SpaceX ITS (MCT) - Diskussion

Für mich macht das Landen des MCT keinen Sinn. Man muss ja auch keine Fracht umladen. Habitatmodule mit Fracht landen. Nahrung und Treibstoff für den Rückflug bleiben im Orbit. Sicher kann man auf dem Mars genug Methan aus der Atmosphäre erzeugen um wieder in den Marsorbit zu gelangen, aber für den gesamten Rückflug vermutlich nicht. Obwohl ich keine Ahnung habe wie viel kg/Tag oder Stunde Methan erzeugt werden können. Sicher wird die Anlage dazu nicht gerade gigantische Ausmaße haben. Deswegen glaube ich der Treibstoff für den Rückflug muss von der Erde mitgebracht werden und es macht keinen Sinn ihn auf dem Mars zu landen.

Ich glaube unter Zeitdruck steht die Methanproduktion nicht. Es wird vorher schon eine "Methan-Fabrik" zum Mars geschickt das Methan produziert bevor das MCT landet

wie groß ist das volumen für 100 leutete essen für 6 Monate ?

Elon Musk meinte mal das Volumen von 100 SUVs würde reichen.

@Sensei:
6 bid 7,5h aber fast wie bei Führerschein.

@Führerschein: vermutlich hast du irgendwo anderen Berechnungen gesehen?

Na ja ich denke ich habe einen Fehler bei der nötigen Anzahl an Tankflügen gemacht und bei einem Start mit MCT Nutzlast gerechnet.
Der Irrtum ist die Nutzlast der BFR, diese wir wohl größer als bei der Saturn V von Apollo 17 (ca. 133t) sein, das könnten durchaus bis 200t werden. Was dann die halbe Anzahl von Tankflügen bedeutet. 
Die Frage ist natürlich, auch ob ein deltaV 7km/s vom LEO bis zum Marsboden reicht, wenn ja kommt das hin mit vier Tankflügen, aber nur bei langer Reisezeit von 6-8 Monaten.
Das verursacht sicher erhebliche Mehrkosten und belastet natürlich auch die Reisenden.
Langfristig wird man sich eh was überlegen müssen wie man zur Not zu fast jeder Zeit zumindest kleine Fracht schnell zum Mars bringen kann, selbst wenn das nur 500kg sind.
Andernfalls könnte man nicht reagieren wenn wichtige Teile durch eine Fehlfunktion oder einen Unfall kaputt gehen und man z.B. wegen 20kg wichtiger Elektronikkomponenten einem in 6 Monaten das Wasser ausgeht.

Mit den Treibstoffpreisen wird stimmen, aber dessen Kosten sind vermutlich auch bei BFR immer noch kleiner als die Abschreibungs-, Wartungs- und die Kosten um die Starts und Landungen durchzuführen kosten.
Wichtig bei den Siedlerflügen ist aber eine kurze Reisezeit, ansonsten kann MCT nur jedes zweite Startfenster fliegen. Also ich schätze mal plus 3km/s mehr deltaV, weiß da jemand die richtigen Zahlen?

Für mich macht das Landen des MCT keinen Sinn. Man muss ja auch keine Fracht umladen. Habitatmodule mit Fracht landen. Nahrung und Treibstoff für den Rückflug bleiben im Orbit.

Ich habe große Schwierigkeiten, diesen Denkansatz zu verstehen. Womit will man das Habitat oder Frachtmodul landen, wenn nicht mit dem MCT? Bedenke auch, daß es viel einfacher ist, auf dem Mars zu landen, als in den Orbit zu gehen. Seit langem machen das alle NASA Lander so, direkt landen, ohne vorher in den Orbit zu gehen. Einfacher auch für große Massen in dem Moment, wo es erstmals gelingt, eine Falcon 9 Erststufe auf dem Boden zu landen. Denn die Landemethode wird es auch auf dem Mars. Einen Großteil der Geschwindigkeit bei Ankunft kann man so in der Marsatmosphäre abbremsen, bevor Triebwerke eingesetzt werden müssen.

Sicher kann man auf dem Mars genug Methan aus der Atmosphäre erzeugen um wieder in den Marsorbit zu gelangen, aber für den gesamten Rückflug vermutlich nicht. Obwohl ich keine Ahnung habe wie viel kg/Tag oder Stunde Methan erzeugt werden können. Sicher wird die Anlage dazu nicht gerade gigantische Ausmaße haben. Deswegen glaube ich der Treibstoff für den Rückflug muss von der Erde mitgebracht werden und es macht keinen Sinn ihn auf dem Mars zu landen.

Wo soll Treibstoff im Orbit herkommen? Nicht von der Erde. Also vom Mars. Die einfachste Methode, es in den Orbit zu bringen, ist volltanken des MCT. Das sind dann so 500-600t pro MCT. Man kann davon ausgehen, daß schon ziemlich früh im Aufbau der Station mindestens zwei Frachter und ein bemanntes Raumschiff je Startfenster fliegen. Also ca. 1500-1800t, die in zwei Jahren hergestellt, gelagert und kalt gehalten werden müssen. Kommt drauf an, was du gigantisch nennst, klein ist das nicht. Aber machbar, sobald man in der Lage ist, 100t Nutzlast zu landen.

wie groß ist das volumen für 100 leutete essen für 6 Monate ?

Inspiration Mars hatte pro Tag und Person 300g oder 500g für Versorgung angesetzt. Das mag zu knapp sein. Aber 1kg müßte bei sehr hohem Wasser-Recycling und teilweiser Rückgewinnung von Sauerstoff aus CO2 möglich sein.

Nach F9, FH und BFR werden weitere Träger kommen, mit dem Raptor kann SpaceX leicht einen Nachfolger für die FH bauen der nur aus zwei Stufen besteht.
Sie haben dafür fast alles beieinander, es fehlt dann fast nur ein neuer Core (6-7m), Tanks, Triebwerksaufhängung und passende Landehilfen.
Eine FH mit Raptoren wird nochmal billiger und leistungsfähiger.

Es wird nicht beim Raptor mit 2300kN bleiben, für den Marslandung mit 100t braucht man um die 370kN, also kommt ein kleinerer Type der in seinem Regelbereich einen Schwebeflug zulässt >370kN und runter geht bis 180kN, damit man mit zwei Triebwerken landen kann.

Es wird nicht beim Raptor mit 2300kN bleiben, für den Marslandung mit 100t braucht man um die 370kN, also kommt ein kleinerer Type der in seinem Regelbereich einen Schwebeflug zulässt >370kN und runter geht bis 180kN, damit man mit zwei Triebwerken landen kann.

Ich weiß nicht, warum immer alle schweben wollen. Das kostet viel zu viel Treibstoff. Die vorherigen Angaben für Raptor waren hoch. Da hätte man ein Landetriebwerk gebraucht. Der neue Raptor mit vernünftiger Drosselung ist für eine Landung perfekt. Auf dem Mars und auf der Erde.

Wenn wir schon bei 100 Leuten sind - gibts da auch eine Möglichkeit, die "Passagierabteilung" vom Antrieb zu trennen? Egal in welcher Situation?

Nein gibt es nicht. Aber wie stellst du dir das vor? Und was soll es bringen?
Auf der reise hin und zurück zum vom Mars ist man ohne Antriebssektion eh verloren. Auf dem Mars selber ist eine Seperation wohl auch nicht sinnvoll.

Oder meinst du das Abtrennen der MCT-Sektion von der BFR - also einen Abourt?

Langfristig wird man sich eh was überlegen müssen wie man zur Not zu fast jeder Zeit zumindest kleine Fracht schnell zum Mars bringen kann, selbst wenn das nur 500kg sind.
Andernfalls könnte man nicht reagieren wenn wichtige Teile durch eine Fehlfunktion oder einen Unfall kaputt gehen und man z.B. wegen 20kg wichtiger Elektronikkomponenten einem in 6 Monaten das Wasser ausgeht.

Redundanz heißt hier das Zauberwort.

Du weißt selber wie ungünstig die Orbitalmechanik werden kann. Da geht der Bedarf fürs deltaV mal schnell über 12-15 km/s hinaus.

Du hast mehrfach davon geschrieben dass das MCT mit 100t Nutzlast auf dem Mars landen wird, OK dazu.
100t=100.000kg bedeuten mit 3,78m/s² auf dem Mars eine Gewichtskraft von 380kN, oder?

Wie soll sich den ein Raptortriebwerk mit nominal 2300kN bis auf 380kN runter regeln lassen?
Das währen nur noch 16,5%, das geht sicher nicht. In so einem Triebwerk stecken zwei Turbopumpen drin, das sind eine Art von kleinen Turbinen, die Arbeiten nicht in jedem Durchsatzpunkt.
Mit den Brennkammern und deren Kühlsystem ist das vermutlich noch sehr viel schlimmer, wenn man da nur 20% vom Treibstoff reinjagt, werden die kaum noch richtig arbeiten.
Wenn man bis 60% runter kommt ist das schon gut, aber 16,5%, das würde ich kaum glauben dass das machbar sein könnte.

Achtung, reine Spekulation!

Bei NSF werden ständig die phantastischsten Entwürfe für MCT vorgebracht. Meist aus meiner Sicht ziemlich abenteuerlich und unrealistisch. Aber jetzt hat jemand, sogar ein ziemlicher Neuling eine Idee vorgebracht, die mir gefällt. Eine Anordnung, die eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Shuttle hat.

Nicht eine gigantische Erststufe, sondern zwei große Booster an den Seiten. MCT in der Mitte dazwischen. Die Vakuum-Erweiterung der MCT Düsen müßten einziehbar sein, aber das müssen sie wahrscheinlich sowieso, zumindest für die Erd-Landung. Auf die Weise würden alle verbauten Raptor gemeinsam zum Startschub beitragen. Wenn das Gewicht genug gesunken ist, können die MCT-Triebwerke abgeschaltet werden und die Vakuum-Erweiterungen werden ausgefahren. Nach der Abtrennung der Seitenbooster fliegt MCT dann alleine in den Orbit.

Redundanz heißt hier das Zauberwort.

Dieses Zauberwort bringt aber verdammt viel Nutzlasterhöhung mit sich, wo man doch in der Anfangszeit der Marsbesiedlung noch nicht so reichlich Raketenpower hat. 100++ Tonnen sind sooviel auch nicht.
Also da gilt es doch sorgfältig abzuwägen, was redundant und was nicht und vlt doch Klakows schnelle Rakete bereit haben. Sowas baut später der gelangweilte Pförtner nebenbei 

Denn selbst eine irgendwo gebrochene Schraube kann Weiterungen nach sich ziehn. Könnte aber notdürftig stabilisiert werden bis die Neue da ist.  Deshalb alle Schrauben doppelt mitschicken?
Ok, vlt später mal...
Aber bis man so reichlich Transportkapazität hat, kann man dann vlt besser Maschinen hinschicken, mit denen man Schrauben UND mehr herstellen kann.
(Eh sich jemand an den Schrauben festbeißt - das ist freilich bildlich gesprochen )

Dein Denkfehler ist der anzunehmen dass man mit den Schub überhaupt so weit runter muss.

Man kann auch mit deutlich mehr Schub als Gewichtskraft landen. Dann ist allerdings kein schwebeflug möglich und die ganze Sache muss SEHR gut getimet sein .

Egal was man schicken muss: es wird ab Anfrage eh min ein paar Monate bis ein halbes Jahr dauern bis das Teil ankommt. Und wenn man ein halbes Jahr aushält dann hält man wahrscheinlich auch noch bis zum nächsten launchwindow durch.

Redundanz soll auch nur bei kritischen Komponenten Usus sein (Lebenserhaltung und ISRU evtl Ernährung /Medizin, druckstabilität und EVA ).

Für alles andere reicht es wenn es erst mal zu flicken geht. Da ist schon sehr viel mit einem 'werkzeugkoffer' und 3D printing zu erreichen.

Das habe ich auch so verstanden.

Mir fallen da z.B. auch Medizinprodukte ein, vielleicht ein lebenswichtiges neues Medikament oder einen medizinischen Tricorder, äh.. kleines MRT Gerät.
Das muss ja vielleicht noch nicht mal ein ganzes Gerät sein, weil man Gehäuse und die Mechanik mit dem 3D Druck dort herstellt.
Gerade dann wenn ein Startfenster rum ist und man sonst fast zwei Jahre warten müsste, es also 27 Monate dauert bis es auf dem Mars sein könnte, erscheint mir das nötig.
Mit einer BFR geht sowas, aber eben nicht mit 100t, sondern vielleicht nur 1000kg. Es ist noch nicht mal aus zu schließen das dies irgendwann in der andern Richtung benötigt wird.
Ich denke man sollte in der Lage sein in einer Notlage sowas in unter sechs Monate hin zu bekommen, wenn die BFR jederzeit verfügbar ist.

Redundanz ist gut, und alles was man selbst mit viel Arbeit selber herstellen kann ist besser als nachschicken, aber das wird nicht reichen, wenn man nicht bereit ist Leute sterben zu lassen weil das Rettungspaket 27 Monate unterwegs ist. Vom der Erde zum Mars sind es maximal etwa 330Mill.km, wenn man 100t im normalen Startfenster zum Mars bekommt, müssen 1000kg zu jeder anderen Zeit machbar sein. Auch Personen wird man in 30 Jahren zur Not schneller schicken können.

Wenn mich mein Gefühl für Physik nicht völlig im Stich läßt, ist dabei die Masse viel wichtiger als das Gewicht. Das Triebwerk muß immer noch die gleiche Masse bremsen, deshalb wird auf dem Mars ein viel höheres Verhältnis Schub zu Gewicht für die Landung möglich sein als auf der Erde. Selbst wenn MCT ein sensationell gutes Leergewicht hat, nehme ich immer noch 80t als Minimum an. Plus 100t Nutzlast sind das 180t. Da muß Raptor gar nicht viel besser drosseln als ein Merlin, um zu landen. Schwebeflug ist damit allerdings völlig ausgeschlossen.

Ich gehe davon aus, daß für den Bremsflug sogar 2-3 Triebwerke nötig sein werden. Für die endgültige Landung allerdings nur eines.

@Führerschein: wie kommst du jetzt auf 180t, gesagt wurde was von 100t Nutzlast, ich sehe das mit allem komplett, ansonsten wird das nie was mit vier Tankflügen zum LEO.
Mit der Masse hast du natürlich recht, solange es ohne Schwebeflugfähigkeit geht, klar hilft das auch wenn ein Triebwerk ausfällt das die Schwerkraft viel kleiner ist,
aber ein hohes Risiko ist es doch.

@Sensei:
Ich hab keinen Denkfehler, sondern ich hab das nicht erwähnt weil man dann eine gute und befestigte Landefläche braucht, ohne rumliegendes Geröll usw.
Nun jeder der auf dem Mars ankommt ist sofort steinreich.

Gerade beim Erstflug, mit vielleicht acht Leuten an Board, würde ich ohne Schwebeflugfähigkeit eher nicht machen, es sein den ein vorab geschickter großer Rover ist in der Lage einen Platz von rumliegendem Geröll freizuräumen und die Beine können 5-10m/s abfangen.

Es würde mich nicht wundern wenn ähnliche Diskussionen wie wir sie hier führen schon einige Jahre noch sehr viel intensiver bei SpaceX geführt werden.
Bei uns bleibt das halt 'ne Trockenübung.

Für Langzeiterfahrungen haben wir doch extra die ISS und auch vorher die MIR.
Vielleicht hat da jemand noch genauere Informationen, aber mir sind eigentlich keine dringenden Lieferungen von der Erde für die Raumstationen bekannt.
Natürlich gab es Zeiten wo die Redundanz reduziert oder nicht mehr vorhanden war, aber dafür hat man sie ja (Spontan fallen mir da die Toilettenersatzteile ein).

Das heisst natürlich nicht, dass es nicht Probleme geben kann, aber ich würde sagen, dass man die Technik inzwischen soweit im Griff hat, dass man sich auch mal weiter weg von der Erde trauen kann.
Das ist ja schließlich auch eines der Hauptziele der ISS.

Der Vergleich hinkt, die ISS Besatzung kann mit den Rettungskapseln kurzfristig zur Erde zurück. Weiterhin sind es keine 2,5 Jahre bis Nachschub ankommt.

Es gibt natürlich auch große Vorteile an Sicherheit auf dem Mars, er hat zwar keine Dicke Atmosphäre, aber immerhin in tiefen Regionen 1% Luftdruck.
Es gibt keine Kollisionen mit Weltraummüll und man kann sich eingraben. Seinen Scheiß kann man zur Not draußen liegen lassen, da kann noch nicht einmal jemand rein treten so kalt wie es da ist. Ach ja, man kann einen Spaziergang um den Block rum machen.

@Führerschein: wie kommst du jetzt auf 180t, gesagt wurde was von 100t Nutzlast, ich sehe das mit allem komplett, ansonsten wird das nie was mit vier Tankflügen zum LEO.

Das wurde häufiger diskutiert, ist aber inzwischen durch Aussagen belegt. 100t Nutzlast, das ist das was aus MCT ausgeladen wird. Die Leermasse von MCT kommt dazu. Und es klappt mit 4 Tankflügen.

@Sensei:
Gerade beim Erstflug, mit vielleicht acht Leuten an Board, würde ich ohne Schwebeflugfähigkeit eher nicht machen, es sein den ein vorab geschickter großer Rover ist in der Lage einen Platz von rumliegendem Geröll freizuräumen und die Beine können 5-10m/s abfangen.

Es bleibt dabei, kein Schwebeflug. Ich gehe allerdings mit eigentlich allen davon aus, daß vorher mit Falcon Heavy Rover geschickt werden, die den genauen Landeplatz aussuchen, der dann auf 10m genau angeflogen wird. Da liegen dann keine dicken Brocken rum, so ein Platz wird sich finden.

Es würde mich nicht wundern wenn ähnliche Diskussionen wie wir sie hier führen schon einige Jahre noch sehr viel intensiver bei SpaceX geführt werden.

Die wurden sicher geführt und sind lange abgeschlossen. Kein Schwebeflug, das kostet viel zu viel Treibstoff und die Triebwerke werden nicht darauf ausgelegt, es zu können.

Na ja, sehr lange muss das Teil ja nicht werden bei vielleicht 800t Treibstofftanks, das währen bei einem 12m Core etwas über 10m, plus der Länge der Triebwerksblock und den Nutzlastbereich, also vielleicht 25-30m, hätte den Vorteil das der Luftwiederstand beim Eintritt in die Marslufthülle relativ groß ist.

Kein Schwebeflug, das kostet viel zu viel Treibstoff und die Triebwerke werden nicht darauf ausgelegt, es zu können.

Wieviel Zeit und Totalverluste werden sie wohl brauchen, um zu erkennen, dass diese Entscheidung falsch ist?

Ja ich weiß, Treibstoff sparen ist modern.
Deshalb fahre ich auch im Winter mit Sommerreifen...

Aber können sie wirklich jedes mal, wenn ein Ventil mit leichter Verzögerung öffnet, einen Totalverlust hinnehmen?
Die letzten beiden Landeversuche hätten wohl nach einem kurzen Schwebeflug geklappt.
Die Steuersysteme waren gerade dabei, eine stabile Lage herzustellen - es fehlte nur die Zeit.

Am Ende könnten sich verlorene Menschen, Raketen, Raumschiffe, Ausrüstungen und Missionen doch teurer erweisen, als ein bisschen Sprit.

@eumel: Exakt so sehe ich das auch. Deswegen habe ich auch für heute mal wieder so meine Bedenken. Hoffentlich klappt es trotzdem.

Nach dem Fehlstart kommt eine Ankündigung der Marspläne sehr wahrscheinlich nicht mehr dieses Jahr... Jetzt gibts erstmal andere Probleme.