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

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Offline Sensei

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #325 am: 12. März 2017, 10:38:20 »
Mal ne ganz "banale" Frage, welchen Orbit würdet ihr euch für einen ISS Nachfolger wünschen?
Das ist ja eigentlich die erste Frage die man sich stellen muss und da steckt meines Erachtens schon der grundlegende Fehler der ISS drin...
Ich meine jetzt vor allem die Inklination und die Bahnhöhe...

MFG S

Zurück zur Frage: kann man so nicht sagen, weil es aller Wahrscheinlichkeit nicht DEN ISS Nachfolger geben wird!

Politisch könnte dem, was einem Nachfolger am nächsten kommt eine cis-lunare Station sein.

Aber ich habe leider keinen Schimmer, was für eine derartige Station der optimale Orbit ist :/

Kann jemand der anderen aushelfen?

MaxBlank

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #326 am: 12. März 2017, 11:04:58 »
...Politisch könnte dem, was einem Nachfolger am nächsten kommt eine cis-lunare Station sein.
Aber ich habe leider keinen Schimmer, was für eine derartige Station der optimale Orbit ist :/
Kann jemand der anderen aushelfen?

Zum Stand der Planungen für eine cislunare Station und deren mögliche Bahnen gibt es einen guten Beitrag von Anatoly Zak bei Planetary Blogs:

http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/2017/20170309-nasa-iss-partners-cislunar-station.html

Ein Beispiel zu möglichen Halo-Orbits um L1 und L2 im Erde-Mond-System:


 Bild:  Davis, D. et. al (2017): Orbit maintenance and navigation of human spacecraft at cislunar Near Rectilinear Halo Orbits

Offline Collins

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #327 am: 12. März 2017, 11:15:55 »
Ich bin davon ausgegangen das die damalige Höhe das Limit des Shuttle war wenn dem nicht so ist warum nicht gleich in 500 km Höhe?
 
Wenn ich mich richtig erinnere, wurde die Bahn der ISS angehoben, ja. Der Grund für die Anhebung war, daß weiter oben die Luft noch etwas dünner ist, es somit weniger Reibung gibt. Am Jahresende hat mal also weniger Treibstoff verbraucht. Der Grund dafür, daß man das nicht schon vorher gemacht hatte, war das SpaceShuttle. Für dieses wäre die Umlaufbahn wohl nicht erreichbar geworden. Ich weiß aber nicht so ganz, ob gerade das letzte auch richtig ist.


500 KM war die maximale Höhe des Shuttels. Allerdings mit stark eingeschränkter Nutzlast und nicht mit Max. Personenzahl an Bord.

Mfg Collins
Zeige mir einen Helden und ich zeige dir eine Tragödie dazu
Wir sind alle sehr unwissend, aber bei jedem ist es etwas anderes, was er nicht weiß. Albert Einstein.

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Offline Sensei

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #328 am: 12. März 2017, 12:28:32 »
Danke, MaxBlank.

Das ist genau die Information, welche mir selber noch gefehlt hat.  :) :-*

GG

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #329 am: 12. März 2017, 14:01:48 »
  • Die Module des US-basierten Teils der ISS wären ohne deren Verankerung in der Nutzlastbucht der Shuttles nicht in der Lage gewesen, einen Start unbeschadet zu überstehen.
  • Selbst ankoppelnde Module müssen also stabiler gebaut sein, über eigenen Antrieb, eigenes Navigationsequipment, eigene Lageregelung und eigene Kühlsysteme verfügen. Da wären sie wohl leer gestartet, stabiler und kleiner gebaut. Mit dem zur Verfügung stehenden Transportsystem Space Shuttle waren sie hingegen schon sehr sinnvoll konstruiert.
  • Wie hätten die US-Module mit einem Arm eingefangen werden können, wenn es noch keine Module oben gab (und damit natürlich keinen Manipulatorarm)?
  • Die Shuttles konnten 500 km Höhe nur bei niedriger Inklination erreichen. Sonst hätte man auf jegliche Nutzlast verzichten müssen.
  • Eine Inklination von 20 Grad oder so macht z.B. für Erdbeobachtung und weitere Forschungen wenig Sinn. Die 51,6 Grad sind für weltweite Kooperation auch noch zu wenig. Auch Großbritannien oder Schweden werden nicht überflogen, nicht nur weite Teile Russlands und der USA (Alaska).
  • Die Gründe für die Wahl der Bahnhöhe sind richtig. Zunächst blieb man tiefer, weil die Shuttles sonst zu wenig Nutzlast zur ISS hätten transportieren können. Jetzt ist die Bahn höher, da man statt ca. 90 Meter täglichem Höhenverlust jetzt nur noch ca. 40 Meter hat.

Wilga35

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #330 am: 12. März 2017, 17:55:30 »
500 KM war die maximale Höhe des Shuttels. Allerdings mit stark eingeschränkter Nutzlast und nicht mit Max. Personenzahl an Bord.

Mfg Collins

Ist nicht ganz richtig. Bei einem 28 Grad-Orbit waren durchaus bis zu 600 Kilometer Bahnhöhe erreichbar. Das wurde mehrfach erfolgreich demonstriert, so bei STS-31 zum Aussetzen des Hubble Space Telescops, immerhin rund 11 Tonnen schwer, sowie bei allen Hubble-Servicemissionen.
Wikipedia gibt als Einsatzhöhe des Shuttles übrigens 185 bis 643 Kilometer an.

Beim Einflug in den ISS-Orbit von 51,6 Grad Inklination mussten aber sowohl bei der Nutzlast als auch bei der Bahnhöhe Einschränkungen hingenommen werden. Deshalb wurde die ISS während der Shuttle-Ära im Höhenbereich von 350 Kilometern betrieben, nur so konnten die relativ schweren Bauelemente zur ISS transferiert werden. Erst nach dem Ende der Shuttle-Missionen wurde der ISS-Orbit auf die heute üblichen reichlich 400 Kilometer angehoben.

Stefan307

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #331 am: 12. März 2017, 19:05:57 »
Selbstverständlich muss das erste Modul autak funktionieren, das wäre aber auch beim Shuttle so, es sei den man würde mit meheren Shuttle im Wechsel arbeiten, so das immer eines auf die Baustelle "aufpasst" bis die Station soweit funktionsfähig ist...
Ich denke mir das eher so:
Man statet als erstes ein Zentralmodul, das könnte auch ein Knoten sein, wichtig ist das es autak funktioniert und über die "Baustelleneinrichtung" (vor allem Roboterarm) verfügt, dann kommt die erste Besatzung koppelt an und wartet auf das erste Modul, das wird von der Oberstufe wenn nicht angekoppelt dann zumindest auf Greiferreichweite herangebracht und angekoppelt, Ok die Module müssen dann so stabil sein das sie den Start auf der Trägerrakete überleben, ansonnsten brauche die aber nix was nicht eh auch für den Betrieb erforderlich wäre...
Bei den Abmessungen ist man dann sogar flexibler als mit der fixen Nutzlastbucht vom Shuttle. Schaut euch mal an was ne Ariane 5 für einen Durchmesser hat...

MFG S

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Offline Klakow

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #332 am: 13. März 2017, 00:55:21 »
Bis das mal so weit ist (nach 2028 schätze ich mal),
hat man eine Modifizierte ITS, vielleicht bringt die dann in einem Fairing auf der Spitze ein 15x30m Modul ins All. Vollständig ausgerüstet und aufgeblassen mit zumindest einem B2100 Modul,
und gleich von Anfang an mehr Volumen als jetzt zusammen auf der ISS.
Es würde mich aber nicht wirklich wundern wenn man die jetzige ISS weiter betreibt, vielleicht mit neuen Solarzellen mit viel mehr Leistung, SEP damit die Bahnanhebung nicht mehr so ein Haufen Geld kostet und dann neuen Modulen mit deutlich mehr Volumen für Touristen.

Offline Hugo

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #333 am: 13. März 2017, 07:56:00 »
SEP - Da bringst Du etwas ins Spiel, was mich generell schon wundert. Warum nutzt man das noch nicht? Man könnte doch ein SEP Triebwerk an Swesda ankoppeln. Russland hätte dann zwar nur noch 3 Kopplungspunkte für ihre Soyus, aber das sollte ja reichen.

Die Frage ist jetzt: Wie viel Strom braucht man nun? Reicht der Strom an Board der ISS aus? Wenn nein, wie viel Quadratmeter Fläche bräuchte man zusätzlich?

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Offline Sensei

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #334 am: 13. März 2017, 10:09:32 »
Diese Diskusion gab es schon 2007 hier im Forum:

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3794.100

Da wurde auch schon berechnet wie viel (dauer)Schub man zum Ausgleich der Abbremsung braucht, wie stark es sich auf die Schwerelosigkeit auswirkt ect.
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Besondere Bedeutung hat auch der VASMIR Antrieb der einmal konkret für die ISS vorgesehen war. Dieser sollte aber nur Pulsweise arbeiten und mit 200 kW Leistung arbeiten (das allerdings zum teil aus Pufferspeichern/Batterien).

Aber 30.000s wären schon eine Hausnummer :)

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Offline Klakow

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #335 am: 13. März 2017, 15:29:51 »
VASIMR halte ich aufgrund der Fortschritte mit andern Konzepten inzwischen für eine Fehlgeburt.
Das Ding ist sicher recht schwer und der Wirkungsgrad ist ähnlich dem was z.B. mittels Haltruster erzielbar sind und die sind sehr viel Kompakter.
Strom benötigen beide Konzepte, da wäre es bei einer Raumstation eh besser mit möglichst viel Power zu arbeiten, das lies dann auch mehr Luft um schneller die Bahn ändern zu können.
Wenn das Ding bei einem hohen ISP Betrieben wird, muss man die Bahn vielleicht auch nicht so weit oben wählen, das könnte besser sein weil da der Müll auch mehr gebremst wird und schneller verglüht, wäre vielleicht ein Gewinn an Sicherheit. Derzeit liefern die Panels der ISS soweit ich weiß nur 120kW, eine neue ISS hätte mit neuen Panels gleicher Größe ca. 2MW, damit wären ca. 20N bei 15000s drin, oder ein deltaV von 1m/s nach 10h bei einer Stationsmasse von 720t. Dafür wäre, wenn ich mich nicht verrechnet habe, nur 4,8kg Xenon nötig.
Für den selben Impuls würde mit dem derzeitigen Treibstoff min. 250kg benötigt.

Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #336 am: 13. März 2017, 16:12:23 »
Wenn das Ding bei einem hohen ISP betrieben wird, muss man die Bahn vielleicht auch nicht so weit oben wählen, das könnte besser sein weil da der Müll auch mehr gebremst wird und schneller verglüht, wäre vielleicht ein Gewinn an Sicherheit.
Von welchem Müll sprichst du denn da genau? Sämtliche ISS-Abfälle werden doch ohnehin kontrolliert in Raumschiffen mit eigenem Antrieb entsorgt. Was ist daran unsicher?...ok, Groschen ist spät gefallen. ;D. Naja, wenn die ganzen Satelliten-Konstellationspläne (Cubesats und Minisatelliten) im LEO tatsächlich umgesetzt werden, sollte es auf 400 km Höhe allerdings ruhiger zugehen.
Außerdem hat die aktuelle Höhe nicht nur aerodynamische Gründe, sondern dadurch wird die Umlaufzeit und Bahn der Raumstation an die Anforderungen eines schnelleren Anfluges für bemannte Sojus-Raumschiffe angepasst.
Douglas Adams: "In an infinite universe, the one thing sentient life cannot afford to have is a sense of proportion."

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Offline Klakow

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #337 am: 13. März 2017, 16:33:41 »
Mir ging es eher um kleinere Teile von Raketenstarts usw.

GG

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #338 am: 15. März 2017, 20:03:58 »
... sonst brauchen die aber nix, was nicht eh auch für den Betrieb erforderlich wäre ...

Doch. Sie müssen Position und Lage halten können. Dazu benötigt man Lageregelung und Navigationsequipment. Außerdem müssen sie auf dem mehrere Tage dauernden Anflug aktiv gekühlt werden. Das sind schon ein paar Teile, welche die Masse und die Konstruktion stark beeinflussen. Zudem hätte man sie viel stabiler bauen müssen. In der Ladebucht der Shuttles hingegen waren sie an mehreren Punkten verankert, wodurch eine strukturelle Entlastung gewährleistet wurde.

Ohne Shuttle mit den verfügbaren Raketen hätten die ISS-Module des US-basierten Teils vollkommen anders aussehen müssen.

Mit stärkeren Raketen wird man aber auch wieder komfortable Module verwenden können. Die Idee mit dem Knoten als zentralem Modul ist gut.

Stefan307

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #339 am: 16. März 2017, 15:13:04 »
... sonst brauchen die aber nix, was nicht eh auch für den Betrieb erforderlich wäre ...

Doch. Sie müssen Position und Lage halten können. Dazu benötigt man Lageregelung und Navigationsequipment.

So wie ich es geschrieben habe eben nicht, sie bleiben mindestens so lange an der Oberstufe gekoppelt, die die Lageregelung ja hat, bis sie der Greifer gepackt hat. Man kann die Oberstufen auch noch zur bahn anhebung leer machen und dann abwerfen, Wenn immer eine Oberstufe an der Station hängt braucht man theoretisch auch kein autonomes Zentralmodul...

MFG S

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Offline Klakow

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #340 am: 16. März 2017, 18:43:36 »
Ich würde da als Zentralmodul einen Zylinder vorschlagen mit zwei Kopplungssechsecken an beiden enden. Das Ding hätte jeweils sechs Kopplungsplätze die in 60° Abstand um die Achse herum angebracht sind und einen siebten Kopplungsplatz am Achsenende.
Es wären also zusammen 2x7 Kopplungsplätze und dazwischen einen Zylinder z.B. von 20m.
Man könnte solche Kopplungsmodule auch ohne Zylinder mit acht Kopplungsplätzen bauen, als sehr kurze Version mit zwei Plätzen an den Achsenenden und sechs in der Mitte mit jeweils 60° Abstand, oder länger mit Solarpanels an der Außenseite, Lagenreglung mit Kreiseln und SEP. Sie wären quasi eine Infrastrukturbasis.
Ein Vorteil so einer Konstruktion ist das sie beliebig erweiterbar ist, man kann mit einem Knoten beginnen und dies zu einem geschlossenen Dreieck zusammenbauen, oder bis einem um die Zentralachse rotierenden Sechseckrad mit zusammen 12 Zylindern.

Stefan307

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #341 am: 16. März 2017, 19:05:19 »
Es wären also zusammen 2x7 Kopplungsplätze und dazwischen einen Zylinder z.B. von 20m.
Ein Vorteil so einer Konstruktion ist das sie beliebig erweiterbar ist, man kann mit einem Knoten beginnen und dies zu einem geschlossenen Dreieck zusammenbauen, oder bis einem um die Zentralachse rotierenden Sechseckrad mit zusammen 12 Zylindern.

Da 20m zu lang für verfügbare Träger sein dürfte würde ich vorschlagen die Plätze nach ausen hin zu neigen um den Platz optimaler zu nutzen.

Die Idee mit etwas Kleinen anzufangen und nach Bedarf zu erweitern ist auch wesentlich Sinnvoller als was Riesiges zu planen und dann zusammenzustreichen...

MFG S

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Offline Klakow

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #342 am: 17. März 2017, 02:30:33 »
Wenn nochmals eine neue ISS gebaut wird, die genau dies der Fehler. Je größer und schwerer die Module werden dürfen, je günstiger wird es die Station zu bauen.
am Besten wäre hier 50m x 200m, aber das geht leider nicht und würde selbst mit einer BFR+ITS nicht gehen.
20m*50m halte ich mit der BFR+ITS vielleicht schon für machbar und 10m * 30m vielleicht mit einer FH.
Nicht das da innen dann schon alles drin ist, aber außen alles dran was nötig ist.
Mach schaue sich nur an wie viele Flüge für die jetzige ISS benötigt wurden, das selbe Volumen lässt sich locker in 10 Jahre mit einem Start der BFR+ITS ins all bringen.
So eine neue Raumstation wird alleine schon deswegen weil bei einem Start bis auf den Innenausbau aalles an Board ist nur 5% von dem kosten was die alte ITS gekostet hat.

Offline AndiJe

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #343 am: 17. März 2017, 07:15:22 »
Es wäre am besten, wenn es schon eine Möglichkeit gäbe, radförmige Stationen zu konstruieren, allerdings aus Asteroiden gewonnenen Materialien! Das dürfte unsere bisherigen Fähigkeiten noch übersteigen. Künstliche Schwerkraft ist aber notwendig, um langfristig im All leben zu können. Eine neue ISS sollte zumindest eine Zentrifuge haben, die ja aus Kostengründen nicht mehr an die alte ISS angedockt wurde..
Der Mensch kann nicht ewig in der Wiege bleiben, daher geht's ab sofort in die Krabbelstube!

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Offline Klakow

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #344 am: 17. März 2017, 10:29:36 »
Schwerelosigkeit ist in einer Radstruktur automatisch in der Achse vorhanden, man muss dazu zwar einen Versuchsbereich gegen die Stationsrotation rotieren lassen, aber das geht wie mit einem Hamsterrad ganz leich in Achzylindern.
Zum andocken wäre es natürlich gut wenn an den Achenden eine Teil nicht rotieren würde.

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Offline m.hecht

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #345 am: 17. März 2017, 10:30:48 »
Zum andocken wäre es natürlich gut wenn an den Achenden eine Teil nicht rotieren würde.

Warum?

McPhönix

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #346 am: 17. März 2017, 10:47:30 »
Da wäre es aber doch besser das "kleine bissel" Raumschiff zu rotieren. Auf dem Sektor gibts ja nun keine Probleme mehr mit Exaktheit.
Von restlichen radialen G-Kräften, die auf Personal und Material beim Bewegen in der Achse reden wir erst mal nicht. Denn die Würden ja beim Übergang vom "stillstehenden" Teil der Achse zum anderen Bereich ja auch auftreten.

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Offline Klakow

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #347 am: 17. März 2017, 11:16:31 »
Das Problem ist das man eben nur zwei Andockplätze hat, das ist auf Dauer sicher zu wenig.
Ein rotationsfreier Stationsteil wird auch an anderen Stellen sinnvoll sein, z.B. für die Lagereglung, die Bahnreglung mit SEP oder bei Notfällen mit chemischen Triebwerken und eventuell auch für steuerbare Solarpanels, ähnliche Größe wie bei der ISS bloß halt mit 2MW anstatt 120kW.
An den Achsenenden wäre es eh besser dort eine ganz große Schleuse einzubauen, sodass Raumschiffe in einem Stück Einfliegen können.
Die Voraussetzung ist da das man in der Lage ist große Strukturen in einem Stück ins All zu bringen, aber nicht mit so poligen Teilen von 5m*20m, sondern 10m*30m oder mehr.

Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #348 am: 17. März 2017, 12:01:16 »
Diese Diskussion wurde doch bereits Anfang des Jahres im ISS-Hauptthread geführt.  ::)
2MW-Solarfläche...warum sollte eine Raumstation einen entsprechenden Energiebedarf haben? Um dem sicheren Einschub mit den SEPs vorzubeugen: Wie wäre es mit Pulsbetrieb und Akkus (siehe die zwischenzeitlich gestrichenen Pläne mit dem VF-200)?

...ähnliche Größe wie bei der ISS bloß halt mit 2MW anstatt 120kW.
Ich komm dir mal entgegen und nehme jetzt unter "ähnliche Größe" einfach 50% mehr an, statt der aktuellen 2500 m² also 3750 m² Solarfläche auf der ISS. Bitte zeig mir mal aktuell in der Raumfahrt verwendete Solarzellen, die damit 2 MW erzeugen können, also rund 533 W/m².
Douglas Adams: "In an infinite universe, the one thing sentient life cannot afford to have is a sense of proportion."

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Offline Klakow

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Re: CLD LEO-Station (Commercial Leo Destination = ISS-Nachfolger)
« Antwort #349 am: 17. März 2017, 13:51:36 »
Wenn es überhaupt einen ISS Nachfolger geben wird, dann sicher nicht so eine Station wie die jetzige ISS.
Das ganze macht nur dann Sinn wenn es sich rechnet, was bei der jetzigen ISS selbst beim besten Willen sich nicht gegeben ist.
Damit da die Möglichkeit besteht müssen mehrere Dinge passieren:
1) Der Bau muss mindestens Faktor 10 günstiger werden
2) Der Stationsbetrieb muss sehr sehr viel günstiger werden (um den Faktor 50/Person)
3) Der Platz auf der Station muss für viel mehr Personen reichen (ab 30 Personen ständige Besatzung)
4) Es muss Platz für zahlende Touristen geben
5) Der Teil der Station wo Menschen die meiste Zeit verbringen braucht künstliche Schwerkraft (das erhöht die Effektivität der Leute)
6) Die Plätze für industrielle Forschung muss sehr viel größer und günstiger werden.
7) Die Zugangsöffnungen müssen in der Lage sein auch größere Gegenstände direkt in die Station zu bringen.
8] Die Fracht und Personenbeförderung muss nochmal vom dem was es bei Dragon usw. kosten soll um den Faktor 5 sinken.

Ohne diese Eckpunkte halte ich einen Nachfolger für die ISS für Sinnlos.