Bemannte Mars-Mission Konzepte (NASA)

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Die NASA möchte den Kälteschlag nutzen um die Kosten für eine Marsmission zu reduzieren.

Die Frage ist eher warum schafft das SpaceX gleich und Orion irgendwann einmal?
Ist dann vermutlich so, das sie sich das wieder bezahlen lassen.

Sorry, aber glaubst du ernsthaft, SpaceX würde es in absehbarer Zeit von sich aus mal zum Mars schaffen? Ich sehe da keine Chance. Allein die dafür nötige Grundlagenforschung übersteigt den Wert der gesamten Firma um ein mehrfaches. Dazu die nötigen Träger, die Habitate und die Rückstartsysteme. Wie will SpaceX die Entwicklung dafür bezahlen? Aktuell schaffen sie es ja noch nicht mal, ihre Startliste termingerecht abzufliegen, selbst ohne den Fehlstart hängen sie Jahre zurück. Selbst wenn SpaceX sämtliche weltweiten Starts absolvieren sollte, würde das bei weitem nicht reichen, um sämtliche nötigen Entwicklungen zu finanzieren.

ULA hat gerade davon Abstand genommen für die Aufträge vom US-Staat für GPS3. Das alleine sind Aufträge von 70G$ bis 2030, warum wohl?

Ich denke zwar schon das SpaceX da eine ganz wichtige Rolle spielen wird, aber darum geht es nicht, es geht um die Frage warum Orion hier für ein Raumschiff zum Marsflug erwähnt wird, das Ding aber noch nicht einmal einen Wiedereintritt hin bekommt? Was ist den das für eine Entwicklung, wenn das mal eine Rolle spielen soll?

Das sie hinten dran sind stimmt schon, die Frage ist bleibt das so oder nicht?
Keiner von uns hat wohl echten Einblick was bei SpaceX läuft und was nicht.

Nebenbei, SpaceX hat es hin bekommen mit der Dragon v1 im ersten Ansatz nicht nur zur ISS zu kommen, sondern damit auch Fracht und mithin Forschungsergebnisse zurück zum Boden zu bringen. Mir ist nicht bekannt das sowas irgendein anderes Unternehmen derzeit kann.
ATV hat vermutlich weit mehr gekostet als Dragon V1+V2 zusammen und das Ding bringt nichts heil zurück.

Den Crash immer wieder als Beleg zu nehmen das SpaceX es nicht kann, ist einfach unfair, sorry ist so.
Hiermit wird unterstellt das sie schlechte Arbeit leisten und dabei wird all das was sie sonst geleistet haben verschwiegen oder kleingeschrieben.

z.B. Dragon.

Eine nüchterne Analyse sehe ich da kaum.

Den Unfall zähle ich nicht, jeder Startanbieter kann mal einen Fehlstart haben. Aber dennoch hat er SpaceX auf jeden Fall ziemlich zurückgeworfen, was die Abwicklung ihrer Startliste betrifft. Was die Rückkehr von der ISS betrifft, ja, das kann Dragon und andere Anbieter nicht, aber das war auch nie verlangt. Weder Cygnus noch ATV sind so geplant wurden, ein Problem wäre das sicher nicht gewesen, zumindest nicht technisch. Es gibt aber dennoch eine Kapsel, die all das und sogar noch mehr kann, und das schon seit über 40 Jahren: Sojus! Die kann sogar Menschen wieder zurückbefördern.

Man kann einen Flug zur ISS auch nicht mit einen Flug zum Mars vergleichen. Ein Flug zum Mars ist eigentlich kein Problem für eine Kapsel. Nur wenn der Flug bemannt sein soll, dann genügt eine Kapsel nicht. Willst du auf so ein paar m³ 5 - 7 Menschen über ein paar Monate hinweg einsperren und zum Mars jagen? Ich hätte da meine Zweifel, ob da überhaupt noch jemand lebend ankommt oder ob sie sich schon vor der Landung die Köpfe eingeschlagen haben.

Ein Flug zum Mars wird sich ohne eine Art Raumstation nicht machen lassen. Orion und co ist lediglich für den Zubringerdienst im LEO. Damit erübrigt sich das Problem mit dem Hitzeschild. Wenn man sonst noch darüber nachdenkt, was alles benötigt wird, kann einen schwindlich werden: Energieversorgung auf dem Mars, Hochleistungsträger, Landesystem für Habitat, Rückstartfähre usw. Allein die Grundlagenforschung und Tests liegen mindestens bei 30 - 50 Mrd Dollar. Wie will das SpaceX bezahlen? Selbst wenn sie 20 Mio Dollar pro Start verdienen und 30 Starts im Jahr absolvieren kommen so nur 60 Mio Dollar im Jahr zusammen... Schon 10 Mrd wären unmöglich zusammenzubekommen.

Dein Vergleich mit Sojuz hingt, die bringen zwar Personen zurück, aber sowohl vom Platz wie  von der Masse sind sie sehr beschränkt.
Ohne einen Erfolg von SpaceX bezweifle ich das vor 2035 Menschen auch nur zum Mars starten werden und sicher nicht durch SLS,
das Ding ist schlechter als die Saturn V.
Da glaube ich eher das es einen Schwerlastträger von Blue Origin mittels deren BE-4 geben wird und für die Oberstufe das BE-3.
Falls SLS kommt, dann vielleicht mit ein paar Wissenschaftsmissionen.

@MR:

Sorry, aber glaubst du ernsthaft, SpaceX würde es in absehbarer Zeit von sich aus mal zum Mars schaffen?

es ging her erst einmal allein um die Fähigkeit auf den Marsmittels Hitzeschild zu landen. Das muss nicht bekannt sein.
(Stichwort Red Dragon)

Orion und co ist lediglich für den Zubringerdienst im LEO

Und dafür ist die Orion überzüchtet und hat ein miserables p/l Verhältnis.

zu gestrigen Kälteschlag Kälteschlaf
einen interessanten Text gefunden
http://www.erkenntnishorizont.de/raumfahrt/astronauten-und-patienten-kaelteschlaf-hibernation-forschung/

Ob SpaceX zum Mars fliegen kann oder wie das Habitat aussieht tut nichts zur Sache, wenn wir vom Wiedereintritt reden. Wenn ein Transfervehikel vom Mars hier ankommt und die Besatzung mit einer Kapsel auf der Erde landen will, passiert folgendes: Orion verglüht in der Atmosphäre, Dragon nicht.

Natürlich kann Orion einen dickeren Hitzeschild bekommen, aber die Dame hat jetzt schon Gewichtsprobleme. Bei NSF habe ich die Bezeichnung "Not-so-deep-space-vehicle" gesehen. 

Hatten wir dieses Video hier schon ?



Ist eine sehr interessante Animation einer Mars-Basis nach jahrzehntelangem Aufbau. Wirklich schön gemacht, so ähnlich könnte es vielleicht aussehen.

Ein gesundes Neues an alle. Eine schöne Animation, die durch ihren Informationscharakter besticht. Mir fallen die sehr vielen Räder auf, die wahrscheinlich auch ersetzt werden müssen. Geräumte Wege. Module die viel Platz für Phantasie lassen, was in ihnen passieren soll. Vermutlich einrollbare flexible Solarzellen an den Rovern. Separiertes Biomodul. Einige Ansätze mehr als die sonstige wie hin und zurück Kampagne. Vielleicht ist das Transportszenario langsam im Outsourcing begriffen bei der NASA... weil absehbar von ein zwei Firmen zu lösen?

Hallo Healing,

herzlich willkommen erstmal !!!
... und von meiner Seite ein gesegnetes Jahr 2016

Das die Räder so aussehen werden bezweifle ich stark, nicht nachdem man bei Curiosity sieht was den Rädern mit Metalloberfläche passiert.
Die Rover sind auch an anderer Stelle eher unpraktisch, ich vermute mal das man mit den Dingern zumindest auch Flächen von Steinen freiräumen muss und vermutlich benötigt man auch ne Vorrichtung um damit Löcher zu Graben und nen Anhänger um z.B. Sand zu transportieren. Das könnte eher ne Art von Traktor mit großem Radstand werden.
Dann natürlich die Frage warum auf den Gebäuden nicht überall Solarmodule integriert sind und freie Flächen in der Nähe dazu nicht genutzt werden.
Der Platz ist sicher auch nicht so gut gewählt, man benötigt loses Material das man über den Modulen aufschütten kann, hierdurch steigt der Strahlenschutz und die statische Belastung sinkt,
man will ja nicht sowas wie beim Film "Der Marsianer" erleben.
Auch die Treibstoffproduktion wäre besser in der Nähe aber geschützt vom Gelände, z.B. in einem Graben, oder hinter einer Felswand aufgehoben. Die ganze Fahrerei kostet Zeit und Resourcen.
Am besten wäre sogar ein Platz in einem Talgrund mit Abschirmender Felswand gegen Norden und etwas nördlich gelegen (z.B. 20°). Gibt es in der Felswand große Höhlen und ist der Fels stabile, bietet es sich an einen Teil des Lebensraums da drin zu platzieren.
Unter bestimmten Bedingungen könnten solche Höhlen auch gut abgedichtet werden.
Was sicher auch Sinnvoll ist, sind große Hallen (Zylinder), mit Schleusen in die man Rover hineinfahren kann, geht was kaputt, kann die Reparatur drinnen erfolgen, das geht schneller und reduziert Kosten.

Ich hab mal eine Frage bezüglich einer möglichen bemannten NASA Mission:

Ein großes Problem und Kostentreiber ist ja ein Transporthabitat für die Dauer des Fluges hin und zurück. Dazu habe ich mir überlegt, warum man sich nicht überlegt, die ISS dafür zu verwenden.
Schließlich wird sie wohl nicht über 2028 betrieben werden, während Mars Missionen ja erst in den 2030ern geplant sind.
Mir ist natürlich klar, dass man nicht die ISS in ihrer jetzigen Konfiguration dafür verwenden kann allein schon aus Stabilitätsgründen. Aber man hat dort schon einen gigantischen Anteil an nützlichen Modulen und die gesamte Lebenserhaltung vor Ort. Ein kompakterer Aufbau (etwa wie in den Anfangsjahren) würde "nur noch" eine Antreibssektion inkl Tanks erfordern. Und man hätte ordentliche Forschungsmodule dabei, die man sich wohl sonst aus Kostengründen sparen würde. Ich kann mir beispielsweise vorstellen, dass es wissenschaftliche sehr nützlich sein kann, das AMS außerhalb des Van Allen Gürtels betreiben zu können!
Natürlich müssten manche Dinge überarbeitet werden, also z.B. eine erhöhte Strahlungsabschirmung, stärkere Antennen, mehr Platz um Versorgungsgüter zu verstauen etc. aber trotzdem müsste das doch erheblich günstiger sein als sowas komplett neu zu entwickeln.


Allerdings habe ich leider kein tiefergehendes Wissen über die einzelnen Module/den Gesamtaufbau der ISS daher meine Frage an die besser informierten: Wäre sowas prinzipiell machebar/sinnvoll oder gibt es Argumente dagegen die ich übersehe?
Und falls jemand spontan gute Quellen zum Aufbau der ISS nennen kann, wäre ich für Tipps sehr dankbar. (Lieber Bücher als Webseiten, da meist deutlich ausführlicher  )

Bücher zum Thema ISS: Spontan würde mir das einfallen:
https://haynes.co.uk/catalog/general-interest-manuals/space/international-space-station-manual
Ist allerdings nicht ganz billig und in englisch. Beziehbar über Amazon oder manchmal auch über ebay.

Die Idee mit Teilen der ISS zum Mars ist verlockend. Ich habe mal eine russische Zeichnung eines Marsraumschiffes gesehen, wo das Hauptmodul sehr der MIR-2 glich. Aber ob das wirklich ginge? Ich weis es nicht.

@stillesWasser:
Wie du hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Internationale_Raumstation
Sehen kannst hat die gesamte ISS einen Rauminhalt von nur 910m³, in 5m Zylindern entspricht das nur 46,4m!
Die Module haben alle maximal 5m Durchmesser oder weniger, das war den verfügbaren Trägersystemen geschuldet (Space Shuttle usw.)
Wenn es in Zukunft wirklich eine BFR geben sollte, wird deren Größe Nutzlasten mit 15m und mehr Durchmesser ermöglichen,
da wären die 910m³ Volumen der ISS in einem Zylinder von 5,2m Länge drin, oder um es anders zu sagen eine 21m lange Nutzlast hätte mehr als das vierfache Volumen.
Ach die spezifische Volumenmasse ist um den Faktor >=3 besser, das heißt bei gleicher Masse, dreifaches Volumen!
Das sind aber noch nicht einmal alle Nachteile, die ISS hat gerade mal 120kW elektrische Leistung, das ist viel zu wenig für beim Mars, dort fällt die Leistung gar auf unter 50kW.
Noch dazu sind deren Solarpanels für heutige Verhältnisse extrem ineffektiv, sie haben deshalb eine sehr große Masse und brauchen riesige Flächen. Die Leistung pro m² beträgt nur 26,7W/m².
Es gibt heute Panels mit 30% Wirkungsgrad, diese würden auf einer ISS Bahn bei 4500m² 1890kW liefern!
Meine Schätzung nach kann man bei 3-4 fachem Volumen und erheblich besserer Energieversorgung eine neue Station mit einem einzigen Start einer BFR ins All bringen und diese wird immer noch sehr viel weniger Masse als eine ISS haben.
Oder um es anders zu sagen, für eine Marsreise ist selbst eine geschenkte ISS viel zu teuer. Das wäre wie einer Erbschaft die man besser ablehnen sollte.

Die Inklination der ISS ist für einen weiterflug zum Mars nicht geeignet. Die ISS ist zu dem zu schwer um zum Mars beschleunigt zu werden, Die Struktur der ISS ist für die nötige beschleunigung zum MArs nicht ausgelegt. Die ISS kann man nicht mit der MArsatmosphäre bremsen, daher müsste die gesamte Bremsenergie aus Treibstoff kommen.
Keiner der Hersteller wird eine Gewährleistung für diesen nicht bestimmungsgemäßen gebrauch abgeben. Die Module sind eh schon länger im Orbit als vorgesehen.

Alles zusammen ist es somit günstiger ein dafür engineertes Raumschiff zu bauen.

Die ISS ist nur deswegen so gebaut weil die Dimensionen und die Masse der Module sehr beschränkt waren,
eine Marsmission die Erfolgreich verlaufen soll braucht größere Träger als die Saturn V (133t) und/oder Triebwerke mit viel höherem ISP.

Naja,  mit 130 to geht es schon locker.  So lange man etwas koppelt.

Schwerste Teil ist wohl das Antriebs Modul und /oder das MAV(und vlt das marshabitat-je nach Konstruktion) . Und da sollte man auch jeweils unter 50to bleiben können (zur Not mit auftanken im LEO

Wir sind uns sicher einig das man Menschen nicht in einer Sardinenbüchse 6-9 Monate hin und fast ein Jahr zurück stecken kann, zumindest nicht wenn sie gesund bleiben sollen.
Es ist nun einmal so das vor allem die Masse ein kritischer Faktor ist.
Leider verstärken derzeitige Träger das Problem noch zusätzlich weil man nur recht dünne Module (netto ca. 5m) oben drauf setzen kann.
Ein optimales Verhältnis Volumen/Masse ist bei D==L möglich und eine Verdopplung von den Maßen bringt ein 8x höheres Volumen aber nur eine 4x höhere Masse.
Es wird alles sehr viel einfacher und günstiger wenn alles vor dem Start schon verbaut ist, nur Treibstoff nachtanken und dann ab, alles andere ist viel teurer.

Danke für die Antworten!
Natürlich war mir bei meinen Überlegungen klar, dass es technisch nicht die Ideallösung ist, dafür die ISS zu verwenden und dass es natürlich sinnvoller wäre, einen Transporter mit größerem Durchmesser zu verwenden. Aber meine Überlegungen bezogen sich auf Kosteneffizienz und vor allem minimalen Entwicklungsaufwand.
Denn seien wir ehrlich, wenn die NASA jemals zum Mars möchte, dürfen die Entwicklungen nicht so lange dauern, wie sie allein für Orion gedauert haben.
Und da für eine Marsmission noch so viele verschiedene Technologien benötigt werden, habe ich mir überlegt, ob man sich mit Hilfe der ISS wenigstens diesen Entwicklungsteil spaen kann.
Daher ist in dem Kontext auch die BFR nicht sinnvoll, da es mir ja rein um die NASA Aktivitäten ging.

Allerdings sind natülich dinge wie die Inklination der ISS (da hätte ich auch selbst drauf kommen können!) und eben auch so bürokratische Themen wie die Gewährleistung der Hersteller Dinge, die es unmöglich machen, die ISS dafür zu verwenden.

Was das Bremsen mit Hilfe der Marsathmosphäre betrifft: Das wird ja generell bei Konzepten, in denen man das Weltraumhabitat von der Landeeinheit getrennt hat nicht möglich sein, was ja soweit ich weiß bei den NASA Konzepten der Fall ist. Aber das ist ja so gesehen nichts neues, bei Mars Orbitern geht es ja auch nicht anders, da kann man höchstens über Monate hinweg den Orbit circularisieren. Man wird also genug Treibstoff für Erde->Mars, Mars Capture, Mars->Erde und wahrscheinlich auch Erde Capture benötigen. Schwer vorstellbar ohne ISRU oder Ionenantreib.
Oh man, je länger ich drüber nachdenke, umso mehr kriege ich das Gefühl, das solche Missionen nicht vor 2050 was werden (zumindest von staatlichen Organisationen)!

Na ja, ich würde das nicht so schwarz sehen mit dem was noch zu entwickeln ist.
Gerade für die langen Flüge ist das was für die ISS Entwickelt wurde schon hilfreich, z.B. um den aller größten Teile des H₂O wiederzuverwenden,
also WC->Wasserhahn ( ) usw.
Man weiß heute sehr viele Dinge die unbedingt notwendig für so eine lange Reise sind. Manches wird man meiner Meinung nach anders machen, z.B. künstliche Schwerkraft den längsten Teil der Reise, anderes aber sehr ähnlich.
Was allerdings nicht ganz so schlimm wird ist das nötige deltaV bis zum Mars. Man braucht im wesentlichen vom Erdboden ein deltaV bis das Raumschiff unterwegs zum Mars ist und den Großteil  der Bewegung kann man mit der Marsatmosphäre abbauen, nur für vielleicht die letzten 200m/s braucht man Triebwerke.
Beim Rückflug ist es ähnlich nur braucht man da nicht so viel deltaV.
ISRU wird auch heute auf der ISS schon teilweise gemacht und die nötige Technologie hat man schon. Im wesentlich fehlt da noch die Adaption für den Mars.
Für SEP (Ionenantrieb) sind die Grundlagen meiner Meinung nach ebenfalls gelegt, es geht zwar auch ohne, aber er kann die Reisezeiten merklich kürzer machen.

Wir sind uns sicher einig das man Menschen nicht in einer Sardinenbüchse 6-9 Monate hin und fast ein Jahr zurück stecken kann, zumindest nicht wenn sie gesund bleiben sollen.

Nein sind wir nicht.

Nicht bei Hand verlesenen Personen mit exquisiter Betreuung (psychologisch,  von Familie, Unterhaltung, ärtzte ...)

Natürlich sollten Sie nicht in einer Kapsel eingepfercht sein,  aber ein iss Volumen braucht man auch nicht (unbedingt). Für den Anfang sollte man wohl sogar die künstliche Gravitation weg lassen.

Heute erschien ein toller Artikel auf Space.com über die bemannten Marspläne der NASA.

Permanent Mars Colony Is 'Long Way Down the Road,' NASA Says

kurze Zusammenfassung. Es geht um den bisherigen Forschungsstand bei derNASA in puncto bemannter Marsflüge. Ich möchte bewußt nicht von konkreten Plänen in der Form "die Nasa plant dies bis zum Jahr 20XX" sprechen, sondern lieber von Absichten und Forschungszielen.

• Demnach hofft man bis zum Ende der 2030er Jahre einen Flug auf den Weg zu bringen. Das bedeutet man schätzt noch eine notwendige Forschungsdauer von min. 20 Jahren.
• Man stellt sich keine Kolonien, im Sinne permanent besetzter Marsstationen, vor sondern eher so zeitweise von verschiedenen Crews besuchte Basen auf der Oberfläche. Ähnlich wie bei manchen Arktisforschungsstationen, die nur im Sommer von Personal benutzt werden.
• Man schätzt das so eine Marsbasis einen Aktionsradius (hier "Exploration Zone", EZ) von anfangs ca. 100 Km hätte. Die Exploration Zone wiederum besteht aus:
• der "habitation Zone" (Basis im Zentrum der EZ)
• den "Science Regions of Interest" (ROI) als Ziel der Forschung nach z.B. Marsleben etc.,
• sowie den "Resource Regions of Interest", die näher an der Habitation Zone sind und zur Versorgung der Basis dienen
• durch die periodisch wiederkehrende Landung mehrerer bemannter Missionen an der selben Stelle, sollen Ressourcen gespart, Kapazitäten langfristig aufgebaut werden und so der Aktionsradius schrittweise ausgedehnt und die Leistungsfähigkeit generell erhöht werden. Nicht zuletzt auch die Sicherheit.
• im Moment sind 45 mögliche Orte auf der Marsoberfläche als mögliche "Exploration Zone" im Gespräch
• auf einem Workshop letztes Jahr im Oktober in Housten, wurden diese erstmalig durchdiskutiert
• im April diesen Jahres soll es einen weiteren Workshop geben, in der die EZs näher diskutiert werden
• die Marsoberfläche muss vor einer endgültigen Entscheidung über die EZ aber noch genauer kartiert werden
• dafür braucht es wahrscheinlich einen weiteren "new resource-scouting orbiter"
• diesen hofft die NASA bis 2022 zu haben

Also insgesamt klingt das für mich schonmal sehr ambitioniert aber trotzdem seriös genug um es nicht gleich als Luftschloss zu verdammen!

Pläne für Zeiten nach 2035 gehen davon aus, dass es keine sinnvolle Wiederverwendung geben wird und basieren auf Wegen mit dem SLS, also extrem teuer, deswegen extrem lange Finanzierungszeiten. Diese Zeiträume sind heute schon Makulatur wegen SpaceX und Blue Origin, selbst ohne Wiederverwendung.
Sagen darf man dazu von der NASA eher nichts, bis auf solche Randthemen wie RedDragon Nutzung um sehr viel schwere Nutzlasten als heute zum Marsboden zu bekommen.
Das mit den Zonen habe ich mir angesehen, glaube aber nicht das dies so gemacht werden wird. Es macht z.B. einfach keinen Sinn Solarfarmen in großen Entfernungen zu Siedlungen aufzustellen, die Arbeitszeiten in Raumanzügen und Rovern sind teuer und stellen eine knappe Resource dar.

Wo steht das mit den 45 Orten?
Mit dem Punkt: "new resource-scouting orbiter" stimme ich zu, sowas reicht aber nicht, unbedingt nötig werden zumindest zwei, besser drei Orbiter. Derzeit ist die Kommunikation ein echtes Nadelöhr. Das wäre mal ne schöne Mission für SLS Block, bezahlt ist die ja wohl eh, dann könnte man sowas vielleicht mit einem einzigen Start erledigen.

Hier mal ne Frage, weiß jemand ob es ein modifiziertes Protokolle gibt mit dem Internetinhalte vom Mars angefordert werden können?

Wo steht das mit den 45 Orten?

In den Absätzen direkt vor und nach der Grafik "Exploration Zone Layout Considerations"

Könnten wir bitte das leidige Thema SpaceX und hypothetische Schwerlastraketen aus diesem Thread raus lassen?