Raumcon
Raumfahrt => Konzepte und Perspektiven: Raumfahrt => Thema gestartet von: EM am 10. Januar 2009, 14:03:10
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Die Mondprojekte der NASA und auch die künftigen Marsprojekte (v.a. die Projekte von mars direct) gehen davon aus, dass die Rohstoffe vor Ort (in situ) zur Gewinnung von Treib-, Sauer- oder Rohstoffen verwendet werden.
Wie weit ist man mit der Erforschung dieser in-situ-Produktionstechniken?
Wäre dies ein Betätigungsfeld für die europäische Raumfahrtindustrie (Entwickeln und Bereitstellen automatischer, kompakter in-situ-Produktionsanlagen)?
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Hallo,
so ähnlich sehe ich das auch als möglich Perspektive, ähnlich wie wir es jetzt mit der ISS machen:
Europa wird keinen eigenen Zugang zum Mond haben (auf absehbare Zeit), kauft sich aber als Komponenten- und Systemlieferant ein. Das geht natürlich nur, wenn man uns "rein lässt".
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Hallo Schillrich
Ich befürchte ebenso, dass Europa nicht fähig und willens sein wird, einen eigenen bemannten Zugang ins All und somit auch zum Mond aufzubauen. Ohne bewusste Änderung der Strategie werden uns Länder wie Indien, Japan, später vielleicht auch Brasilien oder Iran hier überholen. Klar würde ich mich gerne positiv von einer andern Entwicklung überraschen lassen.
Die Entwicklung der Vor-Ort-Produktionstechniken wäre aber auch für sich allein betrachtet ein sehr interessanter Bereich.
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Weil ich mich auch gerade ein wenig mit diesem Thema beschäftige:
Welche Nutzungsmöglichkeiten des Mond-Regoliths gibt es? Was kann man aus ihm gewinnen? Was kann man aus den Abbauprodukten herstellen?
Und:
Wo kann man das mal belegen und nachlesen?
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Hi,
das interessiert mich auch. Ich hatte schonmal auf www.irsuinfo.com hingewiesen.
Das Material der letzten Konferenz Okt08 liegt unter:
http://www.lpi.usra.edu/meetings/leagilewg2008/presentations/index.shtml
Europa ist da auch vertreten, man scheint aber eher an unbemanntes Logistikmodul und Roboter (Fahrzeuge) interessiert zu sein.
Ich vermag aber nicht zu beurteilen, was da geht und was nicht. Vieles versucht man ja erstmal auf der Erde.
tomtom
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Kennst du schon diese NASA-Seite? http://isru.msfc.nasa.gov/
Gibt zumindest einen ganz guten Überblick. Am interessantesten ist dort wahrscheinlich diese Studie über die Herstellung von Sauerstoff, Silizium und verschiedenen Metallen mittels Elektrolyse von geschmolzenen Oxiden (>8 MB): http://isru.msfc.nasa.gov/lib/Documents/PDF%20Files/NASA_TM_06_214600.pdf
Und aktuell hat gerade eine studentische Arbeitsgruppe der Virginia Tech einen Preis für die Entwicklung der Herstellungsmethode eines Baumaterials basierend auf Regolith und Aluminiumpulver gewonnen. Siehe z.B. hier: http://www.moondaily.com/reports/Lunar_Rock_Like_Material_May_Someday_House_Moon_Colonies_999.html
@tomtom: Der erste Link in deinem Post funktioniert nicht.
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@ Schillrich: Zu einer Nutzungsmöglichkeit aus Mondregolith:
In der immer noch lesenswerten und gut bebilderten Time Life-Bücherreihe "Reise durch das Universum" ist im Band "Die Raumfahrer" von 1990 auf S. 70 ff der Abbau von Titaneisenerz Ilmenit beschrieben, um Sauerstoff zu gewinnen.
Dabei reagiert Ilmenitpulver mit Wasserstoff, das hierzu hochgebracht werden muss, nachher aber wiederaufbereitet werden kann. Laut Beschreibung ist im Ilmenit die Bindung der Sauerstoff- und Eisenatome relativ schwach. Deshalb können Wasserstoffatome mit Sauerstoff neue Bindungen eingehen.
Der gleiche Vorgang (bei einer Temperatur von 1000 Grad) ist auch in Kosmos Report, Energie vom Mars, Kapitel "Sauerstoff vom Tranquillatis", S. 86 ff beschrieben.
Interessant auch die Beschreibung der Verwendungsmöglichkeiten von Mondmaterial in http://www.permanent.com/l-index.htm
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Korrektur: http://www.isruinfo.com/
(Sry, verschrieben.)
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@ Schillrich: Zu einer Nutzungsmöglichkeit aus Mondregolith:
In der immer noch lesenswerten und gut bebilderten Time Life-Bücherreihe "Reise durch das Universum" ist im Band "Die Raumfahrer" von 1990 auf S. 70 ff d
Gott! Das Buch habe ich ... ::) :o
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Wofür man das Regolith verwenden kann, hängt ja zunächst einmal von der Zusammensetzung des Gesteins zusammen ;)
Calcium (Ca), Aluminium (Al), Silicon (Si), Oxygen (O), Iron (Fe), Magnesium (Mg), Titanium (Ti) sind wohl recht häufig in den Mineralen zu finden. Vorallem Aluminium, Calcium und Iron scheint es in Mengen zu geben:
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/1/1b/Moon_VS_Earth_Composition.JPG)
http://en.wikipedia.org/wiki/Moon_rock
http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_soil
Viel wichtiger ist aber was fehlt - Kohlenstoff zum Beispiel: http://www.lunar-base.net/informationenzummond.php
Die Exosphäre besteht zu etwa gleichen Teilen aus Helium, Neon, Wasserstoff sowie Argon.
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Wenn ich mit meiner Entstehungsgeschichte richtig liege ist Carbon sogar noch seltern als Wasser(-stoff). Das heißt Eisen kann nur als Weicheisen in der Elektrotechnik genutzt werden. Das heißt, daß für Stahl ein Ersatz-Material genutzt werden muß. Ich empfehle da Silizium und Titan. Die wichtigste Legierungsbestandteil für Titan ist afaik Aluminium. Da auf dem Mond nur die Resourcen genutzt werden können die es gibt bzw. auch bekannt sind, sollte man schauen, welche Titan-,Aluminium-, Magnesium- und Silizium-Legierungen man aus den Resourcen fertigen. Eisen für die Elektrotechnik ist sehr wichtig! Aber Eisen als Kohlenstoff-armer Stahl wird als Baustoff von einer guten Aluminium-Legierung locker geschlagen. Ich denke Silizium macht da das rennen, aber auch Titan wird gute dienste leisten. Schneidstoffe, welche zumeist aus gesinterten Keramiken bestehen, erhalten durch eine TitanOxid -Bedampfung eine höhere Standzeit. Ich kenne mich mit Titan-Knetlegierungen nicht gut aus, aber denke daß solche auch mit Magnesium legiert werden können, denn Titan und Magnesium entmischen sich nur in der Schmelze.
Das Sodium bzw Natrium vorhanden ist, nenne ich eine gute Nachricht!
Damit sind auf dem Mond vermutlich alle Resourcen vorhanden, um Natrium-Dampflampen zu produzieren. Deren Licht wird von Pflanzen gerne in der Wachstumsphase "genommen". Für die Reife ist es weniger leistungsfähig als Halogen-Metalldampflampen. Für letztere fehlen vermutlich die Halogene. Aber wer weiß was alles unter dem Regolith verborgen ist. Hat man schon mal eine Kalium-Dampflampe gebaut? Dessen Licht dürfte ähnlich aber keinesfalls gleich einer NatriumDampfLampe sein.
Vll. sollte man einen Mond-Metallurgischen Thread öffnen?
Mich interessieren die möglichen Legierungen aus den in der Abbildung oben aufgeführten Metalle. Weiß jemand, ob man schon einmal Eisen als Legierungsbestandteil versucht hat?
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Wäre auf jedenfall interessant zu erfahren welche Materialien/Halbzeuge man mit diesen Elementen herstellen kann - Chemie ist leider garnicht mein Ding.
Ich denke es würde vieles vereinfachen, wenn man sich erstmal auf die (schweren) mechanischen Teile beschränkt und davon ausgeht das sämtliche Elektronik - besonders Micro-Elektronik geliefert wird.
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In der Januar-Ausgabe von GEO habe ich heute eine Kurznachricht gelesen, die zu diesem Thema passt. Eine Arbeitsgruppe der NASA (wenn ich mich richtig erinnere, im Goddard Space Center) entwickelt gerade einen Prototypen zum Schmelzen von Mondregolith.
Ziel ist es, mit robotischen Fahrzeugen durch das Aufschmelzen des Mondbodens feste, zumindest annähernd staubfreie Flächen für Landeplätze und später auch Straßen zu schaffen.
Der Prototyp schafft im Augenblick 13 cm² pro Minute, also nicht gerade viel. Leider wurde auch nicht gesagt, wie dick diese Schicht ist. Die Hitze stammt von Sonnenlicht, das gebündelt und auf einen Punkt konzentriert wird.
René
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Das hört sich schon mal gut an. Wäre auch gut zu erfahren, mit welcher Licht-Kollektorfläche dieses erreicht wird.
Mit der Methode, per Prisma das Licht nach Leistung zu "sortieren" und für höhere Temperaturen höhere Frequenzen zu benutzen, bzw. mit "rot" vorzuheizen und "UV" zu schmelzen könnte bestimmt einige cm²/min mehr aus der Technik herausholen. Ich schätze so auf 20cm²/min.
Was man nicht weiß: Welche Lichtverhältnisse/Quelle/Leistung wurden für die 20mm²/sec genutzt? Im Erdorbit reicht 1sec direktes Sonnenlicht aus um einen Sonnenbrand zu kriegen. Wenn man also optimistisch schlechte Annahmen über die Lichtleistung annimt, könnten also vll ermutigende Geschwindigkeiten erreicht werden.
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Werden in-situ-Produktionstechniken in der Ausbildung an den Hochschulen mit raumfahrttechnischer Abteilung überhaupt behandelt? Wenn nicht, wäre dies ein Thema für einen entsprechenden Lehrstuhl?
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Ich hab mal ein bischen rumgeschaut, wie die Studiengänge so aussehen.
http://portal.mytum.de/studium/studiengaenge/luft-_und_raumfahrt_diplom
http://www.luft-und-raumfahrt.informatik.uni-wuerzburg.de/studium/
http://www.studienscout-nl.de/home/studium-infos-nl-von-a-z/erfahrungsberichte/luft-und-raumfahrt-technik-studium-video.html
http://www.perspektive-luftfahrt.de/
http://www.mw.tum.de/index.php?contentpath=n1/n339
http://www.studienwahl.de/index.aspx?e1=4&e2=1&e3=1&e4=10&e5=0&e6=0&tn=0#Anker_ID_e7c3b2cb3a8e4c288ab90bac26bf0729
http://www.e-fellows.net/wiki/index.php/Luft-_und_Raumfahrttechnik_(Uni_Stuttgart)
http://www.fb6.fh-aachen.de/fileadmin/user_upload/Pdf/Studiengangsbroschueren/Luft_und_Raumfahrttechnik.pdf
http://www.think-ing.de/think-ing/die-fachrichtungen/maschinenbau/luft-und-raumfahrttechnik
http://www.iag.uni-stuttgart.de/studiendekan/download/Studiengang.pdf
Eine eigentliche Ausrichtung oder Spezialisierung auf in-situ-Produktionstechniken habe ich nicht gesehen und gibts hier wohl auch noch nicht.
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N'abend,
EM Eine eigentliche Ausrichtung oder Spezialisierung auf in-situ-Produktionstechniken habe ich nicht gesehen und gibts hier wohl auch noch nicht.
Nein, die gibt es wirklich noch nicht. Der Knackpunkt bei allen diesen Überlegungen ist der Transport, bzw. der Transportpreis.
Aber wie knt im Diagramm von Antwort Nr.9 zeigt, enthält der Mondstaub relativ viel Sauerstoff, Silizium und Aluminium.
Schon in den späten 70ern und frühen 80er Jahren des letzten Jahrhunderts hat man überlegt, diese relativ leicht zu gewinnenden Rohstoffe zu nutzen. Sauerstoff läßt sich zusammen mit Al als Treibstoff nutzen, aus Silizium lassen sich Solarzellen herstellen und aus Al alleine Strukturen. Die Idee dahinter war, Solarkraftwerke (SSPS) aus Mondrohstoffen zu bauen und sie von dort aus in den GEO zu bringen. Das geht energetisch vom Mond aus leichter als von der Erde. ::)
Gruß
roger50
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Mondsolarzellen im Erdorbit...
Noch eher weit entfernt.
Aber Sauerstoffgewinnung sollte schon bald möglich sein, wenn die Nasa genug geld / der neue Administrator genug Hirn hat.
Dabei fallen stoffe an wie Eisen, auf das man langfristig zurückgreifen wird.
Die Frage ist nur: Wenn man atmet verbraucht man Körpersubstanz. Man hat zwar Sauerstoff genug. Aber wen man das Kohlendioxid der Atmung in den Weltraum blasen würde (Abfallanihilierung, Amerikanische tradition) dann müsse man die Nahrung immer importieren...
Auf die Dauer wäre das nicht günstig - es entzieht auch der Erde Kohlenstoff und wenn wir das über die Jahrzehnte benutzen auf hunderten anderen Planeten und Monden geht er vlt mal zur Neige...
Wie hoch stehen die Chancen für zukünftige Treibhäuser auf dem Mond??
Auf jeden fall schließe ich mich der Aussage von Zubrin an, dass man nur mit In-Situ Produktion effektive Raumfahrt betreiben kann (Am Mond geht ja das Konventionelle noch).
Man muss die Rohstoffe nützen, wie sie Einheimische nutzen würden.
Wenn bei den Entdeckungszügen in Amerika die Forscher ihre ganze Nahrung mitgenomen hätten, hätten sie hunderte esel-gezogene Wagen gebraucht. Die Esel hätten über die lange Reise wiederrum viel gefressen, man hätte noch mehr mitnehmen müssen auf neuen Wagen mit neuen Eseln...
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Rohstoffe bzw. gefertigte Artikel vom Mond oder von Asteroiden zu nutzen macht in Zukunft extrem viel Sinn. Man kann auf atmosphärenlosen Himmelskörpern nämlich bereits am Boden auf zweite kosmische Geschwindigkeit beschleunigen. Dazu könnte man kontaktfreie elektromagnetische Beschleunigungsbahnen nutzen. Kein Treibstoff, "nur" Energie.
GG
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Kein Treibstoff, "nur" Energie.
In Hinblick auf die Energie möchte ich anmerken, das man reiche Helium-3 vorkommen auf dem Mond vermutet (kennt?). Helium-3 eignet sich besonders gut zur Energieerzeugung per Fusion.
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... wenn denn Kernfusion endlich technisch und "wirtschaftlich" funktioniert. Da liegt noch Grundlagenarbeit vor uns.
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Einen gewaltigen Schub in der Entwicklung von insitu-Produktionstechniken könnten auch künftige Weiterentwicklungen im Bereich der Nanotechnik bringen.
Ich habe hier mal eingie interessante Links dazu zusammengestellt, was da alles noch kommen kann.
http://de.wikipedia.org/wiki/Nanobot
http://de.youtube.com/watch?v=KUszJhHEXtE&feature=related
http://de.youtube.com/watch?v=E9VVdQTe7OI&NR=1
http://de.youtube.com/watch?v=9yuTM_EOtHY&NR=1 allg.
http://www.ch-forschung.ch/index.php?artid=303
http://www.welt.de/print-welt/article432850/Der_Quantenantrieb_fuer_Nano_Roboter.html
https://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,355690,00.html Würfelroboter, der sich selber reproduziert
http://www.spiegel.de/netzwelt/web/0,1518,91328,00.html
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Immer wenn ich von den Segnungen der Nanobots höre erinnere ich mich an die Tales of Future Past (http://davidszondy.com/future/futurepast.htm) und bin mir in einem ganz sicher: Es kommt anders als man denkt.
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Jemand sagte einmal, dass man sich die nächste Zukunft immer mit zu grossen Veränderungen vorstelle. In mittleren und längeren Zeiträumen geschehen dann aber wirklich grosse Neuentwicklungen, die unverhersehbar waren.
Künftige In-situ Produktion könnte eine Kombination von Nanotechniken (z.B. zur Produktion von einfachen elektronischen Teilen) und Basisindustrie (kleine Erzaufbereitung, Herstellung von kleinen Stahlteilen, etc.) sein.
Mögliches Anwendungsbeispiel:
Produktionsanlage auf dem Mars, bestehend aus Sammlerfahrzeug, Schmelzofen, Drahtproduktion. Der Sammler sammelt die eisenhaltigen Hämatitkügelchen ein und bringt sie zum Schmelzofen. Dort werden sie eingeschmolzen und anschliessend werden Drähte oder Stäbe (Antennen) produziert. Anschliessend verteilt der Sammler diese Antennen über eine grosse Fläche samt Verkabelung. So entsteht ein grosses Radioteleskop, ohne dass die Hardware zum Mars gebracht werden musste.
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Hallo EM,
warum ein Radioteleskop auf dem Mars? Das wäre doch eher Verschwendung der hart erarbeiteten Ressourcen. Die ersten abgebauten Ressourcen sollte man für Aufbau und Betrieb einer Basis nutzen/speichern.
Ein großes Radioteleskop mach auf der Rückseite des Monds Sinn, um dort von der Erde abgeschirmt zu sein, und ohne Atmosphäre.
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Am Mond wäre sowas sinnvoll... Aber wenn man Eisen schmilzt verdampft das und regnet kleine Kügelchen verstreut über der Oberfläche wieder ab mangels Atmosphäre... Das wäre sogar ne Waffe... ;)
Am Mars hingegen, wie gesagt. Wäre ein Teleskop noch nicht so wünschenswert. Erst mal Blechplatten, Kabel, Isolierungen (einfache Plastike), Glas, einfache elektronische Bauteile... Für Rover, Habitate, Werkzeuge, Glaskuppeln,...
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Mein Lieblingsthema: ISRU auf dem Mond
Bei der ESA wird auch drüber nachgedacht - insbesondere bzgl. Herstellung von Sauerstoff
http://esamultimedia.esa.int/docs/exploration/ReferenceArchitecture/Final%20ReviewJan09/12_Final_Presentation_CGS_ISRUv2.pdf
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Eine Schmelze von Regulit auf dem Mond sollte technisch nicht schwierig sein. Schon aus der Erde kann man allein mit Sonnenlicht Stahl schmelzen ! (Habe das mal in einem Experiment gesehen. Ein Parabolspiegel von ca 2-3m Durchmesser wurde auf die Sonne ausgerichtet. In ca 30 sec. brannte das Licht ein Loch durch eine dicke Stahlplatte !)
Siliziumdioxide aus dem Mondregulit hergestellt könnte wunderbares Glas geben, das in einer automatischen Fabrik zu Scheiben vergossen wird. Die Schmelze wird aber dabei der einfachere zu realisierende Teil sein.
Eine Modstation aus einer Aluminium-Glaskonstruktion. Wäre das nicht eine feine Sache ?
Die Stahlproduktion auf einem anderen Himmelskörper halte ich momentan noch für Utopie.
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Ja, das wäre schon eine feine Sache...
Da könnte man eine riesige Station fast zum Nulltarif (verglichen mit dem delta v das sonst benötigt würde) aufstellen.
Mit viiiel mehr Platz als herkömmliche, wo man jedes gramm spart/ sparen muss...
http://www.rp-online.de/public/article/wissen/weltraum/75677/Forscher-traeumen-von-Solarzellen-auf-dem-Mond.html
Hier gab es schon tests zu solarzellen auf dem Mond - in-situ
@Meagan:
Am Mond wird es nicht durch Atmosphäre gefiltert (bzw. sehr sehr wenig), ist also noch stärker. Dazu kommt, dass keine Atmosphäre es kühlt, und die Umgebungstemperaturen in der Sonne 120° betragen können.
(Eine Apollo Mondlandung soll angeblich die Masse der Mondatmosphäre - eigentl. exosphäre - verdoppelt haben! kleines detail am rande)
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(Eine Apollo Mondlandung soll angeblich die Masse der Mondatmosphäre - eigentl. exosphäre - verdoppelt haben! kleines detail am rande)
Das galt dann aber nur für Apollo 11. Apollo 12 konnte sie dann nur noch um 50% erhöhen...
(Und das hier war dann mein 200. Post. :-)) )
René
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Das galt dann aber nur für Apollo 11. Apollo 12 konnte sie dann nur noch um 50% erhöhen...
Wohl eher nicht,
das ausgestoßene Wasser wurde wohl, sobald es sich über den kalten Kratern befand, eingelagert, der Rest vom Sonnenlicht aufgespalten und vom Sonnenwid verblasen.
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Habe in einem anderen Thread diese studie hier gefunden:
SYSTEM ARCHITECTURE DEVELOPMENT FOR A
SELF-SUSTAINING LUNAR COLONY:
http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/440OHandley.pdf
Darin gehen die Autoren besonders auf situ-Produktion ein. sehr lesenswert.
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Im Bericht der Augustine-Kommission ist bei der ISS als eine Variante ein Deorbit für 2 Mrd Dollar vorgesehen. Meiner Meinung nach wäre es sinnvoller, statt ein Deorbit die ISS, wenn sie mal nicht mehr gebraucht werden kann, in einen Friedhofsorbit zu bringen. Die ISS stellt nach ihrem Benutzungsende ein Reservoir von Rohstoffen dar, die energieaufwändig ins All gebracht wurden und hier ausgeschlachtet, d.h. recyclet werden sollten.
Ich bin der Überzeugung, dass in den nächten 50 Jahren mit der Industrialisierung des Weltraums begonnen werden muss. Erst wenn nicht mehr alles zu hohen Kosten in den Erdorbit gebracht werden muss und die Ressourcen des Sonnensystems (Sonnenlicht, Metalle und Eis der Asteroiden) verwendet werden können, werden auch grosse Raumstationen möglich.
Wünschenswert wäre, wenn ein privater Investor wie Elon Musk sich dem Aufbau dieser Grundlagenindustrie widmen und das erforderliche Knowhow aufbauen würde. Dann ist man froh, wenn man die Rohstoffe der ISS und der Satelliten recyclen und verwenden könnte.
Dann könnte es auch sinnvoll sein, eine neue Kategorie von Trägerraketen zu planen: Einstufige Träger, die nach dem ersten Verwendungszweck weiteren Zwecken zugeführt werden, wie nachfüllbare Transporter oder deren Tanks als Treibstofflager gebraucht werden, etc. Ein einstufiger Träger wäre zwar weniger effizient und die primäre Nutzlast würde kleiner, die Wiederverwendbarkeit für den Aufbau der Grundlagenindustrie jedoch sinnvoll.
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Hallo EM,
interessante Idee, aber sie scheitert wohl an ein paar grundsätzlichen Tatsachen. In-situ-Konzepte machen Sinn, wenn man von der Erde "abgeschnitten" ist, von unseren Produktions- und Fertigungsmöglichkeiten hier unten. Im Erdorbit ist das nicht gegeben. Wenn man Satelliten verwerten wollte, um dann Neues entstehen zu lassen, bräuchte man die entsprechenden Abwrack-, Aufbereitungs- und Produktionsstätten im Orbit. Aufwand und Ertrag stehen hier in einem sehr schlechten Verhältnis. Mit den Techniken auf der Erdoberfläche können wir einfach viel mehr als wir je da oben werden können.
Andere Aspekte sind noch: Orbitmechanik (was einmal im Orbit ist, ist in seiner Orbitebene "gefangen" und nur dort praktisch erneut nutzbar) und Wegwerf- oder Einweggesellschaft.
Wenn man auf einem anderen Himmelskörper ist, so dass der Transportaufwand dorthin "exorbitant" steigt, relativiert sich das langsam. In-situ bezieht sich momentan ja auch eher auf die Nutzbarmachung einiger weniger Ressourcen, v.a. Verbrauchsressourcen wie Wasser, Stickstoff, Sauerstoff, Methan. Produktionskonzepte stehe erst in der zweiten Reihe.
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Die Frage ist natürlich welche Vorteile (Gewichtsersparnis) bringt eine In-situ-Produktion. Da z.Z. eine bemannte Mond/Mars-Basis in weite Ferne gerückt ist könnte eine Rapid-Prototyping-Maschiene z.B. Komponenten für ein Radioteleskop-Array liefern.
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Bei dieser Konferenz geht es nicht nur um ISRU, sondern um alle möglichen Aspekte der Ressourcen-Gewinnung/Nutzung und hoffe, dass man nach der Konferenz entsprechende Präsentationen online findet.
http://ssi.org/2010-conference-space-manufacturing-14/sm14-agenda/
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Wie wäre es mit sowas:
Ein 3D-Drucker, dieser arbeitet mit Plastik, es gibt aber auch welche mit Metallstäuben.
Könnte man damit nicht viele Low-Tech-Mars-Rover In Situ produzieren?
Silizium ist in allen terestrischen Körpern, damit baut man Schaltkreise und Solarzellen. Eisen für Gehäuse gibt es im Staub, Plastik könnte man aus der Marsatmosphäre erzeugen (CO2+H2O)... Akkus wären dann noch das schwierigste, oder man nimmt Branstoffzellen? Oder in der Nacht gehen einfach die Lichter aus.
Wobei die Schaltkreise das Schwierigste sein dürften, die sollten hochrein sein... Wenn man statt Mikrochips 'nur' Transistoren nimmt, und damit die Schaltungen aufbaut?
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Schaltkreise sollten auch nicht so das Problem sein wenn man die richtige Tinte (http://www.weltderphysik.de/de/4245.php?ni=586) hat.
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Aber lässt sich solche Nano-Tinte nicht nur unter hohem Aufwand erzeugen??
Das Problem dabei wäre ja nicht der Rohstoff, sowas gibts auf dem Mars ja, aber die Verarbeitung sollte nicht zu aufwendig werden, um in ausreichenden Mengen und vor allem auomatisiert ablaufen zu können...
Na gut, wenn die nur Atomlagen dünn sind, reichen so ein paar Liter Tinte vielleicht auch für ein paar hundert Roboter...
Ich dachte z.B. an Thumbleweeds, denn diese sind verhältnismäßig Low-Tech...
Kein Antrieb, das erspart einiges... Den besorgt der Wind...
Also, was der Roboter bräuchte: 1) ein Gehäuse, sollte mit Plastik oder Metallpulver zu machen sein, was leichter auf dem Mars produzierbar ist. 2) eine Antenne, um den Kontakt mit anderen Bots und der Fabrik (=Relais) zu halten 3) den einen oder anderen Chip, um Temperatur zu messen, evt auch Druck... Aber ein Kamera wird sich damit wohl eher kaum realisieren lassen???
Theoretisch könnte man auch eine Fabrik hinschicken, um Opportunity, Spirit und Curiosity, Exomars etc mit frischen Ersatzteilen zu versorgen...
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Bleibt mal bei realistischem ISRU ... man denkt ernsthaft über die Gewinnung von einigen wenigen Rohstoffen nach, nicht über Replikatoren.
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Realistisch betrachtet gebe ich diesen Vor Ort Techniken (noch) keine guten Chancen.
Warum ?:
- Metalle müssten vor Ort verhüttet werden. Eine Stahl oder Aluminiumindustrie auf dem Mond aufzubauen ist absoluter Nonsens (im Moment)
- Um Plastik herzustellen braucht man ebenfalls eine komplette Industrie (im Moment absolute Zukunftsmusik)
- Materialbearbeitungen sind sehr Energieintensiv -> spezielle Kraftwerke wären nötig.
- woher soll das Geld dafür kommen ; Dazu müsste es erstmal eine Industrie geben, die daran interessiert ist
Sicher wird es den einen oder anderen Punkt geben es dennoch zu tun. Fragt sich nur, ob es dabei ein sinnvolles Kosten/Nutzenverhältnis geben wird.
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# Um Plastik herzustellen braucht man ebenfalls eine komplette Industrie (im Moment absolute Zukunftsmusik)
Theoretisch genügen 2 Arten von Bakterien, von welchen die eine zb. Therephtalatsäure und die anderern eine Ethenhältige Base produzieren. Mischt man deren Produkte entsteht PET.
Und was ist mit der einfachsten Form von In-Situ: Wasser aus dem GEstein ausdampfn oder Sauerstoff aus dem Gestein? Das würde viel Gewicht bei einer Mission ersparen.
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Ich denke auch das die Treibstoffgewinnung bzw Wassergewinnung im Vordergrund stehen wird. Damit kann man auch erstmal Erfahrungen sammeln in der in-situ Produktion. Weil man muss immer bedenken das die Maschinen so gut wie Wartungsfrei arbeit müssen... Wenn ich allein schon denke wie lange es auf der Erde dauert bis mal ein Servicetechniker anrückt, will ich mir das auf dem Mond gar nicht erst vorstellen... 8) ;D
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Ein Problem, aus Regolith Sauerstoff zu erzeugen, ist ja wohl, dass man dazu meist Wasserstoff oder Kohlenstoff verwendet, um den Sauerstoff dem Silizium etc. zu entreissen.
Das sind dann halt Verbrauchsstoffe.
Allerdings ist mir dazu was eingefallen:
In der Mikrowelle werden ja Wasserstoffatome durch bestimmte Frequenzen zur Schwingung angeregt. Dadurch erwärmen sie sich, bei zu großer Erwärmung geben sie ihre Elektronen ab und besitzen sie genug Energie, um aus der chemischen Verbindung auszutreten.
Ungebundene Wasserstoffatome werden dabei frei.
Jedes Atom reagiert auf bestimmte Frequenzen. Wenn man berechnet, auf welcher Wellenlänge Sauerstoff die Resonanz hat, könnte man ihn so aus gemahlenem Gestein holen, mit nichts weiter als ner Antenne und etwas Strom.
EDIT:
Hier,
# 60 GHz - Absorptionslinie von Sauerstoff
(http://de.wikipedia.org/wiki/Gr%C3%B6%C3%9Fenordnung_%28Frequenz%29)
Das müsste so doch korrekt sein, oder??
Dann braucht man eine Antenne, die mit 60 GHz schwingt, einen Probenbehälter, einen Eisenmantel (um keine anderen Geräte zu stören), Basaltpulver (häufiges Mondgestein) und Strom.
Wenn ich mit der Annahme richtig gehe, müsste ich mal die Enthalpie berechnen. Der Wirkungsgrad hier sollte eigentlich recht hoch sein, besser jedenfalls als mit Wasserstoff ec., denn den muss man dann wieder recyclen, dabei geht auch was verloren, etc. (muss man teuer wieder auf den Mond fliegen)
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Zu den Mikrowellen: Das LZH erwärmt z.b. Glas mit Hilfe von Microwellen. Es sollte also auch möglich sein Sauerstoff zum Schwingen zu bringen. Nur weiß ich das wenn man Microwellen einsetzt man evtl eine Abschirmung braucht damit anderen geräte nicht beeinflusst oder beschädigt werden. Bei den Haushaltsüblichen Dingern für Wassererwärmung reicht ja ein Metalgitter. ich bin nicht sicher ob das für alle Wellenlängen gültig ist. Wenn ja dann ist das gut :)
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LZH?
erwärmt z.b. Glas mit Hilfe von Microwellen
Glas ist im Grunde Silizium + Sauerstoff (+Zusätze) Also wird es wohl eine längere Wellenlänge sein, die das ganze Molekül anregt?
Oder es regt nur Si oder O an...
Nur weiß ich das wenn man Microwellen einsetzt man evtl eine Abschirmung braucht damit anderen geräte nicht beeinflusst oder beschädigt werden.
Exakt. Ein Gitter aus Eisen ist in jeder Mikrowelle, denn Eisen absorbiert viele Wellenlängen. Das müsste man ausprobieren, berechnen, oder jemanden fragen, der sich in diesem Teilbereich der Physik gut auskennt...
Oder, man stellt das in einen tiefen Krater und alle Maschinen und Menschen raus aus dem Krater... Pipline zum Landemodul...
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LZH = Laserzentrum Hannover
So wie ich den Bericht dazu verstanden hab regen sie das gesamte Molekül an.
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Ah, danke.
Ja, das kann sein.
Bei der Sauerstoffextraktion wäre es halt von Vorteil, wenn man nur den Sauerstoff erhitzen würde, da sonst ja mehr Energie aufgewendet werden müsste (Obwohl Glas, Regolith, ... alle Verbindungen ab einer gewissen Temperatur sich von selbst in ihre Bestandteile zerlegen)
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Von der Space Manufacturing Conference gibt es jetzt schöne Präsentationen hier:
http://ssi.org/2010-conference-space-manufacturing-14/archive/ (http://ssi.org/2010-conference-space-manufacturing-14/archive/)
Mal als Beispiel: Energiespeicherung auf dem Mond nur mit Lunarmaterial
http://ssi.org/2010/SM14_presentations/101031_SSI_Dietzler-Schubert.pdf (http://ssi.org/2010/SM14_presentations/101031_SSI_Dietzler-Schubert.pdf)
Andere Themen sind:
- LEO-Transport
- Asteroid Mining
- Lebenserhaltungssysteme
- Solar Power
- Rechtliches
- 3D Printing
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3D Drucken ist eine neue interessante Technologie. Der Drucker bedruckt nicht mehr Papier sondern stellt ein dreidimensionales Objekt her. Die Technologie ist noch im Anfangsstadium aber ihr steht eine große Zukunft bevor. Eine Querflöte kann man schon drucken ( mit einigen Defiziten):
ws
Welche Festigkeit dieses Druckmaterial hat, weiß ich gerade nicht, wahrscheinlich eher nicht soviel. Aber viele Fertigungsmaschinen durch eine einzige zu ersetzen hat sicherlich viele Vorteile. Es gibt offenbar auch Bestrebungen, dass die Maschine sich selbst reproduzieren kann. Das wäre in der Tat ein großer Fortschritt, man schickt eine Maschine zum Mars und diese reproduziert sich mit den dort vorhandenen Materialien erstmal ein paar mal um dann eine für Menschen bewohnbare Siedlung zu bauen und man muss dann nur noch einziehen.
Ok, heute alles Sciencefiction aber wenn sich die Technologie ähnlich entwickelt wie die Computer? Hat vielleicht in 20-30 Jahren jeder so eine Maschine zu Hause?
Ich finde es auf jeden Fall sehr spannend wie sich die Technologie entwickeln wird. :)
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Das hatten wir doch schon ... vor 1 oder 2 Jahren hier im Forum. Hatte nicht runner02 das gefunden?
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Schaut euch das mal an:
RepRap (http://vimeo.com/5202148)
Mehr Infos:
http://reprap.org/wiki/Main_Page (http://reprap.org/wiki/Main_Page)
http://en.wikipedia.org/wiki/RepRap_Project (http://en.wikipedia.org/wiki/RepRap_Project)
Was es alles gibt. :o
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Das hatten wir doch schon ... vor 1 oder 2 Jahren hier im Forum. Hatte nicht runner02 das gefunden?
Oh Schillrich, es war im Okt. 2010, was ist mit deinem Zeitgefühl. ;)
In der Raumfahrt wird daran auch überlegt. Die Idee ist einfach, Teile die man gerade braucht, vor Ort zu bauen.
Die Präsentation ist allerdings nicht so aussagekräftig: http://ssi.org//2010/SM14_presentations/101031_SSI_Dunn.pdf (http://ssi.org//2010/SM14_presentations/101031_SSI_Dunn.pdf)
Das Ganze hatten wir schon unter "ISRU-Produktionstechniken"
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2010??? ... hmm, das wundert mich aber auch ;)
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Naja, neu ist relativ. Das Thema 3D Drucken stammt aus dem ganzen Bereich Rapid Prototyping. Die ersten Anwendungen habe ich vor ca 7-8 Jahren auf der Euromold in Frankfurt gesehen. Da war es allerdings noch sehr umstritten wegen den Giftigen Dämpfen. Das Thema Rapid Prototyping ist allerings schon gut 30 Jahre alt. Einer der ersten Anwendungen die ich dazu gesehen habe waren die Stereolithografie. Mittlerweile fertigt man auch schon Prototypen aus Metall. Aber wie der Name es scho sagt, recht viel mehr als Protopypenlassen sich damit nch nicht herstellen. Mehr dazu unter diesem Link:
http://de.wikipedia.org/wiki/Rapid_Prototyping (http://de.wikipedia.org/wiki/Rapid_Prototyping)
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Es gibt offenbar auch Bestrebungen, dass die Maschine sich selbst reproduzieren kann.
Naja, aber die kann doch nur eine kleinere Maschine bauen (denn die Auslassöffnung oder 'Reaktionskammer' kann nie größer sein, als die gesamte Maschine... Das ist bildlich gesprochen so, wie wenn man in einem Ofen einen zweiten Ofen backen will - der zweite muss in den ersten hineinpassen)
Außer, man baut kleine Teile, die später zu einer gleich großen Maschine zusammengesetzt werden (dann braucht es aber Roboterarme)
Das hatten wir doch schon ... vor 1 oder 2 Jahren hier im Forum. Hatte nicht runner02 das gefunden?
Das kann schon sein, aber vor zwei Jahren.... :o
Ich glaub da wusste ich noch nicht viel von der Raumfahrt, und ein Orbit war noch Synonym für einen Kaugummi ;D (Quintessenz, etwas dramatisiert ;) )
EDIT: Naja, ich denke, das waren doch schon eher mehr drei als zwei Jahre...
Das wäre in der Tat ein großer Fortschritt, man schickt eine Maschine zum Mars und diese reproduziert sich mit den dort vorhandenen Materialien erstmal ein paar mal um dann eine für Menschen bewohnbare Siedlung zu bauen und man muss dann nur noch einziehen.
Das wäre einfacher, als selbstreproduzierende Maschinen.
Denn für die braucht man Schaltkreise aus Silizium/CNT-Halbleiter, evt. Kupfer (oder Silizium, mit schlechterem Wirkungsgrad), Plastik für Platinen und Gehäuseteile (muss mitgeflogen oder vor Ort Produziert werden), Eisen für das Gehäuse. Und Glas.
Für eine Siedlung bräuchte man 'nur' die Gebäude drucken, aus was auch immer. Plastik, Marsstaub oder Marsbeton, die Lebenserhaltungssysteme bringt man mit und muss die dann halt einbauen (riesige Gewichtsersparnis)
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Das was ihr meint ist nicht so sehr 3D Printing sondern Contour Crafting http://de.wikipedia.org/wiki/Contour_Crafting (http://de.wikipedia.org/wiki/Contour_Crafting)
Hier einige weiteren Infos http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20060007775_2006008340.pdf (http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20060007775_2006008340.pdf)
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Servus,
hab mir letztes Jahr selber einen 3D-Drucker (makerbot) zugelegt als Bausatz;
Dabei gings mir darum zu sehen, wie/ob das wirklich funktioniert! Und das tut es wirklich, allerdings auch nicht mehr. Man kann damit schöne Sachen aus Kunststoff drucken und die Objekte werden auch richtig fest bzw. Steif.
Man muss aber schon manuell dabei bleiben und den Druckvorgang überwachen, also Drucken im Tintenstrahler-Stil ist definitiv nicht möglich!
Zudem druckt man eben nur immer mit einem Material, ganze Maschinen damit nachzubauen halte ich für Zukunftsmusik >100Jahre;
@Runner02: Man kann durchaus mit ein paar Tricks ein Objekt Drucken, das genauso groß´ist wie der Drucker selber! Nimm einen Drucker mit 10X20cm Grundfläche und 30cm Höhe, dann könntest du das Objekt liegend drucken, indem du als Druckfläche mit einer Art Förderband arbeitest, das das Objekt weiterschieben kann!
mfg h-j
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Contour Crafting ist zwar auch schön an zu schauen aber ohne sein Stahlgerüst ist Beton wertlos.
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Ja - das sieht man schon an dem kleinen versteckten Hinweis darauf, das eine besondere Betonmischung notwendig ist, damit die Wand nicht in sich zusammen fällt wenn die höheren Layer "gespritzt" werden. Basierend auf diesem Konzept kann man sich aber weiter Gedanken machen.
Dabei fällt mir noch ein grundsätzliches Problem von ISRU auf. Auf den Punkt gebracht geht es um die Frage warum es keine Betonwerke in der Antarktis gibt. Der Aufwand dort ein Betonwerk zu bauen (samt Rohstoffförderung und autonomer Stromversorgung) um dann eine mittel große Forschungsbasis zu bauen, ist um ein vielfaches größer als die fertig ausgerüsteten Module einzufliegen.
Nun ist der Aufwand etwas zum Mars zu fliegen natürlich viel größer als in diesem Beispiel - so das sich die Balance zu gunsten ISRU verschiebt. Was bleibt ist jedoch der Umstand das sich ISRU nur ab einer bestimmten Basisgröße - ab einer bestimmten Langlebigkeit lohnt um die ungleich größeren Investitionskosten zu rechtfertigen.
Darum bezweifle ich auch das wir in absehbarer Zukunft ISRU Technologie in produktivem Maßstab sehen werden. Was wir (hoffendlich) sehen werden sind erste technologie Demonstrationen.
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Ich habe die Diskussion zum 3D-Drucken in den ISRU-Thread verschoben.
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Also 3D Drucktechniken beschränken sich meines Wissens nur auf Kunststoffe. Die Videos haben ja verdeutlicht wie das alle funktioniert. Da wir selbst bei uns einen 3D Drucker haben und ich manchmal daran arbeite kann ich nur eins sagen... .-> es dauert ewig! Außerdem sind diese Maschinen nicht für Serienproduktion sondern für Einzelteilfertigung konzipiert. Außerdem sind die extrem wartungsanfällig....leider..
Ne bessere Methode die ich da sehe ist das Lasersintern. Funktioniert auf dem gleichen Prinzip wie 3D Drucken oder Stereolithographi, nur eben mit Metallen und Metallverbindungen (Auch exoten). Das Proplem hierbei ist das Ausgansmaterial was sehr rein sein muss.. (Also verunreinigungen unter 10ppm glaube ich). Hinzukommt der hohe Energieaufwand für den Laserbetrieb. Momentan sind all diese Technologien noch relativ störanfällig und wartungsintensiv. Aber das ändert sich hoffentlich :)
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. Hinzukommt der hohe Energieaufwand für den Laserbetrieb.
Dann braucht man halt eine Batterie als Puffer.... Dauert dann halt ein wenig...
-> es dauert ewig! Außerdem sind diese Maschinen nicht für Serienproduktion sondern für Einzelteilfertigung konzipiert.
Man will ja nicht hunderte Häuser auf dem Mars erreichten :)
Dabei fällt mir noch ein grundsätzliches Problem von ISRU auf. Auf den Punkt gebracht geht es um die Frage warum es keine Betonwerke in der Antarktis gibt. Der Aufwand dort ein Betonwerk zu bauen (samt Rohstoffförderung und autonomer Stromversorgung) um dann eine mittel große Forschungsbasis zu bauen, ist um ein vielfaches größer als die fertig ausgerüsteten Module einzufliegen.
Ich dachte immer, ein Betongebäue wäre zu schwer für das Eis. Außerdem kann man auf reinem Eis doch kein Fundament bauen??
Und, zwischen einer Basis und dem Boden (mit nutzbarem Gestein) sind Kilometer an Wassereis dazwischen. Man hat also nur Eis zur Verfügung- man könnte also höchstens ein Iglu bauen... Somit müsste man das gesamte Gestein einfliegen.
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Wie sieht es bei der Nutzung von NEO (http://de.wikipedia.org/wiki/Erdnahes_Objekt (http://de.wikipedia.org/wiki/Erdnahes_Objekt)) aus?
Sie haben ein geringeres delta-v als Mond, Mars oder Erde. Ich vermute einige haben mehr Wasser(anteil) als der Mond und auch Kohlenstoff. Diese Elemente scheinen sonst nur in geringen Mengen vorhanden zu sein.
Gibt es Ideen zur chemischen und mechanischen Verarbeitung im freien Fall? Trennen nach Dichte geht dann nicht (oder man nimmt eine Zentrifuge). Eine Schmiede mit "fallenden" Hämmern auch nicht; sie würde auch alles hin und her rütteln. Mir fallen nur sägen, walzen, pressen, laser-schneiden, laser-schweisen, verdampfen und den Dampf absaugen, Elektrolyse ein.
Für den Anfang der in situ-Produktion genügt es sicher Wasser, Sauerstoff und Treibstoff zu produzieren. Später kann man Baumaterial (Metalle, Kunststoffe, Strahlenschutz) für Raumstationen und Raumschiffe produzieren. (Für Nahrungsmittel ist Recycling besser, vgl. z.B. http://en.wikipedia.org/wiki/MELISSA (http://en.wikipedia.org/wiki/MELISSA).) Viel später auch Chips und andere komplexe Teile - dann nähert man sich da oben der Autarkie.
Ergibt eine solche Entwicklung der Produktion Sinn? Oder sind die ersten Schritte technisch zu komplex?
Szenario:
- Man schickt eine Sonde mit Solarzellen und Ionentriebwerk zu einem (kleinen, der die Erdatmosphäre nicht durchschlagen kann) NEO. So braucht man die Energie nicht mitzuschleppen und kann lange Beschleunigen.
- Dort legt es ein Netz um das NEO und bremst die Rotation.
- Die Sonde ändert die Bahn leicht, so dass das NEO im Netz nach wenigen Jahren mit Hilfe des Mondes eingefangen wird und in L4/L5 oder einem hohen Orbit (2 Wochen Umlaufzeit) endet. Bis dahin sind 2-3 Ersatzsonden im All in der Nähe, um im Notfall einen Sturz auf die Erde zu verhindern! (oder das nächste NEO zu holen oder als Schlepper vom LEO zu dienen)
- Jetzt beginnt die 1.Verarbeitung, um Treibstoff etc. zu gewinnen.
- Wenn mehr Industrie vorhanden ist, verarbeitet man das Restmaterial neu, um komplexere Stoffe (Bleche, Tanks, Gerüste, Fabriken, Solarkraftwerke (Photovoltaisch oder thermisch) etc.) anzufertigen.
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Hallo und willkommen
NEOs einfangen und bremsen? Das ist leider reine SciFi. So ein Objekt, auch wenn es "astronomisch winzig" ist, hat immer noch Massen jenseits von Gut und Böse für menschliche Größenordnungen.
Nur als Beispiel:
http://de.wikipedia.org/wiki/(4179)_Toutatis (http://de.wikipedia.org/wiki/(4179)_Toutatis)
Maße: 4,5 × 2,4 × 1,9 km
Masse: 5 · 1013 kg = 50 000 000 000 t
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Hallo,
die Auswahl an NEO ist groß und viele kleine sicher noch unentdeckt.
NEOs einfangen und bremsen? Das ist leider reine SciFi. So ein Objekt, auch wenn es "astronomisch winzig" ist, hat immer noch Massen jenseits von Gut und Böse für menschliche Größenordnungen.
Nur als Beispiel:
http://de.wikipedia.org/wiki/(4179)_Toutatis (http://de.wikipedia.org/wiki/(4179)_Toutatis)
Maße: 4,5 × 2,4 × 1,9 km
Masse: 5 · 1013 kg = 50 000 000 000 t
Ein kleiner ist http://de.wikipedia.org/wiki/2004_FU162 (http://de.wikipedia.org/wiki/2004_FU162). Er hat 6 Meter Durchmesser. Die künstlichen Bahnveränderungen müssen natürlich genau geplant sein. Aber über Jahre summieren sich auch winzige Änderungen auf.
Wenn er pures Eisen ist, hat er die Masse von < 1700 t, bei Gestein circa 550 t, bei Eis circa 200 t.
Zum Vergleich: Die Queen Mary 2 hat circa 76 000 t Masse. (Okay, sie hat starke Motoren, aber auch ständige Reibung.)
Weitet kann man auch so einem "Kieselhaufen" (rubble pile) auswählen und einen Teil heranholen.
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Was sollte man denn mit dem Eisen anfangen? Wir sprechen hier immerhin über ein Element, das zu den häufigsten auf unserem Planeten gehört. Eingefangenes Asteroideneisen dürfte viel zu teuer werden, um für irgendetwas nütze zu sein.
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Was sollte man denn mit dem Eisen anfangen? Wir sprechen hier immerhin über ein Element, das zu den häufigsten auf unserem Planeten gehört? Eingefangenes Asteroideneisen dürfte viel zu teuer werden, um für irgendetwas nütze zu sein.
Eisen war nur ein Beispiel, um die Masse kleine NEO zu schätzen. Eis, Kohlenstoff, Silizium u.a. wären dort oben auch gut zu gebrauchen.
Das Material, z.B. Eisen, der Erde ist nunmal auf der Erde. Um es in die Umlaufbahn zu bekommen, ist viel Treibstoff nötig. D.h. der Preis von irdischem Eisen in der Umlaufbahn ist etwa 3.000 bis 10.000 USD/kg (für LEO http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_heavy_lift_launch_systems (http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_heavy_lift_launch_systems)), allein aufgrund der Transportkosten!
Bei 1700 t sind das 5,1 bis 17 Mrd.USD! Leider ist das dann nur nicht ausgegebenes Geld und nicht verdientes Geld. Eine NEO-Mission ist sicherlich billiger. Als Bonus bekommt man Produktionsanlagen im All für die Zukunft und Erfahrung für den Fall, dass Spacewatch einen Asteroiden findet, der die Erde treffen wird.
Das Material der NEO sollte in situ im Orbit benutzt werden. Damit kann man Solarzellen, Gerüste, Bleche, Tanks, Strahlenschutz u.v.m. bauen. Den Weitertransport zur Erde halte ich bei Eisen für unsinnig. (Bei Gold, Platin u.ä. mag es anders sein. Das ist ein anderes Thema.)
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Wie viel Energie bräuchte man um ein solches NEO von seiner heliozentrischen in eine geozentrische Bahn zu bringen? Ein solches, eventuell ausgehöhltes Objekt könnte die Grundlage für eine Raumstation bilden.
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Das hört sich nach einer tollen Idee für ein Science Fiction-Buch an. Genau gesagt, habe ich so ein Buch sogar schon gelesen: Der Asteroid von Levon Surenovitsch Chatschaturjanc und Evgenij Vasiljevitsch Chrunov (http://de.wikipedia.org/wiki/Jewgeni_Wassiljewitsch_Chrunow). Das war aber auch reine Science Fiction, auch wenn der Co-Autor ein aktiver Kosmonaut (Sojus_4 (http://de.wikipedia.org/wiki/Sojus_4)/Sojus 5 (http://de.wikipedia.org/wiki/Sojus_5)) gewesen ist.
Das Problem ist doch, dass wir gerade darüber reden, den gesamten industriellen Prozess zur Herstellung von Weltraumgerätschaften in den Weltraum selbst zu verlegen. Aber machen wir uns nichts vor - dieser Prozess ist extrem lang, komplex und zum Teil hochsensibel. Vieles lässt sich nun einmal auf der Erde viel besser erledigen. Das fängt schon mit der Verhüttung des Eisens an, das vermutlich selbst im Vakuum des Alls teilweise oxidiert ist. Dann müssen daraus hochwertige Stähle gefertigt werden, und so geht es dann immer weiter.
Meines Erachtens ist unsere Technik dafür bei weitem noch nicht ausreichend, und abgesehen von Materialforschungsexperimenten wird man vermutlich mittelfristig nur sehr wenige Materialien auf diese Weise herstellen können.
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Meines Erachtens ist unsere Technik dafür bei weitem noch nicht ausreichend, und abgesehen von Materialforschungsexperimenten wird man vermutlich mittelfristig nur sehr wenige Materialien auf diese Weise herstellen können.
Heuzutage hat man wohl nur die erprobte Technologie, um Wasser und evt noch Sauerstoff aus Gesteinen zu extrahieren...
Metalle im Vakuum in Reinform zu gewinnen.... Das haben wohl noch wenige versucht...
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Richtig, und bei vielen wird es vermutlich auch nicht viel Sinn machen. Das heißt natürlich nicht, dass man so etwas nicht in Materialforschungsexperimenten herausfinden sollte. So wie ich das sehe, ist die gesamte bemannte Raumfahrt und einiges der unbemannten nichts anderes als Grundlagenforschung, und diese ist nun einmal dadurch gekennzeichnet, dass es lange dauert, womöglich ziemlich teuer ist und kein Mensch sagen kann, ob am Ende irgendetwas sinnvolles herauskommt. Die Schmelzexperimente auf der ISS bringen direkt für die Produktion am Boden auch nichts, weil man hier nun einmal keine Mikrogravitation herstellen. Trotzdem führt man sie durch und hofft, nützliche Erkenntnisse zu gewinnen. Also, ausprobieren kann man so einiges. Nur versprechen sollte man sich nicht allzuviel.
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Jetzt rate mal warum sie auf/von der ISS immer das Wort Grundlagenforschung verwenden.
Mfg Collins
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Sicherlich, und selbst die bereits betriebene Wasserrückgewinnung oder das geplante VASIMR-Triebwerk sind in erster Linie Forschungsprojekte. Den praktischen Nutzen, wenn es denn funktioniert, nimmt man so nebenher mit.
Der reale Fortschritt in der Raumfahrt ist eben bei weitem nicht so schnell oder so weit entwickelt, wie man es nach Genuss verschiedener Science Fiction-Produkte erwarten möchte.
In einem anderen Zusammenhang hatte ich auch schon einmal darauf hingewiesen, dass Forschung, die in einer Einrichtung wie der ISS betrieben wird, sich womöglich erst Jahre nach deren Stilllegung in Heller und Pfennig auszahlen mag. Der Fortschritt ist zuweilen eine Schnecke...
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Der Fortschritt ist zuweilen eine Schnecke...
Wirklich so Schnell? ;D
Collins
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Der Fortschritt ist zuweilen eine Schnecke...
... der hin und wieder Quantensprünge gelingen :D
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In der physikalischen Realität ist doch ein Quantensprung etwas eher kleines ... ;) ... aber unstetig.
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http://www.golem.de/1107/85360.html (http://www.golem.de/1107/85360.html)
Ein Flugzeug aus dem 3D-Drucker... Aber die Elektronik wurde - glaube ich - nicht gedruckt ;)
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Die Nasa hat im Marshall Space Center eine neue Arbeitsgruppe eingerichtet die sich mit dem Thema In-situ-produktion von Materialien befasst.
Siehe Link:
http://isru.msfc.nasa.gov/ (http://isru.msfc.nasa.gov/)
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Ein aktuelles Video der Deutschen Welle zum Thema Monderschließung:
ws
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Die beiden Passagen finde ich sehr Anregend:
...den Mond könnte man wie ein noch unerforschtes sechstes Kontinent ansehen...
...vor einer nicht alzu langen Zeit war die Antarktis ähnlich schwer erreichbar wie es heute der Mond für uns ist...
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Moment, Mondstaub enthält auch Stickstoff? Interessant.
Ansonsten wäre aber Wassergewinnung an den Polregionen imo. effektiver, schon allein weil es es Anhand der Kenntnisse der letzten Jahre dort Wassereis gibt.
Das gewonnene Wasser übrigens als Treibstoff zu verheizen gefällt mir übrigens überhaupt nicht, dazu ist er auf dem Mond einfach zu kostbar...
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Moment, Mondstaub enthält auch Stickstoff? Interessant.
Du meinst Sauerstoff??
Die Erde z.B. besteht aus ~ 30% Sauerstoff. Aber nur ein Bruchteil ist in der Atmosphäre oder im Wasser gespeichert.
Wenn Eisen rostet, dann verbindet es sich mit Sauerstoff. Auch Silizium+Sauerstoff -> Sand, Silikatgesteine.
Und aus diesen Gesteinen besteht die Erde zum Gutteil.
Stickstoff müsste er auch enthalten, in Form von Nitraten. Wie hoch da allerdings die Konzentration ist weiß ich nicht.
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Ich meine nur, weil im Video von Stickstoff die Rede war. ;)
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Heyho alle Zusammen,
Wie haben bei uns hier am Institut eine Maschine fürs Lasersintern von 3D-Bauteilen. Ich kann da nun auch eigene Ideen/Wünsche/Vorschläge einfließen lassen was dort Aufgebaut werden soll. Habt ihr Ideen was wir mal schönes Bauen könnten? Ein paar Infos dazu:
Bauraumgröße: 150x150x100mm
Material: Aluminium (Derzeit verwendet), Inconell, Stahl,
Grüße!
Alucard
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Hmm... knapp also 15 cm lang.
Gibt es was gebaut werden darf irgendwelche Einschränkungen? Kann z.b. auch ein Modell von etwas gebaut werden?
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Einschränkungen... hmm nicht das ich wüsste... man bräuchte nur das das 3D-CAD Modell (Inventor wäre super ^^)
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Na ja, sonst hätte ich fast gesagt, probiert das hier aus. ^^
https://images.raumfahrer.net/up020037.JPG (https://images.raumfahrer.net/up020037.JPG)
Ist halt wie gesagt ein Model und kein Bauteil.
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;) Ja Modelle gehen leider nicht. Aber evtl auch daran denken das man damit Bauteile herstellen kann die mit "herkömmlichen" Bearbeitungstechnologien (Fräsen,Drehen ...) nicht herstellen kann.
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Wie sehen übrigens die Leute bei dir am Institut das Potential von Lastersintern?
Hab ja vor einigen Monaten gelesen, dass Selektives Laserschmelzen inzwischen auch mit Kupferlegierungen geht.
http://www.photonik.de/pl/5/0/1/3908/lasersintern-von-kupferpulver.html (http://www.photonik.de/pl/5/0/1/3908/lasersintern-von-kupferpulver.html)
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Also auch wenn das nicht meine Arbeitsgruppe ist schaue ich da hin und wieder mal vorbei, da ich in meinen Studium mich auf Fertigungstechnik, CAM-Prototyping und Lasermaterialbearbeitung spezialisiert hatte.
Also die Technologie ist wirklich ne feine sache, auch wenn die Anlagentechnik heute noch relativ störanfällig sind. Das gilt für das Drucken von Kunststoffen (z.b. Objet, LOM, ect) oder eben das SLM (Selectiv Laser Melting). Die Sache, ob es Sinn macht, sich jetzt so ein Ding hinzustellen und anzufangen zu Forschen sehe ich skeptisch. Die Technologie ist min. 20 Jahre alt und wird hauptsächlich von der Automobil und Flugzeugindustrie genutzt. Die haben diese TEchnologie schon sehr im Griff, aber nie auch nur irgendwelche Forschungsergebnisse pupliziert. Die Nutzen sie nur für sich allein um eben Prototypen zu erstellen.
Wenn man diese Anlagen nutzen will für Raumfahrt um z.B. auf Mond,Mars, Asteroiden bauteile zu fertigen, muss die Störanfälligkeit beseitigt werden. Beim Drucken von Kunststoff sind das die Düsen im Drückkopf die sehr schnell sich zusetzen und beim Lasersintern ist es oft der Laser der die größte Störquelle ist. Außerdem ist das Auftragen des Pulvers bei Geringer oder keiner Anziehungskraft nen Problem. Vom Energiebedarf kaum zu reden.
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Ich frage deshalb, weil die Technik in den letzten Jahren recht medial gehypt worden ist.
http://www.heise.de/tr/artikel/Rapid-Manufacturing-1211350.html (http://www.heise.de/tr/artikel/Rapid-Manufacturing-1211350.html)
Allerdings wird im Artikel selbst gesagt, daß die Technik für große Stückzahlen noch zu teuer sei.
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Das Internet wurde auch damals medial gehypt... aber wenn du mich fragst wird sich das nicht durchsetzen :D
Diese Technologien sind eigens für den Prototypenbau entwickelt worden. Damit werden sie es schwer haben mit den "traditionellen" Fertigungstechnologien zu konkurieren. Es wird zwar da von 30000 speziellen Hüftgelenken gesprochen, aber frag nicht was da so ein Ding kostet. Wobei es bestimmte Werkstoffe gibt die ich immer lieber Sintern würde als mit z.b. Spanenden Verfahren zu bearbeiten... Titan wäre so eins. Da fackelt dir ganz schnell die Werkhalle ab, wenn du nicht aufpasst. ^^
Außerdem ist die Prozesszeit doch realtiv hoch. Weil man ja Schicht für Schicht aufbauen muss und nicht alles auf einmal z.b. Gießen kann. Von der Oberflächenqualität und Reinheit des Endproduktes will ich nur so nebenbei drauf hinweisen.
Also nicht das ihr nun denkt, das ich ein Gegner von solchen Technologien bin. Ich finde die Möglichkeiten die sich dadurch ergeben echt klasse. Nur sehe ich immer das man schlecht nen Service-Ingenieur zum Mond/Mars/Asteroiden schicken kann, nur weil mal wieder nen Fehler aufgetreten ist. Wenn die Prozesse und Maschinen sicher laufen dann wären sie ideal für Aufgaben in der Raumfahrt.
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Am 8.2.2012 findet bei uns hier im Institut ein Seminar statt, was sich unteranderen mit dem Thema :"Generative Fertigungstechniken" befasst. Da ich hier nicht so viel Werbung machen will/darf sollten die die Interesse daran haben mir einfach ne PN schicken.
Ich bin mir nicht sicher ob es einen Tagnugsband gibt oder ich die Powerpointpräsentationen erhalte (Ich frag einfach mal). Wer die haben möchte kann mir auch ne PN schicken und ich sende das dann per email. (Immer vorrausgesetzt das ich die ppts bekomme)
Grüße aud Jena
Alucard.
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Ähnlich wie bei der ESA scheint es auch bei der NASA am JPL Überlegungen über die Herstellung einer Mondbasis mit Hilfe von Vorort-Herstellverfahren zu geben. Hier will man den noch aus dem Constellation-Programm bekannten Roboter ATHLETE zum Einsatz bringen. Und die Station hat auch schon einen Namen: Sinterhab
http://www.wired.co.uk/news/archive/2013-03/01/giant-nasa-spider-moon-base-sinterhab (http://www.wired.co.uk/news/archive/2013-03/01/giant-nasa-spider-moon-base-sinterhab)
Aber das sind wohl weitgehend theoretische Überlegungen.
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Hinzufügen möchte ich noch, daß im Gegensatz zum ESA Plan kein Bindemittel benötigt wird.
Und der Name der Basis imo. cool ist. ;)
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Man will die (auch hier https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4671.msg247641#msg247641 (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4671.msg247641#msg247641) schon erwähnte Mikrowellentechnologie nutzen um den Regolithstaub zu sintern. Der Rest des Konzeptes unterscheidet sich eigentlich nicht von dem ESA-Konzept: innen ein aufblasbares Habitat und außen befestigtes Mondmaterial.
Man wilt ATHLET als "Baufahrzeug" nutzen und an einem Arm den Mikrowellenstrahler befestigen (auf den Bilder wurden aber zwei Arme verwendet).
Weitere Pluspunkte für die Mikrowellentechnologie: Man braucht kein Bindemittel und man kann auch gleich noch in der ganzen Umgebung den Boden befestigen um vielleicht den großteil des gefährlichen Mondstaubes loszuwerden. Und eine Start/Landeplatzbefestigung einschließlich "Straße" dorthin geht natürlich auch.
Ich finde die Mikrowellentechnologie hat der 3D-Drucktechnik beim Mondbasenbau einiges vorraus.
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Ich finde die Mikrowellentechnologie hat der 3D-Drucktechnik beim Mondbasenbau einiges vorraus.
Die Microwellentechnologie wie du sie nennst ist nur eine andre Art und Weise des Additive Manufacturings (3D-Drucken), ansonsten stimm ich dir zu es ist die elegantere Lösung.
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Im Februar 2013 fand an der University of New South Wales das Off-Earth Mining Forum (OEMF) statt. Es gab sogar einen Vortrag mit dem Titel "Managing Heritage Values in Lunar and Asteroid Mining: What Are the Issues".
Die meisten Fachvortraege und Videos dazu kann man sich hier herunterladen/anschauen: Off Earth Mining Forum Presentations (http://www.acser.unsw.edu.au/oemf/presentations.html)
Martin
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Gottchen seid Ihr alle optimistisch, was komplexe Herstellungsprozesse auf dem Mars angeht.
Achso es ist die Rede von 2087.... ;)
So einen Quatsch, 2063 wird der Wrap-Antrieb von Elon Musk erfunden ;D;D;;D
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Ich denke es ist ziemlich entwürdigend zu behaupten die (=Menschen) bei SpaceX sind blöde, aber gut,
vielleicht ist sollte man C-3PO einladen hier mitzumachen, der ist Speziallist für feines Benehmen und könnte nebenbei auch noch ein paar Dokumente vom Russischen ins Deutsche übersetzen. :)
Ich habe das übrigens auch nicht behauptet, sondern lediglich darauf hingeweisen, dass Methan niemals Schwefelatome enthält. Erdgas ist aber eben nicht hundertprozentig gleich Methan, sondenr enthält immer irgendwelche Beimischungen, die Schwefel enthalten können.
Übrigens könnte das Wasser bzw. Eis auf dem Mars auch Schwefelverbindungen enthalten - ist halt alles Natur. Schwefel, auch in reiner Form, wird oft von Vulkanen freigesetzt, und die hat es auf dem Mars definitiv gegeben.
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Soweit ich weiß gibts heutzutage kaum stabile Elemente die keine Verwendung finden, aber gut das gehört wieder nicht hier her.
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Gottchen seid Ihr alle optimistisch, was komplexe Herstellungsprozesse auf dem Mars angeht.
Achso es ist die Rede von 2087.... ;)
Weder Elektrolyse noch der Sabatier-Prozess sind komplexe Herstellungsprozesse. Als Zubrin damals seine Mars-Direkt Architektur vorgestellt hat, hat er für Demonstrationszwecke mal eben ein Gerät für den Sabatier-Prozess gebaut. Er ist kein Chemiker aber das hat er ohne Probleme hingekriegt. Er hat damals allerdings mit Wasserstoff gearbeitet und sein Plan hat auch das mitnehmen von Wasserstoff zum Mars vorgesehen. Das wäre dabei die größte technische Hürde gewesen, hat sich inzwischen aber durch den Nachweis von Wasser erledigt.
Natürlich sind El. und S. nicht komplex. Und ich habe auch schon in den 60ern so eine Apparatur gebaut (mit ausgedienten Senderöhren), womit der Herr Gerst jetzt in der ISS Metalle schmilzt. Aber ich und ebenso der Herr Zubrin haben halt in diverse Kästen gegriffen und Material genutzt, was vorhanden war (!) und mal in komplexen Prozessen hergestellt wurde. Und sein Gewicht hatte. Und die Apparatur dann auch. Bei Problemen konnte man halt wieder in die Kästen greifen, es war ja Ersatz vorhanden.
So nun kannst überlegen -
- wann kann man eine fertige Apparatur mit hochnehmen, die einen brauchbaren Durchsatz im Tonnenbereich liefert, also wohl selbst viele Tonnen wiegt zuzüglich der Tonnen, um sie stabil genug für den Start zu machen....
- oder wieviel Einzelteile schickst Du mit kleineren Raketen hoch, die aber dann vor Ort montiert werden müssen, von Menschen, weil Superroboter noch eine Weile nicht in Sicht sind.
- oder Du wartest, bis "da oben" eine ausreichend leistungsfähige Industrie entsteht. Die aber auch alles Herstellen kann, was man wiederum um eine Fertigung "drumherum" braucht.
Und überleg mal, was hier auf der Erde bei einer Fertigung alles nötig ist an sogenannten Kleinkram "drumherum", was wir hier als selbstverständlich vorhanden hinnehmen und schon (zum Beispiel) "Katastrophe" rufen, wenn Staubabzug und -entsorgung nicht funktionieren. Womit wir dann wieder beim etwas komplexeren Umfeld für Menschen sind, die nicht nur forschen, sondern auch produzieren...
Im übrigen würde ich mich wirklich freuen, wenn Eis in großen kompakten Mengen entdeckt würde, die eine vielleicht auch nicht ganz primitive Förder- Lager- und Verarbeitungsanlage lohnt. Und das natürlich an einem Ort, wo man keine Pipeline um den halben Mars herum legen muß, um zum "Rest" der Treibstoffproduktion zu kommen. Der nämlich in energetisch günstigen Gegenden liegen muß.
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Das klingt, wie wenn man eine mehr oder weniger konventionelle chemische Anlage auf den Mars stellen würde. Natürlich müsste eine Produktionsanlage auf dem Mars hochgradig auf Autonomie, Zuverlässigkeit und Durchsatz/Gewicht optimiert sein, was man auf der Erde fast nicht macht, weil nicht benötigt. Ergo: Der Prozess innen drin ist gut verstanden, die Anlage wäre eine komplette Neuentwicklung. Es gibt aber vielversprechende Ansätze (Stichwort: Mikroreaktionstechnik).
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Naja ist schon richtig . Aber auch das ist noch ein bissel hin. Und wenn man vom Mars wieder nach Hause will, gehts um Tonnen von Treibstoff. Die außerdem verläßlich und pünktlich bereitstehen müssen. Deshalb 2087. Ok, vlt ein paar Jahre früher. Bis dahin wird man das Zeugs halt mitbringen müssen.
Die Leut (in einem produktiven Beruf) müßten halt nur mal bewußt ihre tägliche Arbeit im Kopf protokollieren. Was sie an Material nutzen, wo das herkommt, wie teuer und woher die Rohstoffe, wie "einfach" seltene Hilfsstoffe zur Verfügung, auf was greifen sie täglich "ohne nachzudenken" einfach zu und beschweren sich, wenns nicht da ist usw. usw. Und dann gehn sie nach Haus und da muß wieder dies und das und jenes dasein.
Meine Güte, ich bin auch SF Fan und würde gern sehn, daß das alles ein bissel schneller geht. Aber da ist die Praxis , die Sicherheit und das kaufmännische Denken.
Freilich sehr lästige Dinge ;D
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Da im Raptor-Thread derzeit über die Möglichkeit der Treibstoffproduktion auf dem Mars gesprochen wird hier mal etwas... nicht direkt Neues. Aber soweit ich sehe, hatten wir das noch nicht.
Im NASA Glenn Research Center wird anscheinend aktiv am Thema geforscht. Es wird argumentiert, dass ISRU Mars Sample Return zu vertretbaren Kosten ermöglichen könnte. Es wird aber als High-Risk Technologie eingeschätzt, die vorher demonstriert werde müsste. Gleichzeitig schätzt man es als unwahrscheinlich ein, dass man einen reinen Technologie-Demonstrator finanzieren würde.
Daher kam man als Kompromiss auf ein Konzept Namens "Mars Hopper". Dieses wäre ein kleines mobiles Forschungslabor, dass sich aber, anders als ein Rover, nicht auf Rädern fortbewegt. Stattdessen ist es mit einem Methan/Sauerstoff-Triebwerk ausgestattet, dessen Tanks mittels Treibstoffproduktion auf dem Mars nachgefüllt werden. So soll es alle 30 Tage einen bis zu 15 km weiten Hopser machen können.
Das Gesamtkonzept wird in diesem Paper aus dem Jahr 2012 vorgestellt, gleichzeitig geht es um die Tests des Triebwerks:
Mars Surface Mobility Leading to Sustainable Exploration (http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20120004103.pdf)
In einem weiteren Paper aus dem Jahr 2013 geht es um Tests zweier Kritischer Komponenten: Erstens zwei mögliche Systeme, welche das CO2 aus der sehr dünnen Mars-Atmosphäre auf einen Druck komprimieren können, mit dem ein normaler Kompressor arbeiten kann (eine Sorptionspumpe und ein Kryokühler) und zweitens ein Elektrolyse-System:
Demonstration of Critical Systems for Propellant Production on Mars for Science and Exploration Missions (http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20130010980.pdf)
Das Konzept arbeitet derzeit mit von der Erde mitgebrachten Wasserstoff, der für 5 Hopser reichen würde. Im ersten Paper wird argumentiert, dass die Zielvorgabe für ein System, dass Wasser extrahiert, sein müsse, dass es leichter sein muss, als der mitgebrachte Wasserstoff und die Tanks. Als mögliche Lösungen wurden Eis aus dem Boden (erfordert Landung in höheren Breiten), in Mineralien gebundenes Wasser (Extraktion erfordert sehr hohe Temperatur) oder das in Spuren in der Mars-Atmosphäre vorhandene Wasser (erfordert hohen Durchsatz an Marsatmosphäre) genannt, jedoch nicht weiter vertieft.
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Moin,
ich will ja nicht schon wieder Spielverderber sein, aber könntet ihr Produktion von was-weiß-ich auf fernen Welten bitte ich richtigen Thread diskutieren? >:(
Etwa hier: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4667.msg294635#new (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4667.msg294635#new)
Hier geht es um Raptor und dessen Entwicklung. Danke.
Gruß
roger50
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Moin,
ich will ja nicht schon wieder Spielverderber sein, aber könntet ihr Produktion von was-weiß-ich auf fernen Welten bitte ich richtigen Thread diskutieren? >:(
Wo du recht hast, hast du recht. Ich habs aber in den MCT-Thread verlegt. Ist doch mehr MCT spezifisch. Der allgemeine Thread hätte aber auch gepasst.
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Jo ist richtig -
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Die ESA denkt wieder über den Mond nach (oder besser läßt denken), nicht so konkret, aber perspektivisch:
ws
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Kommt es mir nur so vor, oder hat die Sprecherin nen ziemlich starken britischen Akzent? ;) Wirklich ein sehr schönes Video. Nur zu schade, dass solch visionäre Pläne wohl niemals umgesetzt werden...
Gruß
Zenit
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ESA Filme sind meist in Englisch und da bietet sich das britische ja an. ;)
Vielleicht hab ich das auch in den falschen Thread gepackt, gemacht ist das von einem Architekturbüro in London - von dem Norman Foster, der auch die Reichstagskuppel entworfen hat.
Immerhin, die ist Realität geworden.
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Jo, ein schöner Film. Mit Interessanten Ansätzen und Ideen,
Mfg Collins
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Ich finde die Stimme schön und zusätzlich versteht man sogar was sie sagt.
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Ja gegenüber dem verknödelten amerikanisch ist es eine Erholung. Aber ansonsten, was das Thema betrifft - naja, dem aktuellen Stand hinkts etwas hinterher...
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Im Rahmen des MultiRob 3D Projekts denkt die Uni Stuttgart und die FH Aachen über 3D-Druck mit Mondstaub nach und experimentiert mit vergleichbarem Material.
http://www.researchgate.net/publication/280234874_Additive_Manufacturing_of_Lunar_Regolith_for_Extra-terrestrial_Industry_Plant (http://www.researchgate.net/publication/280234874_Additive_Manufacturing_of_Lunar_Regolith_for_Extra-terrestrial_Industry_Plant)
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Ja wenn man sich das Paper mal durchliest wird dann aber auch klar, dass es noch viele Baustellen gibt. Die Bauteile sind sehr spröde...aber man erwartet auch nicht gleich, dass alle Probleme behoben werden. Ich hoffe die machen da weiter mit dem Forschen.
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Es gibt da noch ein anderes Baumaterial, dass sich auf dem Mars leicht herstellen und verarbeiten lässt, Schwefelbeton. Alles notwendige ist auf dem Mars vorhanden, man braucht nur Strom, um den Schwefel zu schmelzen.
In dieser Studie http://arxiv.org/pdf/1512.05461v1.pdf (http://arxiv.org/pdf/1512.05461v1.pdf) wurden verschiedene Mischungsverhältnisse von simuliertem Marsboden und Schwefel untersucht, um das optimale Rezept herauszufinden. Der resultierende marsianische Schwefelbeton ist um ein mehrfaches stabiler als der irdische, wird nach nur etwa einer Stunde fest und ist auch für 3D-Druck geeignet. Der ausgehärtete Beton kann erneut geschmolzen und wiederverwendet werden, ist also auch für temporäre Bauwerke bestens geeignet.
Schwefelbeton wird schon seit Jahrzehnten auch auf der Erde verwendet, es gibt also viel Erfahrung mit diesem Werkstoff. Einen Nachteil hat Schwefelbeton allerdings, er ist materialbedingt nicht hitzefest. Wenn man damit z.B. Landepads bauen will braucht es eine schützende Deckschicht.
Quelle: http://www.technologyreview.com/view/545216/materials-scientists-make-martian-concrete/ (http://www.technologyreview.com/view/545216/materials-scientists-make-martian-concrete/)
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Wird erwähnt wie man den Schwefel einfach gewinnen will oder wie viel Schwefel man pro Tonne Marsgestein man braucht
(bin unterwegs und kann das PDF nicht öffnen :/ )
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Wird erwähnt wie man den Schwefel einfach gewinnen will oder wie viel Schwefel man pro Tonne Marsgestein man braucht
(bin unterwegs und kann das PDF nicht öffnen :/ )
Die besten Materialeigenschaften liefert ein Schwefelanteil von etwa 50%. Über die Gewinnung steht da nichts, nur dass der Marsboden einen Schwefelanteil bis zu 37% hat, der Durchschnitt liegt bei 6%.
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Wer weiß den heute schon wirklich was im Marsboden zu finden ist, man hat sehr weniger Proben und diese noch dazu nur von der Oberfläche und tut so als wüste man Bescheid?
Der Mars hat ziemlich die selbe Landfläche wie die Erde, es ist ein Witz wenn man so tut als wüsste man irgendwelche Prozentzahlen.
Schwefel ist im Erdmantel zu 0,048% vorhanden, ich bezweifle das selbst 6% irgendwie ne Aussagekraft für den durchschnittlichen Gehalt auf dem Mars hat, und selbst wenn macht das vermutlich mehr Problem wie sein Wert darstellt.
Ein Boden der auch nur 6% Schwefel enthält ist wohl kaum geeignet darin Kartoffeln zu pflanzen.
Mir wäre da ein Boden der viel gefrorenes Salzwasser enthält sehr viel lieber.
Schwefel zusammen mit Wasser ist auch nicht so lustig.
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Es gibt da noch ein anderes Baumaterial, dass sich auf dem Mars leicht herstellen und verarbeiten lässt, Schwefelbeton. Alles notwendige ist auf dem Mars vorhanden, man braucht nur Strom, um den Schwefel zu schmelzen.
Hallo,
so einfach ist es leider nicht - die Studie ueberspringt naemlich einen wichtigen Punkt: Wie man an den Schwefel kommt. In der Einleitung wird behauptet, das der Marsboden durchschnittlich 6% SO3 (entspricht etwa 2.3% Schwefel) in Form von Sulphaten enthaelt (ob dem tatsaechlich so ist, sei mal dahingestellt). Im naechsten Abschnitt wird dann fluessiger Schwefel mit dem Marsbodensimulator gemischt.
Wie man aber auf dem Mars das Sulphat aus dem Boden gewinnt und danach zu elementaren Schwefel reduziert, steht nicht drin. Das ist sicherlich moeglich, aber damit schon wieder einen weiteren Schritt von "leicht herzustellen" entfernt.
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Ich bin zwar kein Fachmann, aber der Schwefel kann offenbar durch simples Erhitzen des Ausgangsmaterials freigesetzt werden. Auf der Erde macht man es mit schwefelhaltigem Erz auch so, der Schwefel reagiert mit dem Luftsauerstoff und man erhält Schwefeloxid. Haben wir Chemiker hier?
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Ich bin zwar kein Fachmann, aber der Schwefel kann offenbar durch simples Erhitzen des Ausgangsmaterials freigesetzt werden. Auf der Erde macht man es mit schwefelhaltigem Erz auch so, der Schwefel reagiert mit dem Luftsauerstoff und man erhält Schwefeloxid. Haben wir Chemiker hier?
Das ist schon richtig, was Du meinst ist roesten von Sulphiden (reduzierte Schwefelverbindungen mit S2- wie Pyrit - FeS2). In dem Artikel ging man von Sulphaten aus (Verbindungen mit [SO4]2- ), also die schon oxidierte Variante,
Egal von was man ausgeht, man muss also erstmal elemenaren Schwefel herstellen und reines erhitzen bring es nicht. Wie geschrieben, ich bezweifel nicht das man das auf dem Mars machen kann - nur es ist eben mindestens eine weitere technische Stufe noetig, die im verlinkten Paper nicht erwaehnt wurde, und welche weiteren Aufwand hinzufuegt.
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Stimmt, die Gewinnung des Schwefels muss irgendwie erfolgen, dazu noch mit begrenztem technischem Aufwand. Nun, die Experten haben noch ein paar Jahre Zeit, um dieses Problem zu lösen. Ich bin da zuversichtlich.
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Irgend ein paar Vorschläge wie das gehen könnte?
Ggf. "irdische" analoge Prozesse?
Gruss
Thorsten
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Was mit großer Sicherheit geht ist brennen von ziegelähnlichem Material, hierzu wird nur Hitze in der Regel über 900° benötigt und die halten schon mal einen kurzen Flammenstoß sehr gut aus.
Das Material dazu findet sich vermutlich überall und einen Vorteil hat der Mars ja, ein Schiff hat dort sehr viel weniger Gewicht.
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Prinzipiell wird die Schwefelgewinnung im großen Maßstab auf der Erde durchgeführt (im Claus-Verfahren und Faber-Verfahren).
Prozeßtechnik ist sehr ausgereift, aber die Ausgangsstoffe sind wahrscheinlich andere (unterirdische Lagerstätten in den USA und ebenso aus Rohöl/-gas (Schwefelwasserstoffanteil)).
Ziegelbrennen ist höchst uneffektiv für Landeplätze auf dem Mars, man könnte stattdessen auf den Schichtsilikaten im Planum chaos landen. diese dann verwerten... für andere Anwendungen
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Auf der Erde ist wohl vor allem Wasser (=Eis), Pflanzen und natürlich Fels dafür zuständig das Oberflächen fest sind.
Dann gibt's natürlich auch Luftgetrocknete Lehmböden, die Frage ist ob man sowas auf dem Mars findet und ob die auch unter der extremen Trockenheit an der Oberfläche fest bleiben?
Im Prinzip sind das Lehmziegel (Adobe), vielleicht wäre das ein guter Sponsor um da mal Forschungsgelder locker zu machen.
Soweit ich das verstanden habe härtet Lehm aus, wird also in Grenzen ziemlich fest und soweit ich mich erinnere hat Curiosity Lehm gefunden!
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"Claus-Prozess"...
Hm, also (netto) H2S + ½O2 -> S + H2O
Wir brauchen also Schwefelwasserstoff und Sauerstoff und bekommen dafür Wasser.
Das könnte elektrolytisch in H2 und ½O2 gespalten werden => Sauerstoff ist da.
Mit dem Wasserstoff könnte man wohl das Schwefel-"Erz" reduzieren, mit 'nem Sonnenofen.
Hört sich nicht schlecht an... ::)
Welche Temperatur bräuchte man da?
Sonstige Meinungen?
Gruss
Thorsten
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Im aktuellen Bulletin der AusIMM (Australasian Society of Mining and Metallurgy) gibt es einem Artikel zu terestrischen Aufbereitungstechnologien, ihrer moeglichen Anwendung im All und damit verbundenen Problemen:
Resource recovery in space (https://www.ausimmbulletin.com/feature/resource-recovery-in-space/)
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Ich stell mir grad vor, wie in der Nähe einer Habitat-Wand aus Schwefelbeton ein energiereicher Nebenschluß entsteht. Kein Kurzschluß, der eine Sicherung kommen lassen würde, sondern eine hohe Widerstandserwärmung (>140°). Z.B. wie es in Kohlefaserverbundwerkstoffen möglich ist. Unbemerkt längere Zeit.
Zwei Varianten-
- es schmilzt ein Loch in die Wand
- es fängt, wenn genug Schwefel ausgeschmolzen ist, an zu brennen
Ich weiß, Techniker mit Vorstellungskraft sind die Bremse jeder fröhlichen Ingenieurshöhenflüge ;D
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Ich glaube nicht das Schwefel dafür verwendet wird, nicht einmal wegen möglicher Gefahren, sondern wegen der Verfügbarkeit.
Das was lokal vor allem vorhanden ist wird man versuchen zu nehmen, alles andere ist von der Logistik vermutlich unwirtschaftlich.
Es ist klar, man braucht druckfeste Behausungen für nahezu alles und möglichst groß sollen die auch noch sein.
Will oder kann man Behausungen nicht undurchsichtig (Sonne!) gestalten, muss man die Barrieren zur Außenwelt auch nicht durchsichtig machen ohne den Schutz zu vernachlässigen.
Das was man vermutlich auf jeden Fall reichlich finden muss ist Wasser und damit vermutlich auch gelöste Salze.
Da man Salze vermutlich eher nicht im Wasser brauchen kann, müssen diese eh aus dem Wasser heraus
und damit steht deren Weiterverarbeitung zumindest kein logistisches Problem entgegen.
Dumm nur das wir heute fast keine Ahnung haben was vorhanden ist und was eher nicht,
eine Aufgabe die auf jeden Fall vorab geklärt werden muss.
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Na ich glaubs ja auch nicht und hoffe es auch nicht, selbst wenn man dort auf puren Schwefel stoßen sollte. Aber es las sich hier ein bissel so, daß das ernsthaft mit in Betracht gezogen würde. Mal ganz abgesehen davon, daß eine hübsch einfach aussehende chemische Formel noch lange keine Maschine ist, wo drin ein hocheffizienter Prozeß abläuft.
Was nicht heißt, daß Schwefelbeton nicht was Brauchbares ist. Später vielleicht. Wenn man Energie und Metallurgie reichlich hat. Und auch den Verlust einer abgefackelten Rovergarage in Kauf nehmen kann. Für Wohnhabitate würd ichs trotzdem nicht nehmen. Schwefeldioxyd ist irgendwie unangenehm, glaub ich ;D
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Meiner Meinung nach wird man neben Treibstoff und Trinkwasser als erstes synthetische Öle und Fette herstellen und daraus verschiedene Kunststoffe.
Damit dann hochfeste Folien um damit Röhren zu bauen. Anschließend Sand darüber und gut iss es.
Dazu wird neben ein wenig Chemie und ein paar Maschinen im wesentlichen Wasser, Energie und die Außenluft benötigt.
Wasser als Resource wird sowieso in großer Menge benötigt.
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Ich denke dazwischen wird erst noch die Eisen-/Stahlherstellung kommen, um einen Großteil der benötigten Maschinen selbst bauen zu können.
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Das wäre zwar schön ist aber kaum wahrscheinlich, Eisen und Stahlherstellung ist sehr Energieintensiv und man muss natürlich erstmal Eisenerz finden abbauen und transportieren. Der abbau verlangt großes Bohrgerät, Sprengstoff, Räumgerät, Brecher und LKW. Ob man mit einem Elektroofen flüssiges Erz mittels CO Einblassung reduzieren kann könnte sein, aber das muss man auch erstmal herstellen. Damit man Stahl bekommt braucht man je nach Qualität noch weitere Metalle z.B. Nickel. Dagegen ist die Aluminiumgerstellung eher einfach.
Keine Frage , auf Dauer kommt man nicht darum herum, aber die erste Zeit wird man versuchen möglichst ohne Stahl zu bauen.
Ach die Räumlichkeiten stellt nicht nur dafür ein Problem da, man braucht große und unempfindliche Räume, z.B. Lavatunnel oder Höhlen.
Ich hoffe wir werden sowas erleben.
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Naja brauchbare Kunststoffe herzustellen ist auch kein Zuckerschlecken. Besonders in punkto UV-stabilität. Die nötigen Additive wären nicht zu vernachlässigen. Wie immer kommt es auf die Verfügbarkeit der Rohstoffe an. Wenn es auf dem Mars zum Beispiel reichen würde die Sedimente aufzufegen, könnte man schon recht einfach simple Baustähle erzeugen.
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Na ja, zumindest die Basis nämlich C2H4 ist ziemlich einfach herzustellen, das reicht CO2, Wasser und Energie,
die andern Stoffe sind nur ein kleiner Teil.
Man muss auch unterscheiden was man für außen- und was man innen benötigt.
Das sich sehr viel in geschützten Räumen abspielen wird, spielt der UV-Schutz dafür keine Rolle.
Bedampfen von Folien geht vielleicht auch recht einfach, falls das CO2 mit dem geringen Luftdruck da vielleicht schon genügt.
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Und additive kann man an Anfang wohl auch noch gut importieren. Eine z.b. 95% Gewichtsautonomie ist für den Anfang auch schon viel wert!
Meiner Meinung nach wird man neben Treibstoff und Trinkwasser als erstes synthetische Öle und Fette herstellen und daraus verschiedene Kunststoffe.
Plus Sauerstoff und Schutz- und Betriebsgaase (stickstoff und Aaron)
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Eigentlich bekommt man weit über 95% selbst ohne den Treibstoff für den Rückflug bei einer Besiedlung sofort,
natürlich nur wenn man Wasser findet (was ich aber für sicher halte).
Alleine Wasser und Luft wird schon mal einen großer Teil davon sein. Baustoffe wie Sand, Steine und Felsen natürlich sowieso.
Lebensmittel vermutlich ebenfalls, Medikamente vermutlich fast nichts, Holz in Form von Bambus sollte ebenfalls kein Problem sein,
Und Hanfpflanze hatte früher auch einige Bedeutung als Rohstoff (neben seiner anderen Bedeutung).
Alles möglich was sich aus Kunststoff mit dem 3D Drucker herstellen lässt, plus Luftdichte mit Fasern verstärkte Folien ebenfalls.
Vielleicht kann man Magnesium und Aluminium auch leicht erzeugen, damit sollten >98% (Masse) des Bedarfs mit lokaler Produktion
herstellbar sein.
Es wäre dann natürlich wichtig raus zu bekommen ob z.B. verarbeiteter Bambus bei 1% Erddruck und tiefen Temperaturen Stabil bleibt.
Sauerstoff steckt im CO2 drin und Argon und Stickstoff auch, natürlich bei niedrigem Druck auf dem Mars.
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Ich meinte die 95 % nur auf den Plastik für den außeneinsatz bezogen.
Das sich die Plastikproduktion auch bei Import von 5% additiven ordentlich lohnt.
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Habt ihr eine Idee was man mit pressluft /Argon anfangen kann - außer automatisiert solarzellen freizublasen, als Schutzgas und in der schleuse?
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Argon ist vielleicht auch ein gewisser Ersatz für Stickstoff was hilfreuch ist weil es bei der CO2 Abtrennung bei der Treibstoff Produktion leicht gewonnen werden kann.
An der Stelle sind die niedrigen Temperaturen auf dem Mars ganz hilfreich.
Es könnte aber gut sein das man z.B. beim schweißen die pure Aussenluft verwenden kann, ohne Druckerhöhung, allerdings geht das dann natürlich nur im Schutzanzug, mit Stationsdruck reicht vielleicht eine Sauerstoffmaske aus.
Das wird super interessant was für Lösungen man da finden wird.
Vielleicht werden diese anschließend sogar für die Erde bedeutet.
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Durch das fokusieren auf "in Situ" für bereits den ersten Marsflug könnte sich das Startdatum des ersten Fluges um Generationen in die Zukunft verschieben.
Es gibt selbst für die Treibstoffgewinnung noch keinen Demonstrator, oder gar ein industrialisiertes Produkt welches auch auf em Mars funktionieren könnte.
Ich habe mir vor Kurzem die Power to Gas anlage im Industirepark Mainz angeschaut.
Der Wartungsaufwand ist nicht zu unterschätzen, hierbei wird dort nur H2 gewonnen.
Die Methanisierung ist dann noch mal ein zusätzlicher aufwändiger Prozess.
Ich habe mit dem Betreiber gesprochen. Ich sehe das mit der produktion von Gas seit dem pessimistosch entgegen.
Die Zwischenseicherung von Gas würde den Größten teil der Probleme der Energiewirtschaft lösen. Das ist ein Mulitmilliardenmarkt. Das vrefahren ist zu aufwendig u komplex. Das sowas autonom im kleinen Masstab funktioniert glaube ich nicht. Vor 50 Jahren dachten die Technikgläubigen auch, dass ihr Auto und der Mixer bald von einem Reaktor angetrieben werden.
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Zunächst einmal wird wenn ich mich nicht irre der Sabatier-Process auf der ISS schon eingesetzt.
Wo sind den die Probleme in der Pilotanlage in Mainz gewesen? Hat man dazu was gesagt,
sind das Konstruktionsmängel, Ablagerungen die beim Process entstehen oder was?
Die entscheidende Frage ist ob man die Prozessbedingungen wirklich vergleichen kann,
dazu hätte ich gerne ein paar Informationen.
Das mit 50 Jahren und der Technikgläubigkeit ist leider kaum hilfreich ohne die Fakten auf den Tisch zu legen, hast du den welche?
Solche Aussagen sind wenig hilfreich um Licht in das Dunkel zu bekommen.
Anders als mit der Kernfusion halte ich sowas vor allem für ein Entwicklungsproblem, aber kein Problem wo uns einfach vielleicht noch an grundlegendem Verständnis in manchen Bereichen fehlt.
Chemischen Verfahren werden selbst von komplexen Stoffen im großindustriellen Maßstab eingesetzt, Kernfusion wird derzeit noch nirgends gemacht.
Der einzige Punkt den ich sehe, das es schwer ist automatische Prozesse so zu entwickeln, dass diese über lange Zeit keine Wartung benötigen,
zumal man die Bedingungen auf der Erde nicht 100% nachstellen kann. Das könnte im Extremfall dazu führen das Tanks nicht komplett voll sind wenn man hinfliegen will,
oder man Ersatzteile und/oder Geräte zur Wartung mitnehmen wird, damit man diese wieder 100% zum Arbeiten bekommt.
Leider lassen sich solche Arbeiten von der Erde auch nicht wirklich fernsteuern, dazu sind die Signallaufzeiten einfach viel zu lange.
Na ja, die ersten Besucher werden sicher mit 3D Druckern und Werkzeug anreisen, vielleicht wäre Klempner doch eine gute Berufswahl.
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Ich bin mir recht sicher dass nicht wenig dieser Anforderungen von der nötigen Effizienz des Systems her rührt.
Inkaufnahme nur geringer Effizienz Verluste kann die Komplexität schon wesentlich verringern.
Ich würde aber auch sehr den Bau von Demonstrationsanlagen begrüßen (und nein, die Anlage von zubrin zählt da nicht)
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Generell sehe ich eh noch ein weiteres Problem, derzeit gibt es keine Raumstation auf der es künstliche Schwerkraft bis auf Marslevel gibt, aber genau dies wäre sehr wichtig um z.B. festzustellen wie sich die Produktionsbedingung "lokale" Schwerkraft auswirkt. Sowas wäre auch sinnvoll um andere Einflüsse zu untersuchen, z.B. wie sich längerer Aufenthalt unter Mond, oder Marsschwerkraft auf den menschlichen Körper auswirkt.
Weiterhin könnte man Testen wie sich die Handhabung von Werkzeugen unter den Bedingungen gestalten lässt.
Gerade diese Fragen lassen sich vorab nur auf einer Raumstation ausprobieren, sind aber extrem wichtig.
Selbst sowas banales wie die Konstruktion WC's, Duschen und Waschbecken ist sehr wichtig.
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Wie sieht es dort eigentlich mit alterung/ korrosion aus?
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Für den Mars:
Vermutlich nahezu keine Korrosion, weil die Luft fast keinen Sauerstoff hat und ist sehr trocken ist.
Bei Kunststoffen gibt es noch Schäden durch UV-Licht und Ausgasung von Weichmachern.
Weiterhin gibt es Probleme mit den öfter sehr niedrigen Temperaturen (Versprödung).
Ein anderes Problem wird der Staub sein, vor allem bei Gelenken und Lagern wenn diese draußen genutzt werden.
Der Staub könnte sich auch als sehr lästig herausstellen wenn sich auf allen möglichen Flächen ablagert.
Korrosion könnte noch ein Thema bei der Förderung von Wasser(eis) werden, vor allem deswegen weil es vermutlich viel Salz enthält.
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Immerhin fährt der Mars-Rover Opportunity
seit über 12 Jahren auf dem Mars rum,
obwohl eigentlich nur für 90 Tage gebaut.
Also allzu "giftig" kann die Umgebung dort nicht sein. ::)
Gruss
Thorsten
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Das habe ich auch nicht behauptet, im Gegensatz zur Erde sind fast alle Bedingungen besser als hier zumindest was Korrosion angeht.
Auch die Lebensmittelproduktion sollte keine Probleme mit Schädlingen haben, nur Schimmel wird sich kaum vermeiden lassen.
Zu einer Aussage von holleser, es gibt hier:
http://planete-mars.com/a-mars-colony-a-tentative-technical-analysis/13/ (http://planete-mars.com/a-mars-colony-a-tentative-technical-analysis/13/)
Einen sehr guten Artikel über Prozesse z.B. zu CH4
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Hier ein neuer Beitrag um aus CO2, Druck,Wasser+Licht direkt Kohlenwasserstoffe mit bis zu 13-C's zu erzeugen.
http://www.heise.de/tr/artikel/Der-Treibstoff-aus-der-Sonne-3117702.html (http://www.heise.de/tr/artikel/Der-Treibstoff-aus-der-Sonne-3117702.html)
Das Verfahren braucht zwar auf der Katalysatorseite noch Entwicklung, aber ist ansonsten ziemlich einfach.
Derzeit benötigt der Katalysator aus 95%-TiO und Kobald UV-Licht, das wollen die Forscher noch ändern.
Eine Temperatur von 180°C bis 200°C und 6bar Druck.
Das schöne ist das es ein einstufiger Prozess ist und dabei Stoffe entstehen die sehr gut Lagerbar und direkt als Treibstoffe einsetzbar sind.
Vorteile dieses Verfahrens:
- Einstufige Produktion
- Kohlenwasserstoffe mit bis zu 13-C's
- Mit verbessertem Katalysator braucht man fast nur gebündeltes Sonnenlicht
Nachteile
- braucht noch UV-Licht
Eine andere Forschergruppe aus DE ist zwar technisch schon weiter, allerdings wird hierbei H2 und CO produziert das erst weiterverarbeitet werden muss.
http://www.heise.de/tr/artikel/Vom-Auspuff-in-den-Tank-2760310.html (http://www.heise.de/tr/artikel/Vom-Auspuff-in-den-Tank-2760310.html)
Vorteile dieses Verfahrens:
- Hoher Wirkungsgrad
- Syntesegase H2 und CO
Nachteile
- keine direkte Erzeugung von Treibstoffen
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Die ESA beauftragt ein Team um Thales Alenia Space in UK mit der Entwicklung einer experimentellen Nutzlast, die aus Mondmaterial Sauerstoff herstellen soll, nachdem letztes Jahr dazu Studien von drei Firmen gemacht wurden.
Für welchen Lander die Nutzlast zum Einsatz kommen soll ist noch unbestimmt.
https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/Team_chosen_to_make_first_oxygen_on_the_Moon (https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/Team_chosen_to_make_first_oxygen_on_the_Moon)
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Die NASA beauftragt Konzeptstudien von Universitäten, in denen es um die Nutzung von Vorort-Material zur Metallherstellung gehen soll.
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/game_changing_development/University_Teams_Forge_Forward_in_NASA_Moon_Metal_Production_Challenge (https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/game_changing_development/University_Teams_Forge_Forward_in_NASA_Moon_Metal_Production_Challenge)
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Immer mehr Firmen beginnen sich für den Mond zu interessieren, um ihn in Zukunft kommerziell ausbeuten zu können (ISRO).
Auf der Erde kann dies nur sehr bedingt simuliert werden und so sind für die nahe Zukunft zahlreiche Unternehmungen geplant um erstmal zu erforschen was da wirklich alles für Eis und Regulit speziell am Südpol vorhanden ist (u.a. in kürze mit dem Nova-C Lander/Micro Nova Hopper von Intuitive Machines) um dann vor Ort anfangs mit relativ einfachen Testanlagen den Abbau zu versuchen. Später soll dann mal in großem Umfang Wasser, Sauerstoff und Metalle aus dem Mondboden gewonnen werden, um z.B. damit eine permanent bemannte Station aufzubauen.
Die Idee ist natürlich nicht neu, aber da sich jetzt auch die Industrie zunehmend zu engagieren beginnt, nimmt dies tatsächlich langsam Fahrt auf. Man könnte da eben irgendwann mal tatsächlich viel Geld mit verdienen und die internationale Konkurrenz schläft auch nicht, also ist auch Beeilung angesagt.
https://www.space.com/moon-mining-gains-momentum (https://www.space.com/moon-mining-gains-momentum)
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Chinesische Wissenschaftler haben anhand von Proben aus Mars-Meteoriten aus einer Gruppe von sechs darin häufig vorkommenden Elementen (Eisen, Nickel, Calcium, Magnesium, Aluminium, Mangan) Katalysatoren synthetisiert, die es erlauben, aus Marsgestein direkt Sauerstoff zu gewinnen. Um aus den über 37 Millionen möglichen Katalysatorentypen die vielversprechendsten auszusuchen, setzten die Forscher KI ein. Die schematische Untersuchung aller Katalysatoren hätte über 2000 Jahre gedauert (5 h pro Probe); ein intelligentes Auswahlverfahren war also notwendig. 200 Katalysatoren wurden hergestellt, untersucht und ihre Wirksamkeit bei der Sauerstoffgewinnung verglichen.
https://www.newscientist.com/article/2402636-robotic-chemist-discovers-how-to-make-oxygen-from-martian-minerals/ (https://www.newscientist.com/article/2402636-robotic-chemist-discovers-how-to-make-oxygen-from-martian-minerals/)
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Das ist das berühmte Analysegerät:
(https://images.raumfahrer.net/up080170.png)
Bild: Chinesische Universität für Wissenschaft und Technik (http://kyb.ustc.edu.cn/2023/0329/c6076a596915/page.htm)
Hier sind leichter lesbare Artikel zu dem Thema:
https://www.nature.com/articles/s44160-023-00424-1 (https://www.nature.com/articles/s44160-023-00424-1)
https://www.nature.com/articles/d41586-023-03522-4 (https://www.nature.com/articles/d41586-023-03522-4)
Bei der elektrokatalytischen Sauerstoffevolution geht es natürlich nicht nur um Sauerstoff, sondern auch um Wasserstoff:
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/406945544 (https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/406945544)
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An der TU Braunschweig experimentiert ein internationales Team unter Mondbedingungen in einem Labor die Extraktion und Filterung von Wasser aus simuliertem Mondregolith.
https://magazin.tu-braunschweig.de/pi-post/wasser-aus-mondstaub-tests-erfolgreich-beendet/
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Chinesische Ingenieure in Hefei haben den Prototyp eines 3D-Druckers entwickelt, der mit Hilfe von Sonnenlicht direkt Mondbodenmaterial (Regolith) aufschmelzen und zu architektonischen Strukturen verabeiten kann, ohne auf irdisches Zusatzmaterial zurückgreifen zu müssen. Ein reflektierender Sonnenkonzentrator sammelt das Sonnenlicht und speist es in einen Lichtleiter zum Druckkopf ein:
https://www.spacedaily.com/reports/Chinese_3D_printing_system_uses_lunar_soil_to_construct_habitats_999.html