SpaceX zum Mars

maximilian

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Hallo Jörg,

...ganz einfach, in dem man mit dem "Glauben" erst gar nicht anfängt sondern sich zurücklehnt und zuschaut. Dann wird sich zeigen, was geht, und was nicht.
Das mache ich bei 99% aller Themen hier so. Kosmologie, Dunkle Materie, Quarks, Stringtheorie, Biochemie, „Strehl“... da kenne ich die Gundlagen und kann die meisten Fachausdrücke einordnen. Aber viel mehr nicht. Wenn die Damen und Herren vom CERN ankündigen, dass sie mit einem noch größeren Detektor Dunkle Energie nachweisen werden, dann kann ich mich tatsächlich nur zurücklehnen und drauf warten, dass sie ihren Erfolg in „Nature“ veröffentlichen. Ob das überhaupt realistisch ist, oder ob sie mit solch einer Ankündigung nur die Anschlußfinanzierung sichern wollen, kann ich nicht unterscheiden.

Aber hier ist das anders. Mein Fachgebiet war damals „Antriebs- und Energiesysteme für Raumfahrzeuge“ und ich habe sogar nach dem Diplom noch ein paar Jahre drangehängt. Und deswegen hat mein „Bullshit-Detektor“ bei solchen Themen eine ziemlich niedige Ansprechschwelle. Wenn mir etwas zu schön erscheint, um wahr zu sein, dann ist es in der Regel auch zu schön, um wahr zu sein... Und falls doch nicht, dann möchte ich wenigstens verstehen, wie es funktioniert!

Ich schließe es aber nach all den Schritten, die SpaceX hinbekommen hat, und von denen auch lange behauptet wurde, sie wären abseitige Irrwege, nicht aus.
Wer hat jemals ernsthaft behauptet, dass die Aktivitäten von SpaceX abseitige Irrwege sind? Die Falcon-Rakete hat von Anfang an auf sehr konservative und gut beherrschte Technik gesetzt. Das neue daran sind die wiederverwendbaren Unterstufen, die mit „Raketenkraft“ weich landen. Die dafür erforderliche Technik ist aber auch schon lange vorher entwickelt gewesen. Selbt die Apollo-Mondfähre hätte vollautomatisch auf ihrem Antriebsstrahl landen können.
Das einzige was man sich fragen konnte war, ob dem Herrn Musk nicht das Geld bzw. die Lust am Geldausgeben ausgehen, bevor das Produkt fertig entwickelt ist. Daran sind die meisten anderen privaten deratigen Unternehmungen gescheitert.

Viele Grüße
Maximilian
 

maximilian

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Hallo!

Ja, die Treibstoffproduktion auf dem Mars ist ein interessantes Thema.
Hier (Wiki) ein paar Zahlen dazu.
Kleine Brötchen backen ist was anderes... :oops:
Naja, das sind die Art Zahlen, die man bei einem brainstorming in die Runde wirft und die jemand auf der Rückseite von irgendeinem Schmierzettel notiert. Da stimmt bestenfalls die Größenordnung und zusätzlicher Aufwand durch die bittere Realität der technischen Umsetzung (im Grundstudium hiess es immer: „Sie denken bitte daran, dass irgendjemand Ihre Entwürfe auch herstellen können muß!“) steckt da noch gar nicht drin. Ein 60.000m2 Solarkraftwerk z.B. kann man vielleicht von der Masse her mit einem Spaceship zum Mars bringen. Aber passt es da auch hinein? Wir haben hier einen sehr großen Garten (ca. 1/10 des Solarkraftwerks auf dem Mars). Wenn ich mir vorstelle, dass ich den komplett mit Rollrasen auslege und dann noch 10 Schichten davon übereinander, dann brauche ich eine ziemliche Kolonne von Lastwagen, um das hier anliefern zu lassen... Nur so als ein Punkt unter vielen.

Ob das Konzept (Sabatier Prozess, Elektrolyse...) prinzipiell machbar ist auf dem Mars kann ich nicht sagen. Die (unterschätzten) Probleme dürften vor allem im Detail liegen, z.B. ob bzw. wie die erforderliche Reinheit der Reaktionskomponenten erreicht werden kann.
Kennen wir ja aus der Schulphysik/-chemie. Wenn bei der Elektrolyse ein paar Salzkörner im Wasser sind, dann entsteht erstmal Chlorgas und kein Wasserstoff... Dazu kommt, dass wirklich niemand weiß, um welche Menge und Art es sich bei dem Wassereis auf dem Mars handeln könnte. Ist das ein kilometerdicker Gletscher aus reinstem Wassereis wie in Grönland, auf dem ein paar Staubkörner liegen? Oder vielleicht doch eher der matschige Bodensatz von einem Tümpel? Wo man einen Kubikmeter Dreck ausgraben muss, um 10 Liter Flüssigkeit zu gewinnen, die man dann ncoh zweimal destillieren muss, bevor man überhaupt über Elektrolyse nachdenken kann.

Für eine Rückkehr von der Mondoberfläche wäre es einfacher.
Man könnte 50t CH4 mitbringen und 200t O2 auf der Oberfläche produzieren, das ist genug für den Rückflug vom Mond.
Laut den Behauptungen von SpaceX soll das Starship sogar ganz ohne Nachtanken zum Mond und zur Erde zurück fliegen können. Zumindest dann, wenn es im Erdorbit oder während des Fluges zum Mond betankt wird. Das wäre natürlich einer „Tankstelle“ auf dem Mond vorzuziehen, weil man dann überall landen könnte und nicht nur bei der Tankstelle.

Ich war und bin immer der Meinung, dass selbst die eingefleischtesten Mars-now and direct and skip-the-Moon Fans am Ende einsehen müssen, dass am Mond kein Weg vorbeiführt. Wenn einmal die Hardware zum Mars vorhanden ist, wird man sie auf jeden Fall zuerst auf dem Mond ausprobieren. Einfach weil es viel schneller geht, weil man nicht für jeden Iterationsschritt zwei Jahre warten muss.
Ja natürlich. So wie man das An- und Abdocken zwischen Apollokapsel und Mondlandefähre erstmal in Erdnähe ausprobiert hat. Was in dem Zusammenhang aber leider immer wieder lesen kann ist, dass der Mond das „Sprungbrett“ zum Mars sein soll. D.h. dass die Flüge zum Mars erstmal auf dem Mond landen, weil es von dort weniger Aufwand für den Flug zum Mars sein soll. Das ist aber in der Gesamtbilanz nicht so. Es sei denn, man könnte auch dem Mond einfach und in großer Menge Raketentreibstoff erzeugen. Was ich aber erst glaube, wenn ich es mit eignenen Augen gesehen habe.

Viele Grüße
Maximilian
 

MiMeDo

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Laut den Behauptungen von SpaceX soll das Starship sogar ganz ohne Nachtanken zum Mond und zur Erde zurück fliegen können. Zumindest dann, wenn es im Erdorbit oder während des Fluges zum Mond betankt wird. Das wäre natürlich einer „Tankstelle“ auf dem Mond vorzuziehen, weil man dann überall landen könnte und nicht nur bei der Tankstelle.
Ja, das stimmt im Prinzip. Man müsste auf eine elliptische Erdumlaufbahn ähnlich einer geostationären Transferbahn gehen und dort nachtanken. Allerdings müssen auch die Tanker auf diese Bahn (und ggf. ihrerseits dafür betankt werden), so dass man statt 5 bis 7 Tankerflüge eher so 12 bis 15 braucht. Ist aber trotzdem sinnvoll, denn bis eine grosse Sauerstoffproduktionsanlage auf dem Mond läuft, vergehen etliche Jahre mit vielen kleineren Vorversuchen. Man kann sich also quasi schrittweise annähern, ganz ähnlich wie das SpaceX ja mit den Erststufenlandungen auch erfolgreich gemacht hat.

Ja natürlich. So wie man das An- und Abdocken zwischen Apollokapsel und Mondlandefähre erstmal in Erdnähe ausprobiert hat. Was in dem Zusammenhang aber leider immer wieder lesen kann ist, dass der Mond das „Sprungbrett“ zum Mars sein soll. D.h. dass die Flüge zum Mars erstmal auf dem Mond landen, weil es von dort weniger Aufwand für den Flug zum Mars sein soll. Das ist aber in der Gesamtbilanz nicht so.
Absolut richtig. Und ich ärgere mich auch jedes Mal, wenn ich den Quatsch als Begründung für den Mond lese.

Es sei denn, man könnte auch dem Mond einfach und in großer Menge Raketentreibstoff erzeugen. Was ich aber erst glaube, wenn ich es mit eignenen Augen gesehen habe.
Und selbst wenn es funktioniert, dürfte es vermutlich praktischer sein, diesen Treibstoff irgendwo in eine Erdumlaufbahn (am besten wahrscheinlich sogar in eine niedrige Erdumlaufbahn) zu bringen um dort das Marsraumschiff aufzutanken. Oder jedweden anderen Kunden, incl. solche die "nur" in die geostationäre Bahn wollen.

Zwei Artikel zum Thema, einer vom März und einer von heute:
SpaceX beginning to tackle some of the big challenges for a Mars journey
NASA agrees to work with SpaceX on orbital refueling technology
Insbesondere letzterer auch mit politischen Seitenhieben.
Es ist für mich eines der grossen Rätsel der amerikanischen Raumfahrt, dass ein einzelner Senator den Fortschritt für mindestens 10 Jahre derart blockieren kann.

Gruss
Thorsten
 

maximilian

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Hallo!

Es ist für mich eines der grossen Rätsel der amerikanischen Raumfahrt, dass ein einzelner Senator den Fortschritt für mindestens 10 Jahre derart blockieren kann.
Definiere „Fortschritt Blockieren“... Der Senator arbeitet für seine Wähler in Alabama, denen die NASA nach langwierigen Beschlüssen den Bau der SLS Raketen und damit qualifierte Arbeitsplätze für viele Jahre/Jahrzehnte versprochen hat. Das SLS Prgramm ist ja insgesamt auch nicht weniger fortrschrittlich als das die Pläne von SpaceX. Und jetzt sollen plötzlich alle nach Elons Pfeife tanzen und das ganze Geld ihm überweisen? Da hätte ich als Senator auch auf Blockade gemacht.

Au weia. Da passt ja nicht viel zusammen (abgesehen davon, dass die Solarzellenfläche um den Faktor 10 zu klein angegeben ist...).

Ein Beispiel: Wenn das mit der Treibstoffproduktion auf dem Mars nicht klappen sollte, dann kann man ja auch ein Starship mit Treibstoff dorthin schicken. Aha! Da stellen sich doch gleich viele Fragen:

- Wie kann es sein, dass ein einzelnes Starship mit so viel Treibstoff auf dem Mars ankommen kann, dass dieser zur Betankung eines anderen Starships für den Rückflug ausreicht? Weiter oben im Text steht, dass man fünf Starships in die Umlaufbahn schicken muss, um eines für den Flug zum Mars zu betanken. Und zurück soll eines reichen?
Und wenn Starship B so viel Treibstoff zum Mars bringen kann, dass Starship A damit zurückfliegt, warum hat dann das Starship A nicht gleich so viel Treibstoff dabei gehabt? Und was passiert mit dem „Tanker“ auf dem Mars, nachdem der Treibstoff umgepumpt ist? Muss dann ein dritter kommen, um den zurückzuholen?

- Wie soll das mit dem „fuel transfer“ von einem Starship zum anderen auf dem Marsboden überhaupt gehen? In unmittelbarer Nähe landen ist ja wohl keine Option, denn da sind die Habitate, die Gewächshäuser, das Sonnenkraftwerk. Mit einem Schlauch geht es also nicht. Man braucht also einen Tankwagen für kryogene Treibstoffe. Ein Tankwagen für 10 Tonnen ist schon ziemlich groß (flüssiger Sauerstoff ist ein bisschen dichter als Wasser, flüssiges Methan ein bisschen weniger. Insgesamt also wie Wasser). Im Text heisst es, ein voller Tank wäre ideal für den Rückflug, es würde aber auch mit „weniger“ (wieviel weniger steht da nicht) gehen, wenn man auf Nutzlast verzichtet. Seien wir großzügig und sagen wir: Die Hälfte, also 500 Tonnen, müssen reichen. Dafür muss unser Tankwagen also 50 Mal kilometerweit auf unbefestigtem Marsboden hin- und herfahren. Da wissen die Astronauten dann schon, warum sie überhaupt auf dem Mars sind: Zum Traktorfahren...
- Wie soll das halbvoll betankte Starship überhaupt den Eintritt in die Marsatmosphäre und die Landung schaffen? Die Dinger sind dafür gemacht, mit 100 Tonnen Nutzlast und gerade genug Treibstoff für die Bremszündung anzukommen. Jetzt soll es plötzlich 500 Tonnen mehr Masse bei der Landung haben...

Ich könnte endlos so weiterschreiben und hier geht es gerade mal um einen Satz in dem Artikel. Tausend und eine Nacht sage ich nur. Die NASA ist gut beraten, wenn sie sich nicht von ihrem SLS Konzept abbringen lässt!

Viele Grüße
Maximilian
 

MiMeDo

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Hallo Maximilian!

Wir behandeln hier sehr aktuelle Themen, das merkt man daran, dass man auf Twitter einfach nur ein paar Stunden warten muss (und die richtigen Leute beobachten), und schon kommen neue (oder alte) interessante Infos!

Les dir einfach mal diesen Thread durch (von Anfang an):

Zitat von Eric Berger:
NASA announces new space tech partnerships. SpaceX fans will like this: "SpaceX will work with Glenn and Marshall to advance technology needed to transfer propellant in orbit, an important step in the development of the company’s Starship space vehicle."

There's a reason why NASA was basically forced to stop spending significant funds on cryo fuel storage (propellant depots) and transfer research on or around 2011. There's a reason why Richard Shelby told NASA, "No more f---ing depots" at that time. This is a Simply Lovely Step.

Digging through some old notes. Found this quote from a few years ago from a senior academic engineering source at the time. "Senator Shelby called NASA and said if he hears one more word about propellant depots he’s going to cancel the space technology program."
Zitat von George Sowers:
A lot of that was aimed at me and my advanced programs group at ULA. We had released a series of papers showing how a depot/refueling architecture would enable a human exploration program using existing (at the time) commercial rockets.

Boeing became furious and tried to get me fired. Kudos to my CEO for protecting me. But we were banned from even saying the “d” word out loud.

But physics cannot be silenced forever. Refueling is an incredible game changer, especially with fuel from space. Was a great moment for me to hear VP Pence talk fuel depots in his address at the Space Symposium in 2018.

Sad part is that ULA did a lot of pathfinding work in that area and could have owned the refueling/depot market, enriching Boeing (and Lockheed) in the process. But it was shut down because it threatened SLS.

Reminds me of the Kodak story. Kodak invented digital photography, but did not pursue because it threatened their film business. Now they are out of business...
Zitat von Eric Berger:
Thanks for sharing, George. Agree that ULA did a lot of pathfinding. It will be difficult for them to watch _if_ SpaceX gets this right.
Mehr kann man dazu wirklich nicht mehr sagen.


abgesehen davon, dass die Solarzellenfläche um den Faktor 10 zu klein angegeben ist...
Wie kommst du da drauf?
In dem Artikel schreiben sie von 1 Megawatt und 6000 Quadratmeter.
Mars ist 1,524 AE von der Sonne entfernt, die mittlere Solarkonstante ist folglich 1/1.524²=43% vom Wert der Erde. Also 1367x0.43=589W/m².
Mal 6000m² macht 3.5MW wenn senkrecht auf die Solarzellen.
1MW ergibt sich dann aus einem Wirkungsgrad von 28%.
Etwas optimistisch, aber nicht ein Faktor 10 daneben.
Du schreibst irgendwo weiter oben was von 60000m², das ist wohl aus dem Wikipedia Artikel der auch irgendwo weiter oben verlinkt ist. Ich hab mal schnell nachgerechnet, der Artikel hat ein paar Rechenfehler. 1MW braucht tatsächlich nur 6000m², nicht 60000. Allerdings haben die anscheinend einen 24 Stunden Betrieb angenommen: 780Tage x 24h x 1MW = 18,7GWh (16GWh werden gebraucht in dem Zeitraum).
Also besser mal einen Faktor 2 noch dazu geben, damit die wohlverdiente Nachtruhe eingehalten werden kann... :rolleyes::sleep:
Oder 3, für tiefstehende Sonne, Staubstürme und sonstige Reserven.


Wenn das mit der Treibstoffproduktion auf dem Mars nicht klappen sollte, dann kann man ja auch ein Starship mit Treibstoff dorthin schicken. Aha!
Ich denke das (oder die) Tankschiff(e) würden nicht landen. Man könnte das Refueling besser in einer Marsumlaufbahn durchführen. Aber du hast natürlich recht, der Extra-Aufwand wäre ziemlich beträchtlich.


Und schliesslich, auch heute Abend auf Twitter gefunden:
Ian Crawford: Dispelling the myth of robotic efficiency
Für die die es nicht durchlesen wollen, hier nur ein einziges Zitat daraus:
Zitat von Steve Squyres:
“[t]he unfortunate truth is that most things our [MER] rovers can do in a perfect sol [i.e. a martian day] a human explorer could do in less than a minute”

Gute Nacht!
Thorsten
 

MiMeDo

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Ein offizielles Update zum Stand von Starship&Co gibt es wohl
von Elon Musk am 24. August (ein Samstag).

Gruss
Thorsten
 

MiMeDo

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Haupthindernis scheint die Erlaubnis der Flugaufsichtsbehörde zu sein.
Wie gesagt, abwarten mit Geduld... :)
Thorsten
 

MiMeDo

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Oder eher 01:00?
10 Minuten vor dem Start sollten Polizeisirenen ertönen,
das dürfte ein guter Indikator sein..
 

MiMeDo

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Bei T -02:00 blieb der Countdown stehen...
Neuer T=0 steht noch nicht fest.

PS: "Short hold. Elon says T-5 mins or so. "
 

MiMeDo

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Die Uhr wurde auf -7 STUNDEN zurück gestellt und läuft.
Das dürfte aber kaum stimmen.
Ich denke ich gehe jetzt Richtung Bett.
Vorhin aus dem Urlaub zurück gekommen (Teneriffa :cool:)
und noch ein paar Tage Urlaub daheim, aber trotzdem...
Gute Nacht!
Thorsten

PS: “Second attempt possible today, continuing to evaluate."
 

MiMeDo

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Heute soll ein neuer Versuch mit dem Starhopper stattfinden.
Problem gestern waren wohl die Igniter des Raptor-Engine, die sind laut E. Musk recht "finicky".
Zeitpunkt heisst es allgemein ab 21:00 UTC, also jetzt, aber im Live Stream steht "5:00p CT".
Wenn wir davon ausgehen dass "CT" = Central Summer Time, dann wäre es wieder hier um Mitternacht.
Das ist wahrscheinlicher, denn im Live Stream tut sich noch nicht viel.

Klappt es heute? :unsure:

Thorsten
 

MiMeDo

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Auch wenn es "einfach" aussah, würde ich diesen Flug doch als "historisch" bezeichnen.
Das ist der Ur-Prototyp von dem Raumschiff, mit dem die Menschheit wieder zum Mond und weiter ins Sonnensystem fliegen kann. Wenn das eines Tages passiert, dann mit dem "Starship".
Das Fluggerät sieht primitiv aus ("Water-Tower"), aber der Antrieb ist weltklasse.
Man beachte z.B. die perfekte Schubvektor-Regelung, sichtbar am Schwenken des Abgasstrahls.

Gruss
Thorsten
 

MiMeDo

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Gerne doch! Freut mich wenn es jemand liest. :)
Das hier ist (glaube ich) das erste Forum überhaupt in dem ich Mitglied bin/war, und ich bin immer noch gerne hier.
Ausserdem habe ich diese Woche noch Urlaub, da kann man auch mal länger aufbleiben. :cool:
(Der Montag wird hart... o_O:coffee:)

Hier noch ein Artikel mit einem Video aus anderer Perspektive, ein bisschen Politik, und Info wie's weiter geht.

Gruss
Thorsten
 
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