es wurde f&uuml;r die heutige Zeiten enorm viel getestet und enorm viel gefertigt. Vom erw&auml;hnten J-2 Triebwerk wurden 190 Exemplare gefertigt aber nur 78 davon eingesetzt.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-medium\" src=\"\/img\/iss-entwicklungskoisten.png\" width=\"583\" height=\"363\" \/>Die meisten Projekte haben einen solchen Verlauf. Doch nicht alle. Als zweites Beispiel f&uuml;ge ich hier die Kosten der ISS an. Die Grafik gibt nicht den ganzen Zyklus wieder: Bevor die Raumstation ISS hie&szlig; wurde schon mehrere Jahre an ihr gearbeitet nur eben unter den Bezeichnungen \u201eFreedom\u201c und \u201eAlpha\u201c. Die ersten beiden Phasen der Entwicklung fehlen daher in der Grafik. Die Grafik f&auml;ngt daher mit der kostenintensiven Phase C an und f&auml;llt wie zu Erwarten ab. Erst zum Ende hin steigt sie wieder an, weil sobald die Station im Kern fertiggestellt war die Versorgungsfl&uuml;ge begannen zuzunehmen was weitere Mittel erforderte.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-medium\" src=\"\/img\/space-shuttke-entwicklungskosten.png\" width=\"606\" height=\"445\" \/>Wenn ein Projekt dumm l&auml;uft kann es auch so enden wie beim Space Shuttle. Das wurde zum Ende hin teuer weil sich Probleme mit den Triebwerken und dem Hitzeschild h&auml;uften und man praktisch nochmal in die Entwicklung einsteigen musste. Aber: damals reagierte man darauf, wie man an dem ansteigenden Gesamtbudget der NASA in der Grafik sieht.<\/p>\n<p>Aber eine Eigenschaft hat keines der Projekte: das die Finanzierung auf einem konstanten Niveau bleibt und genau das ist das was die NASA bei Artemis leisten muss. Die Folgen sind, dass die NASA anstatt parallel zu entwickeln nacheinander entwickelt. Zuerst die Orion die nach Streichung von Constellation nie in Frage stand und bei der die Entwicklung auch danach weiter ging. Dann die SLS die neu entstand und die sich signifikant von der <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/ares-v.shtml\">Ares V<\/a> unterscheidet:<\/p>\n<ul>\n<li>Sie muss f&uuml;r bemannte Missionen qualifiziert sein: Das macht sie teurer. Die Ares V musste das nicht leisten. Die Besatzung w&auml;re mit einer Ares I gestartet, die Ares V mit dem Altairlander. Im Erdorbit w&auml;ren beide aneinander gekoppelt und die letzte Stufe der Ares V h&auml;tte die Kombination zum Mond bef&ouml;rdert. Da die Ares V die Orion in den Erdorbit gebracht h&auml;tte, w&auml;re so die Nutzlast zum Mond von 62,8 auf 71,1 t gestiegen.<\/li>\n<li>Die SLS erreicht in der ersten Ausbaustufe \u201eBlock IA\u201c nicht mal die H&auml;lfte der Nutzlast der Ares V. Das reicht angesichts der schweren Orion nicht mal f&uuml;r das Einbremsen in einen niedrigen Mondorbit und dessen Verlasen. Eine neue Oberstufe soll dies von 28 auf 38 t steigern. Das ist aber immer noch weniger als die Saturn V schaffte (49,5 t) und das macht eine komplett neue Missionsplanung n&ouml;tig.<\/li>\n<\/ul>\n<p>De Faktor reicht die SLS nicht f&uuml;r klassische Mondmissionen wie bei Apollo. Also das Einschwenken in einen niedrigen Orbit und Landung aus diesem. Das hat gravierende Auswirkungen auf das Artemisprogramm. Nur so ist die Verwendung des Halo-Orbits zu verstehen. Der Halo Orbit ist ein stabiler Orbit um den Mond der die Eigenschaft hat, das er bezogen auf die Oberfl&auml;che eingefroren ist, man also jederzeit aus ihm heraus das vorgesehene Landegebiet erreicht.<\/p>\n<p>Gegen&uuml;ber einem niedrigen Mondorbit wie ihn Apollo, aber auch die sowjetischen <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/luna.shtml\">Luna Sonden<\/a> vor der Landung einnahmen, hat er den Vorteil das der Geschwindigkeitsbedarf etwa 460 m\/s gegen&uuml;ber 900 bis 1000 m\/s betr&auml;gt. Da dasselbe Man&ouml;ver auch bei der R&uuml;ckkehr n&ouml;tig ist und der Mondlander fehlt, ben&ouml;tigt die aktuelle Artemis 1 Mission nur wenig Treibstoff und so kommt sie mit einer Block IA SLS mit nur 28 t Nutzlast aus, obwohl die Trockenmasse mit 19,5 t erheblich h&ouml;her ist als bei Apollo mit 11,9 t.<\/p>\n<p>Das ganze ist nat&uuml;rlich nicht ohne Preis. Der Mondlander muss genau die eingesparte Geschwindigkeitsdifferenz zus&auml;tzlich aufwenden, aber er ist eben erheblich leichter als das CSM und beim CSM spart man in jedem Falle Treibstoff ein. Nur so kann die NASA eine Mondmission durchf&uuml;hren, die so in zwei Missionen in den Haloorbit (einmal Lander und einmal Orion) aufgeteilt wird und so mit der SLS trotz beschr&auml;nkter Nutzlast auskommt. Zwei SLS haben mit der noch kommenden Oberstufe f&uuml;r Block IB ziemlich genau die Nutzlast einer Ares V\/<a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/ares-i.shtml\">Ares I<\/a> Kombination.<\/p>\n<p>Damit die &Ouml;ffentlichkeit das nicht merkt und dumm fragt, warum man denn diesen komischen Orbit einschl&auml;gt, kam die NASA noch auf eine tolle Idee. Sie kombinierte den Orbit mit einer kleinen Raumstation, dem Lunar Gateway. Das hat mehrere Vorteile:<\/p>\n<ul>\n<li>Es entzerrt den Flugplan. Da die NASA nicht f&auml;hig ist mehrere SLS-Missionen zeitnah zu starten, kann die Besatzung an dem Lunar Gateway warten bis der Lander gestartet ist.<\/li>\n<li>Module f&uuml;r Raumstationen zu bauen, damit hat man nach der ISS viel Erfahrung, sie kosten nicht viel.<\/li>\n<li>ESA und JAXA entwickeln eigene Module, die hinzukommen, f&uuml;r die man gar nichts zahlen muss und man kann das als internationale Zusammenarbeit verkaufen.<\/li>\n<li>Man verkauft der &Ouml;ffentlichkeit das Lunar Gateway als erste Raumstation im Mondorbit und Forschungsstation obwohl die Erforschung aus dem Orbit viel billiger und effizienter durch Satelliten erfolgen kann.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Das Grundproblem bei Artemis ist und bleibt die Finanzierung. Das Problem hatte schon Constellation. Aber damals beschloss die NASA um Mittel freizubekommen das Space Shuttle einzustellen, nachdem die ISS fertiggestellt ist und die ISS nach zehn Jahren einzustellen. Sie h&auml;tte beide Projekte sogar sofort einstellen wollen (wir erinnern uns: 2004 ist ein Jahr nach dem <a href=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/columbia-iss.shtml\">Verlust der Columbia<\/a>), aber dummerweise gab es die Vertr&auml;ge mit ESA und JAXA die f&uuml;r ihre Beteilligung einen Betrieb ihrer Module &uuml;ber zehn Jahre vorsahen. ISS und Space Shuttle kosteten zusammen zwischen 5 und 6 Milliarden Dollar pro Jahr, das &uuml;ber zehn Jahre summiert ergibt einen sch&ouml;nen Betrag der eben bei der SLS fehlt. Dabei hatte auch Constellation das Problem, dass die NASA die Kosten viel zu gering ansetzte, so war als das Programm 2011 eingestellt wurde, die Arbeit am Altair Lander noch gar nicht begonnen worden, weil es an Mitteln fehlte. Bei Artemis bedeutet die noch knappere Finanzierung da jede Budget&uuml;berschreitung, die es vor allem bei der SLS gab das Programm weiter verz&ouml;gert.<\/p>\n<p>Die NASA hat seit Apollo einen immer <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Budget_of_NASA\">kleineren Anteil am US-Haushalt<\/a>. Absolut gesehen bekommt die NASA mehr Geld, doch das ber&uuml;cksichtigt eben nicht die Inflation und der US-Haushalt ist in den letzten Jahrzehnten enorm gewachsen. Als die ISS entstand, also das letzte Gro&szlig;projekt hatte das NASA-Budget einen Anteil von 0,8 Prozent am Haushalt. Heute sind es unter 0,5 Prozent. W&uuml;rde man es nur auf das NASA Budget nur auf diese 0,8 Prozent anheben, so w&auml;ren das rund 12 Milliarden Dollar mehr, <a href=\"https:\/\/www.nasa.gov\/sites\/default\/files\/atoms\/files\/fy23_nasa_budget_request_summary.pdf\">2022 lag das Budget<\/a> f&uuml;r die Deep Space Exploration Systems, unter denen Artemis l&auml;uft, bei 6.750 Millionen Dollar. So kann sich die NASA aber gerade mal eine Artemismission alle zwei Jahre leisten, weil eine Mission enorm viel kostet \u2013 die aktuelle Artemis 1, 4,1 Milliarden Dollar, und dabei ist nicht mal ein Lander dabei, dessen P<a href=\"https:\/\/spacenews.com\/nasa-awards-spacex-1-15-billion-contract-for-second-artemis-lander-mission\/\">rototyp weitere 1,15 Milliarden Dollar kostet<\/a>. Dabei setzt die NASA ja schon auf andere Tr&auml;ger, welche die Module des Lunar Gateways bef&ouml;rdern sollen, vor allem die Falcon Heavy. Sonst w&auml;re das Gateway nicht finanzierbar. Noch mehr Mittel w&uuml;rde eine echte Raumstation auf der Mondoberfl&auml;che erfordern. Ohne diese w&auml;re eine Erforschung beschr&auml;nkt auf einige Tage Aufenthalt. Viel l&auml;nger kann man bei begrenztem Raum in einem Mondlander aushalten und f&uuml;r viel l&auml;ngere Aufenthalte braucht man auch ein regeneratives Lebenserhaltungssystem und eine dauerhafte Stromversorgung, die sich v&ouml;llig von der von Kurzzeitmissionen unterscheidet. Weil ein Mondtag etwa 14 Tage dauert und dann eine 14 Tage lange Mondnacht sich anschlie&szlig;t, ben&ouml;tigt eine Raumstation eine nukleare Stromversorgung die auch noch nicht entwickelt ist. Eine Mondbasis erfordert also weitere deutlich h&ouml;here Investitionen, die nicht im Budget vorhanden sind. Artemis wird daher erst Fahrt aufnehmen wenn die ISS aufgegeben wird, nach derzeitigem Zeitplan ist das 2030 der Fall. Dann werden wenn man das Budget von 2022 als Basis nimmt, 4,1 Milliarden Dollar pro Jahr frei, die die ISS und ihre Transportfl&uuml;ge derzeit pro Jahr kosten.<\/p>\n<p>Die NASA hat das Constellation Programm wegen der &Auml;hnlichkeit zu dem Apolloprogramm, vor allem aber der &auml;hnlichen Architektur, als \u201eApollo on Steroids\u201c bezeichnet. Bedenkt man den langsamen Fortschritt von Artemis, das nun ja auch schon zehn Jahre alt ist mit einer Mission alle zwei Jahre w&auml;re f&uuml;r das Programm dann wohl die Bezeichnung \u201eApollo on Valium\u201c angebracht. F&uuml;r alle j&uuml;ngeren Leser: Valium (chemisch: <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Diazepam\">Diazepam<\/a>) war ein zu meiner Zeit popul&auml;res Beruhigungs- und Schlafmittel. Eine Nebenwirkung war, das Personen die Valium nahmen unmotiviert waren und ihnen so so ziemlich alles egal war.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p id=\"pvc_stats_16221\" class=\"pvc_stats all  \" data-element-id=\"16221\" style=\"\"><i class=\"pvc-stats-icon medium\" aria-hidden=\"true\"><svg aria-hidden=\"true\" focusable=\"false\" data-prefix=\"far\" data-icon=\"chart-bar\" role=\"img\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" viewBox=\"0 0 512 512\" class=\"svg-inline--fa fa-chart-bar fa-w-16 fa-2x\"><path fill=\"currentColor\" d=\"M396.8 352h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V108.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v230.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm-192 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V140.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v198.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zm96 0h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8V204.8c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v134.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8zM496 400H48V80c0-8.84-7.16-16-16-16H16C7.16 64 0 71.16 0 80v336c0 17.67 14.33 32 32 32h464c8.84 0 16-7.16 16-16v-16c0-8.84-7.16-16-16-16zm-387.2-48h22.4c6.4 0 12.8-6.4 12.8-12.8v-70.4c0-6.4-6.4-12.8-12.8-12.8h-22.4c-6.4 0-12.8 6.4-12.8 12.8v70.4c0 6.4 6.4 12.8 12.8 12.8z\" class=\"\"><\/path><\/svg><\/i> <img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"16\" height=\"16\" alt=\"Loading\" src=\"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-content\/plugins\/page-views-count\/ajax-loader-2x.gif\" border=0 \/><\/p>\n<div class=\"pvc_clear\"><\/div>\n<p>Ich will heute mal meine Meinung &uuml;ber Artemis bringen, wobei ich etwas zur&uuml;ckgehen muss, n&auml;mlich bis 2004, dem Geburtsjahr von Constellation. 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