Materialermüdung und Raumstationen - Und ist die ISS wirklich so alt?

Man wirft kein Auto weg, wenn die Bremsen kaputt sind.

Und man wirft auch keine Raumstation weg, wenn man einen Klemptner braucht.

Man wirft kein Auto weg, wenn die Bremsen kaputt sind.

Und man wirft auch keine Raumstation weg, wenn man einen Klemptner braucht.

Aber wenn die Reparaturkosten größer werden als der Restwert, und man vermutlich nicht mehr durch den TÜV kommt, wird es mal Zeit über einen neuen Wagen nachzudenken.

Zur ISS: Schon vorher waren die Astronauten mehr Klempner als Forscher. Hoffen wir mal dass dieses Pendel nicht immer mehr Richtung 'wir sind da als Selbstzweck und um die Station am laufen zu halten' ausschlägt.

Ja ich fürchte auch, man nimmt noch mit an Forschungsmöglichkeit, was geht und hält sie nur am Leben, um noch ausreichen mit den neuen Raumkapseln (RU und USA) testen zu können.
( Ja ok ist übertrieben, aber....)

Die ISS wird solange am leben erhalten, wie sie nichts anderes in etwa gleichwertiges haben, insbesonders wenn die Chinesen eine funktionsfähige Station im Orbit haben.
Den Chinesen werden sie das Feld bestimmt nicht freiwillig überlassen!

Ich habe auch mal in einen Bericht gelesen, das Korrosion ( Rost ) wohl auch ein Thema ist. In 400 km Höhe gibt es auch noch Restatmosphäre incl. Sauerstoff. Ich kann mich daran erinnern, dass ich Bilder von der ISS gesehen habe, an denen man deutlich eine Veränderung von metallischen Oberflächen erkennen konnte.
Sind die Gummiabdichtungen an den Kopplungsstutzen immer nur auf der Kapselseite, oder sind an den stationären Andockpunkten auch Gummidichtungen angebracht, die freiliegen, wenn mal keine Kapsel angedockt ist? Gummi wir auch mit der Zeit alt und spröde, wenn es starke thermische änderungen gibt. Und wie ist es mit den dauerhaften Verbindungspunkten der Stationsmodule, die ja z.T. schon über 20 Jahre alt sind?

Ich glaube, das die Erbauer der ISS die physikalischen Vorgänge kennen und beim baut der ISS beachtet haben.

Natürlich ändert das nichts da dran, dass die ISS altert. Jedes Jahr im Schnitt um 1 Jahr.

Persönliche Meinung: Die Tatsache, das noch immer Module gestartet werden (Beam, IDA, und bald Nauka) zeigt, dass man die ISS noch sehr lange weiter betreiben möchte.

Was mich persönlich freuen würde, wäre wenn man die Raumstation ab sofort "Linear" weiter bauen würde. Also immer nach vorne werden neue Module angebaut. Vielleicht sogar in Kooperation mit China. Dann könnte man auch einen zweiten Solarausleger vorne bauen. Und wenn es mit alten Modulen zu große Probleme gibt, kann man diese hinten abkoppeln und verjüngt die ISS damit ein wenig. Natürlich erfordert das, dass alle die gleichen Kopplungsmechanismen verwenden. Und die Kopplungsmechanismen müssten dafür verbessert werden. Somit ist es nur eine Wunschfantasie.

Erstens können sie keine Kennnisse über physikalische Vorgänge haben, die so und in der art noch nie zuvor getestet und langfristig beobachtet wurden.
Zweitens, wenn Module (Nauka) gestartet werden sollen, die selbst damals in den Kindestagen der ISS gebaut wurden, läßt das auf keine allzulange Lebensdauer hoffen. Auch wenn sie z.T. aufgepeppt wurden. (Beam war nur als Testobjekt für wenige Jahre geplant, IDA-3 wurde dringend benötigt, da ja IDA-1 gar nicht erst angekommen war und ohne 2. amerik. Adaptor Flüge mit Dragon, CST-100 und Orion auf die dauer nicht möglich wären)
Drittens besteht ein eklatanter Unterschied zwischen dem was sie evtl. wollen und dem was real technisch möglich ist.
Und 4 Jahre sind ja noch mindestens geplant. (Daher auch Bishop)
Eine "lineare Bauweise" hätten sie schon von anfang an planen und bauen müßen.
China wird wohl, so sehr wir das auch bedauern mögen, nie an der ISS beteiligt werden. Es ist ja schon eine Frage, ob Rußland an der nächsten Raumstation beteiligt sein wird, ausser es ist eine chinesische.

Ich habe auch mal in einen Bericht gelesen, das Korrosion ( Rost ) wohl auch ein Thema ist. In 400 km Höhe gibt es auch noch Restatmosphäre incl. Sauerstoff. Ich kann mich daran erinnern, dass ich Bilder von der ISS gesehen habe, an denen man deutlich eine Veränderung von metallischen Oberflächen erkennen konnte.
Sind die Gummiabdichtungen an den Kopplungsstutzen immer nur auf der Kapselseite, oder sind an den stationären Andockpunkten auch Gummidichtungen angebracht, die freiliegen, wenn mal keine Kapsel angedockt ist? Gummi wir auch mit der Zeit alt und spröde, wenn es starke thermische änderungen gibt. Und wie ist es mit den dauerhaften Verbindungspunkten der Stationsmodule, die ja z.T. schon über 20 Jahre alt sind?

Hi Chris,
eine moderne Dichtung ist nicht notwendigerweise eine Gummi- oder Polymerdichtung. Die leistungsstärksten Dichtungen heute sind Metalldichtungen nach dem Prinzip eines O- oder C-Ringes im Kraftnebenschluß. Unter Strahlungsbedingungen sind Polymere oder gar Gummi immer eine schlechte Lösung.
Ronald

Eine "lineare Bauweise" hätten sie schon von anfang an planen und bauen müßen.

Das scheitert aber schon an der Aufteilung in 'russische' und US Sektionen auf der ISS. So etwas wird nicht kommen.
Zumal man (theoretisch) immer noch die ISS Modulweise auseinanderbauen und neu zusammensetzen könnte. (ich weiß, ganz so einfach ist es ohne Shuttle nicht mehr und erfordert wohl Modifikationen.<)

Überall, wo es auf Stabilität ankommt, vermeidet man lineare Bauweise. Man stelle sich vor - ein Modul hinter dem Anderen. Schon jetzt muß man das Arbeitsregime mitunter auf empfindliche Tests hin abstimmen. Linear könnte heißen - an einem Ende macht jemand Sport und am anderen Ende ist es zu spüren. Und da wären auch noch die Begriffe Resonanz und Schwingungsknoten etc.
Und dann kommt der Moment, wo man das ganze Gebilde katastrophenmäßig schnell bewegen müßte. Sat-Trümmer mit kurzer Vorwarnzeit zum Beispiel. Ok, bisher - "et is noch ümmens jood jegange..."
Ich glaube, bislang ist alles ein Kompromiß zwischen gerade so Machbaren und der Idealform Würfel mit abgespannten Eckpunkten

Die ISS ist nicht die erste Raumstation die gebaut wurde. Sie hatten also schon einige Erfahrung als sie das Ding errichtet haben.
Trotzdem würden sie es heute wohl etwas anders bauen.
Deshalb glaube ich, daß einige gar nicht soooo traurig sind, daß die ISS in einigen Jahren ausläuft und sie endlich was *besseres* bauen dürfen. Pläne dafür gibt es wohl reichlich, wer's bezahlen wird ist allerdings ne andere Frage.

Die ISS ist nicht die erste Raumstation die gebaut wurde. Sie hatten also schon einige Erfahrung als sie das Ding errichtet haben.

Frage: wer ist "sie"? Antwort: die Russen. Sie waren die einzigen, die bis dahin Erfahrung mit modularen Raumstationen hatten (MIR).  NASA und Co. hatten bis dahin nur Papierstudien (Freedom), die erste US-Station war SKYLB gewesen, die aber aus Überresten des Apollo-Programm gebaut und komplett in einem Stück gestartet wurde und nur für den Betrieb von 2-3 Jahren geplant war. Materialermüdung war da kein Problem gewesen.

Als man sich dann auf politischer Ebene geeinigt hatte, eine gemeinsame Station zu bauen, hat man (vereinfacht gesagt) einfach die verschiedenen Module "zusammengeklöppelt", die man bauen konnte/wollte.

Probleme zeigten sich gleich am Anfang der ISS-Lebensgeschichte, als sich "Swesda" sich wieder und wieder verzögerte und man in den USA schon dabei war, in einem Crashprogramm ein Antriebs-/Lageregelungsmodul zu bauen, um die bereits gekoppelten Module Sarja/Unity im Orbit zu halten.

Das große Problem im Moment ist, daß Swesda absolut benötigt wird, um die ISS betreiben zu können. Die meisten anderen Module könnte man 'wegschmeißen, ohne das es für die ISS gefährlich wird. Denn Swesda ist das einzige Modul der Station, die über Triebwerke zur Bahnanhebung, Lagekontrolle, etc. verfügt. Der gesamte US-/ESA-/JPN-Teil der ISS ist ohne Swesda zum Absturz verdammt. Ich weiß allerdings nicht, ob NAUKA diese Aufgabe übernehmen könnte, wenn man es an den Platz von Swesda setzt.

Trotzdem würden sie es heute wohl etwas anders bauen.

Definitiv, heute hat man auch viel mehr Erfahrung. Eine universelle Station wie die ISS wird es m.E. lange nicht mehr geben, stattdessen kleine Stationen für individuelle Aufgaben, wie Tourismus, Produktion, etc. Und dafür stehen ja schon einige private Anbieter (Bigelow,....) bereit.

Gruß
roger50

Danke, roger50, für die fachlich fundierte Analyse ...        Gruß, HausD

Eine universelle Station wie die ISS wird es m.E. lange nicht mehr geben, stattdessen kleine Stationen für individuelle Aufgaben, wie Tourismus, Produktion, etc. Und dafür stehen ja schon einige private Anbieter (Bigelow,....) bereit.

Da wäre ich mir nicht so sicher.

Es wird wohl mehrere verschiedene Arten von Stationen geben. Einmal bemannt und einmal unbemannt. Dann wohl noch staatlich und privat. Aber auch amerikanisch/international, chinesisch/international dabei wird sich irgendwo Rußland und Indien beteiligen und mit eigenen Crew-Schiffen anfliegen. Aber in nächster Zukunft werden wohl alle nach dem bei ISS mehr oder weniger bewährtem Sytem aufgebaut sein.

Die Modulbauweise werden sie aber wohl vorerst beibehalten, bietet i. A. einfach zu viele Vorteile.
So wird ja sowohl das Lunar-Gateway wie Axiom-Station oder auch bei der Gateway-Foundation und Bigelow modular gebaut.

Und wenn du eine bemannte Station mit der entsprechenden Überlebensausrüstung hast, wärst du dumm , wenn du nicht sowohl Wissenschaftlern für Forschung,Technikern für Produktion und Touristen für Erlebnisreisen einen Aufenthalt anbieten würdest. Wenn erforderlich durchaus in getrennten Modulen.
Von der Modulbauweise abweichen könnte man z.B., wenn ein entsprechend großes Schiff (Starship) als Station genützt würde.

Und 'Bigelow' kannste glaube ich auch erstmal vergessen.

Probleme sind aber Erschütterungen von den ganzen Menschen an Bord. Sie Stören ja schon heute bei den einen oder anderen Versuch. Also wäre getrennt für die Wissenschaftler die beste Lösung. Außerdem erfordert es wider einen Kompromiss zwischen den Anforderungen die wiederum ins Geld gehen.

Deswegen bin ich schon der gleichen Meinung wie roger50

Mfg Collins

Das wären dann spezielle Anforderungen, die man z.B. in einem phasenweise abtrennbarem, oder über eine Schleuse wie z.B. BISHOP zeitweise ausgesetzt, oder eben unbemanntem Modul, das in gewissen zeitlichen Abständen angeflogen wird, lösen könnte.
Vorteile einer kleinen Station sind allerdings sicher u.a. die grössere/einfachere Beweglichkeit und die geringere Gefährdung durch freifliegende Trümmer o.ä. (debris)

Die aktuelle wohl beste Lösung gegen die unerwünschten Erschütterungen sind Freiflieger, diese sollen entsprechend Standard Busse bzw. Interface für Experimente haben und nach Vorbereitung der Experimente sollen diese abdocken und z.B. im relativ kurzen Abstand hinter der Station fliegen. Wie z.B. der OKA-T von Roscosmos, der schon in jüngere Vergangenheit für die ISS vorgeschlagen wurde und aktuelle für die potentielle Russische Multifunktionale Raumstation ROSS auf 71,6° Bahnneigung vorgeschlagen wird. ROSS nicht zu verwechseln mit ROS, die auf Nauka und co. basierte Station auf 51,6° Bahneignung. Ja in Russland macht man sich ernsthafte gedanken über zwei Raumstationen gleichzeitig. ROSS soll eine kommerzielle ausgerichtet Raumstation sein, welche neben Forschung, Herstellung und Tourismus auch noch on orbit Satelliten Service anbieten soll.

     
Abb.1 Vorgeschlagener OKA-T Freiflieger für die ROSS Station - Credits: Energia                                                 Abb.2 Alter OKA-T Vorschlag für die ISS - Credits: Energia


Abb.3 Ein vom DLR vorgeschlagener Freiflieger für eine möglich ESA ISS Nachfolger-Station - Credits: DLR

Also ich glaube die Zeit der multifunktionalen Raumstationen(z.B. ROSS oder Axiom Raumstation) ist nicht gezählt, auch wenn es in Zukunft zu spezialisierten Station führen wird. Es ist absehbare, dass es bald deutlich mehr Station im Erdorbit geben wird. Neben den US kommerziellen und den nationalen Russischen, Chinesischen und Indischen Ambitionen werden sich eventuelle andre noch hinzu gesellen. So bieten die Russen an für andre Länder Stationen zu bauen, welche auf der neuen Generation der TEM-1 basierten Technologie beruhen sollen. Es soll angeblich schon mehrere Interessenten geben.

Was die Materialermüdung der Druckkörper der ISS angeht so überschätzen viele die "Alterung" der Module bzw. der Werkstoffe aus den diese bestehen. Russische Spezialisten sehen z.B. die Möglichkeit eines sichere ISS Betriebes bis 2030, wo drum sich Roscosmos bemüht. Was Nauka angeht so ist das Module erstmal für 7 Jahre Betrieb im Orbit freigegeben und lässt sich angeblich ohne weiteres verlängern, zumindest sollen im Fall eines nominellen Betriebs keine technischen Gründe dagegen sprechen.

Danke #Solaris für deine Beiträge.
Ja, genau so habe ich mir das vorgestellt, ohne diese Projekte im einzelnen zu kennen!

Dazu paßt auch ganz gut folgender Artikel:

https://wired.com/story/what-comes-after-the-international-space-station/

Sie legen zwar etwas viel wert auf Axiom, aber geben durchaus auch einen allgemeinen Ausblick auf die Vergangenheit und die nähere und fernere Zukunft der Raumstationen.

Der Betrieb einer Raumstation ist sehr teuer.
Gibt es wirklich soviele Länder, die sich den Kauf einer Station in Russland leisten können?
Eigentlich fällt mir nur Indien als potentieller Kunde ein.
China geht seinen eigenen Weg, hat dafür genügend Geld und Wissen.

Die Frage ist ob es sich dann tatsächlich um selbstständige Stationen handelt. Ich könnte mir gut vorstellen, dass Länder mit Ambitionen und Prestigesucht da einzelne Module kaufen, welche dann an der russischen Station angedockt sind, so wie Columbus. Raumfahrer könnten dann mit russischen oder eigenen Raketen (soweit vorhanden) da hin fliegen. Als Kunden würde mir spontan die Golfregion, Iran, Türkei usw. einfallen.

Laut Aussagen vom Sergey Krikalev (Direktor von Roscosmos für bemannte Raumfahrtprogramme) in einem TASS Artikel, sind die Tests bzw. die Evaluation zum Nachweis eines technisch sicheren Betriebs der ISS bis 2024 im Endstadium. Die Ergebnisse sollen eine solide Basis zur Bewertung einer ISS Nutzung über 2024 dienen. An einer verlängerten Nutzung über 2024 hinaus besteht anscheinend Interesse von allen beteiligten Partner.

Neues zum Luftleck...

... und zur möglichen Ursache:
Der Riss an der Internationalen Raumstation (ISS) im russischen Swesda-Modul, von dem angenommen wird, dass er die Ursache für das Luftleck ist, könnte auf einen Aufprall von aussen auf den Körper der Station zurückzuführen sein. Das wurde von den russischen ISS-Besatzungsmitgliedern während der Gespräche mit dem ZUP (MCC) in Koroljow/bei Moskau berichtet.


Blick von aussen auf die Übergangssektion des Swesda-Moduls                          Foto: Roskosmos

Zitat von Kosmonaut Sergei Rishikow an Wladimir Solowjow:
    "Wir hatten hier eine Idee, Wladimir, während wir arbeiteten. Wenn Sie auf das Foto schauen, ändert sich die Farbe in der Mitte des Risses. Es kann angenommen werden, dass es da einen Schlag von außen gegeben hat".

Der Kosmonaut schlug im Rahmen des künftigen Ausstiegs in den Weltraum im Rahmen des russischen Programms, der für den 18. November geplant ist, vor, die Aufprallstelle außerhalb des Moduls zu untersuchen.
Solowjow (Flugdirektor im ZUP/MCC) wiederum bemerkte, dass das schwierig sein wird :
 "Weißt du, es ist sehr schwierig, während des Ausstiegs an die Stelle  zu kommen, es gibt dort Kabel, und man müsste die Wärmeisolierung auftrennen, so dass es sehr schwierig wird, von aussen an diese Stelle zu gelangen".                                     
                                Quelle: TASS/Kosmos

Gruß, bleibt gesund und locker, auch wenn es schwerfallen sollte ... , HausD