Maglev-Rakete

Ich wollte nachfragen ob irgendjemand Neuigkeiten hat über die Versuche einer Magnetschebebahn-Rakete hat ?
Ich habe unter diesem Link das bislang einzige gefunden : http://liftoff.msfc.nasa.gov/News/2000/News-MagLev.asp
ist allerdings nicht gerade aktuell (Dezember 2002).
Ich habe gelesen das längere Startbahnen geplant sind aber nichts weiteres über deren endgültige Verwirklichung gefunden.
Kennt irgendjemand die Probleme dieser Technologie und warum sie noch nicht verwirklicht werden kann?
Gibt es Berechnungen über die  Baukosten ?
Aus meiner Sicht (der eines Laien) ist diese Variante der Nutzlast-beförderung realisierbar ?!
Kann mir jemand die Problematiken erklären?

Mit freundlichen Grüssen
Christoph

Scheint, als sei Boeing damals daran beteiligt gewesen: http://www.boeing.com/defense-space/space/maglev/index.html#1  Aber seit 2002 ist es darum recht still geworden. Am Marshall Space Flight Center scheint sich jedenfalls niemand mehr damit zu beschaeftigen:  http://www.nasa.gov/centers/marshall/home/index.html  
 Vielleicht kann Deutschland da ja einfach mal seinen Tranrapid verhoekern: Rakete oben draufschnallen und ab geht die Post.  

Die NASA hat die Entwicklung eines Shuttle-Nachfolgers ad acta gelegt, scheinbar endgültig und das ist gut so. Bemannte Mond- und Marsmission haben jetzt Prorität. Aber auch als noch einer geplant war, hat man dabei nicht ernsthaft an Maglev gedacht. Das ist ein nettes Foschungsprojekt, aber eigentlich ziemlich überflüssig und wenig praktikabel. Raketenschlitten wären wohl einfacher zu realisieren...

Once up to speed, as much as 600 mph, the vehicle would then switch to rocket engines. separate from the maglev carrier, and propel itself into space. This would dramatically reduce the cost of getting to space because the carrier and electrical power used for maglev are inexpensive and stay on the ground, unlike rocket fuel which adds weight and cost to a launch vehicle.

1000 km/h? Das ist wirklich lachhaft, die orbitale Gschwindigkeit beträgt über 28.000 km/h! Genausogut könnte man den Raumgleiter von einem Flugzeug abwerfen, nur hätte man hier zusätzlich zu dem Geschwindigkeitsvorteil noch die Abwurfhöhe als Bonus.

Sowas hat die NASA schon gemacht - Rakete unter ein Flugzeug montiert, und dann aus dem Flug gestartet. Mal weniger erfolgreich (siehe HETE-1), mal mehr erfolgreich (HETE-2). Funktioniert aber natuerlich nur fuer kleinere Satellitenstarts.

Hallo
In der Zeitschrift Raumfahrt concret Ausgabe 4/5 unf folgende ist die Idee einer Schienenkanone ins All (Electromagnetic Railgun) umschrieben. Dieses System wäre für sehr kleine Nutzlasten möglich. Bei Start finden aber extremste Belastungen von 13'000 G statt, Austrittsgeschwindigkeit aus der Kanone 2'100 m/sec, das ist Mach 6.2.

Um diese Technik auch für grössere Nutzlasten und bei viel tieferen Beschleunigungen nutzbar zu machen, sollte folgendes geprüft werden: Zuerst würde auf einer Magnetschwebebahn-ähnlichen Rundbahn-Strecke auch eine schwere Nutzlast langsam beschleunigt. Nach Erreichen der erforderlichen Geschwindigkeit würde über eine Weiche die Rundstrecke verlassen und das Flubobjekt zur eigentlichen Startvorrichtung geführt und dort in einem schrägen Winkel gestartet. Der Flugkörper hätte eine sehr hohe Startgeschwindigkeit und könnte mit einem kleinen Zusatzantrieb die Erdumlaufbahn erreichen.

Mit dieser Technik könnten ohne unerträgliche Belastungen Raumflugkörger beschleunigt werden. Die Frage ist: Würden Magnetschwebebahnen Überschallgeschwindigkeiten am Boden ertragen?

Was meint Ihr?

Hallo EM,

zumindest in Wikipedia wird unter dem Stichwort Magnetschwebebahn oder Transrapid eine mögliche Geschwindigkeit von ca. 550 Km/h beschrieben. Demnach wird Schallgeschwindigkeit noch lange nicht erreicht...
An dem Transportsystem Transrapid schrauben schon seit Jahrzehnten viele schlaue Köpfe ohne bahnbrechende Erfolge herum, daher glaube ich nicht an eine große Zukunft. Aber die Hoffnung darf man nicht aufgeben.
Gruß Roland

http://de.wikipedia.org/wiki/Transrapid

http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetschwebebahn

Sowas hat die NASA schon gemacht - Rakete unter ein Flugzeug montiert, und dann aus dem Flug gestartet. Mal weniger erfolgreich (siehe HETE-1), mal mehr erfolgreich (HETE-2). Funktioniert aber natuerlich nur fuer kleinere Satellitenstarts.

Das Konzept ist noch lange nicht ausgereizt:

http://64.78.33.215/index.cfm?fuseaction=projects.viewmedia&workid=CCD3097A-96B6-175C-97F15F270F2B83AA&albumid=EB30DFB5-96B6-175C-917444B2997782E4&media=1

Zuerst würde auf einer Magnetschwebebahn-ähnlichen Rundbahn-Strecke auch eine schwere Nutzlast langsam beschleunigt. Nach Erreichen der erforderlichen Geschwindigkeit würde über eine Weiche die Rundstrecke verlassen und das Flubobjekt zur eigentlichen Startvorrichtung geführt und dort in einem schrägen Winkel gestartet. Der Flugkörper hätte eine sehr hohe Startgeschwindigkeit und könnte mit einem kleinen Zusatzantrieb die Erdumlaufbahn erreichen.

Du übersiehst hier etwas: Wenn du die Nutzlast auf einer Rundstrecke beschleunigst, treten Zentrifugalkräfte auf. Bei den hier angesterbten Geschwindigkeiten wären diese Zentrifugalkräfte noch viel größer als die eigentlichen Beschleunigungskräfte.

Außerdem ist es nicht realistisch, einen Körper in Bodennähe in den zweistelligen Machbereich zu beschleunigen; er würde verglühen. Die orbitale Geschwindigkeit beträgt aber wie gesagt etwa 28.000 Stundenkilometer...

Hallo Gero Schmidt
Dein Hinweis auf die Zentrifugalkraft ist berechtigt. Jedoch kommt es auf den Radius der Rundstrecke an (5 km, 10 km oder mehr). Die Rundstrecke müsste so gebaut werden, dass die Magnetbahngeleise nicht waagrecht angelegt sind, sondern abgedreht und wie auf der Innenseite eines Rades verlaufen. Dann könnten die massiven Zentrifugalkräfte in die Befestigung der Geleise (am besten aus Beton) und in den Boden abgeleitet werden.

Die Weiche und die Startstrecke müssten dann entsprechend (abgedreht) angepasst werden.

Die Rundstrecke müsste so gebaut werden, dass die Magnetbahngeleise nicht waagrecht angelegt sind, sondern abgedreht und wie auf der Innenseite eines Rades verlaufen. Dann könnten die massiven Zentrifugalkräfte in die Befestigung der Geleise (am besten aus Beton) und in den Boden abgeleitet werden.

Zentrifugal- und sonstige Beschleunigungskräfte lassen sich nicht 'ableiten'.

Jedoch kommt es auf den Radius der Rundstrecke an (5 km, 10 km oder mehr).

Also ich möchte da nicht einsteigen: Bei einem Radius von 5 Kilometern ergibt sich für einen Körper der mit 10.000 km/h (etwa Mach umläuft eine Radialbeschleunigung von etwa 157 g (bei 10 Kilometern Bahnradius wären es 78 g)! Im Klartext: Du würdest buchstäblich zerquetscht werden. Zum Vergleich: Bei einem normalen Raketenstart muss die Crew weniger als 5 g aushalten...

Hallo Gero,
könntest du bitte mal kurz die Rechnung dafür aufschreiben und kurz erläutern? Aus der Wikipedia beschreibung zur Radialbeschleunigung bin ihc nicht schlau geworden, wäre nett wenn du das mal erklären könntest.

Danke schonmal im Voraus
Tobias

Die Formel für die Radialbeschleunigung ist: v^2/r (Geschwindigkeit v und Radius r). Die Radialbeschleunigung ist also abhängig vom Quadrat der Geschwindigkeit, mit der der Körper umläuft und umgekehrt proportional zum Radius der Kreisbahn. Es wird bei höheren Geschwindigkeiten also ziemlich schnell ungemütlich und man müsste riesige Anlagen bauen, um die Zentrifugalkräfte im Zaum zu halten. Um bei einer Geschwindigkeit von 10.000 km/h unter 5 g zu bleiben, müsste so ein Kreisbeschleuniger einen Durchmesser von ca. 315 Kilometern (!) haben. Offensichtlich wenig praktikabel.

Anmerkung: Selbst bei so einer gigantischen Kreisbeschleuniger-Anlage gäbe es große Probleme. Der Raumtranporter würde mit dem Fünfachen seines Eigengewichts, eben 5 g, auf die Maglev-Schienen gedrückt. Außerdem würde er sich wie gesagt unglaublich aufheizen. Er bräuchte schon für den Start ein Hitzeschutzsystem wie ihn das Shuttle für den Wiedereintritt benötigt. Dadurch, dass er praktisch auf Höhe des Meerespiegels 'abgeschossen' wird würde außerdem ein großer Teil der Bewegungsenergie durch Luftwiderstand verloren gehen bevor er größere Höhen erreichen könnte.

Etwas sinnvoller als ein Kreisbeschleuniger wäre schon ein Linearbeschleuniger. Auf einer geraden Strecke von knapp 80 Kilometern Länge könnte man einen Raumgleiter bei konstant 5 g in knapp einer Minute auf 10.000 km/h beschleunigen. Wenn man diese Beschleunigungsstrecke jetzt noch einen Berg hinauf baut, so wäre vielleicht was zu machen.

Air launch is aber in jedem Fall die bessere (weil simplere und billigere) Alternative.

Hallo
Ein solcher Kreisbeschleuniger erscheint leider tatsächlich nicht als praktikabel.
Folglich müsste die Beschleunigung auf einer geraden Magnetbahnstrecke vorgenommen werden.
Angenommen, es gelänge auf einer geraden Magnetbahnstrecke auf z.B. 1 oder 2 Mach zu beschleunigen und mit einer solchen Magnetbahnstarthilfe eine konventionelle Rakete in schrägem Winkel zu starten. Wäre dies überhaupt eine bedeutsame Leistungssteigerung im Vergleich zu einer Rakete ohne Starthilfe ?

Das wäre schon eine Verbesserung. Mit so einer Starthilfe könnte vielleicht ein einstufiges, wiederverwendbares System funktionieren. Einstufig (+ wiederverwendbar) ist ohne Starthilfe einfach ein Stück zu schwierig aber mit diesem Trick wäre es unter Umständen machbar.

Alles in allem finde ich Maglev oder sonstige Starthilfe-Systeme aber wenig sinnvoll - für den Einsatz auf der Erde. Auf dem luftlosen und massearmen Mond dagegen wären solche Beschleuniger eine fanstastische Möglichkeit: Man könnte die Nutzlast nicht nur etwas 'anschieben' sondern sie direkt auf orbitale Geschwindigkeit oder Fluchtgeschwindigkeit (die beide beim Mond natürlich wesentlich niedriger sind) beschleunigen. Kein Raketentriebwerk oder -treibstoff nötig, man zahlt nur die Stromkosten für den Beschleuniger!

Mit so einem System könnte es möglich sein, den Mond industriell auszubeuten.

Ein solches einstufiges und wiederverwendbares System, gestartet mit einer Magnetbahn-Starthilfe, wäre eine tolle Sache und könnte vielleicht auch wirtschaftlich gut dastehen.
Interessant wäre es, wenn die Rakete zuerst noch mit luftatmenden Triebwerken betrieben werden könnte. Dann müsste der Sauerstoff nicht mitgeführt werden.
Das würde die Wirtschaftlichkeit dieses Systems nochmals verbessern.
Das wäre doch ein interessantes Programm für die ESA.