SpaceX ITS (MCT) - Diskussion

Nein, wirklich nicht. MCT ist der Name des Raumschiffes, das zum Mars fliegt, nicht die Rakete mit der es startet.

Die ganze Sache ist nicht so einfach. Wie schwer wird der Marsraumschiff, kann ev. berechnen.

Der Träger soll geschätzt immerhin 380t in den LEO hieven, bei voller Wiederverwendung natürlich weniger.

Da liegt der Haken. Potentiell führen drei Wege zum Ziel.

1. Aufgabe der Wiederverwendbarkeit, dann kommt die Heavy in die Nähe des Leistungsbedarfs. Aber alles andere als voll wiederverwendbar wird gar nicht in Erwägung gezogen. Da war Elon Musk absolut eindeutig. Die Kostenvorstellungen lassen nichts anderes zu.

2. Bau einer Rakete, die noch 3-5mal so leistungsfähig ist, wie bis jetzt angekündigt. Je nach Auslegung wäre das ein Monster, das zwischen 800 und weit über 1000 Tonnen Nutzlastkapazität als Einmal-Rakete hätte. Sehr schwer vorstellbar.

3. Auftanken im LEO. Das scheint mir von den 3 Alternativen die einzig realistische zu sein.

Ich erinnere mich auch nicht, daß er sich gegen Auftanken ausgesprochen hat. Allerdings auch nicht dafür. In irgendeinen sauren Apfel muß er beißen und ich glaube es ist dieser.

Die ganze Sache ist nicht so einfach. Wie schwer wird der Marsraumschiff, kann ev. berechnen.

Es wurde (nicht von mir) berechnet, daß MCT knapp 500t im LEO haben muß für die angestrebte Leistung. Das ist meiner Meinung nach nur mit auftanken machbar.

Zitat von: Jura am 19. April 2014, 23:05:31

Die ganze Sache ist nicht so einfach. Wie schwer wird der Marsraumschiff, kann ev. berechnen.

Es wurde (nicht von mir) berechnet, daß MCT knapp 500t im LEO haben muß für die angestrebte Leistung. Das ist meiner Meinung nach nur mit auftanken machbar.

Für einen Marsraumschiff von 500 Tonnen, bruchst du Treibstoff von mehreren tausend Tonnen und zwar Wasserstoff und kein Methan.

Für einen Marsraumschiff von 500 Tonnen, bruchst du Treibstoff von mehreren tausend Tonnen und zwar Wasserstoff und kein Methan.

Die 500 t sind incl. Treibstoff Methan.

Ich denke nicht das ein Schiff vom Erdboden bis zum Marsboden und komplett zurück mit einem Startschiff gemacht wird.
Zumindest ist es doch wohl klar, das es kein großes Problem sein sollte Kopplung zwischen Schiffen in irgendeinem Orbit vorzunehmen.
Deswegen kann man ohne weiteres ein Ladeschiff vor vorab zum Mars schicken.
Eine Kopplung wäre dann erst im Marsorbit fällig.
Falls man sowas solarelektrisch macht (DS4G+Solarmodule), würden am besten sogar drei bis vier Starts sinnvoll sein.
1) Erste MCT-Raktete bringt Landemodul für den Mars in's LEO. Das wird dann solarelektrisch langsam zum Mars geschickt.
2) Zweite MCT bringt Antriebsmodul zum Transfer LEO>-LMO->LEO ins All.
3) Dritte MCT bringt Astronautenmodul ins LEO.
Schritt vier: Astronautenmodul (Nutzlast) koppelt sich im LEO sich an's Antriebsmodul an und wird dann von (2) zum Mars beschleunigt.
Das kann relativ langsam beschleunigen.

Ich denke nicht das ein Schiff vom Erdboden bis zum Marsboden und komplett zurück mit einem Startschiff gemacht wird.
Zumindest ist es doch wohl klar, das es kein großes Problem sein sollte Kopplung zwischen Schiffen in irgendeinem Orbit vorzunehmen.
Deswegen kann man ohne weiteres ein Ladeschiff vor vorab zum Mars schicken.
Eine Kopplung wäre dann erst im Marsorbit fällig.
Falls man sowas solarelektrisch macht (DS4G+Solarmodule), würden am besten sogar drei bis vier Starts sinnvoll sein.
1) Erste MCT-Raktete bringt Landemodul für den Mars in's LEO. Das wird dann solarelektrisch langsam zum Mars geschickt.
2) Zweite MCT bringt Antriebsmodul zum Transfer LEO>-LMO->LEO ins All.
3) Dritte MCT bringt Astronautenmodul ins LEO.
Schritt vier: Astronautenmodul (Nutzlast) koppelt sich im LEO sich an's Antriebsmodul an und wird dann von (2) zum Mars beschleunigt.
Das kann relativ langsam beschleunigen.

Man könnte das tun, sicher. Es gibt viele denkbare Mars-Missionsprofile. Aber dann bitte nicht MCT nennen, denn mit dem von SpaceX entworfenen System hat es nichts zu tun.

Leider hat Elon Musk noch kein Missionsprofil vorgestellt. Aber es gibt viele einzelne Äußerungen, aus denen man ein Missionsprofil zusammensetzen kann. Dabei gibt es noch Unklarheiten aber vieles ist auch klar.

Er setzt auf rein chemisch. Andere Techniken sind möglich, aber in der Operation komplexer und damit zumindest anfangs teurer.

Das ganze Raumschiff landet auf dem Mars. Das hat er so gesagt und es macht auch Sinn. Das ganze Raumschiff soll ja zurückfliegen und der Treibstoff dafür wird auf dem Mars hergestellt und müßte mit Fähren in den Orbit geschafft werden. Dank Atmosphärenbremsung braucht man auch weniger delta-v für die Marslandung als für den Marsorbit.

Das ganze Raumschiff fliegt zur Erde zurück. Es soll wiederverwendet werden. Es im Orbit oder einem L-Punkt lassen würde die Überholung für den nächsten Flug extrem erschweren. Das Raumschiff selber ist auch nicht so schwer, daß ein neuer Start von der Erde ein Problem ist. Schwer ist der Treibstoff und der kommt sowieso von der Erde.

Zitat von: Jura am 19. April 2014, 23:36:23

Für einen Marsraumschiff von 500 Tonnen, bruchst du Treibstoff von mehreren tausend Tonnen und zwar Wasserstoff und kein Methan.

Die 500 t sind incl. Treibstoff Methan.

Geht nicht, die Masse ist zu klein!

- Eine Methanproduktion auf dem Mars ist bis heute nicht geklärt, geschweige der Aufwand.
- Wenn MCT ein Raumschiff sein sollte, ist das Wohnen und Arbeiten für 550 Tage auf dem Mars nicht möglich. Mission erfordert ein Wohnmodul.

- Eine Methanproduktion auf dem Mars ist bis heute nicht geklärt, geschweige der Aufwand.
- Wenn MCT ein Raumschiff sein sollte, ist das Wohnen und Arbeiten für 550 Tage auf dem Mars nicht möglich. Mission erfordert ein Wohnmodul.

MCT ist warscheinlich Wohn-Transfer und Rückehrmodul in einem Dadurch spart man sich viel Masse (und Kosten!)
Für die Methan Produktion braucht man vileicht einen Zusätzlichen Start auch um vorher zutesten ob es funktioniert aber eigentlich sind die Bedingungen hier relativ klar

Zitat von: Führerschein am 19. April 2014, 23:50:38

Zitat von: Jura am 19. April 2014, 23:36:23

Für einen Marsraumschiff von 500 Tonnen, bruchst du Treibstoff von mehreren tausend Tonnen und zwar Wasserstoff und kein Methan.

Die 500 t sind incl. Treibstoff Methan.

Geht nicht, die Masse ist zu klein!

Wieso meinst du die Masse währe zu klein ? Methan ist hier gut genug ein Mars-raumschiff muss keine 1000t wiegen das ist science fiction und wird es so warscheinlich nie geben.

Zu MCT liegen bis heute keine Angaben, alles andere ist nur reine Spekulation.

Um Berechnungen zu machen, brauchen wir Angaben für die notwendige Marsinfrastruktur. Hier einige Richtwerte:

Plasmaantrieb, ISP um 10000s und 25 MW, Marskompleks von 500 Tonnen, Landemodul nur 50 Tonnen (RKK Energia Angaben).
NASA Mission, ISP von 950s (nukleare Triebwerke), Erforderliche Masse in LEO von 1000 Tonnen, Wohnmodul für die lange Reise, Marswohnmodul für 550 Tage, 70-100 Tonnen, Marsrover, insgesamt eine komfortable Mission für die astronauten.

Fü die gleiche Nutzlast mit chemischen Antrieben brauchen wir ein Marskompleks von 2000 Tonnen, mit Wasserstoff. Methan ist sehr ungünstig wegen den schwachen ISP, wir brauchen noch mehr Treibstoff.

Eine Integration von Raumschiff und Wohnmodule erfordert extreme hohe Energien. Aus ingenieurtechnischen Sicht ein unsinn.

Aus den Zahlen ist deutlich sichtbar, das ein Marsflug mit enormen technischen Aufwand verbunden ist. Auch für Mask gelten die gleichen physikalische-mathematische Gesetze.

Zitat von: Führerschein am 19. April 2014, 23:50:38

Die 500 t sind incl. Treibstoff Methan.

Geht nicht, die Masse ist zu klein!

Das wurde durchkalkuliert. Die Masse reicht für eine Direktlandung, nicht um zuerst in den Orbit zu gehen.

- Eine Methanproduktion auf dem Mars ist bis heute nicht geklärt, geschweige der Aufwand.
- Wenn MCT ein Raumschiff sein sollte, ist das Wohnen und Arbeiten für 550 Tage auf dem Mars nicht möglich. Mission erfordert ein Wohnmodul.

Das ist geklärt, wenn auch noch nicht im Detail entwickelt und gebaut. Die Technik ist einfach. Wasser gibt es, CO2 kommt aus der Luft und Solarpaneele für die Energiegewinnung sind leicht geworden. MCT braucht viel Treibstoff für den Rückflug, das ist richtig. Es hat aber auch eine Menge Kapazität für die benötigten Geräte zur Treibstoffherstellung. Der Treibstoff wird auch nicht in ein paar Monaten hergestellt. Es stehen über 2 Jahre bis zum nächsten Startfenster zur Verfügung.

Richtig ist, daß nicht alles in einem Flug hingebracht werden kann. Es wird einen, vielleicht zwei Flüge für die Treibstoffproduktion und Wassergewinnung vorab geben müssen. Dieses MCT kann nicht zurück. Die Tanks werden als Lagertanks für den Treibstoff benötigt, damit der bemannte MCT dann betankt werden kann. Im Lauf der Zeit können aus diesem Gerät viele MCT betankt werden.

Bei ersten Flügen braucht man noch kein Wohnmodul. MCT soll in der Lage sein, 80 bis 100 Menschen zu transportieren. Da gibt es genug Platz für eine erste Besatzung von vielleicht 8 bis 12 Leuten. Man muß bedenken, daß kein Transferhabitat im Orbit zurückbleibt. Das ganze MCT landet.

Zu MCT liegen bis heute keine Angaben, alles andere ist nur reine Spekulation.

Um Berechnungen zu machen, brauchen wir Angaben für die notwendige Marsinfrastruktur. Hier einige Richtwerte:

Plasmaantrieb, ISP um 10000s und 25 MW, Marskompleks von 500 Tonnen, Landemodul nur 50 Tonnen (RKK Energia Angaben).
NASA Mission, ISP von 950s (nukleare Triebwerke), Erforderliche Masse in LEO von 1000 Tonnen, Wohnmodul für die lange Reise, Marswohnmodul für 550 Tage, 70-100 Tonnen, Marsrover, insgesamt eine komfortable Mission für die astronauten.

Fü die gleiche Nutzlast mit chemischen Antrieben brauchen wir ein Marskompleks von 2000 Tonnen, mit Wasserstoff. Methan ist sehr ungünstig wegen den schwachen ISP, wir brauchen noch mehr Treibstoff.

Eine Integration von Raumschiff und Wohnmodule erfordert extreme hohe Energien. Aus ingenieurtechnischen Sicht ein unsinn.

Aus den Zahlen ist deutlich sichtbar, das ein Marsflug mit enormen technischen Aufwand verbunden ist. Auch für Mask gelten die gleichen physikalische-mathematische Gesetze.

Die physikalischen Gesetzte gelten auch für Musk, richtig.

Er nutzt sie aber gut. Wie gesagt, es gibt genug Aussagen über das Konzept. Man muß sie nur zusammentragen, weil sie nicht auf einmal im Zusammenhang veröffentlicht werden. Wie immer bei Musk sagen die Experten zuerst, das ist völlig absurd, unmöglich. Wenn sie aber eine Weile darüber nachgedacht und gerechnet haben, stellen sie fest, es geht doch so.

@ Führerschein

Über die Technik der Methangewinnug habe ich nicht geschrieben.
Transport von 100 Menschen erfordert einen gigantischen Aufwand, in den nächsten 50-70 Jahren nicht machbar.

Nur für den Flug brauchen wir für die Menschen 250 Tonnen an Ressourcen, erfordert mehr als 500 Tonnen an Treibstoff, somit ist das MCT mit 500 Tonnen ein Märchen !!!

Wieso kann man nicht die Atmosphäre dazu nehmen den Fahrtüberschuss per Luftbremsung erstmal durchzuführen?
Bei Cassini hat das doch auch geklappt.
Ist stelle mir das schwer vor direkt von der Erde ohne weitere Umkreisungen, genau den gewünschten Ort zu treffen.
OK, man weiß natürlich wie alle Bezugssysteme zueinander stehen, aber ob das dann mehr als 200m/s zusätzliche
nötige Beschleunigung ausmacht?
Nun ich bin natürlich gespannt wenn die Katzen nach und nach aus Elon Musks Sack gezogen werden und wir diese dann endlich zu sehen bekommen.

@ Führerschein

Über die Technik der Methangewinnug habe ich nicht geschrieben.
Transport von 100 Menschen erfordert einen gigantischen Aufwand, in den nächsten 50-70 Jahren nicht machbar.

Nur für den Flug brauchen wir für die Menschen 250 Tonnen an Ressourcen, erfordert mehr als 500 Tonnen an Treibstoff, somit ist das MCT mit 500 Tonnen ein Märchen !!!

Man braucht mit modernen Lebenserhaltungs-Systemen nicht annähernd so viel. Mit Trockennahrung und Wasserrecycling kommt man mit weniger als 500g pro Tag und Person aus.

Wieso kann man nicht die Atmosphäre dazu nehmen den Fahrtüberschuss per Luftbremsung erstmal durchzuführen?

Eine alte Idee von Koroljow. Für Marskomplexe von 500- 1000 Tonnen nicht sinnvoll, wird heute absolut nicht erwogen schon wegen der Belastungen auf Radiatoren und der Struktur insgesamt.

@ Führerschein

Über die Technik der Methangewinnug habe ich nicht geschrieben.
Transport von 100 Menschen erfordert einen gigantischen Aufwand, in den nächsten 50-70 Jahren nicht machbar.

Nur für den Flug brauchen wir für die Menschen 250 Tonnen an Ressourcen, erfordert mehr als 500 Tonnen an Treibstoff, somit ist das MCT mit 500 Tonnen ein Märchen !!!

Das mit den 50-70 Jahren stimmt so definitiv nicht.
Da stellt sich zuerst mal die Frage ob man die Masse von 250t für jedes Zeitfenster braucht, also:
1) Transportzeit zum Mars (Erdboden->LEO->LMO->Marsboden)
2) Missionszeit auf dem Mars
3) Transportzeit zurück zur Erde (Marsboden->LMO->Erde)

Chemischen Triebwerken ist der Block 2 wohl der längste Zeitraum, also werden die meisten Ressourcen wohl auf dem Marsboden benötigt.

Da die Masse dieser Ressourcen zu separaten Zeiten vorliegen müssen,
kann man diese für 2+3, auch getrennt liefern.
Diese können also entweder vorab von der Erde kommen und/oder auf dem Mars selbst hergestellt werden.

Selbst wenn SpaceX die Personen komplett mittels chemischen Triebwerken zum Mars und zurück bringt,
ist es sicher nicht sinnvoll das ganze Material das NACH einer ersten Landung für eine Besiedelung benötigt wird,
derart zu transportieren.
Gut, falls fast alle Teile mehrfach verwendet werden und die Transportkosten auf 5% sinken,
könnte es sein das alternative Konzepte, z.B. solarelektrische Antriebe wegen den nötigen Entwicklungskosten sich erstmal nicht rechnen.

Wieso kann man nicht die Atmosphäre dazu nehmen den Fahrtüberschuss per Luftbremsung erstmal durchzuführen?
Bei Cassini hat das doch auch geklappt.
Ist stelle mir das schwer vor direkt von der Erde ohne weitere Umkreisungen, genau den gewünschten Ort zu treffen.
OK, man weiß natürlich wie alle Bezugssysteme zueinander stehen, aber ob das dann mehr als 200m/s zusätzliche
nötige Beschleunigung ausmacht?
Nun ich bin natürlich gespannt wenn die Katzen nach und nach aus Elon Musks Sack gezogen werden und wir diese dann endlich zu sehen bekommen.

Man benutzt Atmosphärenbremsung, sonst bräuchte man viel mehr Treibstoff. Direktlandung wurde doch schon oft gemacht. Zuletzt mit Curiosity. Die kam im angepeilten Landegebiet runter, kein Problem. Die Ungenauigkeit kommt dabei durch Einsatz von Fallschirmen in einer Phase der Landung. MCT landet mit Atmosphärenbremsung in der ersten Phase dann direkt mit Triebwerken. Dafür wurde ca. 1,5km/s als Brems-Bedarf kalkuliert. Das geht viel genauer als mit Curiosity. Besonders wenn ein Rover vorher die Landestelle mit Funkfeuern markiert hat.

Er nutzt sie aber gut.

Mit Methan kommt er nicht weit, der Aufwand ist zu gross, der Treibstoff ist nicht effektiv genug. Selbst mit der MCT Entwicklung wird er an seine Grenzen stossen.

Zitat von: Jura am 20. April 2014, 11:13:43

@ Führerschein

Über die Technik der Methangewinnug habe ich nicht geschrieben.
Transport von 100 Menschen erfordert einen gigantischen Aufwand, in den nächsten 50-70 Jahren nicht machbar.

Nur für den Flug brauchen wir für die Menschen 250 Tonnen an Ressourcen, erfordert mehr als 500 Tonnen an Treibstoff, somit ist das MCT mit 500 Tonnen ein Märchen !!!

Man braucht mit modernen Lebenserhaltungs-Systemen nicht annähernd so viel. Mit Trockennahrung und Wasserrecycling kommt man mit weniger als 500g pro Tag und Person aus.

Hast du auch eine Quelle? Genaue Angaben wurden bei Mars-500 veröffentlicht !

Hast du auch eine Quelle? Genaue Angaben wurden bei Mars-500 veröffentlicht !

Ich habe viel bei Inspiration Mars gelesen. Sie sind von 300g pro Tag und Person ausgegangen. Die kalkulieren aber wirklich knapp.

Klakow
Da stellt sich zuerst mal die Frage ob man die Masse von 250t für jedes Zeitfenster braucht,

Ich habe schon gepostet, für ein bescheidenes Marskompleks mit chemischen Antrieben (Wasserstoff) brauchen wir schon mindesten 1200 Tonnen Startmass in LEO, alles andere zu MCT ist reine Spekulation. Wäre auch möglich das Mask sich damit überhebt, technisch als auch finanziell.

Mir fällt da auch noch eine ganz andere Möglichkeit ein.
Wer sagt den das ein Direktflug bei so viel nötiger Nutzlast nur dadurch möglich ist indem man im Orbit Treibstoff umpumpt?
Man könnte eine MCT Oberstufe doch so ähnlich bauen, wie Startstufe mit den Raketenboostern, sozusagen Oberstufenbooster.
Anstatt den Treibstoff umzupumpen, koppelt man die Oberstufenbooster an das Transfermodul und beschleunigt dies nur durch die Booster.
Dann werden die Booster abgetrennt und den Rest macht die MCT-Transverstufe alleine.
Wenn der Startzeitpunkt gut gewählt ist, können die Oberstufenbooster einen Swing-by  um den Mond machen und atmosphärisch gebremst
zur Erde zurückkehren. Ob dabei zwei, oder gar sechs Stück verwendet werden ist bis auf die Kosten ziemlich egal.
Das würde mindestens 2,2km/s an Beschleunigung des Transportschiffs einsparen, vielleicht sogar fast die gesamte nötige Beschleunigung,
wenn man etwas mehr Treibstoff übrig lässt um die Booster vor dem Mond wieder abzubremsen, damit der swing-by zur Erde zurück klappt.

Da man zum Mond recht lange Zeit zum beschleunigen hat, braucht man auch nur ein einzelnes kleines Haupttriebwerk, z.B. Merlin 1D,
oder besser ein kleines Methantriebwerk mit unter 800kN.
Das würde die Konstruktion der Kopplungsvorrichtungen und Ableitung der Beschleunigungskräfte sehr erleichtern,
weil eben nur diese Kraft aufzunehmen wäre.
Dann wäre nur noch zu berücksichtigen ob man 1, 2 oder 3 Triebwerke als Redundanz einbaut aber nur 1 oder 2 verwendet.
Landetechnisch wären vielleicht drei kleine optimal.

Zitat

Klakow
Da stellt sich zuerst mal die Frage ob man die Masse von 250t für jedes Zeitfenster braucht,

Ich habe schon gepostet, für ein bescheidenes Marskompleks mit chemischen Antrieben (Wasserstoff) brauchen wir schon mindesten 1200 Tonnen Startmass in LEO, alles andere zu MCT ist reine Spekulation. Wäre auch möglich das Mask sich damit überhebt, technisch als auch finanziell.

Nun wenn ich mir anschaue was Er bis heute schon erreicht hat, halte ich es für wahrscheinlichen das er es hin bekommt.
Uns eines steht dann heute schon fest, er wird bei einem Erfolg wohl in einem Atemzug mit Männern wie Henry Ford und Werner von Siemens genannt werden.
Vielleicht sogar mit Filmgestalten wie Zefram Cochrane!