Über ARES hat HAL einen Überblick im ISS-Forschungs Thread gegeben:
ARES - ein europäisches Air REvitalisation System für die ISS
Schon vor einiger Zeit bin ich auf das ARES-Projekt der ESA aufmerksam geworden, aber hatte bisher nichts greifbares zum posten gefunden. Nun, hier hab ich mal was nettes zum lesen....allerdings auf englisch.
http://www.congrex.nl/09C13/01_01_Bockstahler.pdf
(etwas über 2 MB, recht reich bebildert.)
Was ist ARES? Nun...hier nicht eine Raketenfamilie, sondern ein europäisches Lebenserhaltungssystem. Es soll durch Elektrolyse von Wasser und den Sabatier-Prozess aus Kohlendioxid Sauerstoff gewinnen, und somit die Lebenserhaltung auf der ISS unterstützen, bzw. weitere Redundanz bereitstellen.
Zunächst ist ARES nur ein Forschungsrack, das 2013 während wenigstens 6 Monaten laufen soll. Wenn es sich bewährt, wird man es aber in Betrieb behalten. 
Als ISPR, also vollwertiges "Rack", müsste man es per HTV starten, vorgesehen wäre das für 2013. Es gibt aber auch Ersatzpläne, es "häppchenweise" per ATV und Progress als eine Art Bausatz zur ISS zu bringen. Seinen Platz fände es jedenfalls im Columbus-Modul. (...persönlich stand ich schon länger vor der Frage, was die ESA eigentlich mit ihrem Experiment-Rack-Platz 5 anfangen will....bisher ist da ein Lagerrack eingebaut, das/der ETC....)
Der Artikel ist wirklich ungemein ausführlich...ich picke mal ein paar Rosinen heraus.
-Jüngst wurde der Sabatier-Prozess auch ins amerikanische Lebenserhaltungssystem integriert, und läuft dort auf Probe. Zur Erinnerung: Kohlendioxid aus der Luft und Wasserstoff aus der Wasserelektrolyse werden miteinander umgesetzt, und so der Sauerstoff aus dem Kohlendioxid zurückgewonnen. Das ist der Sabatier-Prozess. Der neue Ansatz der ESA ist bemerkenswert: anstatt das Abfallprodukt Methan ins All zu entsorgen, denkt man an eine Rückgewinnung des Wasserstoffs - was den Kreislauf endgültig schliessen würde. Dies will man durch Pyrolyse des Methans erreichen - zu deutsch: Aufspaltung durch Hitze. Der dabei entstehende Kohlenstoff wäre dann das einzige Abfallprodukt. Ein unglaublicher Gewinn, denn da man auf einer heutigen Station wie der ISS die Nahrung sowieso noch nicht selbst gewinnen kann, ist es durchaus akzeptabel, den "verstoffwechselten" Kohlenstoff wegzuwerfen - solange man den Sauerstoffkreislauf einmal geschlossen halten kann. Das ist ein ganz wunderbarer Ansatz...der sich freilich erstmal bewähren muß....
-ARES braucht nun aber Wasser...
Was etwas hinderlich ist: Columbus hat kein System zur Wasserverteilung, etwa an ARES. Lediglich eines der drei Systemracks in Columbus verfügt über einen Raumluftentfeuchter, der sein Kondensatwasser normalerweise recht weit bis Tranquility/Node3 weiterleitet. Hier muß man wohl eine kleine Wasserleitung einbauen, die ARES' Durst stillt. Natürlich wird man auch ein Ventil für den Anschluß von transportablen Wasserbehältern in das Rack integrieren. Der tägliche Wasserbedarf(=Umsatz!!) kann hier um die 17 Liter betragen, denn es wird auch als Prozesswasser zur Dampferzeugung benötigt, nicht nur als Rohstoff.
-Im Normalbetrieb jenseits der Forschungs- und Erprobungsphase würde ARES für 3 "Mann" Besatzung Sauerstoff erzeugen und Kohlendioxid entsorgen. Die "halbe Miete", wenn man von 6 Personen Besatzung ausgeht.
-Ein ambitioniertes Vorhaben: dennoch ist es noch nicht sicher, das es auch wirklich umgesetzt wird. Der oben zitierte Artikel ist nicht mehr wirklich aktuell (Juni 2009), aber ich hoffe auf eine "Absegnung" durch die ESA als Auftraggeberin. Zu deutsch: Geld.....wie immer gehts um Geld....hier: Forschungsmittel. ;-)
Der zitierte Artikel gibt genaue Auskunft über tägliche Massenumsätze, Energiebedarf, Designerfordernisse etc, aber ich kann beim besten Willen nicht alles übersetzen. Lest euch mal rein, mich hat es jedenfalls gefesselt. Natürlich deutet man auch an, worauf man langfristig abzielt: Mond, Mars,.....
LG, HAL
Wäre es nicht sinnvoll, aus CO2 und Wasserstoff mittels der Bosch-Reaktion Sauerstoff und Methan zu machen? Dann würde man mehr Sauerstoff bekommen (weniger Nachfüllbedarf). Gibt es da keine Weltraumtauglichen Maschinen/Prozesse??
Und das Methan könnte man evt sogar als Treibstoff nehmen (zusätzlich zum Hydrazin-Stickstofftetroxid, also ein Dreistofftriebwerk) oder evt später für VASIMR...
Oder doch einfach ablassen.
Den Bosch-Reaktion setzt ARES glaube ich nicht ein,oder? Stattdessen wird der Sabatier-Prozess genutzt (wie im amerikanischen System auch) - Hal hat das ja beschrieben, und auch geschrieben das man das Methan dann in einem zweiten Schritt in Kohlenstoff und Wasserstoff spalten will.
Die Bosch-Reaktion scheint mir aber besser geeignet zu sein, da er direkt Wasser und Kohlenstoff produziert, und auch weniger Wasserstoff benötigt (wenn ich die Formel richtig interpretiere)? Kennt jemand einen Grund dafür das man statt dessen den Sabatier-Prozess bevorzugt? Vielleicht braucht man eher Wasserstoff als Wasser um den Kreislauf flüssig..ehrm.. kreisen zu lassen?
Das Methan als Treibstoff zu benutzen hatten wir auch erst kürzlich in einem Thread angeschnitten. Ob das Sinn macht hängt meiner Meinung nach von der Menge des Methans ab die produziert wird. Wenn sich dadurch z.b. die Treibstofflieferung für den Reboost signifikant veringer ließe wäre das eine Überlegung wert. Auch die Abwegung der Energiedichte könnte helfen zu entscheiden ob das Methan sich besser als Treibstoff oder als Wasserstoff-Ressource nutzen lässt.
Ansonsten würde ich eher dazu tendieren den Kreislauf des Lebenserhaltungssystems zu schließen. Das der Prozess von ARES mit nur einem Abfallprodukt "endet" hat etwas geniales. In einer Zukünftigen Entwicklung findet sich für Kohlenstoff bestimmt auch noch eine Verwendung.
