CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)

Da hast du natürlich Recht, aber gleichzeitig machen wir auch jedes mal Langzeitexperimente bez. der Auswirkungen von Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper. Ob wir das wollen oder nicht. Von daher wäre es schon nicht schlecht einen Teil der Station mit künstlicher Schwerkraft zu haben. Aber wie gesagt, ich glaube nicht das dass so bald verwirklicht wird.

Das klingt ja fast so als ob die aktuelle Situation ehr einen positiven Schub bringen könnte. ^^

Bezüglich einer rotierenden Station seh ich eher weniger Probleme - das theoretische andocken könnte ja im stillstehend Mittelteil passieren. Hätte insofern Vorteile weil man dort keine probs mit der Gravitation hätte.

Denk dran wie vorsichtig jetzt jede Annäherung an die ISS erfolgt. Zwischenschritte, Sicherheitsstop etc. pp.
Das wird auch bei evtl. anderen Stationen noch ein paar Jahre so gehen.

Und dann kommt der Dreh
Du mußt das Raumschiffchen definiert und präzise in einer Achse mit fast Null Toleranz und mit einer Drehgeschwindigkeit von exakt Null Toleranz drehen lassen. Viel Spaß
Ok , irgendwann wirds möglich sein - in geschätzt 20 Jahren....

Wie gesagt, persönlich glaube ich, daß sich die USA wahrscheinlich (sofern Bigalow tatsächlich beauftragt wird) ein BA-2100 genehmigen werden.

Die Hauptgründe dafür habe ich schon oben genannt, wobei man natürlich auch Prestige hinzufügen kann.

http://2.bp.blogspot.com/-ejufpYXS3ds/UtOnobi0AZI/AAAAAAAABds/SxFGyI6uz2s/s1600/Bigelow+BA-2100+&CST-100.png

Wobei, etwas seltsam würde sie schon aussehen. 

Wenn das der alte Herr Zeppelin noch gesehen hätte .......

Oh Gott, das erinnert mich tatsächlich an einen recht aktuellen Film mit "Weltraumzeppelinen". 

Ein BA 2100 hat das Innenvolumen der gesamten ISS. Das ist schon sehr viel und wenn man sich sogar zwei oder drei der Module gönnt hat man wirklich eine sehr große Station. Oder man ergänzt es um die anderen kleineren (aber an sich nicht wirklich kleinen!) andere Module von Bigelow. Zuvor wird es aber besonders interessant, wie sich BEAM an der ISS schlägt. Die Genesis-Module haben erkennen lassen, dass dies durchaus die Technologie für die Raumstation der Zukunft sein könnte. Auch weit nach ihrer eigentlich geplanten Lebensdauer sind die beiden Module noch dicht.

Auch wenn es etwas zynisch klingt: Ein Nebeneffekt den das BA 2100 für den Kongress wäre, dass es die perfekte Nutzlast für das SLS wäre. Ohne allerdings eine mit ausufernden Kosten BEO-Mission bewilligen zu müssen... (Vorsicht, etwas Sarkasmus ).

Ob das BA 2100 allerdings "einfach so" fliegen könnte? Zwar sagte Bigelow, dass RCS und Co. in den Modulen untergebracht werden können, aber ich vermute es wäre effizienter (und sicherer?) dies in ein kleineres externes Modul auszulagern. Allerdings hat ein dahingehendes komplettes BA 2100 auch seinen Charme. So gesehen wäre das Riesending erst recht ein Raumschiff für sich.

Ach ja und dann noch davon träumen, dass man eine Handvoll BA 2100 zu einem großen interplanetaren Raumschiff (Jupitermission anyone? ) zusammenfügt...

Offensichtlich war mein Beitrag nicht verständlich genug.
Die Station selber dreht sich nicht, nur Zeile im inneren.
Das ist so ähnlich wie bei einer Waschmaschine im Schleudergang.
OK, vielleicht hab ich ein Spezialmodel und bei euch daheim rotiert die ganze Waschmaschine 
Stellt ein das wie ein Karussell vor das innen eingebaut ist, oder mit einer Waschmaschine mit einer 19,8m durch messenden Trommel,
in der Mitte wie bei der Waschmaschine ein1-2m großes Loch zum Wäschetrocknen, Astronauten rein.
Da gibts keine Lager im Vakuum, alles unter Druck.

Ach ja und dann noch davon träumen, dass man eine Handvoll BA 2100 zu einem großen interplanetaren Raumschiff (Jupitermission anyone? ) zusammenfügt...

Klingt gut. Aber erst die Marskolonie und eine Station auf einem der Monde, wo Treibstoff hergestellt wird. Die Jupiter-Mission kann dann in den Marsorbit gehen zum auftanken. Vollgetankt ab Mars weiter raus eröffnet ungeahnte Möglichkeiten.

Wir sind jetzt aber weit OT.

Aber wenigstens mal weg von der Ursache für diesen thread.

@Klakow
So würde das gehen, vorausgesetzt man kann es im All montieren. Aber das wäre sicher machbar.

Es gab etwas in der Art im kleinen Maßstab – geplant:

Nutzung für Experimente/Proben.

http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifuge_Accommodations_Module

dksk

Vermutlich nicht ohne Grund rechtzeitig aufgegeben.

Ist schon erstaunlich , wie hartnäckig hier immer wieder relativ "einfache" Dinge zur Erzeugung künstlicher Gravitation vorgeschlagen werden. Dabei lasse ich die technische Seite  mal außen vor. Da kann die vergehende Zeit helfen. Aber zur biologischen Seite brauch man doch nur bitte erstmal ein paar Fachartikel lesen....

Bis jetzt gibt es keine Möglichkeit mittels Träger Zylinder von großem Durchmesser hochzuschicken, ich spreche nicht von 5, 6 oder 10m, nein ab 15m.
Das rotierende Innenteil kann ohne weiteres schon eingebaut sein. Es geht da um die großen, aber nicht zwangsläufig massereichen Teile,
sondern der Punkt das zumindest der Außenzylinder mit den Befestigungsvorrichtungen in einem Stück im Orbit landet. OK der Innenring ist auch besser schon in einem Stück und eingebaut, soweit das die maximale Nutzlast zulässt.
Das rotierende Innenteil zu konstruieren ist nicht viel komplexer als bei einer großen Industriewaschmaschine, außer vielleicht das es nicht aus Stahl, sondern mit leichten Material gebaut werden muss. Da alle Lager, die Antriebe und Pumpen nicht bei Vakuum betrieben werden, sind einige Probleme erheblich einfacher. Ich würde schätzen die Konstruktion vom Innenteil ist mit einem Team von maximal 20 Leuten locker in einem Jahr machbar.
1x PL
1x Controlling
1x Einkauf vorwiegend Mechanik
1x Einkauf vorwiegend Elektrik und Elektronik
4x QM
4x Mechanische Konstruktion
2x Medien, also Luft, Wasser & Abwasser
2x Elektrische Konstruktion
2x Steuerung
2x Technische Hilfskräfte
_________________________________________
Kosten:
- 20M$:  Material und Fertigung
-   5M$:  Personal
-   3M$:  Externe Überprüfung
Das ist die Schätzung für den rotierenden Schwerkkraftbereich ohne Innenausstattung und zur Aufnahme im Zylindermodul.

Es kann durchaus interessant sein, in einem (freifliegenden) Modul kurzfristig Schwerkrafteffekte in ansonsten Mikrogravitationsumfeld erzeugen zu können.
Es gibt ja Prozesse, bei denen nicht die grundsätzlichen Unterschiede eines Parameters oder Zustands z.B. heiß/kalt in vordefinierten Grenzen interessant sind, sondern deren durchaus schnelle Wechsel und steuerbarer Übergang.
Beim Zeit-Temperatur-Umwandlungsdiagramm  (Stahl) wird ja der Übergang zwischen den Grenzen ausgenutzt.
Jetzt mache ich eine gedankliche Analogie zur Schwerkraft…
Da könnten doch durchaus Prozesse auf der Basis eines „Schwerkraftüberganges“ mit Haltzeiten und Vorzeichenwechsel denkbar sein, der neue Stoffeigenschaften hervorbringen kann.
Mit einer Zentrifuge ist da schon was machbar.


dksk

Ich sähe es als recht praktikabel an, kleinere Module mit Experimenten abzukoppeln, damit diese in völliger Schwerelosigkeit ablaufen können. Ob das für nur ein paar Stunden oder Monate möglich ist wäre nur eine Frage der technischen Ausstattung der Experimentiermodule.

Mir geht es um folgende Dinge: Bringt man Mensch einen großen Teil ihre Zeit an Bord in einer Zentrifuge unter, so sollte zumindest bei einem G der Knochen- und Muskelschwund kein Problem mehr sein. Weiterhin sind sehr viele normale Lebensdinge sehr viel einfacher, wie Essen & Trinken, Duschen, aus WC gehen usw. Das wirkt sich sicher verbessernd auf die Leistungsfähigkeit aus und spart auch direkt Zeit, weil die langen Zeit von Sport (2h/Tag?), sicher kürzer werden können.
Auch Reparaturen usw. von Teilen die man in den Zentimeterbereich mitnehmen kann werden sicher einfacher, weil man sich bei der Kraftausübung nicht irgendwo fest klammern muss, und dazu vielleicht am besten noch zwei weitere Hände benötigte.
Weiterhin kann man vorab auch mal untersuchen ob die 3,78m/s² Schwerkraft auf dem Mars ausreichen damit Menschen nicht ähnliche Problem wie in Schwerelosigkeit bekommen.  Das gilt natürlich auch für den Mond.
Das Problem der Fließkraftgradienten halte ich für nicht problematisch, außer bei Leuten die nicht in der Lage sind zur See zu fahren, egal wie lange sie auf einem Schiff sind.

@Klakow
Was passiert mit dem Drehmoment, das permanent über den Luftwiderstand vom Innenteil zum Außenteil wandert?

Die Flächen müssen natürlich sehr glatt sein, damit die Luft, oder das Gas was man dazu verwendet möglichst wenig bewegt wird, also eine laminare Luftströmung zwischen den Flächen entsteht. Jede Rauheit erzeugt natürlich Turbolenzen, die zu einem Drehmoment zwischen dem Innen- und Außenzylinder führt. Das muss natürlich durch einen Motor der den Innenzylinder antreibt kompensiert werden. Alternativ kann man auch andere Gase verwenden, muss dann aber scheuen wie man damit umgehen kann. Könnte z.B. gut sein das z.B. Wasserstoff oder Helium hilft, wegen der niedrigen Gasdichte.
Ich denke mit sehr glatten Oberflächen wird der Verlust nicht groß sein.
Ein Problem gibt es allerdings, wenn man keine in der Gegenrichtung rotierende Massen hat, führt die Rotationsenergie des Innenteils, zu einer gleichgroßen Rotationsenergie der Außenstation.
Das muss am natürlich kompensieren, z.B. das ein zweites Teil in die andere Richtung rotiert.
Man kann sowas aber auch nutzen, um die Außenstation durch leichte Erhöhung inneren Rotationsgeschwindigkeit (für eine bestimmte Zeit), deren Lage in Rotationsrichtung zu ändern.
Das ist dann eine Art Kreisel-Stabilisierung einer Achse.

Hallo Klakow,

selbst eine laminare Strömung reibt und jede Strömung wird turbulent, wenn sie nur "weit genug" an einer Oberfläche vorbeiströmt. Bei einem "grenzenlosen" Kreisrand, der durch die immer gleiche Luft rotiert, passiert das nach ein paar Umdrehungen. Am Ende ist sie überall turbulent.

Bei den Begriffen musst du aufpassen: Meinst du Rotationsenergie oder Drehimpuls? Die grundlegende, dynamische Größe ist der Drehimpuls.

Mein Haupteinwand wäre die Tatsache, daß auf der ISS hauptsächlich Mikrogravitationsexperimente gemacht werden. Auf einem ISS-Nachfolger wäre das nicht anders. Ich habe immer wieder die Aussage gehört, daß ständiger Wechsel zwischen Schwerkraft und Mikrogravitation schwerer zu ertragen ist als dauernde Schwerelosigkeit. Also dürfte Gravitation zum schlafen, essen, duschen, Toilette kaum praktikabel sein.

Eine neue Station, die für Experimente unter verschiedenen Schwerkraftbedingungen gebaut würde, wäre etwas ganz anderes. Ich bin nicht überzeugt, wir brauchen das, aber da kann man anderer Meinung sein. Ich würde die als wirklich langen Zylinder bauen, lang genug, daß Corioliskräfte keine Rolle mehr spielen. So eine Station könnte um die kurze Achse rotieren und bei 100m Gesamtlänge über 50m alle Schwerkraftwerte von Null bis Maximum für Experimente anbieten. Maximum vielleicht Marswert oder 50% Erdschwerkraft. Interessant wäre dabei, ob Wechsel zwischen Mars- und Mondschwerkraft auch so unangenehm empfunden wird wie Wechsel zwischen Schwerkraft und Mikrogravitation. Ich würde vermuten, das wäre nicht so problematisch.

Zum Andocken von Versorgern würde ich eine ausreichend große Luftschleuse vorsehen. Das Raumschiff schwebt an der Drehachse ein. Vielleicht müßte es magnetisch zentriert gehalten werden, bis die Schleuse geschlossen ist und die Rotationsgeschwindigkeit der Station angepasst wird. Ich stelle mir die Ankunft allerdings nicht gerade angenehm vor.

Ich verstehe vollständig was du meinst und gebe die komplett recht wenn es um die Gravitationsgradienten geht, aber das Konzept funktioniert nur gescheit wenn man KEIN NULL-G benötigt.
Braut man beides, bleibt bei der Rotation rechtwinklig zur Zylinderachse nur eine gegen das Vakuum dichte Achsverbindung, oder man bringt rechtwinklig in der Rotationsachse einen Zylinder an wie ich das vorgeschlagen habe mit dem Unterschied das der Innenzylinder eben nicht mit der Gesamtstation rotiert. Sozusagen ein inverses Konzept.
Ich glaube eh nicht das ein NULL-G Labor wie die ISS in Zukunft noch benötigt wird.
Das bedeutet nicht das es keinen Sinn machen kann eine Raumstation zu haben, aber derzeit macht die Wirtschaftlich wohl nahezu NULL Sinn.
Der Punkt ist das es in dem Orbit einfach keine Ressourcen gibt.
Sinn macht da oben nur dann eine Station wenn man außerhalb der irdischen Gravitationssenke eine Werkstatt, Bahnhof, Hotel oder eine Fabrik benötigt um zu vermeiden alles aus- oder in das Schwerkraftloch zu holen.
Derzeit sehe ich bei keinem der Punkte einen Bedarf der sich rechnen könnte. Das hat aber nichts damit zu tun, dass dies außerhalb unserer Möglichkeiten liegt, aber es wurde nach dem Space Shuttle Desaster, hier meine ich nur die wirtschaftliche Seite, noch nicht wieder versucht.
Nun vielleicht schafft SpaceX dies, zumindest hab ich die Hoffnung das es klappen könnte.

Also als ISS-Nachfolger würde ich auch keine Steuergelder in eine grössere, modernere oder buntere  Version der aktuellen ISS stecken wollen. Die Chinesen (und die Inder) werden das machen und sich dann über einen Besuch von einem unserer Wissenschafftler sicher freuen 

Logisch wäre tatsächlich eine grosse Station mit einem innenliegenden, berührungslos rotierenden Zylinder. Man hat lange genug geforscht und mitlerweile zu wissen, dass der menschliche Körper Schwerkraft benötigt. Und zwar 1 G, für mindestes 8h pro Tag. Zumindest, wenn er länger als 1 Jahr im All bleibt und lebendig wieder die Erde erreichen können möchte. DAS wäre zwar auch mit einer Zentrifugen-Konstruktion zu erreichen, aber er braucht auch einen effektiven Strahlenschutz. Und das nur für den Körper. Die Psyche braucht auch PLATZ. Niemand fliegt 20 Monate zum Mars und zurück in einer Konservenbüchse. Weder alleine, noch in einer Gruppe.

Also muss die grosse Lösung her, vermutlich 50 bis 100m im Durchmesser und etwa 150 bis 200m lang, mit Platz für ca. 48 bis 50 Menschen, die sich 2 Jahre lang auch mal aus dem Weg gehen können und sich halbwegs selbst versorgen.

Ich denke wenn es eine Falcon XX mit Boostern und 10m Cores gibt, sollte man 20m Durchmesser machen können.
Das sind dann Innen ca. 300m² Fläche und solange man das Ding beim Start nicht komplett vollgepackt ins All bekommen will, sollten auch 50m Länge machbar sein. Das wären dann über 15.000m³ oder soviel Platz wie eine sehr große Turnhalle. Für den Flug zum Mars halte ich es für leicht möglich das man sowas rechtwinkling zur Zylinderachse rotieren lässt.

Hallo Klakow

Warum am Stück in den Orbit bringen? Warum nicht im All - von Robotern? - zusammenbauen lassen?

Gruss

Nebulon

Hallo Klakow

Warum am Stück in den Orbit bringen? Warum nicht im All - von Robotern? - zusammenbauen lassen?

Gruss

Nebulon

Weil Montage im Weltraum teuer ist oder, wenn beschränkt auf docken, die Strukturmasse deutlich erhöht. Auf interplanetaren Bahnen zählt da jedes kg extra. Wenn man ein Objekt in einem Stück nach oben bringen kann, ist das deutlich besser. OK WENN!

Ich persönlich sehe aber überhaupt keinen Grund, warum man bis zum Mars Schwerkraft braucht. ISS-Aufenthalte haben schon lange bewiesen, man braucht sie nicht. Bei langen Flügen weiter nach draußen sieht es anders aus, da kann Schwerkraft nötig werden.

Aber hier sind wir bei einem ISS-Nachfolger. Da braucht man Schwerkraft nicht nur nicht. Sie steht in komplettem Widerspruch zu dem, was eine Orbitalstation tun soll, nämlich Mikrogravitationsforschung.