Raumcon
Raumfahrt => Konzepte und Perspektiven: Raumfahrt => Thema gestartet von: websquid am 17. Januar 2010, 15:12:41
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Es ist ja auch eine logische Treibstoffkombination. Methan und Sauerstoff haben ähnliche Siedepunkte, man kann eine Kühlung für beide Tanks verwenden, man muss die Tanks nicht gegeneinander isolieren. Der spezifische Impuls ist höher als bei allen anderen Kohlenwasserstoffen, aber Methan ist im Gegensatz zu Wasserstoff nicht fähig, durch feste Stoffe hindurch zu diffundieren. Dadurch kann man solche Systeme auch länger im Orbit lassen, man hat quasi einen lagerfähigen kryogenen Treibstoff.
mfg websquid
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Deswegen gab/gibt es natürlich auch bei den Russen Entwicklungen: z.B. RD-0146U oder sogar 3-Komponenten Triebwerke wie RD-0750 http://www.kbkha.ru/?p=8&cat=11&prod=57 (http://www.kbkha.ru/?p=8&cat=11&prod=57).
Gruß Hegen
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Es ist ja auch eine logische Treibstoffkombination. Methan und Sauerstoff haben ähnliche Siedepunkte, man kann eine Kühlung für beide Tanks verwenden, man muss die Tanks nicht gegeneinander isolieren. Der spezifische Impuls ist höher als bei allen anderen Kohlenwasserstoffen, aber Methan ist im Gegensatz zu Wasserstoff nicht fähig, durch feste Stoffe hindurch zu diffundieren. Dadurch kann man solche Systeme auch länger im Orbit lassen, man hat quasi einen lagerfähigen kryogenen Treibstoff.
Hmm ... ich habe nun auch schon recht oft von den Vorteilen dieser Treibstoffkombination gelesen ... aber es müsste ja auch Nachteile geben, sonst würde man ja nicht nach wie vor andere im Einsatz sehen ... weiß jemand wo die Schwierigkeiten von dieser Treibstoffkombination liegen?
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Der Wirkungsgrad der Verbrennung von Wasserstoff in Kombi mit Sauerstoff ist, wenn mich nicht alles täuscht höher.
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Moin
LH2/LOX ist effektiver, keine Frage. Wenn man also Leistung braucht nimmt man Wasserstoff. Da man sowieso eine Kühlanlage braucht, kann man auch gleich weiter runterkühlen, damit es für Wasserstoff reicht. Aber Wasserstofftechnik kostet mehr. Wenn es aber nicht nur um Leistung geht, sondern auch um die Kosten lohnt sich Methan.
Außerdem macht Wasserstoff mehr Eindruck, man spricht ja so oft vom kommenden Wasserstoffzeitalter. Methan kennt man nur als Furz ;)
mfg websquid
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Der Wirkungsgrad der Verbrennung von Wasserstoff in Kombi mit Sauerstoff ist, wenn mich nicht alles täuscht höher.
Moin
LH2/LOX ist effektiver, keine Frage. Wenn man also Leistung braucht nimmt man Wasserstoff. Da man sowieso eine Kühlanlage braucht, kann man auch gleich weiter runterkühlen, damit es für Wasserstoff reicht. Aber Wasserstofftechnik kostet mehr. Wenn es aber nicht nur um Leistung geht, sondern auch um die Kosten lohnt sich Methan.
Außerdem macht Wasserstoff mehr Eindruck, man spricht ja so oft vom kommenden Wasserstoffzeitalter. Methan kennt man nur als Furz ;)
Vielen Dank für die Antworten :)
Frag mich nur ob man diese Einsparungen dann tatsächlich mal realisieren kann ... da müsste man wohl einige von den Triebwerken herstellen und "verheizen" bevor man die R&D wieder drin hat :)
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Es ist ja auch eine logische Treibstoffkombination. Methan und Sauerstoff haben ähnliche Siedepunkte, man kann eine Kühlung für beide Tanks verwenden, man muss die Tanks nicht gegeneinander isolieren. Der spezifische Impuls ist höher als bei allen anderen Kohlenwasserstoffen, aber Methan ist im Gegensatz zu Wasserstoff nicht fähig, durch feste Stoffe hindurch zu diffundieren. Dadurch kann man solche Systeme auch länger im Orbit lassen, man hat quasi einen lagerfähigen kryogenen Treibstoff.
Hmm ... ich habe nun auch schon recht oft von den Vorteilen dieser Treibstoffkombination gelesen ... aber es müsste ja auch Nachteile geben, sonst würde man ja nicht nach wie vor andere im Einsatz sehen ... weiß jemand wo die Schwierigkeiten von dieser Treibstoffkombination liegen?
B.Leitenberger (http://www.bernd-leitenberger.de/blog/2009/01/09/fluessiges-methan-als-raketentreibstoff/) hat sich auch mal mit dem Thema befasst. Sein Fazit war das man bei LCH4/LOX Triebwerken fast so hohen technischen Aufwand betreiben muss wie bei LH2/LOX, aber nur etwas mehr spezifischen Impuls rausbekommt als bei RP-1/LOX. Das heisst der Leistungsgewinn steht in keinem guten Verhaeltnis zum Mehraufwand.
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Es ist ja auch eine logische Treibstoffkombination. Methan und Sauerstoff haben ähnliche Siedepunkte, man kann eine Kühlung für beide Tanks verwenden, man muss die Tanks nicht gegeneinander isolieren. Der spezifische Impuls ist höher als bei allen anderen Kohlenwasserstoffen, aber Methan ist im Gegensatz zu Wasserstoff nicht fähig, durch feste Stoffe hindurch zu diffundieren. Dadurch kann man solche Systeme auch länger im Orbit lassen, man hat quasi einen lagerfähigen kryogenen Treibstoff.
Insbesondere eine Entwicklung passender Tanks scheint mir nicht die einfachste Übung >> http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/05072009001853.shtml (http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/05072009001853.shtml)
Gruß Thomas
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Moin
In dem Artikel geht es ja vor allem um die Probleme bei echten Langzeitmissionen. Die sind für Taurus II nicht relevant, da man maximal ein paar Stunden den Treibstoff im Tank haben wird. Bei Langzeitmissionen gilt: Methan ist schwierig (wie beschrieben), Wasserstoff ist derzeit aber nicht möglich.
mfg websquid
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Im "Handbuch der Raumfahrttechnik" ist ein Vergleichsgraph verschiedener Treibstoffkombinationen, welcher den spez. Impuls in Abhängigkeit des Mischungsverhältnisses zeigt.
Daraus kann man folgende Leistungsdaten ablesen.
max. spez. Impuls im Vakuum:
[tex]\mathrm{LOX-LH2:\ }I_{_{sp}} \approx 4480\mathrm{\ m/s}[/tex]
[tex]\mathrm{LOX-CH4:\ }I_{_{sp}} \approx 3650\mathrm{\ m/s}[/tex]
LOX-LH2 ist über einen weiten Bereich "mischbar", und dabei immer oberhalb allen anderen Treibstoffen. LOX-CH4 hingegen bewegt sich in ähnlichen Größenordnungen wie LOX-RP1 und LOX-Propan. Dabei liegt es etwas oberhalb dieser beiden Kombinationen. Gerade LOX-RP1 ist aber so beliebt, da es einfach handhabbar und billig ist. Da gibt es keinen (oder wenig) Grund für ein wenig mehr Effizienz eine neue Technologie zu entwickeln.
Das sieht natürlich bei ISRU-Konzepten am Mars wieder anders aus, aber so weit sind wir noch nicht.
edit:
Sehe gerade, der Punkt wurde bereits mit Leitenberger zitiert.
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...und wie sieht es bei Methan mit den Tankquerschnitten aus?
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Na wie? Du scheinst die Antwort parat zu haben ...
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Ich bin neulich bei Wikipedia über die Strukturformel von Methanol gefallen.
Obwohl ich sie ja mit bewusstem Nachdenken selbst gewusst hätte, war ich trotzdem überrascht, was für ein kleines Molekül Methanol eigentlich ist ;D ::) :o
Es ist fast so klein und simpel wie Methan, nur ein Sauerstoff ist dabei.
Als ich die Strukturformel so sah, dachte ich mir, das wäre doch der ideale Raketentreibstoff??
Es hat so viele Wasserstoffatome wie Methan (gut für Isp) und fast den selben Brennwert (das eine Sauerstoffatom hat halt schon seine Energie eingebracht - ein H-Atom ist also nicht mehr nutzbar)
Dazu ist es bei Raumtemperatur flüssig, also nicht so schwer zu lagern wie Methan - geschweige denn Wasserstoff...
Sauerstoff ist vom Gewicht her fast gleich dem Stickstoff, und da Hydrazin 2 davon (N2) hat, sollte Methanol doch mit weniger Gewicht mehr Energiegehalt haben....
Die Frage wäre dann, ob Methanol mit Stickstofftetroxid hypergol reagiert....
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Ethanol ist noch besser geeignet, weil der Sauerstoffanteil darin geringer ist. Und den hat schon die V2 genutzt, danach sind Alkohole aus der Mode geraten. Warum wohl ::)
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Stimmt...
Naja, aber in Methan ist mehr Wasserstoff pro Kohlenstoff als in jedem anderem Kohlenwasserstoff...
Das mit dem Saerstoff relativiert das ganze wohl...
Wie wäre es dann mit Popanol, da ist noch weniger Sauerstoff pro Masse drinnen?
Propanol ist ja vergelichbar mit Kerosin... Also, in dem sinne ist es wieder egal, denn RP-1 nimmt man ja bereits ;)
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Also soweit ich weiß ist Ethanol der beste Alkohol als Treibstoff. In Methanol macht der Sauerstoff zu viel aus, in den höheren wie Propanol ist zuwenig Wasserstoff drin. Bin mir da aber nicht ganz sicher.
mfg websquid
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Das klingt schon plausibel...
Dagegen hat Kerosin den Vorteil, dass praktisch gar kein Sauerstoff (OK, vielleicht hat sich das eine oder andere Atom hineninverirrt) darin ist.
Nur eben, kommt auch viel Kohlenstoff vor... In Methan wäre der eben - wie gesagt - minimal.
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Wie ihr wisst, möchte uns in letzter Zeit ein Forumsmitglied, laut eigener Aussage in der russischen Raketenentwicklung tätig, neue Schwerlastträger auf Methan-Basis "schmackhaft" machen. Nacdem ich mir diesen Thread noch einmal durchgelesen habe, stehe ich aber trotzdem noch völlig im Dunklen, was das für einen Sinn machen soll. Wenn ich das richtig verstanden habe, wollen die Russen ihre mit Kerosin (RP1) und LOX betriebenen Triebwerke durch Methan-LOX-Aggregate ersetzen, und das würde dann die Leistung erheblich steigern.
Was spricht denn nun (aus Sicht der russischen Ingenieure oder überhaupt) gegen die häufig verwendete Kombination LH2/LOX? Laut obiger Aussagen muss man bei CH4/LOX fast genauso viel Aufwand treiben wie bei LH2/LOX, kommt aber nur geringfügig über die Leistung von RP1/LOX hinaus. Über lagerfähige kryogene Oberstufen reden die Russen doch nicht, oder?
Was soll das Ganze also? ???
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Da versuch ich mal eine Antwort zu geben:
1. Der Aufwand für CH4 ist nicht so groß wie für LH2, sondern vergleichbar mit LOX - das hat man sowieso super im Griff, ist von daher kein großes Problem und sollte nicht wesentlich teurer sein.
2. Gegen LH2 spricht die enorm geringe Dichte - man muss gewaltige Stufen bauen, um das Volumen von LH2 unterzubringen. Mit CH4 kann man ähnlich kompakte Stufen wie mit RP1 bauen. Das vereinfacht Produktion, Transport, Startvorbereitungen sowie sorgt für kleinere Startanlagen. All das spart Kosten, und zwar nach russischer Einschätzung so sehr, dass CH4 günstiger als LH2 bei gleicher Leistung ist.
LH2/LOX ist auch in Russland mittlerweile als Oberstufentreibstoff salonfähig geworden, so soll die Angara eine optionale Wasserstoff-Oberstufe bekommen (KVSK/KVTK), die Rus-M wird bereits in der zweiten Stufe LH2/LOX einsetzen, für die Sojus ist eine LH2/LOX-Drittstufe zumindest projektiert.
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Wenn die Russen da nicht mal den Aufwand unterschätzen:
B.Leitenberger (http://www.bernd-leitenberger.de/blog/2009/01/09/fluessiges-methan-als-raketentreibstoff/) hat sich auch mal mit dem Thema befasst. Sein Fazit war das man bei LCH4/LOX Triebwerken fast so hohen technischen Aufwand betreiben muss wie bei LH2/LOX, aber nur etwas mehr spezifischen Impuls rausbekommt als bei RP-1/LOX. Das heisst der Leistungsgewinn steht in keinem guten Verhaeltnis zum Mehraufwand.
Aber das mit den Dimensionen macht natürlich Sinn. Wasserstoff liefert zwar viel "Wumms" pro kg, ist dafür aber extrem voluminös, und das hat natürlich Auswirkungen auf die Rakete.
Naja, warten wir es ab...
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Wenn die Russen da nicht mal den Aufwand unterschätzen:
Ich weiß nicht, ob es gut ist, sich nur auf die Behauptungen vom Leitenberger zu stützen, aber es stimmt schon, dass es ein großer Aufwand wäre. Trotzdem wäre das Triebwerk aber mit den heutigen technischen Möglichkeiten durchaus möglich und die Entwicklung würde ja nicht bei 0 anfangen, wie früher bei LH2-Triebwerken. Man hat ja schon etwas Erfahrung im Umgang mit LCH4 (immerhin haben die Japaner schon an solch einem Triebwerk für die GX gearbeitet).
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Hallo,
die folgende Folie stammt aus der russischen Weltraumkonferenz "Methan".
(http://img-fotki.yandex.ru/get/4513/videofotostudia.f5/0_4c3b7_4f183dd8_XXL)
Quelle: Roskosmos
Für die wiederverwendbaren Träger MRKN laufen ausgiebige Untersuchungen:
a- aerodynamische durch ZAGI
b- kosten Analysen durch ZAGI
c- technische Analysen der unterschiedlichen Treibstoffe und die damit verbundene Spezifika
d- erforschung der Methan-Triebwerke
Der Vergleich ergiebt folgende Daten:
a- Metahn Triebwerk liefert um 30 bis 50 s. grösseren Impuls. Im Jahr 2010 wurde sogar ein Impuls
von bis 380 s. erreicht
b- so ein Triebwerk ist um 500 kg leichter als ein Kerosin Tr.
c- Ein MRKN Träger mit 35 Tonnen Nutzlast hat mit Methan eine Startmasse von rund 1280 T.
d- ein Kerosin MRKN Träger kommt auf 1500 T.
e- die landenden Module sind von der Struktur kleiner als mit Kerosin
Nach russischen Aussagen ist aber so eine notwendige Methan-Infrastruktur auch nicht ganz billig.
Die Träger sind aber erst ab 25-30 vorgesehen und bis dahin geht die Forschung weiter. Dazu habe ich auch kurz über das "Triebwer 2015"geschrieben.
Information zu Punkt c und d stammt aus einer ZAGI Fachpublikation.
Gruss Bernard7
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Die ESA hat bei FLPP für die Ariane 6 auch LOX/CH4 untersucht aber man geht wohl wieder auf Wasserstoff zurück. Die offizielle Begründung weiß ich gerade nicht, wenn ich aber mal rumspekuliere, so denke ich, dass es dafür zwei Gründe gibt:
1) Erfahrung: Es gibt in Europa nur wenig Erfahrung mit Methan aber viel Erfahrung mit Wasserstoff, potentiel niedrigere Entwicklungskosten.
2) Dies dürfte der Hauptgrund sein: der Schub. Eine LOX/LH2 Stufe wiegt weniger als eine CH4/LOX-Stufe bei gleicher Performance, man braucht also nur ein Triebwerk mit weniger Schub. Die ESA will unbedingt ein Triebwerk pro Stufe, ein Methantriebwerk müsste mehr Schub liefern, da die Stufe schwerer ist. Ein größeres Triebwerk ist teurer in der Entwicklung und es gibt Schubgrenzen der aktuellen Testprüfstände, die ich gerade nicht weiß. Eventuell müsste der Prüfstand umgebaut werden (noch teurer). Mehrere kleinere Triebwerke gehen natürlich auch, aber das will die ESA nicht, da die Produktionskosten eines Triebwerkes (laut ESA) nicht linear mit dem Schub sondern mit der Wurzel des Schubes ansteigen. Daher ist ein ein großeres Triebwerk billiger als zwei kleine (welche auch mal diskutiert wurden). Eventuell hat die ESA auch Zuverlässigkeitsbedenken bei mehreren Triebwerken aber da gabs doch mal ne europäische Rakete mit bis zu 10 Triebwerken, wie hieß die noch.... war die nicht total erfolgreich... ;)
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Hallo,
noch zu kleiner Korrektur, die zweite Stufe der MRKN Träger erhält natürlich ein Wasserstofftriebwerk. Methan ausschliesslich in der ersten und zweiten(Booster) Stufe.
Gruss Bernard7
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2) Dies dürfte der Hauptgrund sein: der Schub. Eine LOX/LH2 Stufe wiegt weniger als eine CH4/LOX-Stufe bei gleicher Performance, man braucht also nur ein Triebwerk mit weniger Schub. Die ESA will unbedingt ein Triebwerk pro Stufe, ein Methantriebwerk müsste mehr Schub liefern, da die Stufe schwerer ist.
Das mag für die ESA tatsächlich ein sehr guter Grund sein. Allerdings gilt dies für Russland nicht unbedingt ;)
Da hat man schließlich schon überlegt, Kerosintriebwerke zu Methantriebwerken zu modifizieren (siehe auch Bernards Folie: RD-191M->RD-192, RD-0163->RD-0162) Da man in Russland bereits sehr große Triebwerke für Kerosin hat, dürfte es auch relativ leicht sein, diese für Methan zu adaptieren. Russland hat nunmal die Infrastruktur für solche Triebwerksdimensionen, Europa nicht.
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Hallo,
die Erforschung der Methan-Triebwerke begann in Russland ab 1996, dazu auch die untere Tabelle aus der gleichen Weltraumkonferenz.
(http://img-fotki.yandex.ru/get/4405/videofotostudia.f5/0_4c3b8_9a680e54_XL)
Quelle: Roskosmos
Dazu auch die folgende Roskosmos Meldung über über die Rekordergebnisse eines Brennversuches:
http://www.roscosmos.ru/main.php?id=2&nid=12891 (http://www.roscosmos.ru/main.php?id=2&nid=12891)
(in englisch geht bei mir nicht)
Dazu folgendes, die Arbeiten erfolgten im Rahmen des "Triebwerks- 2015" im Auftrag vom Keldysch- Zentrum:
a- das Versuchstriebwerk wurde mehrmalls gezündet
b- insgesamt arbeitete er 1160 Sekunden, ja es ist ein Rekord
c- Methan RD-0146 schaft 900 Sekunden
Zu b noch ein Bild über die Ergebnisse des Rekordversuchs:
(http://s003.radikal.ru/i201/1011/16/c3950b890c76.jpg)
Quelle: Chrunischew
Gruss Bernard7
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Ich weiß nicht, ob es gut ist, sich nur auf die Behauptungen vom Leitenberger zu stützen, [...]
Ich weiß - dem traue ich auch nicht mehr weiter, als ich ihn werfen kann. ;)
Wenn allerdings Forumsmitglied Martin selbst Bedenken hat, ist vielleicht wirklich etwas dran.
a- Metahn Triebwerk liefert um 30 bis 50 s. grösseren Impuls. Im Jahr 2010 wurde sogar ein Impuls
von bis 380 s. erreicht
b- so ein Triebwerk ist um 500 kg leichter als ein Kerosin Tr.
c- Ein MRKN Träger mit 35 Tonnen Nutzlast hat mit Methan eine Startmasse von rund 1280 T.
d- ein Kerosin MRKN Träger kommt auf 1500 T.
e- die landenden Module sind von der Struktur kleiner mit Kerosin
Da stellt sich allerdings sofort folgende Frage:
Wie schlagen sich die Methan-Triebwerke im Vergleich mit Wasserstoff-Triebwerken?
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Ich weiß nicht, ob es gut ist, sich nur auf die Behauptungen vom Leitenberger zu stützen, [...]
Ich weiß - dem traue ich auch nicht mehr weiter, als ich ihn werfen kann. ;)
Gute Einstellung, sehr gute Einstellung ;D ;D ;D
Wenn allerdings Forumsmitglied Martin selbst Bedenken hat, ist vielleicht wirklich etwas dran.
Auf der anderen Seite sind die Entwicklungsergebnisse von KbKhA wohl tatsächlich so vielversprechend, dass Russland daran intensiv weiterarbeiten will. Gerade die russische Regierung würde das wohl kaum machen, wenn das nicht vielversprechend wirkt. Das halte ich schon für einen deutlichen Fingerzeig, dass man mit Methan tatsächlich was anfangen kann
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Eines fällt mir da gerade noch ein: Russland hat bislang keine besondere Erfahrung mit Wasserstoff-Erststufen, oder? Mit anderen Worten: Abgesehen von ihrer LH2/LOX-Oberstufenerfahrung müssten sie in diese Technologie neu einsteigen, mit allen Problemen und den damit verbundenen Kosten.
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Eines fällt mir da gerade noch ein: Russland hat bislang keine besondere Erfahrung mit Wasserstoff-Erststufen, oder? Mit anderen Worten: Abgesehen von ihrer LH2/LOX-Oberstufenerfahrung müssten sie in diese Technologie neu einsteigen, mit allen Problemen und den damit verbundenen Kosten.
Moment, die Erststufe der Energija wurde sehr wohl mit LH2 / LOX betrieben. Das steht sogar in einem Artikel, der sich bei usn im Portal befindet: http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/raketen/buran.shtml#energija (http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/raketen/buran.shtml#energija)
Russland ist da doch schon etwas weiter, als du denkst, Ruhri. ;)
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Eines fällt mir da gerade noch ein: Russland hat bislang keine besondere Erfahrung mit Wasserstoff-Erststufen, oder? Mit anderen Worten: Abgesehen von ihrer LH2/LOX-Oberstufenerfahrung müssten sie in diese Technologie neu einsteigen, mit allen Problemen und den damit verbundenen Kosten.
Naja , immerhin gabs die Energia, mit einer LH2/LOX-Hauptstufe, das war schon ein großes Kaliber, dass bei beiden Starts tadellos funktioniert hat. Oberstufenerfahrung ist auch nicht wesentlich mehr - nur die 12KRB der indischen GSLV wurde eingesetzt. Davon abgesehen gabs nur Bodentests - allerdings vielversprechende.
Und das RD-0120 bzw seine Derivate RD-0120M, RD-0122 sind so ziemlich das beste was zu haben ist - stärker und effizienter als das SSME, vom Schub nur vom RS-68 übertroffen, das allerdings ne miserable Effizienz hat.
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Ja, schon gut, schon gut! :)
Allerdings wisst ihr genau, dass die Energija-Erfahrung lang her ist. Die damals verantwortlichen Ingenieure sind vermutlich längst alle tot oder im Ruhestand. Aber zugegeben, man hat das damals anscheinend recht problemlos aus dem Boden gestampft.
Nur, wenn diese Rakete so gut funktioniert hat, wieso will Russland nicht darauf aufbauen?
Nachfrage: Wo steht in dem zitierten Raumcon-Artikel eigentlich etwas von Wasserstoff? Ich sehe da nur, dass die Energija mit Kerosin und LOX geflogen sein soll.
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Hier eine Vergleichsstudie der DLR aus dem Jahr 2002 zu LOX/RP1 und LOX/CH4:
http://www.dlr.de/sart/publications/pdf/0095-0212prop.pdf (http://www.dlr.de/sart/publications/pdf/0095-0212prop.pdf)
Die kamen zu dem Schluss das der hoehere ISP von Methan durch seine Nachteile wieder aufgehoben wird und RP1 die Nase dann wieder vorn hat.
Ruhrie: Die Energija Zentralstufe (http://www.astronautix.com/lvs/energia.htm) war definitiv LOX/H2 (4 x RD0120). Nur die seitlichen Booster verwendeten LOX/RP1.
Martin
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Nur, wenn diese Rakete so gut funktioniert hat, wieso will Russland nicht darauf aufbauen?
Wer sagt das man nicht will? ;)
Es gibt durchaus Konzepte, die der Energia ähneln (genauer der Inline-Variante Vulkan), zum anderen gibt es eine Methan-Variante des RD-0120 (die hier ja sogar zum Thema passt :D), außerdem ist es für Schwerlastträger die Option, eine Oberstufe mit RD-0120 auszustatten (das wäre in etwa die Vulkan-Oberstufe, bzw die Energia-M Hauptstufe). Es ist also nicht ausgeschlossen, dass ein Teil der Energia wiederbelebt wird :)
Grundsätzlich war die Energia aber natürlich zu teuer - ob man die Kosten besser in den Griff bekommen könnte? Ich bin skeptisch, ob man auf ein ähnliches Konzept setzen würde oder doch lieber ein neues Konzept nimmt, das auf derzeit aktuellen Projekten basieren kann. Methan-Varianten der RD-170 Familie sind da als Triebwerk wohl derzeit Favorit, da sie große Synergien bieten sollten
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Die Energija Zentralstufe (http://www.astronautix.com/lvs/energia.htm) war definitiv LOX/H2 (4 x RD0120). Nur die seitlichen Booster verwendeten LOX/RP1.
Tja, dann sollte das aber in dem Artikel auch genau so und nicht anders drin stehen.
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Interessant zu wissen waere gerade in Russland auch, wie Methan gegen Sintin abschneidet. Vielleicht waere die Wiederaufnahme der Sintinproduktion fuer zukuenftige Traeger kostenguenstiger als die Entwicklung neuer LOX/Methantechnolgien?
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Ich denke, dass es keinen Sinn machen würde, wieder Sinitin zu produzieren. Es ist ja nichts anderes als künstliches Kerosin, was vielleicht etwas besser als Treibstoff geeignet ist als RP-1, aber CH4 sehe ich mit besseren Leistungsdaten.
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Hallo,
Nur, wenn diese Rakete so gut funktioniert hat, wieso will Russland nicht darauf aufbauen?
etwas abweichend vom Thema, möchte aber trotzdem etwas näher eingehen. Die vergangenen Träger ob mit Kerosin oder H2 sind eigentlich Schnee von gestern. Dazu folgende Punkte:
a- Träger mit H2 in der ersten Stufe werden in Russland nicht verfolgt, websquid hat dazu schon
geschrieben. Als Beispiel, eine Saturn 5 mit H2(erste Stufe) hätte einen Durchmesser von 15 Metern.
b- Alle Konzepte der schweren bis überschweren Träger basieren auf Kerosin oder Methan
c- über die heutigen Möglichkeiten der Kerosin Träger, ist die Jenisej-5 ein Paradebeispiel. Dazu der
Vergleich mit Saturn-5. Der moderne Kerosin Träger ist also um rund 600 Tonnen leichter!!
Jenisej- 5 Startmasse 2400 Tonnen Nutzlast 125 Tonnen
Saturn- 5 Startmasse 3000 Tonnen Nutzlast 125 Tonnen
d- die jetztige Entwicklung der Methan-Technologie geht vorwiegend um die Klärung der
Verwendung in den MRKN Trägern. Die meisten russischen Ingeniure sind optimistisch und die
Entscheidung wird erst zwischen 2015 und 2020 zu Debatte stehen.
e- Basierend auf MRKN Träger sollen danach überschwere zum Einsatz kommen.
f- für den nuklearen Antrieb ist aber ein Träger der Jenisej-5 Klasse notwendig, so das der fast
gleichzeitig mit MRKN zum Einsatz kommen muss.
Das ist ist die augenblikliche Lage der russischen Raumfahrt.
Gruss Bernard7
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b- Alle Konzepte der schweren bis überschweren Träger basieren auf Kerosin oder Methan
Jetzt geht es hier nicht ausschließlich um die russische Raumfahrt, sondern um die mögliche Verwendung von Methan als Raketentreibstoff. Und da ergibt sich folgerichtig folgende Frage: Gibt es irgendwelche diesbezügliche Konzepte für schwere bis überschwere Träger in den Verantwortungsbereichen von NASA, JAXA oder ESA? Soweit ich weiß, waren weder Ares 5 noch sein Quasi-Nachfolger SLS Methan-Träger.
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Die einzigen zwei nicht-russischen Methan-Projete sind die inzwischen eingestellte GX sowie die geplante Ariane 6, bei der eine Methanstufe noch zur Diskussion steht. Aber unter HLVs gibt es nirgendwo außer Russland Methan-Konzepte.
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Hallo,
die US-Firma Northrop Grumman hat 2007 erfolgreich Methan-Triebwerke für die Mondlandefähre getestet. Dazu der Artikel aus NewScientist:
http://www.newscientist.com/article/dn12926 (http://www.newscientist.com/article/dn12926)
Dazu noch ein Artikel in russisch über die Preisverleihung der Zeitschrift "Time" für eine NASA Entwicklung zu LOX/Methan Triebwerk.
http://robomaniac.com.ua/news/Business/XCOR_Masten_NASA_Landers_Business_news.html (http://robomaniac.com.ua/news/Business/XCOR_Masten_NASA_Landers_Business_news.html)
Das untere Video zeigt ein NASA Test eines Methan -Triebwerks.
http://rutube.ru/tracks/2344709.html?v=fd5b42d49227cd8d38ba1820938189cf (http://rutube.ru/tracks/2344709.html?v=fd5b42d49227cd8d38ba1820938189cf)
Aus Raumfahrt24.de noch ein Artikel zu Methan:
http://www.raumfahrt24.de/Artikel2/200604190835.html (http://www.raumfahrt24.de/Artikel2/200604190835.html)
Gruss Bernard7
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Da hätten wir auch einen Bericht im Portal von 2009: http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/05072009001853.shtml (http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/05072009001853.shtml). Demnach meldete der US-amerikanische Triebwerkshersteller Aerojet am 2. Juli 2009, dass man einen ersten mit Methan und flüssigem Sauerstoff zu betreibenden Raketenmotor im Rahmen der Triebwerksentwicklung für die Aufstiegsstufe des künftigen bemannten Mondlanders Altair fertiggestellt habe.
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Also halten wir fest, dass die Aussage, alle zukünftige Schwerlastträger würden auf Methanbasis konzipiert, so nicht zu halten ist. Derartige Träger werden zurzeit ausschließlich in Russland entwickelt. (Ob das am Ende eine gute oder schlechte Entscheidung sein wird, vermag ich nun wirklich nicht zu beurteilen.)
In den USA zieht man Methan-Triebwerke für Lander in Betracht, bei denen man bislang meines Wissens nach immer mit den klassischen lagerfähigen Treibstoffen, also Hydrazin und Stickoxiden, operiert bzw. geplant hat. Weiter oben in diesem Thread wurde das so formuliert, dass diese Triebwerke solchen auf Methan-Basis in der Tat unterlegen wären. Mehr Schubkraft, und trotzdem gute Lagerfähigkeit - das scheint also durchaus Sinn zu machen. (Für eine mögliche Marsexpedtion mit Methanerzeugung vor Ort wäre so etwas natürlich auch interessant, aber das führt wohl etwas zu weit in den Bereich der Spekulation.)
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Die einzigen zwei nicht-russischen Methan-Projete sind die inzwischen eingestellte GX sowie die geplante Ariane 6, bei der eine Methanstufe noch zur Diskussion steht. Aber unter HLVs gibt es nirgendwo außer Russland Methan-Konzepte.
GX ist zwar eingestellt, aber die Entwicklung eines Methan-Triebwerkes geht weiter.
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Hallo,
Derartige Träger werden zurzeit ausschließlich in Russland entwickelt. (Ob das am Ende eine gute oder schlechte Entscheidung sein wird, vermag ich nun wirklich
Fakt ist, Methan ist um 20 bis 30 Prozent effizienter als Kerosin. Dazu belegen die russischen Daten. Mit anderen Worten, wenn ein vergleichbares Triebwerk um 500 kg leichter, der Schub um 20 bis 30 Prozent grösser und der gesamte Träger um mehrere hundet Tonnen leichter ist, so wäre eine Entscheidung dafür nicht verkehrt. Anders ausgedrück, der Träger wäre einfacher und billiger( russische Aussagen). Es bedarf aber noch einige Jahre an Forschung und Entwicklung.
Möchte noch zusammenfassen:
a- Methan kann schon bei -161,6 Celsius gelagert werden
b- das bedeutet dass Methantanks keine starke Isolierung brauchen
c- folglich ist die ganze Konstruktion leichter und kleiner
d- da Methan auch dichter als H2 ist , sind die Tanks und der ganze Träger auch kleiner.
e- Methan ist auch sehr sicher für die Menschen, besonders bei der Betankung(keine Anzüge)
f- das vorhandensein auf anderen Planeten, macht ihn in ferner Zukunft einen idealen Treibstoff für
Lande- und Aufstiegsraumschiffe in Verbindung mit bemannten Basen auf den Planeten, wie
Mars und besonders auf dem Titan.
g- die russischen Tests haben auch gezeigt, das Methan eine sehr stabile und gleichmässige
Verbrennung aufweist
Der russische Raumfahrtexperte, Boris Katorgin (leider ohne Link) dazu wörtlich:
"Die Verwendung von Methan als Raketentreibstoff kann die Starts von Raumapparaten wesentlich (laut anderen Aussagen um ein Mehrfaches) billiger machen und dabei die Sicherheit der Starts erhöhen"
Besonders bei den Mondraketen(MRKN) wo relativ vielle Starts erfolgen, wäre Methan ein idealer
Treibstoff gepart mit erheblicher Kostensenkung des ganzen Programms und das ist ja das Ziel der russischen Raumfahrtingenieure.
Gruss Bernard7
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Ich sehe da dennoch keinen Sinn darin. Für Unterstufen ist, speziell bei der großen russischen Erfahrung, RP1/LOX besser geeignet. Dieser Treibstoff ist zwar nicht ganz so leistungsfähig wie Methan, aber deutlich einfacher zu handhaben, was am Ende billiger sein dürfte. Für Oberstufen hingegen ist LH2/LOX weitaus besser geeignet, weil leistungsfähiger. Klar, LH2 ist nochmal etwas schwerer zu handhaben als Methan, bietet aber im Oberstufenbereich massive Vorteile, ohne zu große Mehrkosten zu verursachen.
Die Verwendung von Methan macht eigentlch nur Sinn, wenn man mit Wasserstoff zu wenig Erfahrung hat. Genau das ist das Prolem der russischen Raumfahrt, eine wirkliche Wasserstoff Infrastruktur hat man nie entwickelt, zudem fehlt mit Wasserstoff die Erfahrung. Russland hat Wasserstoff nur 2 mal eingesetzt, der letzte Start ist 23 Jahre her. Man hat zwar für Indien eine entsprechende Oberstufe entwickelt, aber diese selber nie eingesetzt. Für die Russen bietet daher Methan den Vorteil, das es scheinbar weniger Aufwand macht als Wasserstoff. Nach meiner Ansicht ist das allerdings eine Fehleinschätzung. Ein Methan - Träger wird nicht viel billiger werden als ein Wasserstoff - Träger, aber deutlich weniger Leistungsfähig.
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Hallo,
Ich sehe da dennoch keinen Sinn darin.
na ja, das ist deine private Meinung und die steht im krassen Widerspruch zu den Ergebnissen der russischen Raumfahrtingenieure und des ZAGI Instituts. Die Daten dazu habe ich gepostet.
Bei den RB der zukünftigen Trägern(RUS-M, Angara, MRKN, Jenisej-5) kommt fast nur Wasserstoff zum Einsatz.
Gruss Bernard7
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Man forscht eben in alle Richtungen und wird mit der Zeit und den Einsätzen Vor- und Nachteile aller Systeme in der Praxis prüfen. In mancherlei Hinsicht sind die neuen Entwicklungen auch ein Neuanfang für die russische Raumfahrt, da man ja zuvor ein gutes Jahrzehnt weitgehend pausieren musste.
Ich nehme außerdem an, dass mittlerweile eine neue Generation an Konstrukteuren tätig wird.
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Um es mal drastisch zu sagen: Die russischen Raumfahrtingenieure haben in den letzten 20 Jahren viel gerechnet, aber rausgekommen ist exakt nichts! Egal ob Energija M, Baikal, Kliper usw., alles tolle Projekte, aber leider nur auf dem Reißbrett. Seit Mitte der 80er haben die Russen keinen neuen Träger mehr entwickelt, selbst mit Modifikationen bestehender Träger tun sie sich schwer. Sämtliche Träger, die von den Russen heute eingesetzt werden, wurden (mit Ausnahme der Oberstufen) schon zu Sowjetzeiten entwickelt. Lediglich einige Oberstufen hat man weiterentwickelt und auch das nur mit westlicher Finanzhilfe durch Starsem. Alle sonstigen Modifikationen z.B. bei der Sojus hatten ausschließlich den Zweck, die Anzahl der einheimischen (russischen) Teile zu steigern um sie nicht gegen Devisen in der Ukraine einkaufen zu müssen. Selbst an Angara arbeitet man schon seit 15 Jahren, ohne dass der Träger geflogen ist. Stattdessen faselt man jetzt von Methangetriebenen Trägern mit Nutzlasten von bis zu 150 t. Dabei gibt es weltweit noch kein Programm, was derartige Nutzlasten wirklich benötigen würde.
In den USA hat man in dieser Zeit eine Reihe von Trägern massiv modifiziert (Delta 2, Titan 4, Atlas 2 und 3) sowie komplett neu entwickelt (Delta 4, Atlas 5, Pegasus, Athena).
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@GG
Ich nehme außerdem an, dass mittlerweile eine neue Generation an Konstrukteuren tätig wird.
ja da hast du recht. Noch vom Thema abschweifend möchte auch sagen, das die rus. Raumfahrt sich in der Umstruktuirung befindet. Dazu zählt auch der langsame und absolut notwendige Trägeraustausch. Die Sojus basiert auf die R7 die 1955 entwickelt wurde.
Auf dem Wostotschny kommen ausschliesslich nur neue Träger und Technologien zum Einsatz.
Gruss Bernard7
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Die Italiener wollen für die europäische VEGA eventuell eine Methan/LOX Oberstufe bauen und holen sich für das Triebwerk Mira Hilfe von Russland, von KBKhA glaub ich. Methan Know-How scheint also in Russland definitiv vorhanden zu sein.
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Hallo,
Selbst an Angara arbeitet man schon seit 15 Jahren, ohne dass der Träger geflogen ist. Stattdessen faselt man jetzt von Methangetriebenen Trägern mit
sorry, deine Aussage ist weder sachlich noch fundiert.
Gruss Bernard7
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@ tobi
Methan Know-How scheint also in Russland definitiv vorhanden zu sein.
ja, das habe ich auch versucht die Ergebnisse recht sachlich darzustellen. Besonders die Rekordergebnisse mit einer Brenndauer von fast 1200 Sekunden sind absolute Weltspitze. Die offiziellen Arbeiten werden aber weiter gehen, ua. dem "Triebwerk 2015" Programm.
Gruss Bernard7
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Hallo,
Selbst an Angara arbeitet man schon seit 15 Jahren, ohne dass der Träger geflogen ist. Stattdessen faselt man jetzt von Methangetriebenen Trägern mit
sorry, deine Aussage ist weder sachlich noch fundiert.
Nun ja, über die Wortwahl kann man ja geteilter Ansicht sein.
Aber ist es nicht tatsächlich so, dass der Beschluss neue Trägersysteme (Angara) zu entwickeln und ein Startgelände in Russland aufzubauen schon 1992 gefasst wurde, also vor fast 20 Jahren?
Das hat natürlich nichts mit den Methankonzepten zu tun und es gehört hier auch nicht wirklich hin, aber MRs Aussage einfach so pauschal abzuqualifizieren ist vor diesem Hintergrund auch nicht gerechtfertigt.
Gruß,
KSC
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Um es mal drastisch zu sagen: Die russischen Raumfahrtingenieure haben in den letzten 20 Jahren viel gerechnet, aber rausgekommen ist exakt nichts! Egal ob Energija M, Baikal, Kliper usw., alles tolle Projekte, aber leider nur auf dem Reißbrett. Seit Mitte der 80er haben die Russen keinen neuen Träger mehr entwickelt, selbst mit Modifikationen bestehender Träger tun sie sich schwer. Sämtliche Träger, die von den Russen heute eingesetzt werden, wurden (mit Ausnahme der Oberstufen) schon zu Sowjetzeiten entwickelt. Lediglich einige Oberstufen hat man weiterentwickelt und auch das nur mit westlicher Finanzhilfe durch Starsem. Alle sonstigen Modifikationen z.B. bei der Sojus hatten ausschließlich den Zweck, die Anzahl der einheimischen (russischen) Teile zu steigern um sie nicht gegen Devisen in der Ukraine einkaufen zu müssen. Selbst an Angara arbeitet man schon seit 15 Jahren, ohne dass der Träger geflogen ist. Stattdessen faselt man jetzt von Methangetriebenen Trägern mit Nutzlasten von bis zu 150 t. Dabei gibt es weltweit noch kein Programm, was derartige Nutzlasten wirklich benötigen würde.
In den USA hat man in dieser Zeit eine Reihe von Trägern massiv modifiziert (Delta 2, Titan 4, Atlas 2 und 3) sowie komplett neu entwickelt (Delta 4, Atlas 5, Pegasus, Athena).
Um nur kurz darauf einzugehen. Ja natürlich ist seit mitte der 80er nichts passiert...hast du ne Ahnung wie das Land bis Putin aussah? Die Leute standen Schlange um Lebensmittel mit Marken zu holen, wo soll denn das Geld für Raketen herkommen wenn selbst die Beamtengehälter teilweise 1 Jahr zu spät ausgezahlt wurden....also bitte nicht in so einem abschätzigen Ton....es ist ja nicht so dass man 1989-200x nichts gemacht hat weil man faul oder inkompetent war.
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@ KSC
habe mich explizit auf das Wort:
Stattdessen faselt man jetzt von Methangetriebenen
bezogen. Wissenschaftliche Untersuchungen wie das von ZAGI und die Arbeit an den Triebwerken ist mit dem Ausdruck nicht vereinbar.
Gruss Bernard7
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Auf der anderen Seite war Geld kein Thema, als es darum ging, Tschetschenien platt zu machen... aber OK, das ist hier nicht das Thema.
Mir geht es eigentlich mehr darum, klarzumachen, das es seit 20 Jahren von Seiten der Russen nur Entwürfe gab, kaum etwas davon hat den Spung vom Reißbrett geschafft. Warum soll es bei den Methan - Trägern (über deren Sinn man sich durchaus streiten kann) anders laufen? Wäre es zudem nicht sinnvoller, sich erst mal um die ankuellen Entwicklungen zu kümmern, anstatt ständig etwas neues zu propagieren, das eh keine Chance auf Realisierung hat?
Man entwickelt mit Angara und RUS M gleich 2 Träger, die ähnlich wie die EELV Entwürfe der USA das Potential hätten, Nutzlasten bis zu 150 t in den LO zu bringen. Schon diese beiden Träger werden nicht billig, da sie sich zum Teil Konkurenz machen und so die Startkosten höher als nötig liegen werden. Aber das ist wie bei den EELVs politisch so gewollt.
Aber warum soll man jetzt noch eine 3. Klasse von Trägern entwickeln, die man gar nicht braucht? So groß sind die Vorteile von Methan nicht, als das es sich lohnen würde.
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Um es mal drastisch zu sagen: Die russischen Raumfahrtingenieure haben in den letzten 20 Jahren viel gerechnet, aber rausgekommen ist exakt nichts! Egal ob Energija M, Baikal, Kliper usw., alles tolle Projekte, aber leider nur auf dem Reißbrett. Seit Mitte der 80er haben die Russen keinen neuen Träger mehr entwickelt, selbst mit Modifikationen bestehender Träger tun sie sich schwer. Sämtliche Träger, die von den Russen heute eingesetzt werden, wurden (mit Ausnahme der Oberstufen) schon zu Sowjetzeiten entwickelt. Lediglich einige Oberstufen hat man weiterentwickelt und auch das nur mit westlicher Finanzhilfe durch Starsem. Alle sonstigen Modifikationen z.B. bei der Sojus hatten ausschließlich den Zweck, die Anzahl der einheimischen (russischen) Teile zu steigern um sie nicht gegen Devisen in der Ukraine einkaufen zu müssen. Selbst an Angara arbeitet man schon seit 15 Jahren, ohne dass der Träger geflogen ist. Stattdessen faselt man jetzt von Methangetriebenen Trägern mit Nutzlasten von bis zu 150 t. Dabei gibt es weltweit noch kein Programm, was derartige Nutzlasten wirklich benötigen würde.
In den USA hat man in dieser Zeit eine Reihe von Trägern massiv modifiziert (Delta 2, Titan 4, Atlas 2 und 3) sowie komplett neu entwickelt (Delta 4, Atlas 5, Pegasus, Athena).
Man sollte dabei daran denken, dass sich in Russland die gesamte GESELLSCHAFTSORDNUNG geändert hat. Ich weiß, das ist für viele schwer zu verstehen. Da wird praktisch ALLES in Frage gestellt. Und neue Machtverhältnisse verlangen nach neuer Geldaufteilung. Dass dabei überhaupt etwas für die Raumfahrt übrig geblieben ist, ...
Stell Dir einfach vor, Du erwachst morgen als Koreaner in Nordkorea.
Jetzt aber gibt es in Russland wieder einigermaßen stabile Verhältnisse und Einnahmen. Da kann man schon eher Ergebnisse erwarten. Während die Angara in der Realisierungsphase und die Rus-M in der Planungsphase ist, schadet es jedenfalls nicht über neue Konzepte nachzudenken, die vielleicht um 2030 oder 40 in die Realisierung gehen könnten. Ich finde es jedenfalls richtiger über Konzepte nachzudenken, die vielleicht nicht realisiert werden, anstatt sich hauptsächlich Pfründe sichern zu wollen wie dies andernorts mitunter der Hauptzweck zu sein scheint.
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Dazu zählt auch der langsame und absolut notwendige Trägeraustausch.
Besser als der plötzliche Tausch der Amerikaner, der bekanntermassen ins Ungewisse zeigt, und auch eine deutliche Gap mit sich bringt!!
Vielleicht schielt man auch mit einem Auge auf Wiederzündbarkeit? Wasserstoff muss im Orbit ja vollständig abgelassen werden, damit es die Oberstufe nicht zerreist, weil sich der Wasserstoff knapp über den absoluten Gefrierpunkt Nullpunkt erwärmt. Bei Methan mit etwa -160°C hätte man da immerhin noch deutlich Spielraum!
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Ich habe vor allem Zweifel am praktischen Nutzen. Abgesehen von ein paar Spezialanwendungen, sehe ich keine Vorteile von Methan. In den Oberstufen dominiert heute zumeist Wasserstoff. Der ist nicht einfach zu handhaben, aber man kennt die Probleme mittlerweile und hat (auf westlicher Seite) jahrzehntelange Erfahrung. Der Ersatz von Wasserstoff in der Oberstufe durch Methan reduziert die Nutzlast und den Aufwand zur Isolierung, das ist dann aber schon alles. Oberstufen werden zumeist 2 - 3 mal über einen Zeitraum von 5 Stunden gezündet. Das bekommt man heute prima mit Wasserstoff hin.
Methan würde hier nur etwas bringen, wenn man den Treibstoff im Weltraum über Tage oder Wochen flüssig halten will (z.B. für eine ED - Stufe zum Mond oder einen Mondlander) oder den Treibstoff direkt vor Ort herstellen will (Mars Direct). Methan über Wochen flüssig zu halten ist einfacher als Wasserstoff so lange flüssig zu halten, da Wasserstoff ein paar ziemlich komplizierte Eigenschaften hat. Für eine normale Oberstufe braucht man das aber nicht, hier genügen 5 Stunden völlig.
Auch für die Startstufe eines Trägers bringt Methan kaum etwas. Wasserstoff ist energiereicher, benötigt aber sehr große Tanks, was für eine Startstufe ungünstig ist. Bei einer Startstufe kommt es aber eh nicht auf das letzte Kilogramm und das letzte bisschen an Effizienz an. Hier könnte man mit Methan zwar etwas bessere Leistungen erreichen als mit Kerosin, aber die Kosten lägen deutlich höher. Das lohnt sich nicht. Entweder man bleibt bei Kerosin (kostengünstig) oder man investiert mehr und geht direkt auf Wasserstoff. Alternativ könnte man noch Feststoffbooster einsetzen, um die Nutzlast zu steigern, das ist ebenfalls billiger, als Methan einzusetzen.
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Dazu zählt auch der langsame und absolut notwendige Trägeraustausch.
Besser als der plötzliche Tausch der Amerikaner, der bekanntermassen ins Ungewisse zeigt, und auch eine deutliche Gap mit sich bringt!!
Welcher Gap? Die USA haben von Kleinstnutzlasten bis hin zu schweren GSO Nutzlasten ein komplettes, modernes Traegerspektrum. Nur fuer die Delta 7xxx Familie braucht man einen Ersatz. Das haette die GX mit LNG/LOX sein koennen, wurde aber eben gestrichen (vom japanischen Projektbetreiber).
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Ein Konzept wie MRKN von Khrunichew oder Rossiyanka von Makejew dient nicht unbedingt als Konkurrenz, sondern schon als Nachfolger von Rus-M/Angara. Von einer dritten Klasse Träger ist da nicht die Rede. ::)
Es ist kein Argument gegen diese Konzepte, dass mit Rus-M und Angara bereits Träger in der Nutzlastklasse zur Verfügung stehen. Allerdings hat Khrunichew bis vor kurzem versucht, die Rus-M zu stoppen und auf Angara-5P als kurzfristige Lösung zu setzen, sowie als Neuentwicklung MRKN voranzutreiben - Rus-M sei überflüssig, da die Angara das gleiche könne und früher fertig sei. Wenn man sich aber den "offiziellen" Zeitplan vor Augen führt, ist ein partiell wiederverwendbares System schon relativ klar als Nachfolger der Angara/Rus-M zu betrachten
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Die ESA will unbedingt ein Triebwerk pro Stufe, ein Methantriebwerk müsste mehr Schub liefern, da die Stufe schwerer ist. Ein größeres Triebwerk ist teurer in der Entwicklung und es gibt Schubgrenzen der aktuellen Testprüfstände, die ich gerade nicht weiß. Eventuell müsste der Prüfstand umgebaut werden (noch teurer).
Zwecks den Prüfständen noch eine Anmerkung von mir.
Du hast da mit dem Umbauen schon soweit recht. Mit den Schubgrenzen kenne ich mich jetzt garnicht aus, aber mit dem drumherum.
So wie ich jetzt gelesen habe, würde Methan ja hauptsächlich in der Erststufe einsatz finden. Somit müsste man in Europa ein Vulcain X mit Lox und methan bauen.
Das hätte dann zur Folge, dass man dafür einen neuen Prüfstand bauen müsste oder einen der zwei Vulcain Prüfstände auf Methan umrüsten müsste. Zusätzlich müsste man dann noch die komplette Infrastruktur für das Methan an dem Testgelände umbauen. Bei den Mengen die da benötigt werden auch noch ein großer Kostenfaktor.
Da für das Vulcain ja zwei Prüfstände vorhanden sind wäre das sogar kein so großes Problem, jedoch würde dies sich bestimmt in der weiterentwicklung bemerkbar machen, da dies und die Qualifizierung der Triebwerke auf einem Prüfstand laufen müsste.
Alles in allem wäre dies wohl doch ein großer Schritt. Vor allem im Zusammenhang mit den zusätzlichen Anforderungen zur Methan Lagerung. Denn das lh2 kann man ja nicht einfach direkt durch Methan ersetzen, da Vinci noch vorhanden ist und da LH2 gebraucht wird.
Wenn ich es richtig imKopf habe, wird aber noch mit Methan geforscht. Ob das aber in Europa Lox LH2 ablösen wird ist für mich fraglich. Es sei denn, man will die gesamten Investitionen und einschränkungen eingehen. Aber in der näheren Zukunft ist es für mich unwahrscheinlich. Erst wenn Vinci mal fliegt könnte ich mir das vielleicht vorstellen.
Gruß
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Hallo,
zu Methan Diskusion noch die folgende Tabelle aus einer russischen Fachpublikation.
(http://img-fotki.yandex.ru/get/5903/videofotostudia.f3/0_4bbee_a4be444a_XXXL)
Quelle:Russische Fachpublikation/Forum
Die russische Methan Forschung dreht sich primär um die Mondraketen die auch als MRKN Träger bezeichnet werden aber auch um RB und es geht hauptsächlich um die signifikante Senkung der Kosten. Dazu zählen wir:
a- Zugangskosten zum LEO
b- Gesamtkosten
Auf dem Bild handelt sich um MRKN 35 Tonnen Träger mit zwei unterschiedlichenn Kerosin und zwei
unterschiedlichen Methan-Triebwerken. Mehr werde ich nicht posten, es wurden aber noch andere Varianten auch mit H2 und die gesamte Preisstruktur untersucht. Es sind etwas ältere Daten, wobei die heutigen noch mehr zum Gunsten des Methan sich verschoben. Die Nutzlastangabe ist bei 30, heute ist sie aber bei 35 Tonnen (so schwer ist der Mondlander).
Kerosin-Träger Methan-Träger
Treibstoff 1 Stufe 720- 820 Tonnen 590- 580 Tonnen
Treibstoff 2 Stufe 500- 545 Tonnen 520- 520 Tonnen
Startmasse 1407- 1545 Tonnen 1300- 1282 Tonnen
Die Aussagen sind recht deutlich und die Forschungen dazu laufen weiter. Bezogen auf die Kosten und Effizients eines Trägers zwischen 20 und 60 Tonnen sind die MRKN unschlagbar. Die Angara und RUS-M belegten den 2 und 3 Platz. Es sind aber keine Konkurenten, es geht um neue Technologien
die eine Senkung der Transportkosten ermöglichen.
Alternativ könnte man noch Feststoffbooster einsetzen, um die Nutzlast zu steigern
Darüber denken die russischen Ingenieure nicht nach, es wäre nur Zeitverschwendung. Wegen der Landung der Booster muss ihre Struktur und die Trockenmasse relativ klein sein. Bis zu einer Entscheidung vergehen aber noch Jahre, da die MRKN erst nach 2025 zum Einsatz kommen.
Gruss Bernard7
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KSC - hast Recht - tschg
Selbst an Angara arbeitet man schon seit 15 Jahren, ohne dass der Träger geflogen ist. Stattdessen faselt man jetzt von Methangetriebenen Trägern mit Nutzlasten von bis zu 150 t. Dabei gibt es weltweit noch kein Programm, was derartige Nutzlasten wirklich benötigen würde.
In den USA hat man in dieser Zeit eine Reihe von Trägern massiv modifiziert (Delta 2, Titan 4, Atlas 2 und 3) sowie komplett neu entwickelt (Delta 4, Atlas 5, Pegasus, Athena).
Die Forschungen und Entwicklungen in Russland (von bernard7 sehr gut und ausführlich hier dargestellt) werden im Forum als
"Faseln" bezeichnet...
:-X
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Nur fuer die Delta 7xxx Familie braucht man einen Ersatz.
Ist zwar OT, aber man plant bei der NASA, die Delta II durch Träger wie die Taurus II zu ersetzen. Das sollte jetzt nicht das größte Probelem sein. Die Taurus II soll aber auch später mit einer CH4/LOX-Oberstufe ausgestattet werden, stellt sich zumindest Orbital z.Z. vor.
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Die Taurus II sicher nicht. Neulich gab es eine SFN-Meldung, dass man die flüssige Oberstufe erstmal auf Eis gelegt hat. Stattdessen hat man jetzt ne bessere Feststoffoberstufe von ATK gewählt. Mit Feststoff in der Oberstufe sind die Anwendungsmöglichkeiten gegenüber der Delta II stark limitiert.
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Die Aussagen sind recht deutlich und die Forschungen dazu laufen weiter. Bezogen auf die Kosten und Effizients eines Trägers zwischen 20 und 60 Tonnen sind die MRKN unschlagbar. Die Angara und RUS-M belegten den 2 und 3 Platz. Es sind aber keine Konkurenten, es geht um neue Technologien
die eine Senkung der Transportkosten ermöglichen.
Ich denke da an die Entwicklung des Space Shuttles, als man ähnliche Wunschvorstellungen hatte, was die Senkung der Startkosten betraf.
Für mich sind diese Träger genau so ein Papiertiger wie Baikal oder Kliper, die nie eine Chance zur Verwirklichung hatten.
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Hallo,
es ist schön, dass aktiv zu CH4 diskutiert wird. Bleibt aber beim Thema und mixt nicht weiter allgemeine russische Raumfahrt, amerikanische Gap und gesellschaftliche Umwälzungen darunter.
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Hallo MR,
Neudeutsch: Vollmundig?
Um es mal drastisch zu sagen: Die russischen Raumfahrtingenieure haben in den letzten 20 Jahren viel gerechnet, aber rausgekommen ist exakt nichts!
Um es ebenfalls mal drastisch zu sagen: Als Seniormember kloppt man keine Sprüche mehr, das ist das Vorrecht von uns Jungen!
Für mich sind diese Träger genau so ein Papiertiger wie Baikal oder Kliper, die nie eine Chance zur Verwirklichung hatten.
Anheizen und Verreissen ... siehe Schillrich!!! Junior HausD
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Hallo,
zum Methan, als ein sehr starker Konkurent und mit den besseren energetischen Eigenschaften als Kerosin, möchte ich noch abschliessend ein Bild posten. Die Aufnahme wurde während einer Weltraumkonferenz zu neuen Technologien und Träger für das neue Kosmodrom gemacht. Mit dabei waren Roskosmos, Chrunischew und andere russische Unternehmen, wo auch über zukünftigen Methan-Träger und deren Infrastruktur/Kosten debatiert wurde.
(https://images.raumfahrer.net/up020041.jpg)
Quelle: Chrunischew/rus.Forum
Recht deutlich zu sehen das Träger von 45 bis 175 Tonnen zu Diskusion standen. Die Daten sind zwar nicht ganz aktuell, es ging aber um die strategische Vorausplannung der rusischen Raumfahrt ab 2025.
Die weitere Entwicklung sei aber nur abzuwarten, wobei ich persönlich recht optimistisch in die weitere Zukunft blicke und mit MRKN werden wir wahrscheinlich die ersten Methan-Träger auch sehen. Es bedarf aber noch weitere Forschung und Entwicklung, aber das wird ja ohnehin auch gemacht.
Gruss Bernard7
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... das ist das Vorrecht von uns Jungen!
Junior HausD
... der ist gut ;D
Wenn du "Junior" bist, bin ich ja gerade erst geboren...
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Hallo Bernard7
Dein Beitrag wirft für mich Fragen auf.
Hallo,
zum Methan, ......
......Die Aufnahme wurde während einer Weltraumkonferenz zu neuen Technologien und Träger für das neue Kosmodrom gemacht. Mit dabei waren Roskosmos, Chrunischew und andere russische Unternehmen, wo auch über zukünftigen Methan-Träger und deren Infrastruktur/Kosten debatiert wurde.
(https://images.raumfahrer.net/up020041.jpg)
Quelle: Chrunischew/rus.Forum
Recht deutlich zu sehen das Träger von 45 bis 175 Tonnen zu Diskusion standen. Die Daten sind zwar nicht ganz aktuell, es ging aber um die strategische Vorausplannung der rusischen Raumfahrt ab 2025.
Die weitere Entwicklung sei aber nur abzuwarten, wobei ich persönlich recht optimistisch in die weitere Zukunft blicke und mit MRKN werden wir wahrscheinlich die ersten Methan-Träger auch sehen. Es bedarf aber noch weitere Forschung und Entwicklung, aber das wird ja ohnehin auch gemacht.
Gruss Bernard7
zu diesen Worten habe ich Fragen:
Die Aufnahme wurde während einer Weltraumkonferenz
in welchen Jahr war die Weltraumkonferenz ?
wo auch über zukünftigen Methan-Träger und deren Infrastruktur/Kosten debatiert wurde.
wurde nur debatiert oder gab es konkrete Beschlüsse.?
Die Daten sind zwar nicht ganz aktuell, es ging aber um die strategische Vorausplannung der rusischen Raumfahrt ab 2025
Wie alt sind die Daten ?
und wurde auch darüber debatiert,
zu welchen Datum konkrete Beschlüsse gefasst werden müssen, damit die Strategie auch umgesetzt werden kann.?
Gertrud
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Die russische Methan Forschung dreht sich primär um die Mondraketen die auch als MRKN Träger bezeichnet werden aber auch um RB und es geht hauptsächlich um die signifikante Senkung der Kosten. Dazu zählen wir:
a- Zugangskosten zum LEO
b- Gesamtkosten
Auf dem Bild handelt sich um MRKN 35 Tonnen Träger mit zwei unterschiedlichenn Kerosin und zwei
unterschiedlichen Methan-Triebwerken. Mehr werde ich nicht posten, es wurden aber noch andere Varianten auch mit H2 und die gesamte Preisstruktur untersucht. Es sind etwas ältere Daten, wobei die heutigen noch mehr zum Gunsten des Methan sich verschoben. Die Nutzlastangabe ist bei 30, heute ist sie aber bei 35 Tonnen (so schwer ist der Mondlander).
Kerosin-Träger Methan-Träger
Treibstoff 1 Stufe 720- 820 Tonnen 590- 580 Tonnen
Treibstoff 2 Stufe 500- 545 Tonnen 520- 520 Tonnen
Startmasse 1407- 1545 Tonnen 1300- 1282 Tonnen
Die Aussagen sind recht deutlich und die Forschungen dazu laufen weiter. Bezogen auf die Kosten und Effizients eines Trägers zwischen 20 und 60 Tonnen sind die MRKN unschlagbar. Die Angara und RUS-M belegten den 2 und 3 Platz. Es sind aber keine Konkurenten, es geht um neue Technologien
die eine Senkung der Transportkosten ermöglichen.
Da stellt sich immer noch die Frage: Wie schlägt sich (in den Augen der russischen Raumfahrtingenieure) LH2/LOX im Vergleich zu CH4/LOX?
Alternativ könnte man noch Feststoffbooster einsetzen, um die Nutzlast zu steigern
Darüber denken die russischen Ingenieure nicht nach, es wäre nur Zeitverschwendung. Wegen der Landung der Booster muss ihre Struktur und die Trockenmasse relativ klein sein. Bis zu einer Entscheidung vergehen aber noch Jahre, da die MRKN erst nach 2025 zum Einsatz kommen.
Warum ist denn das Zeitverschwendung? Woanders funktionieren Feststoffbooster doch auch sehr gut. Diese "Schwarzpulverraketen" sind sehr zuverlässig und gehören zum kostengünstigsten, was die teure Raumfahrt so zu bieten hat. Wäre es da nicht billiger, auf diese bewährte Technologie zu setzen als teure und schwere Fly-Back-Booster zu entwickeln?
Oder liegt es ganz schlicht und einfach daran, dass die russische Raumfahrt bei der Verwendung von LH2/LOX + Feststoff gleich zwei neue Technologien zur Einsatzreife bringen müsste, bei CH4/LOX dagegen nur eine? Entwicklungskosten sind freilich nicht zu unterschätzen, und Methan-Erfahrung bei Startstufen dürften auch für die Entwicklung von Earth Departure Stages oder Landertriebwerken auf gleicher Basis von einigem Wert sein. Für die Kostensenkung von Trägersystemen dürfte das allerdings kaum Auswirkung haben.
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Du willst jetzt aber nicht andeuten, dass die Russen nicht in der Lage wären, diese Technologien zu entwickeln, oder?
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Das hat doch niemand gesagt. Ruhri hat abgewägt wieviele Technologien man evtl. voranbringen möchte/müsste und wie man dann aus Sicht des Aufwands evtl. abwägt/entscheidet.
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Hallo Ruhri
über die Vorteile von Methan habe ich recht umfangreich geschrieben, siehe auch die Roskosmos Folie. Möchte aber noch kurz eingehen:
a- Methan ist um 20 bis 30 Prozent energetischer als Kerosin
b- Methan-Triebwerk ist um 500 kg leichter als ein Kerosin(siehe meine Beispiele=Roskosmos)
c- bei einen 35 Tonnen Träger und 4 Methan- Triebwerken haben wir 2 Tonnen Ersparnis an Material
d- der Schub ist sehr stark regulierbar
Dazu noch meine andere Vorteile:
a- Methan kann schon bei -161,6 Celsius gelagert werden
b- das bedeutet dass Methantanks keine starke Isolierung brauchen
c- folglich ist die ganze Konstruktion leichter und kleiner
d- da Methan auch dichter als H2 ist , sind die Tanks und der ganze Träger auch kleiner.
e- Methan ist auch sehr sicher für die Menschen, besonders bei der Betankung(keine Anzüge)
f- das vorhandensein auf anderen Planeten, macht ihn in ferner Zukunft einen idealen Treibstoff für
Lande- und Aufstiegsraumschiffe in Verbindung mit bemannten Basen auf den Planeten, wie
Mars und besonders auf dem Titan.
g- die russischen Tests haben auch gezeigt, das Methan eine sehr stabile und gleichmässige
Verbrennung aufweist
Warum also soll Russland Feststoffbooster entwickeln?
a- Feststoffbooster haben niedrigen Impuls
b- der Schub ist nicht regulierbar
c- die Strukturmasse ist erheblich grössser
d- erfordert eine neue Produktionslinie
Der Jenisej-5 Träger hat auch die traditionellen Booster, aber einen unglaublichen Nutzlastverhältnis von 5,2 Prozent. Mit Feststoffboster wäre sowas nicht erreichbar. Mit Methan wäre der Träger noch besser.
Selbst über die Verwendung von Methan in Beschleunigungsstufen wird daran gearbeitet. Siehe auch mein Posting zu den Rekordtriebwerk. Ich wiederhole:
a- Brenndauer von rund 1200 Sekunden
b- Impuls von 370 s
c- Schub 7,5 Tonnen
d- Treibstoffdurchgang: 20,27 kg/Sekunde
Solche Werte sind niemals mit Kerosin erreichbar und deshalb aus den obigen Gründen haben wir in Russland auch Weltraumkonferenzen zu Methan -Trägern und Technologien. Eine weitere sehr interessante Technologie ist die Verwendung von drei Komponenten- Triebwerken mit sehr hohen Schubspektrum. Nach russischen Aussagen findet die Verwendung so einer Technologie in den zukünftigen kosmischen Flugzeugen.
Gruss Bernard7
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Du willst jetzt aber nicht andeuten, dass die Russen nicht in der Lage wären, diese Technologien zu entwickeln, oder?
Sicherlich nicht, zumal wie oben bereits erwähnt in Sowjetzeiten eine Wasserstoffrakete erfolgreich entwickelt worden ist.
Für mich als interessierten Laien hört sich das allerdings immer mehr danach an, als ob Russland, unzufrieden mit der Kerosin-Technologie, sich gerade für eine andere entscheiden, die womöglich nur die zweitbeste sein wird. Die Erfahrung der USA, Japans oder der ESA-Staaten mit Wasserstoff und zusätzlichen Feststoffboostern ist nun einmal vorhanden, Erfahrung mit Methan ist dagegen zurzeit weltweit hauptsächlich theoretischer Natur.
Interessant finde ich da vor allem die Standard-Argumentation von Bernard7, der uns wiederholt die Vorzüge von Methan gegenüber Kerosin erläutert hat, die Möglichkeit der Verwendung von Wasserstoff (unter Verwendung zusätzlicher Feststoffbooster) dagegen eher beiläufig vom Tisch wischt. Eigentlich müsste es die von ihm zitierten Vergleichwerte Kerosin - Methan schließlich auch für Wasserstoff - Methan geben, nicht wahr?
Nein, ich glaube, dass Schillrich da schon ganz richtig gelegen hat. Die Frage, von der man in Russland gestanden hat, war weniger das, was man technisch entwickeln kann, sondern vielmehr das, was man wird finanzieren können.
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Die Geldfrage steht natürlich immer im Wege. Apollo-Budgets werden wir wohl erst im 24. Jahrhundert wieder erleben. ;)
Ansonsten möchte man LH2-Technik ja wenigstens für Oberstufen verwenden, wo es wohl auch am meisten bringt. Feststoffe finde ich aufgrund ihrer Toxizität nicht gut. Und ob der einfachere Aufbau die Teile wirklich so "billig" macht? Im Zusammenhang mit bemannten Systemen sind ja immer höhere und teurere Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
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Eigentlich müsste es die von ihm zitierten Vergleichwerte Kerosin - Methan schließlich auch für Wasserstoff - Methan geben, nicht wahr?
Im Prinzip ja, allerdings ist der Standpunkt der russischen Entwickler, dass Methan und Kerosin praktisch eine "Klasse" von Treibstoffen bilden, die grundsätzlich ähnliche technische Eigenschaften haben, während Wasserstoff eine andere "Klasse" darstellt und daher nicht als direkte Alternative gesehen wird.
Grundsätzlich besteht in Russland aber auch keine Abneigung gegen Wasserstoff, Khrunichev z.B. hat drei relativ aktuelle Vorschläge für HLV: Amur-5 (Kerosin-Haupstufe), MRKN (Methan-Hauptstufe), Jenisej-5 (Wasserstoff-Hauptstufe). Es bleiben also alle Optionen im Spiel ;)
Außerdem gilt es zu beachten, dass die meisten russischen Konzepte heute modular aufgebaut sind. Kerosin und Methan sind technisch gut geeignet, um hohen Startschub bereitzustellen. Wasserstoff ist dies nicht (zu bezahlbaren Preisen zumindest, siehe Delta IV ::)) Wenn man zur Förderung der Modularität eine identische erste und zweite Stufe haben will, kann Wasserstoff nicht in Frage kommen. Wenn der Schub aber zweitrangig ist, ist Wasserstoff der klare Sieger. Gerade die Entwicklung des RD-0146 liefert schlagende Argumente (in Form des weltweit höchsten spezifischen Impulsen von 4540m/s (RD-0146E) bzw 4620m/s (RD-0146D) für den Einsatz in Oberstufen. Daher wird über Wasserstoff/Methan-Vergleiche gar nicht mehr diskutiert
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Danke für die Aufklärung. Wie ich merke, steckst Du voll in der Materie drin. ;)
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Danke für die Aufklärung. Wie ich merke, steckst Du voll in der Materie drin. ;)
Wobei ich die Serie RN-45M bis RN-175M einfach mal vergessen hab, die durchgängig Methan einsetzen soll. Das wäre quasi die Einwegversion des MRKN, wodurch auch mehr Module gebündelt werden können. Die sind hier im Post von Bernard zu sehen: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=7578.msg198789#msg198789 (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=7578.msg198789#msg198789)
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Das die Delta 4 so teuer ist, liegt nicht am Einsatz von Wasserstoff, sondern an den Rahmenbedingungen. Dadurch, dass sich die USA mit den EELVs 2 Träger für den gleichen Nutzlastbereich leisten, ist eine wirtschaftlich lohnende Serienfertigung wegen der niedrigen Startfrequenz nicht möglich, da alle Fixkosten auf 3 - 4 Träger pro Jahr umgelegt werden müssen. Wäre die Delta 4 der einzige Träger und würde man sich auch um kommerzielle Nutzlasten bemühen, wären die Startkosten der Delta 4 deutlich niedriger und auch international konkurrenzfähig. Durch die Bevorzugung und die Wünsche des Militärs beim EELV Programm sind allerdings die hohen Startpreise nicht zu vermeiden. Das es auch anders geht, zeigt die Ariane 5, die mit einer ebenfalls Wasserstoff - getriebenen Hauptstufe der zurzeit günstigste westliche Träger ist.
Das man bei den Russen in Zukunft Wasserstoff in den Oberstufen nutzen will, macht Methan noch zweifelhafter. In einer Startstufe kommt es nicht auf jedes Kilo und die beste Effizienz der Triebwerke an. Methan würde zwar die Leistung einer Startstufe verbessern, aber der Nutzen ist eher gering. Hier habe ich begründete Zweifel, ob der geringe Zuwachs an Nutzlast die höheren Kosten im Vergleich zu Kerosin - Triebwerken aufwiegen kann. Immerhin fallen hier zum einen Kosten in der Entwicklung an als auch Kosten auf dem Startplatz, zum einen die Methan - Infrastruktur, zum anderen ist Methan gefährlicher als Kerosin, da es bei Normaltemperatur verdampft. Hier muss ähnlich wie bei Wasserstoff ein Fackelturm eingesetzt werden, um das ständig verdampfende Methan kontrolliert verbrennen zu können. Da kann man dann eigentlich auch gleich Wasserstoff nutzen. Das man in Russland am Anfang immer mit sehr niedrigen Kosten kalkuliert, ist ja nicht unbedingt neu. Auch die Entwicklungskosten von Kliper waren unrealistisch niedrig, das System hätte sich für diese geringe Summe nie entwickeln lassen.
Nach meiner Ansicht lohnt das nicht. Genau so zweifelhaft ist die Ablehnung von Feststoffboostern. Diese sind kostengünstig, zuverlässig und haben einen hohen Schub, der durch die Formgebung durchaus regelbar ist. Durch den Einsatz von Boostern kann man die Nutzlast eines Trägers (siehe EELVs) in weitem Bereich variieren und hat immer einen Träger, der genau so stark ist, wie er sein muss. Speziell für ein modulares Konzept sind Feststoffbooster praktisch ideal. In meinen Augen macht daher der Einsatz von Kerosin oder noch besser Wasserstoff + einer variablem Anzahl von Feststoffboostern mehr Sinn. Will man noch höhere Nutzlasten, verwendet man 3 oder 5 Startstufen zusammen. Ein entsprechender neuer Träger muss ja auch international vermarktbar sein. Mit Feststoffboostern hätte man auch das Angara - Konzept noch besser gestalten können, denn durch die hohe Anzahl von Triebwerken in den Versionen mit hoher Nutzlast ist schon absehbar, dass die Startkosten recht hoch liegen werden. Nur durch das völlig andere Preis - Lohn Gefüge in Russland wird dieser Träger international konkurrenzfähig bleiben. Immerhin setzt eine Angara A5 7 Triebwerke ein, die ähnlich starke Delta 4 Heavy nur 4, die Ariane 5 nur 2 plus 2 Feststoffbooster, die weitaus unkritischer sind. Wie zuverlässig sind, kann man prima am Beispiel der Delta 2 erkennen. Diese ist bis heute fast 150 mal gestartet und setzte zum Großteil 9 Feststoffbooster ein (nur wenige Flüge erfolgten mit 3 oder 4 Boostern). Dabei gab es lediglich 2 Fehlstarts.
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Ich bin sicher, die russischen Ingenieure wägen sehr viele Faktoren gegeneinander ab. In der russischen Raumfahrttradition liegt es aber eher, eine Evolution anstelle einer Revolution zu betreiben. Eine andere Strategie, die man aber akzeptieren kann.
Andere hingegen werfen vielleicht ihre bis dahin gemachten Erfahrungen weitgehend über Bord und entwickeln etwas ganz neues, natürlich auch mit mehr neuen Unbekannten. Welcher Weg gewählt wird, kann man der Gruppe aber nicht vorwerfen, es ist ihre souveräne Entscheidung. Da werden ja nicht unsere Steuergelder ausgegeben. Möglich wäre auch, dass man bei den Energija-Einsätzen Ende der Achtziger auf Probleme gestoßen ist, deren Lösung man für schwieriger hält als die Entwicklung einer Methan-Technologie.
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Stellt sich also vor allem die Frage der Entwicklungskosten hier. Ich bin mir nicht sicher, aber ich meine schon mal gelesen zu haben, dass man bereits ein RD-180 (oder RD-191?) mit Methan statt Kerosin getestet hat. Das spricht dafür, dass man nur geringe technische Modifikationen und somit nur geringe Entwicklungskosten hat. Dadurch könnte sich das durchaus lohnen
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Ich bin sicher, die russischen Ingenieure wägen sehr viele Faktoren gegeneinander ab. In der russischen Raumfahrttradition liegt es aber eher, eine Evolution anstelle einer Revolution zu betreiben. Eine andere Strategie, die man aber akzeptieren kann.
Richtig, mit dieser Strategie ist Russland eigentlich recht gut gefahren. Die Umstellung auf Methan als Raketentreibstoff erscheint mir allerdings geradezu revolutionär. Aber gut, man steckt natürlich nicht drin.
Was die Faktoren angeht, so haben wir womöglich in den letzten Diskussionen einige Nebenbedingungen übersehen. Russland hat keinen Startplatz am Meer, oder? Baikonur liegt jedenfalls mitten im riesigen Binnenstaat Kasachstan. Das hat natürlich Konsequenzen. So kann das Meer nicht zum Antransport sperriger Raketenteile benutzt werden, wie das im KSC/Cape Canaveral, (Vandenberg?), Kourou oder Tanegashima möglich ist. Ich meine, einmal darüber gelesen zu haben, dass die riesige Wasserstoffrakete Energija zu groß für den üblichen Zugtransport gewesen ist. Und die Feststoffbooster, wie sie dort an die Hauptstufen gepackt werden, würden in Russland/Kasachstan nicht ins Meer, sondern in die Steppe stürzen.
Vielleicht sind das die wahren Gründe, warum Russland den Weg einschlagen will, wie er hier und in anderen Threads skizziert worden ist?
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Vielleicht sind das die wahren Gründe, warum Russland den Weg einschlagen will, wie er hier und in anderen Threads skizziert worden ist?
Hat damit zu tun. Hier wurde ja bereits mehrfach erwähnt, dass Methan kleinere Stufen ermöglicht als Wasserstoff. Das Limit wird üblicherweise durch die Bahnverbindung vorgeben - maximale Stufendurchmesser liegen daher bei 4,1m. Man würde nur ungern davon abrücken.
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Damit es hier nicht nur um russische Raumfahrt geht, mal ein soeben gelesenes Detail per Link:
Taurus II (http://de.wikipedia.org/wiki/Taurus_II)
Forscht OSC tatsächlich an einer Methan-Zweitstufe?
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Tobi hat schon vorher in diesem Thread gesagt, dass die Methan-Zweitstufe z.Z. auf Eis liegt. Zur genannten Methan-Zweitstufe gibt es auch etwas im Portal: http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/raketen/taurus_ii.shtml (http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/raketen/taurus_ii.shtml)
P.S: Im Artikel gibt es auch einen Link zur Website von Orbital. Da steht noch einges mehr zu dieser Zweitstufe.
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Hier ist der SFN-Artikel zur Taurus II:
http://spaceflightnow.com/news/n1104/25castor30xl/ (http://spaceflightnow.com/news/n1104/25castor30xl/)
Orbital Sciences shopped around for an enhanced second stage to increase the lift capacity of the Taurus 2 rocket, studying liquid-fueled engines from the U.S. and foreign propulsion markets.
"We settled on a lower cost, less risky approach to an enhanced mission performance solution to meet contractual requirements, which consists of selected weight savings and a solid motor upgrade instead of a liquid propulsion solution," said James R. Thompson, Orbital's vice chairman and chief operating officer.
Man hat eine Flüssigstufe gesucht und offenbar keine passende gefunden und/oder einen Ansatz mit weniger Risiko gewählt und eine größere Feststoffstufe ausgewählt.
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Laut einer Meldung von ROSKOSMOS
ist am 28.09.2011 ein erfolgreicher Test mit einem wiederzündbaren Sauerstoff-Methan Triebwerk
durchgeführt worden (man spricht von flüssigen Erdgas).
Der Motor wurden insgesamt 4 mal gezündet mit einer Brennzeit von 3389 Sekunden.
Der Test diente der Verfeinerung und Überprüfung der Technologien beim Einsatz von Methan,
besonders bei der Kühlung des Treibwerkes, der Lagerung und des Transports.
http://www.federalspace.ru/main.php?id=2&nid=17990 (http://www.federalspace.ru/main.php?id=2&nid=17990)
Hier noch ein Link mit Bildern
http://www.nic-rkp.ru/default.asp?page=main (http://www.nic-rkp.ru/default.asp?page=main)
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Es handelte sich dabei übrigens um das zweite Exemplar des hier bereits von Bernard7 erwähnten "Rekordtriebwerks" S5.86.1000-0 von Isayev :)
Hier noch ein Bild des Triebwerks:
(https://images.raumfahrer.net/up016222.jpg)
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Ja, schon gut, schon gut! :)
Allerdings wisst ihr genau, dass die Energija-Erfahrung lang her ist. Die damals verantwortlichen Ingenieure sind vermutlich längst alle tot oder im Ruhestand. .......
Ich weiß auch warum die alle tot sind, der Grund wird in einem alten Film und zwar hier:http://www.imdb.com/title/tt0055256/ (http://www.imdb.com/title/tt0055256/) erklärt. Da heist es an einer Stelle wo es darum geht das eine amerikanische Rakete gesprengt wird wenn sie von der Bahn abkommt, von einem russischen Agenten: "wir in Russland haben zwei Bomben dafür", woraufhin einer der Schauspieler fragt warum den zwei? Darauf der russische Agent, eine für Rakete und eine für Ingenieur ;D
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Forscher an der Uni Florida haben im Auftrag der NASA erforscht, wieviel Methan man aus den Fäkalien (in der Umgangssprache auch als Scheiße bezeichnet) gewinnen kann, mehr Details hier:
http://www.parabolicarc.com/2014/11/30/process-converts-human-waste-rocket-fuel/#more-54030 (http://www.parabolicarc.com/2014/11/30/process-converts-human-waste-rocket-fuel/#more-54030)
Ich denke jeder kennt die Methanwolke beim Furzen. ;)
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Wenn man bedenkt - dort liegt das Zeugs zu Millionen Tonnen "sinnlos" herum, und auf dem Mars will/muß man es mittels aus Optimismus zusammengebauten Großanlagen mühsam aus den Steinen quetschen. ;D
Schlau ist, wer sich dort rechtzeitig die Schürfrechte sichert, wie auch immer... ;)
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Wenn man bedenkt - dort liegt das Zeugs zu Millionen Tonnen "sinnlos" herum, und auf dem Mars will/muß man es mittels aus Optimismus zusammengebauten Großanlagen mühsam aus den Steinen quetschen. ;D
Schlau ist, wer sich dort rechtzeitig die Schürfrechte sichert, wie auch immer... ;)
Dafür hast Du dort keinen (molekularen) Sauerstoff. Und den dort herzustellen und auch noch zu lagern dürfte bei der Umgebung vorsichtig ausgedrückt ziemlich gefährlich sein...
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Warum gefährlich? Die Oberfläche besteht zur Hälfte aus Wassereis, so daß man mit ein wenig Strom recht schnell und einfach an Sauerstoff kommt. Neben den Rohstoffen hat Titan auch den großen Vorteil im Vergleich zum Mars, daß man dort keinen Druckanzug benötigt und die Strahlenbelastung geringer ist. Selbst ein Leck im Anzug wäre wohl nicht sofort tödlich (hier (https://youtube.de/watch?v=oQhwvL6QZr4#t=38m44s) ab 38:45 wurde das nochmal zusammengefaßt).
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Abgesehen davon - ich will dort gar keinen Sauerstoff herstellen, geschweige denn ein Habitat hinsetzen.
Aber eine Rakete runterbringen will ich, wo sorgfältig auf Treibstoffreiche Verbrennung geachtet wird. Und dann will ich einfach einen Rover mit 'nem Schschlauch zum nächsten Ufer schicken. Bei 1,3 sollte das Nutzlastverhältnis vlt brauchbar sein.
(SF Ende ;) )
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Abgesehen davon - ich will dort gar keinen Sauerstoff herstellen, geschweige denn ein Habitat hinsetzen.
Aber eine Rakete runterbringen will ich, wo sorgfältig auf Treibstoffreiche Verbrennung geachtet wird. Und dann will ich einfach einen Rover mit 'nem Schschlauch zum nächsten Ufer schicken. Bei 1,3 sollte das Nutzlastverhältnis vlt brauchbar sein.
(SF Ende ;) )
In dem Fall kannst Du gleich eine schwimmende Sonde in einem der Meere landen lassen. ;)
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Und/oder einen Ballon. Laut Aussagen eines Wissenschaftlers in einer TV-Doku würde sich Titan am besten zur Erforschung mit einer Ballonsonde eignen. Dann würde man auch endlich mal sehen können, wie die Landschaft dort wirklich aussieht, denn zur bildhaften Erforschung aus dem Orbit eignet sich Titan im Sonnensystem wohl mit am schlechtesten. :-X
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Die Mittel zur Erforschung sind die eine Sache. Da ist ein Ballon, evtl ergänzt mit einer Abwurfsonde, wohl brauchbar.
Aber mir gings mal um etwas SF - bzgl. Gewinnung des Methan/Ethan. Also runter, wenigstens soviel Tonnen rein in den Bunker, daß es die Antriebstonnen LEO-Titan profitabel übersteigt, und wieder weg.
Das muß natürlich eine "Perlenkette" von Raketen sein, die das Zeug in den LEO bringen, wo es aufbereitet wird. Inzwischen dürfte man ja auch das Wort "Wiederverwendung" von Raketen als selbstverständlich betrachten. Und wenn man heute schon auf dem Mars bohren kann, ist automatisch tanken dann wohl ein Klacks...
Klar, das wird nicht vor ca. 2060 möglich sein. Und bevor Naturschützer quietschen: Es wird auch nur ca 50 Jahre nötig sein, weil ich ja doch annehme, daß die Menschheit bis 2100 einen hochenergetischen Antrieb entwickelt hat.
SF Ende.
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Du bist uns aber noch die Frage schuldig geblieben, was du mit den Kohlenwasserstoffen anfangen würdest. Zum Verbrennen bräuchtest du schließlich Sauerstoff.
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Ich versteh jetzt die Frage nicht !
Und das Ding mit dem Sauerstoff weiß ich ;)
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Nicht? Na gut, dann einmal anders formuliert:
Wieso willst du mit einem Rover auf Titan die Kohlenwasserstoffe Methan oder Ethan aus den dortigen Seen gewinnen?
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Aber ich schrieb doch, daß der Rover nur den Schlauch zum nächsten Ufer bringen soll. Also ein ganz primitives Werkzeug-Dings. Damit man auf festem Boden landen kann. (Die Feuerflieger-Tricks mit
Wasser Methan schöpfen im Flug scheinen mir dort etwas gewagt ;) )
Und was damit anzufangen wäre?
- Ressourcen der Erde entlasten + den Vorteil, nichts ins All bringen zu müssen.
- im LMO wäre ein Vorrat auch nicht schlecht. Zumal ich die ach so einfache Methangewinnung auf dem Mars erst später für praktikabel halte, als man mit dem Tanken vom Titan sowieso soweit wäre.
Bei allem eingerechnet, daß erst die 1/8 Gravitation von Titan es möglich machen würde und voraus gesetzt, daß es eine ständig rotierende Schleife von Tankern wäre.
Und ja - ich schrieb auch >> SF. ;)
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Zumal ich die ach so einfache Methangewinnung auf dem Mars erst später für praktikabel halte, als man mit dem Tanken vom Titan sowieso soweit wäre.
Hehe, guter Punkt ;D . Naja, selbst das Tanken direkt aus dem See wird vielleicht nicht so einfach, die Suppe ist ja bestimmt ziemlich verunreinigt, aber trotzdem... guter Punkt, finde ich.
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Ich kann mir nicht vorstellen, daß es vom Aufwand her jemals Sinn macht, Methan im äußeren Sonnensystem (Titan) zu fördern und zu transportieren, um damit Flüge im inneren Sonnensystem zu versorden - Tankerketten hin oder her. Saturn ist ca. 6x soweit von der Sonne entfernt wie der Mars.
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Ich kann mir nicht vorstellen, daß es vom Aufwand her jemals Sinn macht, Methan im äußeren Sonnensystem (Titan) zu fördern und zu transportieren, um damit Flüge im inneren Sonnensystem zu versorden - Tankerketten hin oder her. Saturn ist ca. 6x soweit von der Sonne entfernt wie der Mars.
Och, was sollen wir dann noch beim Mars, den lassen wir dann links liegen. Wir nehmen einfach unseren reichlichen Sauerstoff zum Titan mit und fackeln da das reichliche Methan ab. 8)
Jetzt verstehe ich auch endlich, warum in "Oblivion" die Menschheit ausgerechnet auf den Titan ausgewandert ist, zumindest der Legende nach. ;D
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Auch wenn ich mir nun böse Worte einhandle, ich schreibe es trotzdem. Titan, eine faszinierende Welt. Es gehen Gedanken um seine Ausbeutung. Mag ja irgendwann einmal sinnvoll sein. Wir sollten jedoch endlich lernen und das ersehe ich als wichtiger, mit den Ressourcen auf UNSEREM Planeten, sorgsam umzugehen. Es sieht doch im Moment so aus, Fördern und Profit um jeden Preis. Egal was danach kommt. Wir sägen uns den Ast ab, auf dem wir sitzen. Verseuchen die Luft, die wir gezwungenermaßen atmen müssen, vergiften die Meere und verschandeln die Landschaften. Denke mal, es steht uns nicht zu, auf andere Himmelkörper zu schielen, nur weil wir wieder Geld wittern. Geld, man kann damit prinzipiell nichts anfangen. Habe ich einen Planeten, der vergiftet, zugemüllt und ausgebeutet ist, welchen Wert hat dann noch das Geld? Mal drüber nachdenken. Danke fürs lesen.
Mit freundlichem Gruss, Charley
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Danke Charley Ke für Deinen Beitrag. Diese Gedanken sind mir auch durch den Kopf gegangen. Es ist schon erschreckend wie gedankenlos nur an Ausbeutung der Ressourcen ect. gedacht wird,aber nicht die Folgen bedenkt. Ich stimme Dir voll und ganz zu.
herzliche Grüße,Siran
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@Charley Ke
Wir sollten jedoch endlich lernen und das ersehe ich als wichtiger, mit den Ressourcen auf UNSEREM Planeten, sorgsam umzugehen. Es sieht doch im Moment so aus, Fördern und Profit um jeden Preis. Egal was danach kommt. Wir sägen uns den Ast ab, auf dem wir sitzen. Verseuchen die Luft, die wir gezwungenermaßen atmen müssen, vergiften die Meere und verschandeln die Landschaften.
Das sind keine bösen Worte. Da seh ich genauso. Das Einzige, was mich stört, ist das "wir". Sondern es sind ein paar tausend Scrupellose weltweit, die den "Rest" der Menschheit zwingen, so zu handeln und/oder ihnen Bedürfnisse einreden, ohne die sie gut auskommen würden.
Mag ja irgendwann einmal sinnvoll sein.
Nichts anderes sage ich mit meiner SF Spielerei...
Mal ein Synonym (ich wiederhole SYNONYM) :
Wir nutzen auch Kupfer aus Chile und Neodym aus China - ganz einfach weil wir hier zuwenig davon haben. Aber was hindert uns daran, weiterzukämpfen dafür, daß die Gewinnung sinnvoll geschiet und auch zum Nutzen der Landesbewohner?
Denke mal, es steht uns nicht zu, auf andere Himmelkörper zu schielen, nur weil wir wieder Geld wittern.
Erstmal "schielen" weglassen. Negativworte sind kein Argumenteersatz. "Wir" siehe oben". Und die Amis sehen das sowieso anders, sonst würden sie nicht versuchen, die Schürfrechte im All allein zu beanspruchen.
Geld, man kann damit prinzipiell nichts anfangen.
Herr Rothschild, Monsanto, Soros u.a. zeigen uns ganz deutlich und schon jetzt, daß das doch so ist. Man muß nur Geld nicht als Zahlungsmittel sehen, sondern als Macht- und Zerstörungsmittel und als Werkzeug. Dann noch mal in der Welt umschaun.
Wir nehmen einfach unseren reichlichen Sauerstoff zum Titan mit und fackeln da das reichliche Methan ab.
Hä??? Was meinen Text betrifft - sowas hatte ich nicht beabsichtigt und geschrieben...
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Danke für die Postings. Ja, das liebe WIR. Man verallgemeinert immer sehr schnell. Wir, die Menschheit an sich, nur sind es immer einige wenige die ihren Profit aus allem schlagen wollen. Doch so hatte ich ja auch einen Denkanstoß gegeben, der nicht ganz von der Hand zu weisen ist. Trotz alledem ist es ein interessantes Thema. "Wir" als die Menschheit, werden nicht umhinnen kommen, nach neuen Ressourcen Ausschau zu halten. Unsere gute Erde hat selbige eben nur begrenzt. Bis dahin wird aber noch einige Zeit vergehen. Es bleibt zu Hoffen, das die Menschheit dabei vernünftiger handelt, als im Moment. LG Charley.
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Ich glaub da bauen wir nicht nur Zeh- sondern eher dreißig Mal eine methaninfrastruktur auf bevor wir sinnvoll Treibstoff vom Titan in den Leo bringen..
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Sowas ist eh quatsch, der Treibstoff ist nicht das Problem, sondern die Energie und zumindest die empfängt die Erde weit mehr Energie als jemals gebraucht wird.
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Das Problem ist halt immer noch , die überreichliche Energie zum Starten einer Rakete zu nutzen. Bislang kann man ja noch nichtmal vom Mond aus mit elektrischem Antrieb starten. Ich wiederhole starten.
Ich würde gern schlagartig alle Gedanken an Methan u.ä. fallen lassen, wenns da doch endlich mal einen Durchbruch gäbe.
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Der allermeiste Treibstoff und der Sauerstoff verlässt die Erde ja nicht, sondern wird nach der Verbrennung teil der Atmosphäre.
Verloren geht nur der Rest und bei dem wissen wir auch nicht ob da in Summe wirklich was für immer die Erde verlässt.
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Die ganz natürliche Verluste der Erde an leichten Gasen (Wasserstoff & Helium), die ja sogar größer sein sollen als die Masse der einschlagenden Meteoroiden, dürften die Verluste durch den Betrieb von Raketenmotoren außerhalb der Atmosphäre um ein billiarden- oder trilliardenfaches übersteigen.
Methan lässt sich übrigens aus Wasser und Kohlendioxid recht einfach synthetisieren - das ist dann wirklich "nur" eine Frage nach der notwendigen Energie.