{"id":787,"date":"2009-05-11T11:53:37","date_gmt":"2009-05-11T09:53:37","guid":{"rendered":"http:\/\/bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=787"},"modified":"2009-05-11T11:53:37","modified_gmt":"2009-05-11T09:53:37","slug":"gehts-auch-ne-nummer-kleiner","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2009\/05\/11\/gehts-auch-ne-nummer-kleiner\/","title":{"rendered":"Gehts auch ne Nummer kleiner?"},"content":{"rendered":"\n<p>Neben den klassischen Raumsonden, die einige Hundert Kilo wiegen oder gar einige Tonnen, gibt es immer wieder die Idee auch viel kleinere Raumsonden zu bauen. Es stellt sich dann immer das Kosten\/Nutzen Verh&auml;ltnis. Instrumente sind nicht beliebig verkleinerbar, kleinere Sendeantennen und eine geringere Sendeleistung (durch niedrigere Leistung der Solarzellen) bewirken kleine Datenraten. Auf der anderen Seite hat man Entwicklungskosten und Startkosten die nicht im gleichen Ma&szlig;e veringerbar sind. So ist eine kleinere Rakete meistens pro Kilogramm Nutzlast teurer als eine gro&szlig;e. Trotzdem habe ich mir mal selbst eine Aufgabe gestellt und zwar eine anspruchsvolle.<\/p>\n<p>Ist es m&ouml;glich eine Raumsonde zu Jupiter zu starten die nicht teuer ist und trotzdem noch n&uuml;tzlich? Dazu muss man nat&uuml;rlich definieren was &quot;nicht teuer&quot; ist. Ich habe dies dahingehend definiert:<\/p>\n<ul>\n<li>Preiswerter Raketenstart (Dnepr, Rockot oder Ariane 5 Sekund&auml;rnutzlast)<\/li>\n<li>Keine RTG (extrem teure Energiequelle)<\/li>\n<\/ul>\n<p>Ich habe mich mal f&uuml;r eine Sekund&auml;rnutzlast einer Ariane 5 in den GTO Orbit entschieden (maximal 600 kg). Kann man da &uuml;berhaupt noch nennenswert Nutzlast zum Jupiter bringen? Ja, aber nicht auf direktem Weg. Mein Konzept sieht folgendes vor:<\/p>\n<p><!--more--> <\/p>\n<ul>\n<li>Nutzen eines chemischen Antriebs (500 N Satellitenapog&auml;umsmotor von EADS) um zur Venus zu fliegen (v=1200 m\/s)<\/li>\n<li>Auf dem Weg zur Venus und auf dem R&uuml;ckweg Betrieb eines Ionenantriebs. <\/li>\n<li>Schwung-Holen bei der Venus (3 km\/s).<\/li>\n<li>&Uuml;brig bleiben noch etwa 10 km\/s die der Ionenantrieb aufbringen muss. Ein Flug zur Venus dauert etwa 4 Monate. Dann kommt der R&uuml;ckweg von nochmals 3 Monate und mit steigendem Sonnenabstand wird die Beschleunigung geringer. Realistischerweise sollte die Sonde die 10 km\/s also in deutlich unter einem Jahr, Ich habe mir rund 10 Monate Zeit gesetzt.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Sie finden hier ein <a href=\"\/download\/jupiter-minisonde.xls\">EXCEL Sheet <\/a>mit den Daten. Die wesentlichen Parameter die man variieren kann sind in gr&uuml;n unterlegten Feldern vorhanden. Wichtig ist die Ausstr&ouml;mgeschwindigkeit des Ionenantriebs (je h&ouml;her, desto weniger Treibstoff wird verbraucht, aber auch je l&auml;nger dauert die Reise) und das Gewicht der Solarzellen (je mehr, desto schneller geht es, aber desto kleiner ist die Netto Sondenmasse). Alles andere sind typische Performanceparameter, so wiegt bei gro&szlig;en Solarzellen ein m? rund 4 kg, arbeiten die Solarzellen vorwiegend fern der Erde, so sind mit Solarkonzentrationen auch niedrigere werte von rund 2 kg7m? m&ouml;glich. <\/p>\n<p>Sie werden bei der Simulation sehen, dass man einen Tod sterben muss: Hohe Ausstr&ouml;mgeschwindigkeiten z.B. senken den Treibstoffverbrauch (h&ouml;here Sondenmasse), aber die Reise dauert l&auml;nger. Daf&uuml;r kann man dann gr&ouml;&szlig;ere Solarpanels verwenden. Unter der Nebenbedingung, dass auch bei Jupiter auch noch mindestens 200 Watt Strom vorhanden sein soll ergibt sich dann ein Optimum bei rund 60 km\/s.<\/p>\n<p>Das Excel Sheet kl&auml;rt uns auf, dass dann noch eine Sonde m&ouml;glich ist, die bei Jupiter noch rund 225.9 kg wiegt. Ohne Antriebsystem und Solarzellen sind es noch 99.5 kg. (Galileo w&uuml;rde ohne Stromversorgung und Antriebssystem rund 830 kg). Das ist nicht viel, aber es w&uuml;rde ausreichen f&uuml;r ein gr&ouml;&szlig;eres oder zwei kleinere Experimente. Will man die Vers&auml;umnisse bei der Galileo Mission nachholen, so w&auml;re ein Plasmawelleninstrument oder eine Kamera\/kombiniertes Spektrometer sinnvoll. Zwar k&ouml;nnte die Sonde keine sehr gro&szlig;e Sendeantenne mitf&uuml;hren, aber der Strom w&uuml;rde ausreichen f&uuml;r einen mittelstraken Sender. Eine 1.5 m Antenne und ein 20 Watt Sender m&uuml;ssten drin sein. So sind immerhin 20 KBit\/s vom Jupiter aus m&ouml;glich &#8211; rund die 100 fache Datenrate von Galileo. Rund 400 Bilder mit 1 MPixel Gr&ouml;&szlig;e bei JPEG Komprimierung w&auml;ren dies bei 6 Stunden Funkkontakt pro Tag.<\/p>\n<p>Nat&uuml;rlich geht dies nur, wenn die Sonde nicht nur beim Bau und der Entwicklung preiswert ist, sondern auch im Betrieb, z.B. ein kleines Betreuungsteam erfordert, weil sie selbst weitgehend autonom arbeiten kann. Trotzdem sehe ich hier ein Chance. Eine Sekund&auml;rnutzlast f&uuml;r die Ariane wird pro Kilogramm preiswerter sein als die Hauptnutzlast, so sollte der Start rund 10 Millionen Euro kosten. Eine Rockot und eine Dnepr liegen in derselben Gr&ouml;&szlig;enordnung (da die eine Nutzlast in einem niedrigen Erdorbit aussetzen w&auml;re das chemische Antriebsmodul gr&ouml;&szlig;er und w&uuml;rde erst mit einigen Z&uuml;nden einen elliptischen Erdorbit anstreben, bevor die Erde endg&uuml;ltig verlasen wird). Die Nutzlast ist dann eher kleiner als bei einer Ariane 5 Sekund&auml;rnutzlast.&nbsp; Nimmt man dann rund die 4 fache Summe f&uuml;r die Sonde an, so kommt man auf 50 Millionen Euro, dazu vielleicht weitere 10 Millionen Euro f&uuml;r die Missionsdurchf&uuml;hrung. Dann kostet die Mission rund 60 Millionen Euro &#8211; nicht billig, aber preisg&uuml;nstig, zumindest f&uuml;r eine Mission ins &auml;u&szlig;ere Sonnensystem. Mehr noch: Gibt es die Sonde einmal, so k&ouml;nnte man eine Nachfolgesonde mit weiteren Experimenten starten.<\/p>\n<p>Etwas g&uuml;nstiger sieht es bei Missionen zur Venus oder Mars (Mond liegt etwas g&uuml;nstiger), hier sind rund 196 kg noch &uuml;brig, wenn ein Orbit erreicht wird. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Neben den klassischen Raumsonden, die einige Hundert Kilo wiegen oder gar einige Tonnen, gibt es immer wieder die Idee auch viel kleinere Raumsonden zu bauen. Es stellt sich dann immer das Kosten\/Nutzen Verh&auml;ltnis. Instrumente sind nicht beliebig verkleinerbar, kleinere Sendeantennen und eine geringere Sendeleistung (durch niedrigere Leistung der Solarzellen) bewirken kleine Datenraten. Auf der anderen [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":169,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-787","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-raumfahrt","entry"],"a3_pvc":{"activated":false,"total_views":382,"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":787,"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":18504,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/01\/25\/die-glorreichen-10-satellitenrekorde\/","url_meta":{"origin":787,"position":1},"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":18423,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2025\/10\/04\/die-schwere-landung-des-starships-auf-dem-mars-2\/","url_meta":{"origin":787,"position":2},"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":787,"position":3},"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":18614,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/03\/29\/galileos-cds-teil-3\/","url_meta":{"origin":787,"position":4},"title":"Galileos CDS &#8211; Teil 3","author":"Bernd Leitenberger","date":"29. M\u00e4rz 2026","format":false,"excerpt":"So nun zum dritten Teil \u00fcber das prim\u00e4re Computersystem von Galileo, das CDS. Nachdem sich die ersten beiden Teile nur mit dem RCA 1802, warum er gew\u00e4hlt wurde und seiner Architektur befassten geht es heute um das Computersystem selbst. Der Artikel schlie\u00dft so an seine beiden Vorg\u00e4nger gestern und vorgestern\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\/6e7f572a246b4ac395de9c260733b707","width":350,"height":200},"classes":[]},{"id":18409,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2025\/09\/25\/die-landung-des-starships-auf-dem-mars\/","url_meta":{"origin":787,"position":5},"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. Das tut ja anscheinend keiner au\u00dfer mir, sonst w\u00e4re anderen schon etwas aufgefallen. Die Grundproblematik ist die gleiche wie f\u00fcr Raumsonden: Der Mars hat eine extrem d\u00fcnne Atmosph\u00e4re. Deren Bodendruck liegt bei \"Normalnull\" (mangels Meeren willk\u00fcrlich festgelegt\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:\/\/vg01.met.vgwort.de\/na\/0c873c0799fe4a22aedc6879d71e9a71","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\/787","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=787"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/787\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=787"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=787"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=787"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}