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Raumfahrt => Fragen und Antworten: Raumfahrt => Thema gestartet von: RaumRostock am 19. September 2015, 23:29:54
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Hallo, mich triebt schon lange der Gedanke um, wie man effiezient eine Raumstation realisieren könnte.
Jetzt hat mich in meinen letzten Semesterferien der Ehrgeiz gepackt und hat mich dazu gebracht, an einem Konzept zu arbeiten.
Nun fehlen mir in meinem Konzept aber leider ein paar Fakten.
Wieviel Treibstoff benötigt man mindestens um 5t halbwegs sanft auf dem Mond zu landen? (Die Anreise kann ruhig Monate dauern)
Welchen Durchmesser haben die Nutzlastverkleidungen von den gängien Raketen? (Also wie groß kann man die Module planen?)
Wäre jemand interessiert mir zu helfen?
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Faring Durchmesser: Ariane5 - 5,4m , Delta4 Heavy - 5m , SLS Block1 - 5m Block2 8,4m ...
Willst du nur das endprodukt, diese Mondstation, entwerfen oder auch den speziellen Weg dorthin inc verschiedener Ausbaustufen, Aufbauplan, Raumstation in Lunaren Orbit...?
Weißt du schon, wo du überhaupt hin willst? Wofür soll die Station da sein?
Soll das eine Private oder Staatliche station sein?
Konkreter:
An welchen Antrieb zum Mond hast du gedacht? SEP oder chemisch oder ne mischung aus beidem? Wenn du Personal hin schaffen willst muss es eigentlich chemisch sein.
Hier musst du noch mal strikt den weg von LEO zum LLO trennen vom Weg vom LLO zur Mondoberfläche.
Dann können dir deltaV Charts helfen.
z.b. https://images.raumfahrer.net/up049662.png (https://images.raumfahrer.net/up049662.png)
Sind zum LLO etwa 4000 m/s und zur Oberfläche dann noch mal 1800 m/s.
(Sollen die 5t reine Nutzlast sein oder ist da die Landefähre ect pp mit dabei?)
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Das Endprodukt soll ein Station im Erdorbit sein, die Ressourcen vom Mond verarbeitet. Es soll eine private Station sein, die aber staatliche Institute willkommen heißt und ihnen Dienstleistungen (z.B. ein kleines Labor im All) anbietet.
( in finde es beschämend, dass der reichste Kontinent der Welt, so wenig Zukunftsweisendes zustande bringt)
Die Mondkapsel soll nur Ca. 5t Material vom Mond holen. Für das Gewicht der Kapsel selbst hatte ich5t geschätzt. Der Antrieb soll so gestaltet sein, das der Flug möglichst Billig wird. Daher sollte der Anflug möglichst langsam sein, um wenig Treibstoff zum bremsen zu verschwenden.
Mit dem Material sollen dann neue Module auf der Station gefertigt werden.
Das Konzept soll nicht nur aus der fertigen Station bestehen, sondern auch den Weg dorthin beschreiben.
(Vielleicht könnte man am Ende, mit der richten Crew, das Projekt auch mal in Angriff nehmen.)
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Das DeltaV, das du brauchst, um eine Sonde auf den Mond zu schicken und dann mit rund 5 t Material wieder zurück in den Erdorbit, dürfte summa summarum ähnlich sein, wie wenn du das material gleich von der Erde aus ins All startest. Das einzige, was ansatzweise Sinn ergäbe, wäre ein wiederverwendbarer Mondkomplex, der auf dem Mond Proben einsammelt, sie zu einer Raumstation bringt und nach dem auftanken wieder gen Mond startet. Aber da bräuchte man wohl nicht mehr als maximal 100 kg Probennutzlast...
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Für den Start zum Mond, habe ich mit nem "Rail-gun" Abschuss der Sonde gerechnet, um Treibstoff zu sparen. (Da muss natürlich herausgefunden werden, wie sich das mit dem Treibstoff in der Sonde verträgt). Die Sonde sollte dann immer zwischen Mond und Station pendeln.
Eine zugehörige Mondbasis wollte ich vermeiden, damit für den punktgenauen Anflug kein Treibstoff draufgeht. Die Sonde soll nur landen, sammeln, abheben.
Ob man durch mechanisches Abstoßen vom Mond Treibstoff sparen kann?
Meine Überlegung war, wenn man 500kg Treibstoff hin und zurück braucht, könnte man mit einer Falcon 9 Heavy 100Flüge ausstatten und somit 500t Baumaterial besorgen.
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ich glaub da hast du GANZ falsche Vorstellungen:
Nur für einen ersten vergleich um die größenordnungen klar zu stellen: Apollos Landemodul wog 15,2t, hatte insg. 10,2 t Treibstoff an bord, kam damit nur bis in den LLO und war nur zum teil wiederverwendbar (voll wiederverwendbar ist noch Energieaufwändiger).
Nutzlast: vlt 500kg
Heutzutage ginge so etwas schon ein wenig effizienter ABER du brauchst immer noch viel mehr Treibstoff als du überhaupt Nutzlast hast.
ps: davon ab - was willst mit Mondgestein im Leo?
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Für den Start zum Mond, habe ich mit nem "Rail-gun" Abschuss der Sonde gerechnet, um Treibstoff zu sparen. (Da muss natürlich herausgefunden werden, wie sich das mit dem Treibstoff in der Sonde verträgt). Die Sonde sollte dann immer zwischen Mond und Station pendeln.
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Hallo RaumRostock,
bei dem Gedanken fehlt etwas: Impulserhaltung zwischen Station und Sonde. Beim Abschuss per Railgun gewinnt die Sonde Impuls ... und die Raumstation verliert gleichviel Impuls. Dann muss die Raumstation selbst wieder beschleunigen, um im Orbit zu bleiben ... mit Treibstoff. Du sparst also nichts.
Du verlierst sogar ... weil jetzt die große, massenreiche Station mit Treibstoff manövriert werden muss, was mehr Treibstoff erfordert, als wenn eine kleinere Masse beschleunigt wird.
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Naja Apollo musste ja auch in einer Woche hin und zurück, da geht eine Menge Treibstoff drauf. Außerdem mussten die Astronautn auch wieder auf die Erdoberfläche. Insgesamt soll das LEO-Mondsystem auf Treibstoffreduzierung ausgelegt sein.
Am Mond in teressant sind vor allem Oxide und Metalle.
An dem Problem mit dem Rückstoß feile ich noch. Da ist die größte Unbekannte, wie effektiv die "Rail-gun" Technlogie im All funktioniert. Wenn man die 34 km/s, die man im Labor auf der Erde erreicht, auch nur zu 2/3 erreichen könnte. Dann würde man gleichzeitig sogar die Station durch den Rückstoß beschleunigen können.
http://derstandard.at/2000021897119/Wie-man-auf-dem-Mond-ein-Video-dreht (http://derstandard.at/2000021897119/Wie-man-auf-dem-Mond-ein-Video-dreht) Weiß jemand, wie bei denen der Verbrauch aussieht?
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Das ändert aber nichts an der Impulserhaltung. Mit jedem Abschuss änderst du den Orbit der Station, langsamer oder schneller werdend. Man kann jetzt natürlich die Abschüsse kombinieren, an der jeweils richtigen Position im Orbit: Abschuss 1 bremst die Station ... Abschuss 2 beschleunigt sie wieder ... Abschuss 3 bremst sie wieder ... usw.
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Oder es wird einfach nur der Wiederstand im LEO ausgeglichen. Die ISS muss ja auch ständig angehoben werden.
Oder man macht den Abschuss senkrecht zur Flugrichtung/parallel zur Erdoberfläche und nimmt die Kursverschiebung in Kauf. Dann müsste die Beschleunigung auch gar nicht so groß sein.
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Naja Apollo musste ja auch in einer Woche hin und zurück, da geht eine Menge Treibstoff drauf. Außerdem mussten die Astronautn auch wieder auf die Erdoberfläche. Insgesamt soll das LEO-Mondsystem auf Treibstoffreduzierung ausgelegt sein.
Am Mond in teressant sind vor allem Oxide und Metalle.
Mir ging es hier nur um den Abschnitt Mondorbit - Mondboden - Mondorbit. Für den Rest käme natürlich noch zusätzlicher Aufwand/Treibstoffverbrauch dazu!
Glaub mir einfach wenn ich dir sage: es wäre auf jeden Fall ökonomischer, einen einfachen Veredlungsprozess auf dem Mond selbst aufzubauen. (und selbst dann lohn es sich nicht mal dann, wenn du ganz einfach reine Diamanten extrahieren könntest)
Oder mal um eine Zahl in den Raum zu stellen: du brauchst vlt 15-40 tonnen treibstoff um eine Tonne Mondgestein in den Leo zu bringen.
Dh. mit deiner F9h würdest du etwa 2 Tonnen (sehr unedles) Baumaterial gewinnen können.
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Insgesamt soll das LEO-Mondsystem auf Treibstoffreduzierung ausgelegt sein.
Am Mond in teressant sind vor allem Oxide und Metalle.
Ich denke, dieser Gedanke führt zu einer ganz wichtigen Frage: Du bist nur ein einem kleinem Teil des geschürften Mondgesteins interessiert. Warum willst du das für deine Zwecke unbrauchbare Gestein mit viel Aufwand transportieren?
Wäre es nicht deutlich wirtschaftlicher, auf Dem Mond eine Anlage zu plazieren, die die nutzbaren Rohstoffe vom restlichen Mondgestein trennt und dann nur die interessanten Stoffe auf den Weg in den LEO schickt?
Das Credo von Constellation, die auf dem Mond gelandete Masse zu maximieren war garnicht mal so dumm....
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Ich bin mir nicht sicher wieviel Mondgestein/staub sich verwerten lässt. Ich bin von etwa 95% ausgegangen.
Ursprünglich wollte ich den ohnehin langsam anflug nur geringfügig mit Treibstoff abbremsen und den Rest, wie bei diversen Marslandungen, mit Ballons abfangen. Für die Rückreise sollten Pneumatikzylinder o.ä. den größten Teil der startgeschwindigkeit Beitragen.
Es sollte vermeiden einen bestimmten Punkt anfliegen zu müssen und damit Treibstoff zu verbrauchen.
Außerdem wird die Wartung problematisch und das schwere Gerät müsste da erst hingeschafft werden.
Andererseits ließe sich dann auch dort eine Abschussvorrichtung aufbauen. Das sind aber wieder 3-4 Raketen mehr -.-
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Ich denke, wenn du aus Material, was du "irgendwo" auf der Mondoberfläche zusammenkratzt auch nur 5% verwertbare Rohstoffe gewinnen kannst, dann ist das schon sehr viel.
Angenommen du machst das auf der Erde, was willst du hier aus dem Material sinnvoll herausholen? Sand, evtl. Wasser, Spurenelemente, ok. aber sonst?
Selbst hier, wo man zum Tranport des ausgebaggerten Materials zu einer Verwertungsfabrik nur einen LKW bräuchte, macht das niemand. Falls man auf dem Mond mal eine Wassereismine entdeckt, könnte die Wassergewinnung daraus eine interessante Alternative zum Transport von der Erdoberfläche sein, aber sonst??
Die Ballon-Lösungen bei Marslandungen waren nur für relativ kleine Sonden machbar, daher auch das Skycrane-Verfahren beim Curiosity-Rover. Und Pneumatikzylinder? Woher kommt die Luft/Energie für deren Betrieb? Und die Größenordnung dürfte noch über der einer Railgun liegen.
Sorry, aber ich denke, es gibt dort noch erhebliche "Startschwierigkeiten" für ein derartiges Projekt, jedenfalls mit der heutigen Technologie.
Robert
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Um solche Ideen auszutesten solltest du das mal mit Kerbal durchprobieren.
So versteht man am ehesten wieso manche Ideen die man so am Anfang hat nicht sinnvoll sind.
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Und ein Grundverständnis in Physik wäre dafür ganz hilfreich (nichts für ungut. Von nichts kommt nichts. ).
Einen Pneumatikzylinder, der 7 Tonnen Augenblicklich auf 4 KILOMETER in der Sekunde beschleunigt wird es wohl nicht so schnell geben - und erst recht nicht noch mit in deine Kapsel passen.
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Es ist ja nicht so, dass sich darüber Gedanken gemacht hat wie man Mondrecurcen nutzen kann. Im Film "Moon" wird z.b. eine Railgun genutzt um Helium 3 zur Erde zu schießen. Die viele Konzepte für O’Neill-Kolonie holen teile der Baumasse vom Mond. ect pp. ...
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Bei der Ballonlösung hatte ich gehofft, dass durch die geringere Anziehungskraft des Mondes größere Sonden möglich sind.
Beim Mondgestein hatte ich halt nur die Stoffzusammensetzung gefunden, die ja zu 95% interessante Stoffe enthält. Natürliche wäre es Energieaufwändiger diese Stoffe zu trennen. So wollte ich in kleinem Maßstab das Silizium für die Herstellung von Solarpaneelen nutzen.
Der Pneumatikzylinder soll ja nicht die vollen 2,3km/s übernehmen, natürlich je mehr, umso besser.
Außerdem bin ich mir mit dem Zylinder auch nicht so sicher. Ich sehe das nur so Black-box artig. Ich habe Energie (Solarpaneel/Batterie/Kondensator) und ein Objekt zum abstoßen. Irgendwie sollte sich da doch eine vorteilhafte Lösung finden, die den Anteil an Verbrauchsmaterialien senkt.
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Um solche Ideen auszutesten solltest du das mal mit Kerbal durchprobieren.
So versteht man am ehesten wieso manche Ideen die man so am Anfang hat nicht sinnvoll sind.
Kerbal, ist das ´ne neue interessante Droge?
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Moin RaumRostock,
ich hatte vergessen, dass du ja irgendwo landen willst, also müssen die Pneumatikzylinder ja an dem Frachter selbst befestigt sein, und nicht Teil einer stationären Startanlage. Das geht garnicht, wirklich.
Also ich möchte dazu sagen, du hast da eine fixe Idee, die du ziemlich beharrlich verfolgst, sowas kann manchmal auch wirklich sinnvoll und wichtig sein. Aber irgendwann muss man manchmal auch einfach loslassen und sich den Realitäten stellen. Meine Meinung.
Robert
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Wollte mein Post gerade edititieren. Das wäre bestimmt eine tolles Forschungsprojekt. Auch wenn der Pneumatikzylinder mehr oder weniger als Synonym für ein mechanisches Abstoßen von der Mondoberfläche stand. Je mehr ich darüber nachdenke, ist es aber momentan eine zu komplexe Aufgabe. Bei der nötigen Beschleunigung würde es wahrscheinlich die ganze Struktur zerfetzen.
Also dann doch eher eine feste Station. Hmpf :-[ Aber hey, ich bin in der Konzeptphase und genau darum wollte ich euer Feedback.
Wie bei den O'Neill Kolonien einfach steuerlose kapseln durch's All zu schießen, finde ich aber auch nicht so gut.
Dann bleibt leider noch das 'klitzekleine' Problem, wie man im Leo dann wieder den Bahnvektor der Station trifft...
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Um solche Ideen auszutesten solltest du das mal mit Kerbal durchprobieren.
So versteht man am ehesten wieso manche Ideen die man so am Anfang hat nicht sinnvoll sind.
Kerbal, ist das ´ne neue interessante Droge?
ja da ist die Droge ,siehe
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=11990.0 (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=11990.0)
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Hallo RaumRostock,
vielleicht klickst du dich hier http://www.drg-gss.org/typo3/html/index.php?id=80 (http://www.drg-gss.org/typo3/html/index.php?id=80) mal durch, das ist auch ganz interessant und thematisch recht nah an deiner Idee. Man beachte auch die anderen Artikel und Kategorien, da war auch irgendwo etwas dazu, wie man Mondgestein für eine Raumstationi nutzen könnte...
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Hallo twix, die Seite vom drg gss kenne ich schon. Allerdings möchte ich gerne eine große bemannte mondmission vermeiden. (Ich denke die Kosten wären exorbitant.) Und die Lösung mit dem Kevlarsack halte ich auch nicht für die beste.
Auch die coil gun halte ich für sehr gewagt.
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Ah, danke akku.
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KSP fetzt ja :)
Zurück zum Thema.
Ne rail-gun auf den Mond zu bringen, halte ich schon für sehr schwierig. Meint ihr es macht Sinn das Material schon auf dem Mond zu "veredeln"?
Ich denke das wäre zu Fehleranfällig und ne dauerhafte bemannte Mission zu teuer.
P.s. ist einer von euch auch dieser Tage in Rostock Beim DGLR Kongress?
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Wie gesagt: sowas macht erst Sinn, wenn du Stationen mit deutlich über 1000 Tonnen aufbauen willst.
Und bis es so weit ist werden wir (hoffentlich) auch schon mondstationen haben.
Dann lohnt sich auch das aufbauen einer veredlungsstation recht schnell. Aber das kannst du dir auch selber ausrechnen.
Transport der veredlungsanlage vom Leo zum mondboden muss einfach /leichter sein als die Summe des eingesparten Gewichts der transportieren recurcen.
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Und bis es so weit ist werden wir (hoffentlich) auch schon mondstationen haben.
(hoffentlich)... ich bin da eher skeptisch..
Ich werde mal gucken, was so eine 4km/s Rail gun so ungefähr wiegen könnte und welche Massen sich derzeit damit beschleunigen lassen.
Wäre wohl eher für eine "On Bord" Veredelung, das überschüssige Material kann man notfalls noch als "Triebstoff" verwenden. Außerdem wäre die Anlage dort auch zu Warten.
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Wir reden aber hier nicht mehr von diesem Jahrhundert sondern eher so von der Mitte des nächsten.
An ein Railgunsystem auf dem Mond glaub ich auch noch nicht so wirklich. Da sind die beförderbaren nutzlasten einfach zu gering. Da wird eher noch vorher ein Orbitallift errichtet werden - auch wenn es logistisch ungünstig für den Wassertransport ist.
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Hab mir railguns gerade nochmal genauer angesehen. Für die zu befördernden Massen ist die benötigte Energie einfach zu gigantisch. Oder man verschießt kleine, steuerlose Projektile. Aber das wird wohl niemand genehmigen ^^ nicht,das man aus versehen den ein oder anderen Satelliten runterholt :)
Edit:
Andererseits. Heute bekommt man ja schon Schiffsgeschütze mit 7 km/s hin. Auf dem Mond würde einem ja noch der fehlende Luftwiderstand zugute kommen. In den nächsten 20 Jahren könnte man das System sicher genug miniaturisieren, um wenigstens 100kg Geschosse auf 3km/s zu bekommen. Die könnte man dann minimal steuern.
Also ganz abtun würde ich das doch nicht.
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Gerade auf Wikipedia gefunden.
"A 1992 NASA study calculated that a 330-ton lunar superconducting quenchgun could launch annually 4400 projectiles, each 1.5 tons and mostly liquid oxygen payload, using a relatively small amount of power, 350 kW average.[23]"
Das hört sich doch interessant an. Wenn man das auf 250kg oder gar 100kg runterbricht, kommt man doch bestimmt unter 100 Tonnen.
Ist zwar ein großer Aufwand, aber vllt noch halbwegs vertretbar.
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http://www.askmar.com/Massdrivers/Electromagnetic%20Launch.pdf (http://www.askmar.com/Massdrivers/Electromagnetic%20Launch.pdf)
Das Konzept finde ich eigentlich ganz gut. Mir ist nur nicht ganz klar, warum man ein 83t Bremsrohr baut, statt alles hinausschießt. Habt ihr ne Idee?
Würde dann einfach Regolith statt LO2 transportieren wollen. Und 100-250kg statt 1,5t verschießen.
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schade :-[
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Wenn das DS4G zehn mal so stark ist wie das Triebwerk von smart-1, dann müsste ich ja damit Ca. 3.5t zum Mond bringen können. (Gibt es da schon neuere Entwicklungen?) Dann könnte ich ja mit meinen 200kg Treibstoff für 5t fast hinkommen :)
(Ob es was bringen würde aus dem dual-stage ein qaudro -stage zu machen??)
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Hallo RaumRostock,
es fällt mir etwas schwer, aus einem Thema "Raumstation" so etwas wie eine Railgun oder einen elektrischen Antrieb zu diskutieren. Kann man natürlich machen, aber dann diskutiert man u.U. über alles in der Raumfahrt.
Das Konzept finde ich eigentlich ganz gut. Mir ist nur nicht ganz klar, warum man ein 83t Bremsrohr baut, statt alles hinausschießt. Habt ihr ne Idee?
Der von dir verlinkte Artikel ist ganz interessant, allerdings von 1992. Zu dem Zeitpunkt hat man sich von Supraleiter sehr viel versprochen. In dem Konzept sollen Sauerstofftanks mit einem "Carriage" beschleunigt werden. Der Tank wird in den Orbit freigegeben, die Vorrichtung wieder abgebremst auf Null, um für den nächsten Tank eingesetzt zu werden. Beschleunigung als auch Bremsanlagen brauchen Infrastruktur, so dass mir ein entsprechendes Masseverhältnis plausibel erscheint.
Das DS4G wurde in einem Artikel auch im Portal behandelt, allerdings ist das auch schon fast 10 Jahre her.
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es fällt mir etwas schwer, aus einem Thema "Raumstation" so etwas wie eine Railgun oder einen elektrischen Antrieb zu diskutieren. Kann man natürlich machen, aber dann diskutiert man u.U. über alles in der Raumfahrt.
Ja das stimmt, zu so einem Konzept benötigt man ja auch so ziemlich von allem etwas. Der Thread ist mir auch etwas aus den Händen geglitten und hat sein Ziel vollkommen verfehlt. :-[
Dazu gleich mehr.
Das DS4G wurde in einem Artikel auch im Portal behandelt, allerdings ist das auch schon fast 10 Jahre her.
Deshalb wollte ich wissen ob jemand neuere Infos hat, denn ich denke da lässt sich noch viel mehr raus holen.
Zu dem Zeitpunkt hat man sich von Supraleiter sehr viel versprochen.
Auch wenn diese Effekte nicht wie erwartet ausfallen, hat sich dennoch in den letzten 23 Jahren ja einiges getan technologisch. Das Carriage lässt sich sicher in den Tank integrieren damit man sich die Bremsstrecke sparen kann.
Warum habe ich also diesen Thread eröffnet:
Ich denke Europa lässt sich zusehends von der Welt abhängen, weil die Macher fehlen. Geld gibt es genug hier, Leute mit entsprechenden Wissen auch.
Warum sollten nur die "Amis" auf so verrückte Ideen kommen wie Asteroidenabbau oder ein neues privates Raketenunternehemen.
Außerdem halte ich eine privat betriebene Raumstation durchaus für möglich, WENN es ein fundiertes Konzept gäbe um Investoren zu überzeugen.
Bald ist mein Master zuende und warum nicht mal was wagen? Nur alleine ist das etwas doof, da man mindestes eine zweite Meinung braucht und selbst an manches nicht denkt.
Daher bin ich eigentlich auf der suche nach Leuten, die genauso "verrückt" wären an einem ernsthaften Konzept mitzuarbeiten.
Hatte ursprünglich gar nicht vor das Konzept hier breit zu treten, das es viel zu vielfältig ist und Foren der falsche Ort dafür sind.
(spätestens ab Post #500 liest keiner mehr richtig mit und das Thema wird OT zerredet)
Was gib es zu gewinnen?: Viel, dürfte selbsterklärend sein
Wie sind die Erfolgsaussichten?: schwer einzuschätzen, eher gering aber nicht unmöglich
Was gibt es zu verlieren?: Zu beginn kann man sich höchstens lächerlich machen. Wenn es ernst wird hängt es von der gegründeten Gesellschaftsform ab. Sollte sich mit UG oder AG aber in grenzen halten. Man hat fremdes Geld in die (Weiter-)entwicklung von Technologien gesteckt. Kann mir schlimmeres vorstellen.
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Außerdem halte ich eine privat betriebene Raumstation durchaus für möglich, WENN es ein fundiertes Konzept gäbe um Investoren zu überzeugen.
Dir scheint so ein Konzept vorzuschweben? Dann leg mal los.
Ein Konzept ist ja erstmal nicht teuer, nur Schreibarbeit. Das man es hinsichtlich Machbarkeit, Einsetzbarkeit, Wirtschaftlichkeit, Innovation, Finanzbedarf und anderer Kriterien beurteilen wird, ist ja klar.
Bisher gab es ein paar Ansätze, zb. Bigelow, die aber noch nicht sehr überzeugen konnten.
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Kurzform übers Handy:
Design:
8 klassische Module wie bei der ISS (erprobte Technik hat bessere Chancen, da Investoren naturgemäß etwas konservativer sind.)
In der Mitte ein Modul für Lageregelung und Rotation der Station. Daran ein Modul zur Lagerung von Rohstoffen um den Schwerpunkt möglichst mittig zu halten.
2 ausleger an denen dann jeweils 3 Module hängen.
Option 1 (hohe Selbstständigkeit:
1Produktionsmodul
2 Module für die Crew + lebenserhaltende Systeme
3automatisch Agrarmodule
Option 2(hohe Produktivität:
2x
1Produktionsmodul
2 Module für die Crew + lebenserhaltende Systeme
Versuch das derzeit schon in ein Dokument zu gießen und ein 3D Modell zu erstellen ( mein avatar)
Zusätzlich wird am mittelmodul eine Halterung für Satelliten angebracht. Diese können dann wesentlich günstiger produziert werden und Zahlen im Gegenzug "liegeplatzgebühren" und einen Teil der Startkosten.
Die Station soll rotieren, damit die Produktionanlogen zum verarbeiten von Regolith möglichst einfach gehalten werden können. Da reichen wahrscheinlich schon 0,2g.Fürs andocken wird die Station angehalten.
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Produziert werden sollen neue Module und Sonden zum Rohstofftransport. Da zu beginn die Produktionsrate sehr gering ist, wird die Zeit der Crew an Forschungseinrichtungen verkauft, bzw für Dienstleistungen wie Bodenkontrolle getauscht.
Alle 5 Jahre soll neuer Lebensraum für ein weiteres Crewmitglied geschaffen werden. (Evtl für einen großen Investor)
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Halt und Stop!
Wie groß ist der Schleusen Durchmesser bzw. wie sollen die Teile ins All?
Rotierende Station? Damit gibt es keine Erfahrungswerte! = unbekanntes Entwicklungsrisiko = evt. nicht berechenbare mehr kosten = nix Investor.
Mfg Collins
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No go auch für Satellitenproduktion im All.
Da Strecken inzwischen tausende von Bauteilen drin. Davon könntest du gerade einmal den Rahmen um ein bisschen kleinzeug im All fertigen. Insgesamt auf jeden Fall weniger als 30% des eigen Gewichts.
Die transportverpackung der Einzelteile, die du zusätzlich noch brauchst, Frist das mehr als auf!
Damit sich das lohnt brauchst du eine halbe Industrie im All. Und sich mehr als 2 oder 4 6m Module.
Eher so 20 bis 40 15m Module
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Bei Satelliten ist mir das klar. Die ganzen Platinen und co. Die Satelliten sollen dort nur "vor Anker liegen" und ans Stromnetz der Station angeschlossen werden. Dadurch lässt sich eine Menge an den Sateliten einsparen.
Die Produktion dient vor allem dem weiteren Aufbau der Station und damit der Erhöhung der Produktionsrate. Zu Beginn wird eher in Labormaßstäben produziert werden. Zudem muss man schauen welche alternativen Materialien man benutzen könnte, da ja die Erschütterungen des Raketenstarts wegfallen.
Wie groß ist der Schleusen Durchmesser bzw. wie sollen die Teile ins All?
Dachte nicht das Schleusen so eine Neuigkeit sind. Aufwändg ja, aber nicht "Kriegsentscheidend". Das gesamte Modul der Endkonstruktion wäre eine Schleuse.
Rotierende Station? Damit gibt es keine Erfahrungswerte! = unbekanntes Entwicklungsrisiko = evt. nicht berechenbare mehr kosten
Welche Probleme siehst du da konkret? Technische Mechanik ist ein alter Hut. Dynamik lässt sich inzwischen auch recht gut Simulieren. Nen Test auf der Erde müsste es sowieso geben.
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Zitat:
Welche Probleme siehst du da konkret? Technische Mechanik ist ein alter Hut. Dynamik lässt sich inzwischen auch recht gut Simulieren. Nen Test auf der Erde müsste es sowieso geben.
A) wie wirkt sich die Rotion auf die Besatzung aus?
B) wenn du Schwerkraft hast, kannste gleich auf der Erde Produzieren
C) wie kommste von a nach b? Tunnel? Bei deine Avatar Bild sehe ich keine Verbindung
zwischen mittelteil und den äußeren Modulen
D) wie wirkt die Rotation sich auf den Bahnerhalt aus? Und was kosten abbremsen und beschleunig an Treibstoff ?
Mfg Collins
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A) im Forum gibt es einen Thread zu künstlicher Schwerkraft. Dazu gibt is wohl hinreichende Untersuchungen.
B) ...und für Unsummen in den Leo bringen und Anpassung an die Raketenstartbedingungen
C) wozu? Ne kleine Schleuse für warentransfer dürfte reichen. Ne Astronautenschleuse ist sowieso unerlässlich
D) die Rotation ist elektrisch machbar.
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weiter gehts:
Warum LEO?
Das Delta v Erde-Leo liegt etwas über 9km/s. Vom LEO zum LLO sind es etwa 4,1 km/s. Hin und zurück also 8.2 km/s. Diese lassen sich aber mit einem leistungsfähigen Ionenantrieb mit wenig Triebstoff überbrücken. Mit 1t Xenon sollten sich mindestens 4t Regolith transportieren lassen. Zum erweitern der Station kann material also günstiger beschafft werden als durch etliche Raketenstarts.
Nichts destotrotz sollte die Station nicht weiter als LEO von der Erde entfernt sein, um mit jedem Raketenstart soviele überlebenswichtige Güter wie möglich transportieren zu können. Außerdem ist die Crew dort noch am besten vor der Strahlung geschützt.
Eigentlich will ich das hier nicht weiter breit treten. Es ließe sich bestimmt eh besser live erklären. Eigentlich suche ich auch nur nach leuten die es für machbar halten und etwas Elan erübrigen könnten um mich zu unterstützen. Das Konzept soll ja auch noch gar nix fix sein, sondern die best mögliche Variante erarbeitet werden, ich habe nur erst einmal einen Ansatz.
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Was willst du mit künstlicher Schwerkraft? In einer LEO-Station ist doch die Mikrogravitation gerade interessant für Forschung.
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Er will nicht (hauptsächlich) forschen sondern einen Vorläufer einer von -neumann-staton aufbauen
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Neumann?
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In Anlehnung an https://de.m.wikipedia.org/wiki/Von-Neumann-Sonde (https://de.m.wikipedia.org/wiki/Von-Neumann-Sonde)
Soweit eich verstanden habe soll sich die Station dann quasi von selbst erweitern (abgesehen von den recurcen Lieferungen)
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Danke, darüber bin ich noch gar nicht gestolpert. :) Ja so in etwa. Der Ansatz ist einfach etwas produktives zu tun mit minimalen Budget. Nicht so Größenwahnsinnig wie O'Neill, bernal oder Stanford
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Etwas produktives - aha! Wozu willst du deine Raumsation gleich noch einmal verwenden?
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Für so viele Zwecke wie möglich, die irgendwie einen cent einbringen könnten.
Aber der Kern der Aufgabe ist die Station stetig zu erweitern.
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Mal ganz ehrlich: Wenn du für was auch immer so einen Business-Plan aufstellst, gibt dir niemand auch nur einen müden Cent zu dessen Umsetzung.
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Muss ja auch nicht. Auch Fingerübungen können wichtig (für einen selber) sein.
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Aber für die Realisierung und auch für ordentliche Konzepte ist ein Business Case schon wichtig
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Das stimmt. Als Business case war gedacht, Satelliten zu beherbergen und Daten für die Forschung zu verkaufen. Und noch ein zwei Sachen mehr.
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O.k., was ist mit den Satelliten?
Vorteile
Die Satelliten benötigen keinen Treibstoff und keine Steuerung, fallen also viel einfacher aus.
Reparatur durch Stationscrew kann jederzeit zeitnah erfolgen.
Nachteile
Die Zahl der Andockplätze ist limitiert.
Der Orbit wird von der Station vorgegeben.
Eine Transferstufe für den Transport zur Station ist notwendig, die für Betrieb in der Nähe der Station qualifiziert sein muss.
Wem dazu noch etwas einfällt, bitte melden.
Aber was ist mit den Daten? Was genau soll auf deiner Station erforscht und dann verkauft werden? Dazu fällt mir gerade gar nichts ein, denn der Punkt "Forschung unter Mikrogravitation" fällt bei dir ja komplett weg. Oder du bist dann wieder beim Konzept der temporär frei fliegenden (automatisierten?) Forschungsplattformen.
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Die Satelliten wäre so klein, dass sie als Sekundärlast der ohnehin nötigen Versorgungsflüge mitgenommen werden könnten
Die rotation ist primär dazu gedacht, die Produktionsgeräte so simpel wie möglich ausführen zu können. Für Forschung würde die Rotation beendet werden können. ( Daher habe ich für die Lageregelung ein komplettes Modul vorgesehen.) Das nutzt aber nur für Forschung in kurzem Zeitahmen. Alternativ könnte natürlich auch ein entkoppelter Anschlussstutzen bereit gestellt werden.
Es ist bestimmt auch von Interesse wie sich die Crew und dessen Gesundheit unter den Bedingungenverhält.
Aber wie gesagt. Ich bin ja noch bei der Konkretisierung. und für so ein Projekt sind meine 2h am Tagnicht so richtig ausreichend.
Ich bin überzeugt, dass es möglich ist. Für weitere Ideen bin ich auch dankbar.
Edit: meine autokorrektur treibt mich noch in den Wahnsinn.
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Mein aktueller Knackpunkt. Ist es möglich ein Antriebsloses Projektil im LLO einzufangen? Oder sollten die Regolith-carrier einen Antrieb besitzen?
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Ich würde eine wissenschaftsstaton in der Nähe bauen - aber nicht mit der Produktionsstaton verbinden. Bei der Produktion hast du auch immer Vibrationen die auch nicht gut für die Forschung sind.
Und auch das mit den Satelliten erachte ich nicht als sinnvoll :
Die meisten wichtigen Satelliten gehen in ganz andere Bahnen.
Bevor du die dann zur Station bringst kannst du auch gleich nen neuen hoch schicken
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Warum haben Stationen und Satelliten so unterschiedliche Bahnen?
Wenn die Satelliten am Ende 30% günstiger sind, sollte es doch ein ausreichender Anreiz sein. Könnte dadurch eventuell der Markt wachsen?
Warum sollte es günstiger sein einen zweiten zu bauen und zu starten statt ihn auf einem Flug mitzunehmen der ej gestartet werden muss?
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Guck dir mal die bahndaten von geostat, quasipolare und GPS Satelliten an und in Vergleich dazu die von Raumstationen.
Willst du die Satelliten von da aus los schicken oder ältere warten?
Versorgungsmissionen haben kein Ladegewicht über. Da ist nichts mit nebenbei mal fast kostenlos mitfliegen
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Ich dachte so an 20-30 Wetter-, Forschungs- und evtl Spionage Satelliten und was sonst so im Leo rumschwirrt. Dabei sind nur neue gemeint. Die sollten denn einen Teil der startgeühren übernehmen, so dass es für beide billiger wird.
Also statt 100Mio. kostet der Sat denn vllt nur 70Mio und dafür zahlt der Kunde dann 25Mio zuschuss zum Start. Und statt 2Mio/a für Bahnüberwachung und Lageregelung zahlt er denn 1Mio. "Liegegebühr"
(Die Zahlen sind jetz rein ins blaue geschossen, beschäftige mich gerade mit der Ressourcenbeschaffung)
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Also, noch einmal: Es gibt Satelliten im niedrigen Erdorbit ebenso wie in sonnensynchronen Orbit, im mittleren Orbit oder im geostationären. Stark exzentrische Orbits sind für manche Anwendungen auch sehr interessant. Und natürlich gibt es auf jeder Höhe beliebig viele Inklinationen. Eine einzelne Ruamsation deckt exakt einen Orbit ab, und Nutzlasten müssen diesen Orbit mitfliegen. Das bedeutet natürlich auch, dass jedes Manöver, das die Station fliegt, vom "Satelliten" mitgeflogen werden muss, auch wenn der Betreiber das gerade überhaupt nicht gebrauchen kann. Eine eigenständige Ausrichtung, etwa zum Thermalmanagement oder auch zur Erdbeobachtung ganz bestimmter Regionen, wäre zumindest schwierig.
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deshalb sind ja auch erstmal nur 20 geplant. (Ich glaube derzeit fliegen um die 2000 mit steigender Tendent?) Zudem soll die Station wesentlich länger unterwegs sein als LEO-Satelliten.
Die einzigen Zwangsvariablen sollten Höhe, Inklination und Geschwindigkeit sein. Die Lage ließe sich mit ja recht simpel verändern.
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Du willst Satelliten aber gar nicht viel länger oben halten.
Nach vlt zehn bis 15 Jahren ist die Technik meist komplett veraltet und müsste eh ersetzt werden.
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deshalb sind ja auch erstmal nur 20 geplant. (Ich glaube derzeit fliegen um die 2000 mit steigender Tendent?) Zudem soll die Station wesentlich länger unterwegs sein als LEO-Satelliten.
Die einzigen Zwangsvariablen sollten Höhe, Inklination und Geschwindigkeit sein. Die Lage ließe sich mit ja recht simpel verändern.
Das ist eine naheliegende Annahme. Leider ist sie falsch. Es ist im Gegenteil sogar sehr aufwändig, die Inklination zu ändern, und auch das eng zusammenhängende Paar Geschwindigkeit/Bahnhöhe lässt sich nur in einem sehr engen Rahmen verändern.
Du willst Satelliten aber gar nicht viel länger oben halten.
Nach vlt zehn bis 15 Jahren ist die Technik meist komplett veraltet und müsste eh ersetzt werden.
Teils, teils. Wen man noch genügend Treibstoff an Bord hat und die Technik grundsätzlich funktioniert, wird man auch dermaßen alte Satelliten weiter betreiben. Manchmal parkt man neue Satelliten sogar als Reserve im Orbit und nutzt sie erst später. Was man macht und warum, obliegt dem jeweiligen Betreiber. Die Lagerung fertiger Satelliten auf der Erde und die Verfügbarkeit von Trägern spielen natürlich in solche Entscheidungen mit hinein.
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Das ist eine naheliegende Annahme. Leider ist sie falsch. Es ist im Gegenteil sogar sehr aufwändig, die Inklination zu ändern, und auch das eng zusammenhängende Paar Geschwindigkeit/Bahnhöhe lässt sich nur in einem sehr engen Rahmen verändern.
Ich meinte damit, das diese Werte an die Werte der Station gebunden sind. Einfach sein sollten Dinge wie Winkel zur Sonne oder Erde.
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Ach, du meinst, dass die Station um ihre Achsen rotieren sollte? Richtig, das ist relativ einfach. Allerdings benötigt eine schwergewichtige Station immer noch mehr Treibstoff als ein freischwebender Satellit. Und natürlich kann eine Lageänderung, die dem einen Pseudo-Satelliten zugute kommt, für einen anderen zur selben Zeit völlig kontraproduktiv sein.
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Die zusätzliche Masse wird wohl kaum mehr als 5% ausmachen, da wird man dann noch eine genaue. Betrachtung und Marktforschung machen müssen.
Natürlich kann dann nicht für jeden immer die optimale Lage gefunden werden, dafür soll es ja aber auch billiger sein. Zielmarkt sollten vor allem Klamme Institute und Staaten sein, die auch 20% Datenmüll verkraften.
All das muss natürlich noch verfeinert werden (wenn ich denn mal ein kleines Team zusammen bekomme)
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Mag sein, dass die kommerziellen Nutzlasten nur 5 % ausmachen. Mir ging es allerdings um die 95% der eigentlichen Stationsmasse.
Stelll dir mal folgendes vor: Betreiber A will eine für ihn positive Neuausrichtung, und dafür müsste die gesamte Station bewegt werden. Gleichzeitig murrt Betreiber B, weil sich seine Einsatzmöglichkeiten dadurch verschlechtern würden, und Betreiber C legt sogar sein Veto ein, weil seine Nutzlast gar nicht mehr arbeiten könnte.
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Ich glaube wir haben da gerade ganz unterschiedliche Vorstellungen. Ich mach mal eine Skizze sobald ich zu Hause bin.
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Der "Satellitenhafen" sollte eine Plattform sein, Die hinter der Station hergezogen wird und immer Richtung Erde ausgerichtet ist. Die Satelliten bekommen dann am Abschlusspunkt noch eine kleine Bewegungsmechanik zum drehen und neigen.
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O.k., du willst die Pseudo-Satelliten also auf einen Rahmen setzen, der jedem weitgehende Beweglichkeit erlaubt? Soll der ganze Rahmen auch noch drehbar sein und ist der starr mit deiner Station verbunden?
Am Ende wäre es aber vielleicht ohnehin günstiger, aus dieser Satellitenplattform einen Freiflieger mit eigener Lageregelung zu machen.
Warum wolltest du gleich noch mal deine hypothetischen Nutzlasten fest mit einer bemannten Station verbinden? Ich hoffe, nicht nur wegen der Coolness oder so?
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Der Rahmen muss schon ein gewisses Maß an Beweglichkeit besitzen.
Der soll aber dennoch mit der Station verbunden bleiben um kleine Reparaturen zu ermöglichen und damit die Redundanz der Satelliten zu verringern. Außerdem kann man die dann mit den Versorgungsflügen mit schicken.
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Ich glaube, du überfrachtest deinen Nutzlastträger mit technischen Optionen, die letztlich niemand wirklich braucht.
Übrigens, mit "hinter der Station herziehen" verbindet sich ein höchst irdisches Bild, das aber völlig in die Irre führt. Wenn dein Nutzlastträger am Heck der Station angekoppelt werden soll, dann braucht der fast sicher seinen eigenen Antrieb, um die Station manövrieren zu können. Der Ausstoß der Triebwerke sollte dann handhabbar sein, weil der diese dann nicht erreichen sollte. Das gilt selbstverständlich nur für die relativ starken Aggregate, die heckwärts gerichtet sein müssen, um die Station zu beschleunigen. Die kleineren Lageregelungstriebwerke könnten durchaus problematisch werden. Bugwärts vom Träger darf das Haupttriebwerk der Station aber auf gar keinen Fall angebracht werden, da sonst die Nutzlasten voll in der Abgasfahne hängen würden.
Vielleicht sollte man eine Position am Bug in Betracht ziehen? Aber was hattest du dir denn so vorgestellt?
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Ja das ist ne blöde Floskel. Natürlich muss man sehen wie die Anbindung am Ende funktionieren soll. Ganz soweit im Detail bin ich dann doch noch nicht. Denke auch nicht, das ein Forum der richtig Ort ist um weiter ins Detail zu gehen.
Kann man hier auch direkt Bilder von der Platte einfügen, oder muss man über nen Pic-hoster gehen?
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Kann man hier auch direkt Bilder von der Platte einfügen, oder muss man über nen Pic-hoster gehen?
Nur via Pic-Hoster.
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hoffe das ist etwas verständlicher, habe ich aber auch nur fix in der Pause skizziert.
(https://images.raumfahrer.net/up049661.jpg) (http://www.directupload.net/file/d/4141/crvh2w6n_jpg.htm)
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Nun gut, eigentlich hatte ich ja auch nur gehofft gleichgesinnte zu finden, die mir helfen den Plan zu verbessern. (Vllt hätte ich den Thread "Mars-Orbit-Station" nennen sollen, so wie momentan alle auf den Mars scharf sind ;) )
Dann werde ich wohl alleine weitermachen müssen. Schade eigentlich. Aber vielen Dank an alle konstruktiven Kritik-geber.
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Zwei Dinge sehe ich als Hauptproblem in deinem Konzept:
1. Produktion von Satelliten im Weltall lohnt sich auf absehbare Zeit nicht, da man dafür viel zu viele Teile, Maschinen und Leute braucht.
2. Es hat gute Gründe, dass es viele sehr verschiedene Satelitenbahnen gibt. Man will verschiedene Gebiete beobachten, zu verschiedenen Tageszeiten, in verschiedenen Flughöhen usw. Mann könnte sich EINEN Orbit heraussuchen wo möglichst viele Sateliten unterwegs sind und diese könnte mann dann an deiner Station anhängen. Ich glaube aber nicht, dass es außer des Geostationären Orbits Bahnen gibt, wo viele Sateliten unterwegs sind. Der geostationäre Orbit eignet sich nun aber ausgerechnet nicht zum zusammenfassen, da ja gerade gewollt ist, dass die Sateliten an verschiedenen Punkten über der Erdoberfläche stehen.
Ich sehe also die Grundvoraussetzungen für dein Geschäftsmodell nicht gegeben.
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RaumRostock, ist dir schon einmal das Prinzip "Form follows Function" untergekommen? Falls nicht, geht es darum, dass etwas (Fernseher, Auto, Raumstation) bestimmte Funktionen erfüllen soll und sich die Form weitgehend aus dieser Aufgabenstellung ergibt.
Mir kommt es aber leider so vor, also ob du dieses Prinzip umkehren möchtest, also erst eine Form deiner Wunsch-Raumstation festzulegen und dann ihre Funktionen dann in diese zu pressen. Das wäre aber alles andere als zielführend.
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Nicht nur das :es kommt noch die fixe Idee von der Rohstoffgewinnung auf dem Mond und Produktionsanlagen im Orbit dazu.
Etwas, was lange Zeit noch nicht ansteht und nicht wirtschaftlich oder auch nur technisch sinnvoll ist.
Tut mir leid, aber du verrennst dich da total.
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@ trallala
Ich will ja gar keine Satelliten produzieren. Nur deren Nutzlast befestigen und warten. Das dürfte vor allem für Institute interessant sein, die nur mit wenig Geld ausgestattet sind.
@ruhri. Ja mein Produktdesign-prof hat mich damit zu genüge gequält :) Deshalb sieht mein Vorschlag auch so aus wie er aussieht.
@Sensei
Die Grundüberlegung war folgende: Deltav Erde_Leo: 9-10km/s / Leo-LLO-LEO:~8,5 km/s. Die 8,5 kann man mit Ionentriebwerk aber wesentlich günstiger Überbrücken. Die 1,6km/s vom LLo zum Mond muss man zwar chemisch überbrücken, aber es wäre immernoch billiger, wenn man die 1,6km/s beim rückweg elektrisch überbrücken kann.
Ich will auch keine riiiesen Produktionsanlagen im Orbit. Ein kleiner Maßstab ist völlig ausreichend.
Wenn das kg dann 5.000€ in der Herstellung kostet, ist es immernoch billiger, als es von der Erde zu starten.
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Es geht nicht nur um den Preis pro kg sondern auch darum, was du dafür bekommst.
Tonnenweise Gesteinsmehl wird dir im Leo von nur geringem Nutzen sein - selbst wenn du dieses (ohne Berücksichtigung der zusätzlichen Infrastruktur) für 3.000 statt 10.000 $ bekommen kannst
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Ja natürlich muss geguckt werden, was der Markt braucht. Zum Beispiel große Spiegel oder Antennen, die mit Raketen nicht zu starten sind. Vermietung von Lebens- und Forschungraum durch Erweiterung der Station.
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Das meiste davon sind aber hochpräzisionsinstrumente, die man nicht mal ebend aus mondgestein auf 20 Kubikmeter zusammen dengelt...
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Sehe ich anders... außer bei Spiegeln, da könnte es mit der planheit erhebliche Probleme geben.
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Dann mach mal eine Liste von Elementen /Verbindungen, die du als Rohstoffe verwenden willst und was du daraus genau als für Produkte herstellen willst.
Das könnte dich auf deinem weg zu einem Konzept schon sehr voran bringen.
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Hab ich schon ;)
Nur weiß ich leider immernoch nicht, ob die %-angaben der Regolith-zusammensetzung auf die Masse oder das Volumen bezogen sind.
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Sorry, aber auch ich glaube - wie offensichtlich einige andere auch - dass dein Konzept so nicht funktionieren wird. Du willst zu viel auf einmal.
Allerdings finde ich z.B. die Idee einer "Sateliten-Station" gar nicht so schlecht. Also zumindest als Rack, was sagen wir mal 9 Sateliten aufnimmt und Strom und Lageregelung liefert. Das ganze dann mit seperater Ausrichtmöglichkeit für jeden einzelnen Sateliten entlang 2 Achsen (natürlich nur in einem bestimmten Winkelbereich).
Ich denke, es gibt einige Orbits, in denen sowas Sinn macht, da man dann Lageregelung, Solarpanele und eigene Triebwerke sparen kann, weil das alles das Rack liefert. Allerdings habe ich von Sateliten quasi keine Ahnung, ich weiß also nicht, obs überhaupt Orbits gibt, in denen sowas interessant ist. Außerdem ist da natürlich die Frage des Dockings und der Treibstofflieferung ans Rack die man lösen muss. Alles Themen, die definitiv schwer sind, so zu lösen, das daraus ein Buisness Case wird, weil Satelitenbetreiber Einsparungen haben. Aber wie hier schon einige gesagt haben, das als Anhängsel an eine Station, die vermutlich auch noch produzieren soll, macht keinen Sinn, weil da komplementäre Interessen herrschen, die nur schwer zu lösen sind!
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Hab ich schon ;)
Nur weiß ich leider immernoch nicht, ob die %-angaben der Regolith-zusammensetzung auf die Masse oder das Volumen bezogen sind.
Ist recht egal. Das macht vlt nen Faktor 3 aus.
Aber kannst die frage gerne auch noch einmal konkret stellen
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Volumen% macht vielleicht nicht so viel Sinn. :)
Wenn sich wirklich unvereinbare Anforderungen finden, kann man die Projekte ja von einander trennen. Ich halte aber nicht viel von Pessimismus, bin da doch eher Lösungsorientiert.
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Dein Gedankenexperiment gefällt mir gut. Wenn du mal etwas genauer zeichnen und visualisieren willst, empfehle ich dir Blender 3d. Ist open source, kostenlos und es gibt sehr viel kostenfreie Tutorials.
Tutorials:
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Damit habe ich vor Urzeiten mal das laufen Lebkuchenmännchen nachgebaut :D
Zur Zeit nutze ich Creo, aber neben ner Masterarbeit ist leider kaum Zeit. :-[
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Arbeit abgegeben, nun kann ich weiter machen.
Hat jemand tiefere Kenntnisse von Metallurgie?
Würde gerne wissen ob es mit rein thermischen Verfahren möglich ist, Mondgesteine in ihre Grundbestandteile zu zerlegen (Fe,Al,Si,Mg.....)
Aus wirtschaftlichen Gründen ist das für den Einsatz auf der Erde natürlich unnütz. Aber Gedanke dahinter ist ja folgende Rechnung.
1t Eisen auf der Erde produzieren. ~150€ -> 1t Eisen in den LEO bringen ~3.000.000€
1t Eisen aus Mondgestein gewinnen ~500.000€ -> 1t Eisen vom Mond in LEO bringen 1.500.000€
"Erdeisen" 3.000.150€ - "Mondeisen" 2.000.000€ = 1.000.150€ gespart.
Und je höher der Orbit, um so besser die Bilanz
Die Zahlen für des "Mondeisen" sind jetzt völlig willkürlich. Aber ob sich das so lohnt wie Gedacht, will ich ja eben heraus bekommen.
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Die Verfahren sind im Prinzip die selben, wie auf der Erde.
Durch erwärmen können gewisse Stoffe Rausgedampft werden und je nach Siedepunkt getrennt werden.
Die Schmelze des Rests kann durch ihre dichte Grob getrennt werden.
Auch gibt es chemische Verfahren, um Inhaltsstoffe herrauszufiltern.
Siehe dir als Beispiel die Eisen/Stahlverarbeitung an. Im Hochoffen wird Sauerstoff quasi aus dem Roheisen rausgebrannt.
Manche Schlackebestanntteile sind leichter als das Eisen und werden so abgetrennt und stehen für andere Prozesse zur Verfügung.
Beim Frischen wird der zuvor angereicherte Kohlenstoff durch einblasen von Sauerstoff (und nein, der Sauerstoff wird nicht wieder ins eisen eingelagert, wenn mans richtig macht) wieder entfernt und andere Störstoffe werden durch das Einmischen von entsprechenden Bindemitteln abgetrennt.
Natürlich kann man die Bindemittel auch wieder über Thermische und Chemische Verfahren von den Entfernten Störstoffen trennen und beides weiter verwenden.
Es Empfielt sich aber auch auf dem Mond, wie auf der Erde, nach Gebieten mit erhöhten Vorkommen der gewünchten Materialien zu suchen und diese zu nutzen.
Grüße aus dem Schnee
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Ist das wirklich so einfach? :o
Weil z.B. Basalt wird ja auch bei 1250°C zu Schmelzbasalt gebacken, da müssten sich ja sonst schon mehrere metallische Bestandteile verabschieden.
Mein Konzept bedingt ja, dass nahezu keine Hilfsstoffe zum Einsatz kommen, bzw nur welche, die vorher gewonnen werden können.
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Fast, ja. Allerdings ist das die Kurzfassung um Eisenerz zu verarbeiten.
Mit Blick auf die Metalle: http://metalle.jimdo.com/schmelz-und-siedetemperaturen-einiger-metalle-bei-normaldruck/ (http://metalle.jimdo.com/schmelz-und-siedetemperaturen-einiger-metalle-bei-normaldruck/)
Verabschieden heist bei dir vermutlich Verdampfen, aber selbst das ist kein Problem, sondern sogar ein Trennverfahren. der Dampf wird durch "Kühlkammern" geleitet, wobei die erste etwas "kälter" als die Siedetemperatur des Stoffes ist, der sich absetzen soll. Sprich sein Anteil im Gas verringert sich. So geht es von Kammer zu Kammer weiter, bis alle Stoffe aufgetrennt wurden.
Das Problem hierbei ist, das dieses Verfahren eine ganze Menge Energie braucht, und das hierbei die gesammte Anlage höheren Temperaturen als der Betriebstemperatur standhalten können muss. Daher ist es Sinnvoll auch nur bis zur Schmelztemperatur der letzten Stoffe zu gehen und einen Teil durch die Flüssigkeiten zu Trennen und einen Teil durch das Gas. So ein Verfahren ist aber nicht immer das Beste.
Zu dem möglichst keine Hilfsstoffe: Mach dir um die keine Sorgen. Sagen wir du nimmst eine kleien Menge von Hilfsstoffen von der Erde mit, ein paar Hundert kg dürften erstmal reichen. Mit diesen kann in einer Aufbauanlage schon Rohstoffe gewonnen werden. Oft lassen sich diese Hilfstoffe auch wieder trennen (Beispiel kommt unten) um so wieder verwendet zu werden. Aus den gewonnenen Stoffen lassen sich neue Hilfsstoffe schaffen für größere Anlagen.
Übriegens, es gibt sicher genug Verfahren, um ohne Hilfstoffe anzufangen und diese erst vor ort zu bilden. dies ist aber ineffizient.
Beispiel: https://de.wikipedia.org/wiki/Kalkwasser (https://de.wikipedia.org/wiki/Kalkwasser)
Kalziumoxid (CaO) wird in Wasser (H2O) gelöst.
Normale Luft wird durch dieses Kalkwasser geleitet, wobei der Kohlendioxid (CO2) mit dem gelösten Kalziumoxid reagiert und als Kalziumcarbonat (CaCO3) ausfällt und einfach vom Grund ageschöpft werden kann.
Noch Trocknen um das Wasser los zu werden und dann bei gut 600°C Auskochen. --> das Calziumcarbotnat trennt sich in Kohlendioxid und Kalziumoxid auf. Damit hast du deinen Hilfsstoff wieder und das Kohlendioxid aus der Luft gefiltert.
Grüße aus dem Schnee
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Vielen Dank. Das bringt mich echt weiter :)
Dass das ganze Energieintensiv ist, ist ja klar. Da muss man dann die richtige Kombination aus Verfahren, Stoffdurchsatz und Energieproduktion finden.
Die Abwärme könnte zum Problem werden, allerdings bin ich gerade über eine Firma gestolpert, die aus der Abwärme wieder nutzbare Energie generiert. Damit ließe sich das vielleicht in den Griff kriegen. Jedenfalls ist ein sehr intelligentes Temperaturmanagment erforderlich.
Edit:
Habe ganz vergessen das man sich das Vakuum ja zu Nutze machen kann um die Siedetemperaturen zu senken.
Hört sich immer besser an :)
Dann werde ich mal Versuchen die Größe so einer Anlage abzuschätzen.
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Zur Abwärme gibts 3 Tricks.
1. Abwärme eines heißen Prozesses für andere Prozesse nutzen, die eine nicht ganz so hohe Temperatur benötigen, man kann so eine Temperaturleiter durch verschiedene Prozesse bauen.
zb. Abwärme des abkühlenden Stahls (je nach Abkühlphase mehrere Hundert bis über Tausend °C) kann zum auskochen von Calziumcarbonat genutzt werden.
2. Mann nimmt auch für die heißen Prozesse die bisherige Abwärme, zum Vorheizen und heitzt sie den letzten Rest elektronisch oder anders auf.
zb. Abwärme des abkühlenden Stahls/Eisens wird zum Eisenoxid geleitet, welches schon mehrere Hundert grad so erreicht, bevor es über andere Verfahren aufgeschmolzen wird.
3. Ähnlich wie bei 2 wird existierende Abwärme wieder in heißen Prozessen verwendet. Diesmal aber über eine Wärmepumpe. Hierbei wird für die Selbe Menge heißen Materials weniger Strom gebraucht, aber mehr Abwärme, da diese gewissermaßen zur großen Hitze zusammengefügt wird. (Zusammengefürgt ist nicht der Richtige Ausdruck, aber man kann es sich so am besten vorstellen)
zb. Abwärme eines Prozesses von zb 300°C werden in Nutzwärme von zb 1000°C umgewandelt. Greif hierfür mal ganz vorsichtig hinten an einen Kühlschrang ran, er ist warm bis heis, da er die Wärme aus dem Inneren zieht und als größere Wärme hinten abgibt.
Das Beste ist übriegens eine Variable Steuerung, die je nach Bedarf die Wärme leitet und nutzt.
Diese Überlegungen oben treffen aber nur auf industrielle Verarbeitung zu, Raumstationen haben aber meist ein anderes Problem. Geräte, Menschen und andere Lebewesen an Bord erzeugen Abwärme, diese landet in der Station, es gibt aber meist keinen derartig hohen Bedarf an Wärme, also muss diese abgeleitet werden. Musst also genügend Radiatoren vorsehen. Übriegens können Radiatoren gut mit Wärmepumpen kombiniert werden. Wodurch die Radiatoren bei bedarf einer hohen Wärmeabgabe entsprechend mehr aufgeladen werden, errinere dich hierzu an den Kühlschrank.
(Wenn ich mich richtig errinere, gibt ein in Kelvin doppelt so heißer Körper mehr als die doppelte an Energie ab, leider finde ich gerade dafür keinen Beleg)
Grüße aus dem Schnee
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Kann man eigentlich alte Satelliten einfach auseinander bauen und recyclen?
Oder sind die durch die Strahlung im All selbst zu strahlenden Objekten geworden?
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Hallo RaumRostock,
grundsätzlich geht das. Die amerikanische DARPA forscht an solchen Konzepten und Technologien. Wie real und fortgeschritten das ist ... das gibt es wohl noch einige Zweifel.
Zum Gedanken: "Oder sind die durch die Strahlung im All selbst zu strahlenden Objekten geworden?"
So einach passiert das ja nicht. Ein stabiles Atom wird strahlend = radioaktiv, wenn der Kern instabil wird. Das passiert nicht einfach durch "irgendeine Strahlung", sondern die Strahlung muss den Kern passend verändern und das resultierende Isotop muss instabil sein:
- ein Neutron einfangen, sog. Neutronenaktivierung
- ein Neutron herausschlagen, durch ein energierreiches Photon (Gammestrahlung)
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Danke Schillrich für die schnelle Antwort.
Ich muss ja sehen, das meine fiktive Crew nicht durch die Ressourcen geschädigt wird.
Konnte nichts so recht finden, wie es sich verhält wenn ein Objekt über Jahrzehnte der kosmischen Strahlung ausgesetzt ist.
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Solche Effekte induzierter Radioaktivität haben wir auch hier unten durch die natürliche Hintergrundstrahlung. Mir ist nicht bekannt, dass das im All ein großes Problem wäre. Dann hätten wir ja mit allen in die Biosphäre rückkehrenden/wiedereintretenden Satelliten, auch wenn sie verglühen, ein radioaktives Sondermüll-Problem.
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Man stelle ich ein Atomkraftwerk mal im Vergleich vor. Dort betrifft dieses Problem ja nur alle Bauteile direkt um den Reaktorkern. Selbst der Dampferzeuger ist nicht/kaum davon betroffen. (Maximal die Oberfläche wird hier gereinigt). Und im Weltall ist massiv weniger Strahlung als im Dampferzeuger. Daher glaube ich, daß das bei Satelliten kein Problem darstellt.
Die Frage ist nur, ob es sich lohnt. Wenn ich schaue, daß so einige Satelliten die heute starten, schon vor 20 Jahren gebaut und vor 30 Jahren entwickelt wurden, welche dann die nächsten 10 Jahre leben, was will man davon wiederverwenden? Das ist alles dann total veraltet. Wobei als Ressourcenquelle für Produktionsstätten im All könnten die Dinger natürlich schon noch taugen.
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Also ich würde die Dinger demontieren und Titan und Aluminium für 3D-Drucker aufbereiten, bzw. in Ionentriebwerken verfeuern.
Maximal die Oberfläche wird hier gereinigt
Genau da liegt mein Problem. Denn mal eben im All die Oberfläche von strahlern reinigen, dürfte schon enorme Probleme mit ich bringen.
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Genau da liegt mein Problem. Denn mal eben im All die Oberfläche von strahlern reinigen, dürfte schon enorme Probleme mit ich bringen.
Das wird im All ja zum Glück kein Problem sein, Kontamination gibt es hier ja zum glück nicht, somit ist eine mechanische Reinigung nicht notwendig.
Edit Schillrich: Zitat korrigiert
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Na zum Glück, wieder einen Schritt im Konzept weiter :D