SpaceX ITS (MCT) - Diskussion

Wenn ich mir z.B. Merlin und Dragon anschaue, dann sieht das für mich so aus das dort nachdem ein System entwickelt wurde, die Geräte evolutionär weiterentwickelt werden.
Für neue Geräte ist man aber durchaus Bereit auch ganz neue Wege zu gehen, Beispiel: Raptor.
Für mich steht schon fest, wenn die Firma nicht wegen einem nicht vorhersehbarem Ereignis kaputt geht, wird nach dem ersten Raptor (vielleicht mit Namen Merlin 2.0), dem ein Merlin 2.1 und weitere sicher folgen.
Die Frage ob sie es hin bekommen die Startstufen mehrfach zu verwenden ist für mich 100% sicher und vermutlich auch die Oberstufen.

Ich bin nur mal gespannt was SpaceX vom LEO, über GTO (wie immer diese Bahn verläuft) zum LMO machen wird.
Auf Dauer glaube ich jedenfalls nicht, das es vom GTO zum Mars für Fracht mit chemischen Antrieben gemacht wird.
Mein Tipp ist das es keine 5 Jahre mehr dauert bis SpaceX eine solares Kraftwerk mit Photovoltarik bringen wird mit <=2kg/kW.
Mich würde es aber nicht wundern, wenn man in der Lage das Leistungsgewicht auf unter 1kg/kW drücken kann.
Selbst das Thema Verbindung von den Solarpaneln zu den elektrischen Triebwerken lässt sich massearm realisieren, wenn man genügend Abstand zwischen den Leitern hält und die Pannels so miteinander verschaltet das am Triebwerk z.B. 80kV ankommen.
Man wird solche Systeme eh später auch auf dem Mars benötigen.

Hat man sowas parat, gibt es eben wohl zwei Antriebsoptionen, VASIMR oder vielleicht sogar noch besser Dual-Stage 4-Grid. Leider habe ich für beide keine Massenangaben.
Nachdem im mich gestern aber informiert habe, hallte ich das Dual-Stage 4-Grid sogar für aussichtsreicher. Das Teil kann nicht viel Masse haben und ein weiterer Vorteil ist das man nicht gezwungen ist mit zwei oder drei Triebwerken an einer Stelle auszukommen, sondern es gibt vielleicht 40 Stück oder mehr, man bekommt also mehr Redundanz.
Die einzige Frage damit ist für mich, ob man damit auch kleine ISPs haben kann, aber dafür mit mehr Massenstrom bekommt.

Selbst das Thema Verbindung von den Solarpaneln zu den elektrischen Triebwerken lässt sich massearm realisieren, wenn man genügend Abstand zwischen den Leitern hält und die Pannels so miteinander verschaltet das am Triebwerk z.B. 80kV ankommen.
Man wird solche Systeme eh später auch auf dem Mars benötigen.

Es ist ein interessanter Ansatz, aber da gibts nur ein klitzekleines Problem.

Oder mal andersrum gefragt, wieviel Leistung braucht man für das vorgesehene Triebwerk? Und davon EOL?

Pro Triebwerk 250kW bei 2,5N bei einem ISP von 21400s (ca. 210km/s).
Derzeit gibt es neue Solarsysteme für Spaceanwendungen von ca. 3kg/kW, also benötigt man dafür einen 750kg Solarträger.
Auf die Größe kommt es bei so einem System nicht sehr an, weil die Beschleunigung eh nur recht klein wird.
Gerade für einen Frachter kommt es aber eher darauf an viel Fracht von A nach B mit wenig Treibstoff zu verschieben.
Wenn man Hochleistungssolarsysteme mit 30% Wirkungsgrad hat, sind das im LEO ca. 600m₂.
Für 40 Triebwerke, also 10MW wären das 24000m₂ oder zwei Ausleger mit 120mx100m.
Von der Masse wären das derzeit im besten Fall 30t. Die Triebwerke hätten im LEO 100N Schub und geschätzt weniger als 2t Masse.
Bei 18t Treibstoff und 50t Nutzlast, ergibt das bei Start nur 86,4m/s Geschwindigkeitszunahme pro Tag.
Man benötigt also sehr viel Zeit um von der Erde wegzukommen.
Der Punkt ist, das man mit der kleinen Treibstoffmasse aber ein deltaV von mehr als 42km/s erreichen kann!
Wenn man 1kg/kW rechnet und man 120 Triebwerke einsetzt bei 14t Treibstoff, sind das schon 260m/s mehr pro Tag.
Damit dürfte man in ca. 30Tagen sich aus dem LEO zum Mars eingeschossen haben. Treibstofftechnisch ist das natürlich sehr gut, man kommt mit einer Füllung hin uns zurück.

Was man bei der großen Rakete für MCT bedenken muss: Sie basiert in ihrem Layout quasi auf der Falcon 9. Also Ein Core mit 9 Triebwerken und bei der Heavy drei Cores mit jew. 9 Triebwerken. So gesehen sind die Falcon 9 in ihrer Grundauslegung fast wie verkleinerte Prototypen für diese Rakete. Natürlich sind sie keine vollwerigen Prototypen aber kritische Punkte können hier schon vorher ausgemerzt werden und so auch Entwicklungskosten gespart werden. Hierbei denke ich vor allem an folgende Punkte bzgl. der Falcon 9:

- Management von 9 gleichzeitig laufenden Triebwerken (schon gemeistert)
- Cross-Feed (kommt mit der Heavy)
- Landung der Raketenstufen zwecks Wiederverwendung (in Arbeit / Erprobung)
- (Schnelle) Wiederverwendung an sich

Bei letzterem Punkt wird die Verwendung von Methan  anstelle von Kerosin als weiterer vorteilhafter Punkt dazukommen. Wenn aber die Wiederverwendung mit Kerosin klappt, dann erst recht auch mit Methan (hatten wir hier mal besprochen, dass Methan pflegeleichter ist).

Unterm Strich wird also viel von dieser Riesenrakete schon bei Falcon 9 erprobt. Falcon 9 als Proof-of-Concept.

Mein Tipp: 2018 / 2019 steht die Single-Core-Rakete für MCT auf dem Pad. 

Bei Antrieben für interplanetare Reisen hatte Elon Musk und SpaceX allgemein vor einigen Jahren noch laut über nukleare Antriebe nachgedacht, vor allem NERVA. Da dazu aber nichts mehr zu hören ist, hat man es wohl verworfen. Gäbe wohl auch ziemlichen Protest, wenn man sieht wie teils scharf das Risiko bei Raumsonden mit RTG (unnötig) in den Medien hochgekocht wurde...

Abgesehen davon: Mit einer zuverlässigen Riesenrakete könnte man doch Atommüllbehälter ins All schießen. Ein Endlager auf dem Mond (Lavaröhren, nicht an der Oberfläche) oder sonst auf einem geologisch nicht aktivem Körper wäre sicherlich besser als jedes auf der Erde. Bezüglich der Möglichkeit eines Fehlstarts: Nahezu "Unzerstörbar" könnte man solche Behälter mit Sicherheit machen, zumindest, dass sie einen unkontrollierten Eintritt in die Erdatmosphäre  überstehen würden oder zusätzlich noch ein LAS.

@Klakow, ich weiß nicht wie Du auf Deine Zahlen kommst, aber rechne doch einfach mal aus, wieviele Zellen Du insgesamt brauchen würdest; selbst wenn Du es schaffen könntest, 80kV Generatorspannung einfach so zu handeln, was passiert, wenn eine Zelle im String ausfällt? Dein ESD Experte wird sich über die 80kV auch sehr freuen 

Bezüglich der Möglichkeit eines Fehlstarts: Nahezu "Unzerstörbar" könnte man solche Behälter mit Sicherheit machen, zumindest, dass sie einen unkontrollierten Eintritt in die Erdatmosphäre  überstehen würden oder zusätzlich noch ein LAS.

Dann überstehen sie einen unkontrollierten Wiedereintritt und landen in Manhattan. Da wird die Freude sicher groß sein.

Zitat von: MX87 am 23. März 2014, 18:55:06

Bezüglich der Möglichkeit eines Fehlstarts: Nahezu "Unzerstörbar" könnte man solche Behälter mit Sicherheit machen, zumindest, dass sie einen unkontrollierten Eintritt in die Erdatmosphäre  überstehen würden oder zusätzlich noch ein LAS.

Dann überstehen sie einen unkontrollierten Wiedereintritt und landen in Manhattan. Da wird die Freude sicher groß sein.

Besser als ein Plutonium-Regen über mehrere Bundesstaaten 

Man müsste eben ein System entwickeln, dass einerseits den Wiedereintritt übersteht und gleichzeitig zumindest eine gebremste Landung ermöglicht. Ein Fallschirm würde da helfen. An sich würde ich mir einen solchen Behälter in etwa vorstellen wie eine größere Raumkapsel. Da würde man über ein LAS schon entsprechend das Risiko für einen fatalen Zwischenfall senken.

An sich wäre es ein ungemein großes aber gleichzeitig großartiges Projekt den Atommüll vom Planeten weg zu bringen.

Eine Rakete die für soetwas genutzt wird muss aber extrem zuverlässig sein. Über dem Daumen würde ich 100 erfolgreiche Einsätze neben den erwähnten Sicherheitsvorkehrungen als Mindestanforderung ansehen. Da eben die Sicherheitsmechanismen Gewicht hinzufügen, genauso wie der Müll selber alles andere als leicht ist, ist es nötig einen Schwerlastträger dafür zu verwenden.

Der einzige derzeit in Entwicklung befindliche Schwerlastträger, für den auch entsprechend viele Flüge denkbar sind, ist eben die zu MCT gehörende Rakete. Weder SLS, noch andere russische oder chinesische Superträger würden relativ zeitnah eine dreistellige Summe an Raumflügen kommen. Selbst bei 50 bleibt die SpaceX-Rakete der heißeste Kandidat.

Und wenn man mit der Super-Falcon die schweren Teile in den Orbit schickt und anschließend das radioaktive Material mit einer anderen Rakete nachsendet?
Aber zum einen halte ich so einen Ansatz für SpaceX für zu komplex und aufwendig und zum andern; wir weichen vom Thema ab.

@Klakow, ich weiß nicht wie Du auf Deine Zahlen kommst, aber rechne doch einfach mal aus, wieviele Zellen Du insgesamt brauchen würdest; selbst wenn Du es schaffen könntest, 80kV Generatorspannung einfach so zu handeln, was passiert, wenn eine Zelle im String ausfällt? Dein ESD Experte wird sich über die 80kV auch sehr freuen 

Schau dir erstmal das Bild hier:https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=11733.msg280810#msg280810 an.
Das gibt es schon, oder sehe ich das falsch?
Das Ausfallproblem hast du auch auf dem Dach, gelöst ist das durch Dioden.
Und wo ist das Problem mit 80kV?
Zum einen liegt die Spannung ja nicht an einer Zelle an, das ist wie bei einer Autobatterie, jeder Zelle hat Nominal 2V, die ganze Batterie halt 12V.
Klar legt die 80kV irgendwo wirklich an und zwar am Generator.
Ich stelle mit das so vor: Die Kollektoren sind als dünne Folie konstruiert und davon werden zwei Stück auf eine Rolle zusammen aufgewickelt. Am Anfang und Ende der Rolle sind dann Anschlussschienen angebracht. Das ist dann so ähnlich wie einer Projektorfolie für ein Beamer. Der Unterschied ist das es nicht eine, sondern zwei Bahnen sind die auf der Rolle sind.
Beim Auseinanderziehen ist das so als werden zwei Flügel ausgerollt, einer nach links, der andere nach rechts. An der Walze wo beide Folien drauf wahren ist dann der Pulspol und am andern Ende der Minuspol. 40kV liegt am einen Segelende an und minus 40kV am anderen.
Damit beim Ausrollen noch wenig Spannung ansteht, kann man in die Folie auch Halbleiterschalter einbauen.
Das Problem dabei ist nicht wie man das schaltungstechnisch hinbekommt, sondern vor allem ein dünnes aufrollbares Folienmaterial als Träger für Solarzellen hoher ausbeute findet.
Bei 80kV hat man einen Strom von 125A bei einer Leistung von 10MW. Das sind bei 2x (150m*100m) Segel, gerade mal 1,25A/m. Viel ist das wirklich nicht.
Schließt man das Ende dann an Rückleiter

Und wenn man mit der Super-Falcon die schweren Teile in den Orbit schickt und anschließend das radioaktive Material mit einer anderen Rakete nachsendet?
Aber zum einen halte ich so einen Ansatz für SpaceX für zu komplex und aufwendig und zum andern; wir weichen vom Thema ab.

Ich halte weder das Verbuddeln- noch die Entsorgung von hochradioaktivem Atommüll per Rakete, für einen Unsinn.
Niemand kann Millionen Jahre auf das Zeug aufpassen und in den Weltraum ist das bis in LEO sehr riskant.
Das einzige was Sinn machen könnte in All per Spacelift.

Hallo @Klakow

Zitat von: TWiX am 23. März 2014, 20:35:55

Und wenn man mit der Super-Falcon die schweren Teile in den Orbit schickt und anschließend das radioaktive Material mit einer anderen Rakete nachsendet?
Aber zum einen halte ich so einen Ansatz für SpaceX für zu komplex und aufwendig und zum andern; wir weichen vom Thema ab.

Ich halte weder das Verbuddeln- noch die Entsorgung von hochradioaktivem Atommüll per Rakete, für einen Unsinn.
Niemand kann Millionen Jahre auf das Zeug aufpassen und in den Weltraum ist das bis in LEO sehr riskant.
Das einzige was Sinn machen könnte in All per Spacelift.

Da ist Dir anscheinend das Wort

Ich halte weder das Verbuddeln- noch die Entsorgung von hochradioaktivem Atommüll per Rakete, für einen Unsinn

dazwischen geruscht ?

Ihr solltet eher einen Roman schreiben....
unterbringen würdet ihr alle Themen locker....

Mit etwas Grüßen
Gertrud

Dieser Thread ist lustiger als die 'heute-show'....

Sich kringelnd
roger50

SpaceX MultipleCoolTopics 

Moin,

Cool? Nö,...Crazy...

Gruß
roger50

Ich kann bestätigen, daß MCT für den Mars gebaut wird und nicht für Atommüll-Transport. Das hat Gwynne Shotwell bei der letzten SpaceShow gesagt.

Zitat von: Zoe am 23. März 2014, 19:57:26

@Klakow, ich weiß nicht wie Du auf Deine Zahlen kommst, aber rechne doch einfach mal aus, wieviele Zellen Du insgesamt brauchen würdest; selbst wenn Du es schaffen könntest, 80kV Generatorspannung einfach so zu handeln, was passiert, wenn eine Zelle im String ausfällt? Dein ESD Experte wird sich über die 80kV auch sehr freuen 

Schau dir erstmal das Bild hier:https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=11733.msg280810#msg280810 an.
Das gibt es schon, oder sehe ich das falsch?
Das Ausfallproblem hast du auch auf dem Dach, gelöst ist das durch Dioden.
Und wo ist das Problem mit 80kV?
Zum einen liegt die Spannung ja nicht an einer Zelle an, das ist wie bei einer Autobatterie, jeder Zelle hat Nominal 2V, die ganze Batterie halt 12V.
Klar legt die 80kV irgendwo wirklich an und zwar am Generator.

Wir sollten das Thema entweder wirklich als eigenen Thread aufmachen oder aber einfach gut sein lassen, hier geht das vom Thema ab. Nur kurz soviel:
Deine Flächenberechnung dürfte etwas sehr optimistisch und vereinfacht sein. Der Vergleich mit den terrestrischen Anlagen ist auch nicht so ganz geeignet, hast Du da Strings mit 20.000 Zellen? Auch wenn Du die Halbleiter für 80kV findest, denk einfach mal weiter was ist wenn Dir eine Zelle im String kaputt geht.
Zu den 80kV sag ich lieber nichts mehr; sprich mal mit einem ESD Fritzen und schau Dir an, welche Drähte die Überlandleitungen haben. Also ich möchte sowas nicht auf meinem Generator einbauen müssen.

Achso, ja, den Prototyp vom Bild gibt es tatsächlich. Wie so viele andere, die Entwicklungen gehen in viele Richtungen, es sind allerdings (leider) eher kleine Schritte und keine Känguruhsprünge. Dazu sind die Randbedingungen einfach zu eng gesetzt.

Dieser Thread ist lustiger als die 'heute-show'....
roger50

Hab auch schon seit längerem mit mir gerungen, ob ich in die gleiche Kerbe schlagen soll....

Hallo zusammen,

falls das MCT zu "interessanten Ideen" anregt, ist das schön. Diskutiert diese dann aber an anderer Stelle, abseits vom MCT und auf sich selbst konzentriert. Durch zig Spekulationen wird der MCT-Thread selbst nicht mehr lesenswert ...

<#NT#>
@Schillrich: Da fehlt einfach eine Funktion im Form, eigene Beiträge löschen, oder sowas wie einen nebendiskusionsmarker, damit man sowas selber löschen kann.
Oder eine Forumsbombe die du zünden kannst, einfach einen Mausklick auf ein Bombensymbol drauf und rund herum explodieren Beiträge.

<#NT#>
@Schillrich: Da fehlt einfach eine Funktion im Form, eigene Beiträge löschen, oder sowas wie einen nebendiskusionsmarker, damit man sowas selber löschen kann.
Oder eine Forumsbombe die du zünden kannst, einfach einen Mausklick auf ein Bombensymbol drauf und rund herum explodieren Beiträge.

Du kannst deine eigenen Beitraege loeschen. 

Ja schon, aber keine etwas älteren

MCT ist eine Trägerrakte mit zwei Booster, wo bleit das Mond- oder Marsraumschiff ? Berechnungen die ich mit Raptor machte, ergaben eine Nutzlast um 375 Tonnen, bei Wiederverwendung natürlich weniger. Bei der Berechnung musst du immer von der erforderlichen Nutzlast ausgehen und dann zurückrechnen.

Nein, wirklich nicht. MCT ist der Name des Raumschiffes, das zum Mars fliegt, nicht die Rakete mit der es startet. Für die genannten Leistungen wird MCT viel zu schwer, selbst für die Heavy mit 27 Raptor. Man wird MCT deshalb wohl im Orbit auftanken müssen. Leer ist das Gewicht von MCT wahrscheinlich selbst mit Nutzlast gering genug, daß man es sogar mit einer Stufe mit 9 Raptor starten kann. Die Heavy-Version wird dafür gar nicht unbedingt gebraucht. Allerdings braucht man dann wohl 4 Tankstarts zusätzlich zum Start des MCT.

Noch ergänzend dazu. MCT ist entweder die 2. Stufe oder die Nutzlast auf einer zweiten Stufe, da gehen die Meinungen auseinander, Elon Musk hat sich noch nicht eindeutig geäußert.

Ich gehe davon aus, daß MCT die Funktion der 2. Stufe mit übernimmt. Es startet dann vollgetankt, kommt aber leer oder, wenn mit der Heavy gestartet, teilweise betankt im LEO an. Es wird dann wieder aufgetankt und fliegt zum Mars.

Musk ist aber wohl kein großer Freund des Nachtankens. Ich glaube daher eher, daß es direkt zum Mars geht, mit genug Treibstoff, damit es noch zum Bremsen und Landen reicht.
Der Träger soll geschätzt immerhin 380t in den LEO hieven, bei voller Wiederverwendung natürlich weniger.

Musk ist aber wohl kein großer Freund des Nachtankens. Ich glaube daher eher, daß es direkt zum Mars geht, mit genug Treibstoff, damit es noch zum Bremsen und Landen reicht.
Der Träger soll geschätzt immerhin 380t in den LEO hieven, bei voller Wiederverwendung natürlich weniger.

Das habe ich geschrieben, doch mit einen Start geht es nicht !!!