{"id":5875,"date":"2012-02-03T00:50:31","date_gmt":"2012-02-02T23:50:31","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=5875"},"modified":"2012-01-25T21:51:39","modified_gmt":"2012-01-25T20:51:39","slug":"unbemannte-marsbodenprobengewinnung-teil-5","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2012\/02\/03\/unbemannte-marsbodenprobengewinnung-teil-5\/","title":{"rendered":"Unbemannte Marsbodenprobengewinnung: Teil 5"},"content":{"rendered":"<p>In meinem letzten Teil will ich eine kleine Massenauflistung der Mission geben.<\/p>\n<p>Die Simulation basiert auf folgenden Eckdaten:<!--more--><\/p>\n<ul>\n<li>\u0394V: Mars \u2192 Marsumlaufbahn 300 x 33800 km: 5100 m\/s (600 m &uuml;ber Kreisbahngeschwindigkeit)<\/li>\n<li>\u0394V Erde \u2192 Marsumlaufbahn: 900-1200 m\/s, je nach Distanz bei der Ankunft.<\/li>\n<li>\u0394V Marsumlaufbahn \u2192 Erde: 1000 m\/s<\/li>\n<li>\u0394V Landung: 300 m\/s<\/li>\n<li>\u0394V Korrekturen Erde \u2192 Mars mit Lander: 100 m\/s<\/li>\n<li>spezifischer Impuls: 325,5 s (EAM-500 antrieb)<\/li>\n<li>Strukturfaktor des Aeroshells wie beim MSL (25,7%)<\/li>\n<li>Orbitertrockenmasse: 300 kg (ohne Antrieb)<\/li>\n<li>Landestufentrockenmasse: 500 kg (ohne Antrieb)<\/li>\n<li>Bodenproben: 1\/6 der Kapselmasse<\/li>\n<li>Beh&auml;lter: 1\/6 der Kapselmasse (abgeleitet aus Nutzlast der Fotonkapseln)<\/li>\n<li>Maximalnutzlast Delta IV Heavy: 7990 kg<\/li>\n<li>Strukturfaktoren bei Antrieben: Ein Achtel der Startmassse,<\/li>\n<\/ul>\n<table border=\"0\" frame=\"VOID\" rules=\"NONE\" cellspacing=\"0\">\n<colgroup>\n<col width=\"261\" \/>\n<col width=\"107\" \/> <\/colgroup>\n<tbody>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" width=\"261\" height=\"22\"><strong>R&uuml;ckstartstufe<\/strong><\/td>\n<td align=\"LEFT\" width=\"107\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Kapsel:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">200,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Bodenproben:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">33,3<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Beh&auml;lter:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">33,3<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Steuerung:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">50,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Summe:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">316,7<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Trockenmasse R&uuml;ckkehrstufe:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">410,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Treibstoff R&uuml;ckkehrstufe:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">3280,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Startmasse R&uuml;ckkehrstufe:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">3596,7<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Trockenmasse R&uuml;ckkehrstufe:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">726,7<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Geschwindigkeit:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">5106,8<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\"><\/td>\n<td align=\"LEFT\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\"><strong>Landestufe:<\/strong><\/td>\n<td align=\"LEFT\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Strukturmasse:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">600,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Tanks + Triebwerke<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">60,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Tanks voll<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">480,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Startmasse Landestufe:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">1080,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Startmasse mit R&uuml;ckkehrstufe:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">4610,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Geschwindigkeits&auml;nderung:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">305,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Aeroschild:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">1600,7<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Gesamtmasse Lander:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">6210,7<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\"><\/td>\n<td align=\"LEFT\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\"><strong>Orbiter\/Bus<\/strong><\/td>\n<td align=\"LEFT\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Orbiter Trockenmasse:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">300,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Tanks<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">150,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Tanks voll<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">1200,0<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Startmasse bei der R&uuml;ckkehr<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">980,7<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Treibstoff:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">303,6<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Startmasse bei Einbremsung<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">999,5<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Treibstoff Einbremsung::<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">456,8<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Treibstoff Kurskorrekturen<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">245,7<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\">Orbiter Treibstoff Gesamt:<\/td>\n<td align=\"RIGHT\">1006,1<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\"><\/td>\n<td align=\"LEFT\"><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td align=\"LEFT\" height=\"22\"><strong>Startmasse:<\/strong><\/td>\n<td align=\"RIGHT\">7710,7<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>Es sind so rund 33 kg Bodenproben gewinnbar. Eine h&ouml;here Ankunftsgeschwindigkeit schl&auml;gt vor allem auf den Orbiter durch, der wie man sieht jedoch der unkritische Teil ist (er wiegt nur 1420 kg beim Start). Springender Punkt ist der Strukturfaktor bei der R&uuml;ckkehrstufe, kann er z.B. von 8 auf 9 erh&ouml;ht werden, so erh&ouml;ht dies die Bodenproben auf 40 kg zu erh&ouml;hen, also rund 20% mehr.<\/p>\n<p>Beim Rover kann man die volle Startmasse einer Atlas V 531 ausn&uuml;tzen, das sind 600 kg mehr. Dieses Mehrgeweicht verteilt sich wie folgt:<\/p>\n<p>35 kg Treibstoff Cruise Stage<\/p>\n<p>69 kg Treibstoff Decent Stage<\/p>\n<p>35 kg verl&auml;ngerte Backshell<\/p>\n<p>bleibt Netto 460 kg (nimmt man die Startmassen die woanders angegeben sind, so sind es leider nur noch 131 kg, da nach einer anderen Quelle die Startmasse 3839 kg betr&auml;gt, hier sind Presskit und Website leider nicht identisch). Dazu kann der Lander um 50 kg leichter werden weil das chemische Labor entf&auml;llt. Daf&uuml;r wird ein zweiter Arm rund 120 bis 170 kg mehr wiegen und ein GPHS 30 kg mehr, sodass von einem Mindestmehrgewicht ohne Beh&auml;lter von 100 kg auszugehen ist.<\/p>\n<h3>Eine m&ouml;gliche Mission:<\/h3>\n<p>Start am 5.12.2013, C<sub>3<\/sub> = 9,35 km\u00b2\/s\u00b2<\/p>\n<p>Ankunft am 27.9.2014 mit C<sub>3<\/sub> = 10,08 km\u00b2\/s\u00b2 (v\u221e = 5,89 km\u00b2, abzubremsende Geschwindigkeit 1174 m\/s)<\/p>\n<p>Abflug am 13.12.2015 mit C<sub>3<\/sub> = 5,42 km\u00b2\/s\u00b2 (v\u221e = 5,35 km\u00b2, zu erbringende Geschwindigkeit 757 m\/s)<\/p>\n<p>(Berechnet mit IPTO_OCS, weitere Optimierung auf minimale Ankunftsgeschwindigkeit m&ouml;glich).<\/p>\n<p>Ankunft auf der Erde dann am 8.10.2016 &#8211; nach 39 Monaten. Die Verweilzeit auf dem Mars betr&auml;gt dann 443 Tage.<\/p>\n<p>F&uuml;r diese wurden die Geschwindigkeitsreserven oben berechnet. Die Nutzlast einer Delta IV Heavy f&uuml;r diese Bahn betr&auml;gt 8130 kg, das l&auml;sst noch etwas Spielraum (rund 400 kg), die am besten in den Orbiter Treibstoffvorr&auml;ten angelegt sind. Bedingt durch die Forderung nach minimaler Ankunftsgeschwindigkeit sind die Reisedauern mit 295 bzw. 300 Tagen sehr hoch. Eine l&auml;ngere Aufenthaltszeit kann man erhalten wenn man die Mission um ein Marsjahr verl&auml;ngert (+730 Tage) oder die Mission nahe des n&auml;chsten Minimalabstands (2018\/19) startet, wodurch k&uuml;rzere Flugzeiten von etwa 6-7 Monaten resultieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In meinem letzten Teil will ich eine kleine Massenauflistung der Mission geben. Die Simulation basiert auf folgenden Eckdaten:<\/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":[2319],"class_list":["post-5875","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-raumfahrt","tag-unbemannte-marsbodenprobengewinnung","entry"],"a3_pvc":{"activated":false,"total_views":381,"today_views":0},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack-related-posts":[{"id":18409,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2025\/09\/25\/die-landung-des-starships-auf-dem-mars\/","url_meta":{"origin":5875,"position":0},"title":"Die Landung des Starships auf dem Mars","author":"Bernd Leitenberger","date":"25. September 2025","format":false,"excerpt":"Es wird mal Zeit, sich mit der geplanten Marslandung des Starships zu besch\u00e4ftigen. 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