SpaceX ITS (MCT) - Diskussion

die sonne hat ja auch eine gewisse anziehung auf das MCT muss man vielleicht auch mit berechnen ?

die sonne hat ja auch eine gewisse anziehung auf das MCT muss man vielleicht auch mit berechnen ?

Wie meinst du des? Die Sonne hat "Anziehung" also Gravitation auf alles im Sonnensystem. Das hat im speziellen auf das MCT keine auswirkungen.

hinflug man entfernt sich der sonne


rückflug man fliegt auf die sonne zu und landet auf der erde

hinflug man entfernt sich der sonne


rückflug man fliegt auf die sonne zu und landet auf der erde

Ja sobald du das Gravitationfeld der Erde verlässt wird mit der Relativgeschwindigkeit zur Sonne weiter gerechnet.
In der Raumfahrt wird allgemein immer mit der Geschwindigkeit gerechnet relativ zu dem Objekt das man umkreist.

An dem deltaV das man aufbringen muss um zum Mars zu kommen ändert sich aber nichts.

aber brauch man weniger energie zurück zu fliegen wie hinfliegen?

Das kommt drauf an wie man fliegt. Aber im Prinzip benötigt man vom Mars weniger da man so gut wie ohne Luftwiederstand und mit geringer Gravitation vom Planeten wegkommt. Aber abgesehn von welchem Planeten man kommt ist abbremsen (Periphel verringern) und beschleunigen (Apoapsis erhöhen) genau das gleiche.

dafür wird beim Mars im Orbit nicht aufgetankt. Da muss der Treibstoff für den kompletten Weg von der Marsoberfläche zur Erdoberfläche reichen.
Deswegen kann man da ja weniger mitnehmen ...

100 Leute zurück geht also nicht. Jedenfalls nicht ohne auftanken im Marsorbit und das wird schwierig.

aber es werden auch später immer mal wieder auch versorgungsgüter mitgenommen. Im prinzip sollte es kein Problem sein 25% (oder auch 50%) weniger Nutzlast auf dem Rückflug zu haben.

Wir werden dann später auch erst sehen ob das Ideal von dem reinen Personentransporter umgesetzt wird. Ich glaube eher nicht. (Menschen brauchen viel platz aber wenig Masse. Bei Fracht ist es anders rum. das würde sich gut ergänzen)

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Falls man diese aber mit SEP vom LEO bringt, dürfte die Treibstoffbedarf dafür aber radikal sinken.

Ja, das stimmt. Und vielleicht panen sie noch um.

ABER: Im moment wird immer noch nicht über SEP nachgedacht.

Außerdem könnte man die gesparte energie ja auch nur auf der einen Tour (HEO zu Marsoberfläche) nutzen und das ungleichgewicht zwischen delta V hintour und Rücktour würde sogar noch steigen

Darum ging es mir nicht. Es ging darum weniger Masse in Richtung Mars zu beschleunigen, oder mit viel deltaV eben schneller hinzukommen, damit man jedes Startfenster nutzen kann.
Die Frage ist halt immer noch wieviel mehr an deltaV benötigt man wenn es nicht 6-8 sondern nur 3-4 Monate Flugzeit dauern soll?
Für die Fracht bin ich mir ziemlich sicher das dies ab LEO dann sowieso später mit SEP gemacht wird, die Nutzlast ist damit einfach gigantisch besser.
Ob das dann von mir aus beim Hinflug 12 Monate ab LEO dauert weil man erstmal langsam hochspiralen muss, ist viel viele Dinge ziemlich egal, solange die Antriebseinheit keinen Schaden wegen der Strahlungsbelastung bekommt.

Ja es hilft etwas.

Die Engstelle ist eben der Rückflug.

Direkt auf SEP angesprochen hat Gwynne Shotwell irgenwann mal gesagt, sie denken auch über SEP nach. Die SEP Verfechter machen daraus gerne, daß SpaceX mit SEP plant. Irgendwann ist das auch durchaus möglich. Aber am Anfang ist es für SpaceX mit Sicherheit einfacher, ein oder zwei Tankflüge mehr zu machen und ohne SEP zu arbeiten, davon bin ich fest überzeugt. Und wenn aus keinem anderen Grund als den, daß ihre Entwicklungskapazitäten begrenzt sind.

Die Engstelle ist eben der Rückflug.

Eigentlich nicht. Wenn sie zurück nur 25% der Frachtkapazität haben, reicht das doch. 10 Leute zurückfliegen ist genug. Wenn sie 100 schicken, ist das ein Besiedlungsflug, die wollen nicht zurück. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, das ist wichtig.

Und 20-25t Fracht genügen auch. So viel Marsgestein braucht man nicht, um die Empfangshalle von SpaceX damit zu verkleiden. 

Schmuck und Gemälde von Marslandschaften, von Künstlern unter den Siedlern gemalt, wiegen auch nicht so viel. Meistens wird man die Kapazität wohl gar nicht ausnutzen, denn auf dem Mars hergestellter Treibstoff braucht ja auch einigen Aufwand.

Noch stimmt das.
Aber wenn man von der Erde es zusätzlich 3km/s einspart sieht die Sache schon anders aus.

Aber man kann SEP anscheinend nur für den hinflug nutzen. Denn man setzt wohl drauf,  dass man beim Mars gar nicht in die Umlaufbahn geht. Und ein SEP mit auf den Mars mitzunehmen wäre unsinnig

@Führerschein:
Ich gebe dir 100% recht, zuerst läuft das sicher erstmal ohne SEP, aber dann halt mit langer Flugzeit.
Das ist aber für den Transport vom Rovern zur Erkundung geeigneter Siedlungsplätze, Satelliten zur Kommunikation und für eine erste Erkundung nicht erforderlich
und würde nur dazu führen das der Zeitpunkt wo mit einer Besiedlung begonnen werden kann sich um 3-5 Jahre verlängert.

... Aber man kann SEP anscheinend nur für den Hinflug nutzen. Denn man setzt wohl drauf,  dass man beim Mars gar nicht in die Umlaufbahn geht. Und ein SEP mit auf den Mars mitzunehmen wäre unsinnig

Das stimmt so sicher nicht. Betrachtet man das minimale deltaV vom Marsboden aus, so ist das sicher eine niedrige Umlaufbahn, also LMO.
Die Nutzlast steigt in dem Fall auf jeden Fall dramatisch, oder man bekommt kleiner Rückflugzeiten gerade dann wenn das die Rückkehrmasse relativ klein ist.
Weiterhin kann man Flugprofile nutzen die mit chemischen Antrieben keinen Sinn machen.

SEP wird sicher außerhalb der Lufthüllen bleiben, also muss diese auch nicht jedes mal in den Orbit gebracht werden.
So ein System müsst natürlich im Orbit mit der Nutzlast die vom Boden kommt ankoppeln, das wäre dann etwa dieses:
  Solarträger+
  Treibstoff   +
  Tanks        +
  Nutzlastmodul  für Personen und Material +
  Struktur    +
  Antrieb      +
  Andocksystem +
  Hilfseinrichtungen

Da man in der Marsluft Argon entdeckt hat (1,6-1,9%), die Luft zur Treibstoffgewinnung eh brauchen wird, kann man zumindest Argon gleich mit gewinnen.
Falls sich Xenon in ähnlichem Anteil wie in der irdischen Lufthülle findet, wäre das natürlich besser (das wird ziemlich sicher so sein weil dessen Molekühlmasse recht hoch ist).

Der Vorteil ist das zum Personentransport sehr viele Einrichtungen die für die monatelange Reise nicht benötigt wird im Orbit bleiben, das ist vor allem für den Wasserkreislauf
sehr bedeutend, da man dann viel eher in der Lage ist die Lebensbereiche effektiv zu schützen.

Wenn alle Personen in einem Modul transportiert werden das nur beim Start und beim Wiedereintritt (Erde und Mars) für kurze Zeit darauf beschränkt werden,
koppelt man dieses nach einem Start an, (LEO oder GTO bei der Erde und LMO) an das SEP System, übernimmt den Argon/Xenon SEP-Treibstoff und LOX/LCH4.
Fracht kann bleiben wo sie ist und Personen können beim Flug beide Lebensbereiche nutzen.
Am ende vom Flug wird das SEP System vom Transfermodul abgekoppelt, mit der Lufthülle abgebremst und Landet.
Das SEP-System wird aktiv mit dem Antrieb gebremst.

Falls man es schafft die Personen und die Systeme gegen starke Sonneneinstrahlung zu schützen, kann man die Bahnen auch so legen das man dichter an die Sonne herankommt um mehr Energie von den Solarmodulen zu nutzen.

Spätedens dann wenn man tausende Tonnen von Fracht und mehrere Schiffe mit je 100 Personen zum Mars schickt, wird das so kommen, der Nutzlastgewinn ist einfach gigantisch.
Ich rechne damit das ein SEP drei Jahre nach dem ersten Flug Einzug hält, wobei ich denke das sowas im ersten Schritt nur dazu dient den Treibstoff vom LEO in ein Transferorbit zu bringen.
Ein komplettes SEP-System wird vermutlich 5 Jahr mehr benötigen.

Ohne SEP-System sicher niemals ein Ticket für 500k$ zum Mars.

@Führerschein:
Ich gebe dir 100% recht, zuerst läuft das sicher erstmal ohne SEP, aber dann halt mit langer Flugzeit.
Das ist aber für den Transport vom Rovern zur Erkundung geeigneter Siedlungsplätze, Satelliten zur Kommunikation und für eine erste Erkundung nicht erforderlich
und würde nur dazu führen das der Zeitpunkt wo mit einer Besiedlung begonnen werden kann sich um 3-5 Jahre verlängert.

Unsere Meinungen liegen sehr weit auseinander. Das wovon du als Vorbereitung redest, wird mit Falcon Heavy gemacht werden, bevor MCT fertig ist.

Ich rede von den ersten 10 Jahren mit MCT, die sicher noch ohne SEP laufen werden, also eine ganze Phase mit bemannten Flügen und Aufbau einer permanenten Basis. SEP dann vielleicht frühestens 2035-2040. Ich glaube auch, daß die Vorteile von SEP nicht annähernd  so groß sein werden, wie du glaubst, wenn BFR/MCT die Kosten so weit senken wie von Elon Musk erwartet. Treibstoff im LEO wird dann so billig sein, daß SEP nicht leicht konkurrieren kann. SEP hat seinen größten Vorteil, solange Treibstoff im LEO teuer ist.

klakow: hmm. diese missionsarchitektur ist wohl auch möglich. Wir werden später sehen was umgesetzt wird.

Aber hast du dir die selber ausgedacht oder ist das von einen NGO/Unternehmen/Staatlichen stelle schon mal durchgerechnet und projektiert worden?

Die Studie von boing https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=13359.0 käme wohl dem noch am nächsten?!

Wir sind uns sicher einig das es erheblich teurer wird wenn man nicht jedes Startfenster mit einem MCT System nutzen kann, wenn man nur auf Energie günstigsten Bahnen reist.
Also braucht man mehr als ein deltaV von 7km/s ab LEO?
Ich vermute mal 10km/s oder vielleicht auch 11km/s.
Aus dem LEO muss man für 100t Nutzlast 8 Starts durchführen um das zu erreichen.
mit SEP Transport in eine GTO Bahn vermutlich nur vier.
Fliegt man mit Fracht von z.B. 1000t für 100 Siedler, braucht man ohne SEP 80 Starts, mit SEP über GTO nur 40
und direkt vom LEO mit langsamster Bahn raus beschleunigt 12-13
Man kann das auch so betrachten, als Kostenfaktor ab LEO.
LEO                1x
LEO+7km/s    6,6x  Hier kommt aber noch ein Zusatzpreis hinzu weil man nur jedes zweite Startfenster fliegen kann
LEO+10km/s  15x   Das reicht vermutlich um mit jedem Startfenster zu fliegen. Vermutlich ist der Faktor aber noch sehr viel größer weil ein voll zu Leermassenverhältnis vom 15 zu 1 nicht darstellbar ist.

oder um es anders zu sagen, ein schneller Transfer von 100t kostet mindestens 15 Starts.
Meine Berechnungsgrundlagen:
ISP_vakuum=380*9,81m/s²=3727,8m/s
MV=M_abflug/M_brenschluß
MV(7km/s)   =e^x(7000/3727,8)=6,539
MV(10km/s)=e^x(10000/3727,8)=14,62

Egal wie man es dreht, am Anfang wird es sieben Starts benötigen um in 6-8 Monaten beim Mars zu sein.

Mit SEP vermutlich einmalig 1-2 Starts für SEP  in den Orbit zu schaffen.
und dann nur noch einen Start für die Passagiere und und 1-2 für den Treibstoff.

klakow: hmm. diese missionsarchitektur ist wohl auch möglich. Wir werden später sehen was umgesetzt wird.

Aber hast du dir die selber ausgedacht oder ist das von einen NGO/Unternehmen/Staatlichen stelle schon mal durchgerechnet und projektiert worden?

Die Studie von boing https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=13359.0 käme wohl dem noch am nächsten?!

Das baut auch darauf auf. Der Hauptpunkt ist aber einfach die Anwendung bei den Raketengleichungen auf nötiges deltaV um bestimmte Missionen machen zu können.

Die meines Achtens verkehrte Annahme zu SEP, beruht darauf das nicht berücksichtigt wird, dass wir heute schon alles beisammen haben um zumindest den Transport in ein hocheliptischen Orbit zu machen. Die Schlüsseltechnologien sind die Antriebe und vor allem Solarsysteme mit hoher spezifischer Leistung, und gerade hier gibt es schon heute Systeme mit 4,5kg/kW (für Orion entwickelt, also nicht optimal, weil dies dafür bis zu 3G ausgelegt ist, für SEP reicht sicher deutlich unter 1G aus, also leichter.
Falls DS4G oder Hal-Truster wie mit der X37 gerade im Test funktioniert, sind nur noch die Solarkollektoren das beschränkende Glied in der Leistungskette.

Meint ihr nicht auch das Elon erst mit der Planung eines Fluges zum Mars beginnt wenn wirklich die erste und zweite Stufe seiner Raketen wiederverwendbar sind? Und wenn das der Fall ist, also wenn sie ohne großen Aufwand wiederverwendet werden können, dann sind doch die Treibstoffkosten eher nebensächlich. Oder?
Des Weiteren halte ich es für sehr wahrscheinlich das dann der MCT nicht auf dem Mars landet, sondern Habitate absetzt und eine Dragon-Capsule welche es wieder in den Marsorbit schafft.
Vorausgesetzt die Wiederverwendbarkeit der Rakete funktioniert so wie Elon es sich wünscht, wäre doch das die logische Konsequenz oder irre ich da?

Meint ihr nicht auch das Elon erst mit der Planung eines Fluges zum Mars beginnt wenn wirklich die erste und zweite Stufe seiner Raketen wiederverwendbar sind? Und wenn das der Fall ist, also wenn sie ohne großen Aufwand wiederverwendet werden können, dann sind doch die Treibstoffkosten eher nebensächlich. Oder?

Nein umgekehrt. Er hat einen Missionsplan und baut die Rakete dazu. Und Treibstoffkosten sind dann tatsächlich Nebensache. 600t Treibstoff in den LEO sind dann nicht teuer.

Des Weiteren halte ich es für sehr wahrscheinlich das dann der MCT nicht auf dem Mars landet, sondern Habitate absetzt und eine Dragon-Capsule welche es wieder in den Marsorbit schafft.
Vorausgesetzt die Wiederverwendbarkeit der Rakete funktioniert so wie Elon es sich wünscht, wäre doch das die logische Konsequenz oder irre ich da?

Du irrst, aber da bist du nicht alleine.  MCT landet, um 100t Nutzlast auf den Boden zu bringen. Die müßte man sonst umladen. Wenn man sieht, wie viel Arbeit es ist, 2t Nutzlast aus einem ISS Versorger umzuladen, kann man sich vorstellen was das bedeutet. Für die ersten Marstronauten wird MCT auch das Habitat für die Dauer des Marsaufenthaltes sein. Jedenfalls stellt sich Elon Musk das so vor. Wenn MCT im Orbit bleibt, muß auch ein anderes Gefährt her, das den Treibstoff für den Rückflug hochschafft. Nein, es ist viel einfacher, MCT zu landen, zu entladen, zu betanken und dann zurückzufliegen. Naja, einfacher, wenn man es schafft, ein so großes Gefährt zu landen. Daran hängt das ganze Konzept.

Wenn MCT mit 100t direkt landen soll, wird es bei einem deltaV von 1km/s mindestens 130t vor der Landung haben müssen, also mindestens 20 Starts für einen Flug.
Das macht eine direkte Verwendung einer Oberstufe einer BFR als MCT Transportschiff ohne Nachtanken in einem hohen Orbit unmöglich, weil die Oberstufe dann  2000t oder mehr betankt haben müsste. Das geht schon wegen der riesigen Tanks die dann auch mit auf den Marsboden kommen müssten sicher nicht.
Nehmen wir an die BFR hätte beim Start 4000t, und die Oberstufe 800t, dann gehen da maximal 700t an Treibstoff rein. Betankt im LEO, reicht das für 7km/s und die braucht man ab LEO nur um zum Mars zu kommen.
Das geht nur über den Zwischenschritt über eine hochelliptische Bahn und Nachtanken auf dieser.
Umlanden ist aber nicht unbedingt nötig, sondern ankoppeln an ein Habbiatmodul und gemeinsamen Weiterflug, Abkopplung vor der Landung von MCT und Landung ohne Habbiatmodul ist einfacher.
Ich hab meine Zweifel ob es bei 20 Starts bei einem Preis von 500k$/Person bleiben kann, ich denke weder der Treibstoffpreis noch die Startkosten sind damit noch abgedeckt.
Alle Konzepte die ich bis jetzt gesehen habe, haben viel kleinere Nutzlasten, lange Transferzeiten und trotzdem viele Starts für einen kleinen Marsflug.
Man kann leider die Physik nicht bescheißen, man kann nur versuchen alles Optimal zu gestalten.
Das wird SpaceX sicher tun, aber dabei werden sicher unerwartete Lösungen kommen.

Wenn MCT mit 100t direkt landen soll, wird es bei einem deltaV von 1km/s mindestens 130t vor der Landung haben müssen, also mindestens 20 Starts für einen Flug.

Wo kommen hier auf einmal die 20 Starts (starts von was? Von wo aus?) her? Magst du das mal kurz ausführen?

Wo kommen hier auf einmal die 20 Starts (starts von was? Von wo aus?) her? Magst du das mal kurz ausführen?

Es geht darum, daß MCT im Erdorbit aufgetankt werden muß. Also um die Anzahl der Tankflüge. Aber die Zahl von 20 ist viel zu hoch. Das gesamte benötigte delta-v ab LEO ist unter 7km/s, einschließlich Landung. Allgemein wird mit 4-5 Starts gerechnet, bei der erwarteten Leistung des Systems. MCT Gewicht je nach Schätzung 50-80t. Dazu Nutzlast 100t. Das geht mit einem Start hoch. Wahrscheinlich ohne oder höchstens mit minimalem Treibstoff. Dann 4 Starts für ca. 600-700t Treibstoff.

Jemand hat mal ausgerechnet, wieviel Treibstoff das insgesamt ist und was es kostet bei den Methanpreisen in den USA. Für alle 5 Starts wäre das ca. 1 Million $, also würde der Treibstoff selbst bei 50 Millionen $ für den Marsflug nur einen sehr kleinen Anteil der Kosten ausmachen.

Das ist nach Berechnungen von Leuten, die davon wesentlich mehr verstehen als ich und wohl auch Klakow.

Danke Führerschein . Das kann man jetzt gut nachvollziehen.

Also ist recht sicher anzunehmen,  dass es für die BFR min zwei (komplett verschiedene) Payloads/Oberstufen geben wird: ein mal den MCT Teil und einmal den LEO Tanker.
Und der Tanker müsste wohl, bei diesem preiskalkulation, auch komplett wiederverwendbar sein.
Richtig?

Ps:schlaft ihr auch mal?! 

Also ist recht sicher anzunehmen,  dass es für die BFR min zwei (komplett verschiedene) Payloads/Oberstufen geben wird: ein mal den MCT Teil und einmal den LEO Tanker.
Und der Tanker müsste wohl, bei diesem preiskalkulation, auch komplett wiederverwendbar sein.
Richtig?

Richtig. Wobei das mit dem verschieden gar nicht so schlimm ist. Die Antriebssektion wird weitgehend gleich sein, wahrscheinlich mit gestreckten Tanks. Die komplexen Einbauten für die bemannte Versionen und das Volumen dafür fehlen.

Zu den Gewichten. Das gesamte Lebenserhaltungssystem und alles was die Passagiere brauchen, ist für die Rechnung Bestandteil der Nutzlast. Die Frachtversion wird das nicht haben und tatsächlich 100t Nutzlast transportieren können.

Darin liegt noch ein Engpass des Systems. Da der Rückflug ein höheres delta-v braucht, einschließlich Start vom Mars, sinkt die Nutzlast auf 20-25%. Das wird knapp mit all den Einbauten. Zurückfliegen können keinesfalls 100 Passagiere, es sei denn man würde im Mars-Orbit nochmal tanken, aber das würde sehr aufwändig. Allerdings sollen die 100 gar nicht zurückfliegen, das wären Kolonisten. 10 Forscher könnten wohl zurückfliegen, das muß reichen. Aber vielleicht muß dafür ein Teil des Gerätes ausgebaut werden.

Alles gut durchgerechnet, aber nur Spekulation, solange SpaceX das genaue Konzept nicht vorgelegt hat.

Ps:schlaft ihr auch mal?! 

 


Sogar viel, nur leider relativ gleichmäßig über den Tag verteilt.

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