Ripple Aerospace

Hatte überlegt, ob die Firma tatsächlich ihren eigenen Thread wert ist, aber wenn immerhin mal wieder etwas in "Good Old Europe" passiert, sollte es hier im Forum ja auch nicht ganz unbemerkt vonstatten gehen. Bleibt nur zu überlegen, ob man vielleicht nochmal einen Sammelthread für all die Raumfahrt-Startups unter einer Größe von RocketLab, Firefly Space und Konsorten aufmacht, um die Übersichtlichkeit zu waren, so die Anzahl der Neugründungen denn mittelfristig über der Anzahl der Insolvenzen und Firmenschließungen liegt^^

Aber zum eigentlichen Thema des Threads, Ripple Aerospace, ein Startup Unternehmen aus Norwegen, das sich an Aerospike-Rakete mit Start von der Meeresoberfläche ohne Startplattform versuchen will.
Unter dem Motto "From the Seas, to the Stars" arbeiten sie momentan mit 15 Mitarbeitern an der Trägerrakete "Sea Serpent - Jormungandr". Das Triebwerk soll von Rocketstar LLC bereitgestellt werden. Als Vorteile werden dabei aufgeführt:

• 40% besserer spezifischer Impuls als bei konventionellen Triebwerken
• 30-60% Gewichtsersparnis im Vergleich zu konventionellen Triebwerken
• Problemloser Start unterwasser
• Erhöhte Zuverlässigkeit durch Redundanz bei den Brennkammern

Die offizielle Homepage: http://www.ripple-aerospace.no/
Und ein Artikel auf einer Startup Homepage: http://www.startup-buzz.com/sea-space-ripple-aerospace-reveals-new-way-travel-space/

Und ein paar schöne Bilder.

Trägerrakete:


Hafengelände:





Folgende Leistungsdaten werden momentan angepeilt:

- 3350 kg in einen 258km LEO im "Standalone. Non reusable." Modus
- 2000 kg in einen nicht näher spezifizierten LEO im "First Stage Reusable. Second Stage Disposable" Modus
- 650 kg GTO

- Thrust (vac) 1111 kN
- Thrust (SL) 916.3 kN
- Treibstoff: LH2/LO2
- O/F = 5.5

- Projected cost $18 Million USD
- $4090/lb
- $9000/kg

Bin gespannt, ob wir da jemals etwas Konkretes zünden beziehungsweise gar fliegen sehen. Wirkt ja doch alles recht ambitioniert. So soll es dann wohl mal aussehen:

&feature=youtu.be

Der Gründer und CEO, Kristoffer Liland hat zumindest schon einmal einen sehr "außergewöhnlichen" (positiv ausgedrückt) Lebenslauf für diese Branche, scheint ein wahrer Quereinsteiger zu sein:  https://no.linkedin.com/in/kristofferliland

Profesionelle Stationen:
Aug. 2009 - Nov. 2010: University-College Teacher - Norwegian for Exchange Students
Jun. 2010 - Aug. 2015:  President - Lifestyle Academy (lifestyle coaching)
Dez. 2014 - Aug. 2015:  Parkour instructor - Agder Parkour
Jan. 2014 - Jetzt:  CEO & Founder - Ripple Aerospace

Ausbildung:

2007: Abi in Kristiansand
2007:  Kulturstudier - Associate’s Degree, Spanish and Latin American Studies
2008 - 2013:  University of Agder (UiA) - Bachelor's degree, Development studies, minor in Spanish
2013 - 2015:  Universitetet i Agder (UiA) - Master of Business Administration (M.B.A.), Innovation & Knowledge Development


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Und noch einen Präsentation von eben jenem auf dem Disrupt Space Event in Bremen im April diesen Jahres:

Und welche Rolle hat ein Chef-Evangelist (Remi Eriksen) im Team? 
Die Bilder erinnern außerdem irgendwie etwas an Iron Sky..

Davon abgesehen, mal ne neue Idee und ein sympathisches NewSpace-Unternehmen aus Europa.

Und welche Rolle hat ein Chef-Evangelist (Remi Eriksen) im Team? 

Mit dem englischen Ausdruck Technology Evangelist (wörtliche Übersetzung: „Technik-Prediger“ oder „Technik-Missionar“) bezeichnet man eine Person, die versucht, unentschlossene Personen für eine Technologie zu interessieren und zu begeistern. Um dies zu erreichen, beteiligt sich der „Technology Evangelist“ als Ansprech- und Diskussionspartner aktiv in Foren, Konferenzen oder Benutzertreffen (z. B. Usergrouptreffen, Barcamps).

https://de.wikipedia.org/wiki/Technology_Evangelist

War mir allerdings auch neu, diese Bezeichnung. Irgendwie beschleicht mich das Gefühl, dass in dieser Firma momentan mehr BWLer, Marketingleute und SocialMediaIrgendwas-Beschäftigte arbeiten als Techniker und Ingenieure.

Danke, interessante Position.....höre ich zum ersten Mal von.

Wir ziehen eine Rakete, gefüllt mit LH2/LOX viele Kilometer raus aufs Meer. Was passiert dann mit dem Treibstoff?

a) er verdunstet rapide und die Rakete explodiert in einer BLEVE, spektakulärer als die F9 auf dem Pad neulich.
b) es gibt ein sehr großes Druckablassventil und die Rakete leert sich ohne Kabumm
c) die Rakete ist doppelwandig (vakuumisoliert) gebaut oder hat eine andere Konstruktionsmethode um den gigantischen Wärmetransfer durch das Wasser für viele Stunden kleinzuhalten. Vergleich: ich halte meine Hand (mit magischem Schutzhandschuh) in eine 200° heiße Flüssigkeit und sie überlebt für mehrere Stunden ohne zu verdampfen
d) der Treibstoff ist anfangs mächtiger als das Wasser: das Wasser gefriert an der Außenhaut, die Rakete bildet einen Eispanzer, wird zu schwer und versinkt in den Tiefen des Ozeans. Dabei gefriert auch das Druckablassventil, es kommt nach einer Weile zu einer spektakulären Unterwasserexplosion.
e) siehe d) nur die Rakete versinkt nicht, sondern explodiert schon an der Oberfläche.

Ich gebe zu das ist ein interessantes Experiment.

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Ok vermutlich kann man es so bauen, dass der Wärmeübergang begrenzt ist, aber dadurch dürfte die Rakete schwer werden, außerdem muss der verdampfte Treibstoff auf dem Meer dauernd nachgetankt werden. Da braucht es schonmal einen dicken Tanker. Bei Tankoperationen von Flüssigraketen ist in der Regel niemand in der Nähe, das heißt das Tankschiff und der Schlepper müssen autonom fahren. Die Nutzlastverkleidung muss 100% wasserdicht sein, gegen Eintauchen, das ist deutlich schwerer als gegen Spritzwasser oder Regen von oben.

d) der Treibstoff ist anfangs mächtiger als das Wasser: das Wasser gefriert an der Außenhaut, die Rakete bildet einen Eispanzer, wird zu schwer und versinkt in den Tiefen des Ozeans. Dabei gefriert auch das Druckablassventil, es kommt nach einer Weile zu einer spektakulären Unterwasserexplosion.

Was auch immer passiert, dies Option nicht. Allein deshalb, weil Eis leichter als Wasser ist würde ein Eispanzer kein versinken bewirken.


Aber wenn man Isoliert wirds interesannt.
Ich schätze die Rakete mal auf 5m Durchmesser und 50m lang.
--> Zylinderaußenfläche etwa 800m²
Bei einem Angenommenem Wermedifferntial von 200K bedeutet das vom Wärmetranfer:

Isolationstärke:                                1cm         2cm         5cm
------
Kork; Mineralwolle; ähnlcihes      800kW     400kW     160kW

Vakuumdämplatte                         80kW       40kW       16kW


Verdampfungsenergiebedarf Sauerstoff:     175kJ/kg
Verdampfungsenergiebedarf Wasserstoff:  450kj/kg

Angenommenes Mischverhältnis LOX/LH₂ mit 5:1. (übliches Mischverhältnis)
Bei optimaler Dämmung, von den Annahmen oben, würden also alle  knapp 14s  1kg Treibstoff verdampfen.
Für 1 Tonne würde es fast 4 Stunden dauern, geht anscheinend doch noch.

Übriegens die 5cm Vakuumdämmplatten wiegen etwa 8 Tonnen.


Grüße aus dem Schnee.

@Schneefüchsin: Stimmt, dass mit der Wasseranomalie habe ich total vergessen, Schande auf mein Haupt.

@Schneefüchsin: Woher stammen die Werte für Kork, etc? Vermutlich für Häuserdämmungen oder? Der Wärmeübergang im Wasser ist um 2-3 Größenordnungen größer als in Luft.

Hier mal eine kleine Rechnung für Metallwand: Wärmeübergangszahl alpha=1000 W/m^2/K, Wärmeleitung im Metall quasi unendlich (näherungsweise Annahme aufgrund der dünnen Metalldicke). Die Wand hat dann ungefähr die mittlere Temperatur zwischen den beiden Fluiden und damit ist die Temperaturdifferenz zwischen Wasser und Metall nur noch halb so hoch, sagen wir mal 100 Kelvin.

Länge LOX Tank 5 Meter, 5 Meter Durchmesser.

Zylinderfläche = pi*Durchmesser*Länge= 3*5*5=75 m^2

Q= alpha * Fläche * delta T = 1000 * 75 * 100 =7,5 MW.

Verdampfungswärme von LOX ist dann ca. 200 kJ/kg. Also 7,5 MW / 0,2 MJ/kg = 7,5*5=37,5 kg LOX/ Sekunde verdampfen.

Wenn die Rakete nur zur Hälfte eintaucht, dann nur die Hälfte. Immernoch verdammt viel. Also mit dünner Metallwand bleibt nichtmehr viel übrig, wenn man aufs Meer rausgefahren ist.

https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitf%C3%A4higkeit#Zahlenwerte
Es geht um die Wärmeleitfähigkeit an sich, sprich, ob Außen oder Innen Gase, Flüssigkeiten, Festkörper oder gar ein Vakuum anliegen ist egal.
Wichtig ist bei dieser betrachtung, das die Oberflächen permanent auf gleicher Temperatur gehalten werden.
Ich habe mich übriegens 0,05 W/(m*K) bzw 0,005 W/(m*K) bedient, als eine Art Mittelwert.

Ich setze natürlich vorraus, das die Stoffe nicht vom Wasser durchträngt werden, sondern vor Wassereindringen geschützt sind.
Und ja, ich ging auch davon auß, das die ganze Stufe untertaucht. wenn sie nur halb untertaucht, wäre die Frage, was ich gerne unten haben will, damit es verdampft.
Wasserstoff weiß er mehr Energie aufnimmt und weniger ersetzt werden muss, oder Sauerstoff, weil er einfacher und günstiger zurückzugewinnen ist, zb direckt aus der Luft.
Ich würde auf Sauerstoff setzen.

Ps: Mach dir nichts draus, das mit der Wasseranomalie übersehen viele. Siehe Titanic 

Grüße aus dem Schnee

@Schneefüchsin: Ok du hast den Wärmeübergang quasi auf unendlich gesetzt und dann haben beide Seiten immer die entsprechende Fluidtemperatur.

Ich hatte es gerade auch selber nochmal nachgerechnet und bin ungefähr auf dein Ergebnis gekommen.

Fazit: also Rakete mit massiver Dämmung,  mehrere Tonnen Zusatzgewicht sind nicht ohne.

Bei so einer "großen" Rakete kann man die Dämmung auch reduzieren und muss halt bis kurz vorm Start nachtanken.

Vakumdämmplatten als Isolierung unter Annahme meiner vorherigen Berechnung:
5cm Dämmung  -->1t Treibstoffverlust alle 4 Stunden bei 8 Tonnen Dämmung
1cm Dammung  -->1t Treibstoffverlust alle 50 Minuten bei 1,6 Tonnen Dämmung.

Wenn man eh im Wasser betankt und das Schnell sehe ich nichts, was gegen die dünne Dämmwandung spricht.

Grüße aus dem Schnee

Wegen der viel besseren Wärmeleitfähigkeit des Wassers gibts hier aber keine Wasserkühlung, sondern das Gegenteil davon. Und zwar am großflächigen Übergang "Dämmung" zu Wasser. Sind aber nicht die herkömmlichen Dämmwerte immer auf Luft bezogen ?
(Wenn das Projekt jemals was wird) müßte man also die Dämmung noch viel besser und damit schwerer machen.

Da ist es vlt besser,
- ein paar Tonnen Treibstoff-Verluste mehr fest einplanen
- dafür keine Tonne an Dämmung verschwenden (bis auf evtl einen kleinen leichten Kompromiß)
- lieber den Betankungsablauf drastisch beschleunigen...
- ...so wie auch die gesamte Startprozedur
- in jedem Fall sichern, daß der Eispanzer zuverlässig und schnell abfällt.

Zu der Isolierung würde ich mal einen anderen Vorschlag machen:
Erstens sind in diesem Falle Vakuum-Isolierpanele Quatsch, weil die zwar super Dämmen bei möglichst geringer Dicke, aber die Dicke ist uns egal. Viel wichtiger ist das Gewicht, und da sind Vakuum-Panele für uns ganz schlecht weil schwer.
Wir nehmen also lieber mal ganz profanen PU-Schaum, aber einen von der besseren Sorte mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,02 W/mK und 30kg/m³ Gewicht. Der ist auch schon recht Wasserdicht, aber eine Folie drauf schadet sicher nicht und wiegt auch nix, die vernachlässige ich also mal.
Das Aluminium der Rakete hat so 200 W/mK, das können wir bei den Wandstärken auch ignorieren. Als Dämmdicke nehmen wir mal 5cm, der Wärmeübergangswiederstand zur Flüssigkeit innen und außen ist sehr klein, den können wir also im Vergleich zur Dämmung auch vernachlässigen.
Dann rechnen wir mal:
0,02 W/mK / 0,05m = 0,4 W/m²K
0,4 W/m²K * 75 m² * 200K = 6000 W
Damit lassen wir den Sauerstoff verdampfen:
6 kW/s / 200 kJ/kg = 0,03 kg/s = 108 kg/h
und das ganze bei einem Gewicht der Dämmung von
75m² * 0,05m = 3,75m³ * 30kg/m³ = 112 kg

Da sind jetzt noch einige Vereinfachungen drinn in beide Richtungen, aber das ist doch eine andere Größenordnung als mit den Vakuum-Isolierpanelen.
Nach der Rechnung würde ich also sagen: realistisch machbar.

Mit den 112kg könnte man vlt leben. (Ist die auf die Außenhaut projizierte Fläche des Sauerstofftanks wirklich so klein?) Aber entweder man klebt oder spritzt den Schaum auf und verliert 112kg Nutzlast (und erhöht etwas die Grav.Verluste)
Oder Preßt Schaumstoffplatten mit Schrumpffolie fest an die Hülle. Und hatt eine verläßliche Trennvorrichtung.
Nun ja - wird spannend. Hauptsache wird überhaupt

Ist das Gewicht der Dämmung nicht "total egal"? Wenn die Dämmung aus Schaumstoff besteht, welcher leichter ist als Wasser und welcher abfällt, wenn die Rakete aus dem Wasser heraus kommt?

@trallala: wie kommst du auf 75m²?

Da ich vorher von 800m² ausging, auch wenn da die gesammte Rakete mit im Wasser wäre nehme ich mal deine 112kg mal 10 und komme auf 1,1t, damit kann grundsätzlich sehr gut leben.

Kleiner Vergleich dein PU Schaum zu einer Vakuumdämmung.
Wenn du die Vakuumdämmung aus meinem Beispiel nimmst erreichst du bei gleicher Dämmung tatsächlich 40% Gewichtsersparnis.
Allerdings wäre das ein Vergleich zwischen optimalem PU-Schaum wärmeleitfähigkeit und durchschnittlicher Vakuumdämmungs Wärmeleitfähigkeit.
Nehme ich nach der Tabelle von zuvor auch dort das optimum liegt der Vorteil nur noch bei 25%.

Das ist zwar immer noch einiges, aber am Ende zählen da wohl noch viele andere Faktoren mit dazu, etwa, wie stabil das Zeug ist, schließlich soll der Schaum ja nicht mit dem Eis abfallen. Oder vielleicht soll er das ja gerade doch, damit man direckt nach dem Verlassen des Wassers die Dämmung verliert.
Ein Ablösen wäre wohl wahrlich optimal.

Was mir an ihrem Konzept gefällt ist, das sie von fast jedem Breitengrad aus starten können und nicht auf Pads und um die herum gesicherte Gebiete angewiesen sind, sondern nur auf ein Spergebiet auf See und gutes Wetter.

Grüße aus dem Schnee

@trallala: wie kommst du auf 75m²?

Länge LOX Tank 5 Meter, 5 Meter Durchmesser.

Zylinderfläche = pi*Durchmesser*Länge= 3*5*5=75 m^2

Das war tatsächlich nicht die ganze Rakete.

Ich habe das ganze nochmal für 2cm PU-Schaum gerechnet, da ist man erst bei 270 kg/h und 45kg für die Isolierung des Sauerstofftanks, bzw. 480kg für die ganze Rakete.
Die ersten paar cm Dämmung bringen halt am meissten.

Interessant wäre auch mal die Mindestdicke der Isolierung zu bestimmen, damit sich außen an der Rakete kein Eis bildet.

Das "einfache Abfallen" stell ich mir nicht so einfach vor. Der Schaum muß das Schleppen und sonstiges Geschlinger überstehen ohne Beschädigung. Da sind etliche qm im Spiel. Und dann später muß er zuverlässig (!) abfallen/weggeschnipst werden.
Vakuum-Isolation - da gehts auch um viele qm. Was bei der Thermosflasche freischwebend gehn mag - wie will man das hier machen? Da müssen doch innere Stützen in passenden Abständen zwischen den Flächen sein? Und das "Blech" dazwischen darf sich auch nicht bis zur Berührung durchbiegen. Abgesehen davon, daß dann auch von innen Kräfte wirken. Also da kommt doch die doppelte Fläche an schwerem Material zusammen. Vakuumdämmung ist kein Vakuum, sondern ein mechanisches Gebilde mit Anforderung an Material und Komplexität.
Zwei oder drei Tonnen Sauerstoff-Verlust halte ich da evtl doch für besser. An der Außenwand gebildetes Eis sollte schon beim Aufrichten und der Zündung zerbröseln.

Der "Gründer und CEO" hat sich also für den größten Teil seines Berufslebens als Präsident einer "Lifestyle Academy" mit Schwerpunkt "lifestyle coaching" profiliert (danke Youronas). Na dann.

Robert

Vielleicht sollte man an dieser Stelle bemerken, dass die Nutzlastangaben Ripples aus dem ersten Post von den Verantwortlichen sicherlich nicht einfach nur naiv so dahingerechnet wurden, sondern wohl "eine gewisse" wissenschaftliche Grundlage haben. Wenn man diesen Fakt absprechen möchte, kann man gleich behaupten, dass die Jungs und Mädels bei Ripple von der Materie keine Ahnung haben, in der sie sich bewegen.
Soll heißen, die thermische Isolierung und deren Auswirkung auf die Trockenmasse der Sea Serpent ist in den genannten Zahlen bereits enthalten.
Laut Ausage von Ripple ist der Massezuwachs dank moderner verfügbarer Materialien "nicht dramatisch". Man hat wohl außerdem die Verwendung von Verbundwerkstoff, genauer CFK, im Auge. Ein besonderer Vorteil hierbei wäre somit natürlich auch die vergleichsweise geringe thermische Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs. Damit meine ich weniger in der Funktion als Isolationsschicht (da braucht es dann doch etwas mehr... ), als vielmehr den Umstand, dass die thermische Energie, die es bei einer CFK-Außenhaut nach außen schafft, sich nicht so leicht und schnell verteilen kann, wie dies bei Metall der Fall wäre.
Eine Aluminium/Lithium-Legierung leitet Temperatur beispielsweise rund 200 mal besser als CFK (wenn man die Polymermatrix betrachtet).

Man darf jedenfalls gespannt sein, wann es Neuigkeiten zur Firma gibt.
Firefly Space wird mit deren eigenem Aerospikekonzept aber wohl weit früher fliegen.

Firefly Space wird mit deren eigenem Aerospikekonzept aber wohl weit früher fliegen.

Nun ja...

http://www.ripple-aerospace.no

Ripple Aerospace hat der eigenen Webseite einen neuen Look verpasst, wobei man sich bei der Präsentation der Sea Serpent einige Anleihen bei SpaceX geholt zu haben scheint. Der neue Look hat sich leider auch auf einige Links hier im Thread negativ ausgewirkt. Einen "Technik-Prediger" gibt es übrigens auch nicht mehr.

Das Konzept wird aber immer ehrgeiziger. Als ob der See-Start nicht schon Herausforderung genug ist, möchte man offensichtlich die erste und (!) bei LEO-Missionen die zweite Stufe (mit aufblasbarem Hitzschild) wiederverwenden.


Quelle: Ripple Aerospace

Was mich verwundert: Warum möchte man die 8 Hilfstriebwerke für den Start mit LOX/Methan betreiben, das Hauptriebwerk jedoch mit LOX/LH2? Wäre es nicht vermeintlich einfacher, den gleichen Treibstoffmix für beide Triebwerkstypen zu verwenden?

So ein Hilfstriebwerk müsste dabei ziemlich schubstark sein. Bei einer Startmasse von ca. 94t für die Sea Serpent One (SS1) müsste ein einziges Hilfstriebwerk sicherlich ca. 130 kN Schub erzeugen, um die Rakete zur Zündung des Haupttriebwerks einigermaßen zügig aus dem Wasser zu heben.
Angesichts des Schubs eines SuperDraco (73 kN) vielleicht nicht unbedingt unrealistisch, aber das muß ein Start-up (mit einem so jungen Team) erst einmal hinbekommen. Wenn ein Unternehmen dann auch noch bereits Buchungen anbietet, ohne ein Stück Hardware gezeigt zu haben, finde ich das doch etwas extrem.

Ich verstehe den Begriff "gyroscopic auxiliary engines" für die Hilfstriebwerke noch nicht. Wenn ich nach dem Begriff suche, lande ich bei esoterischen Konzepten, die Schwerkraft aufheben oder ohne Stützmasse Impuls erzeugen wollen.

In der Tat ein seltsamer Begriff. Hab ebenfalls erfolglos danach gegoogelt.
Dabei bin ich aber auf eine Grafik gestoßen, die scheinbar auch von Ripple kommt und zusätzliche Nutzlastinformationen beinhaltet, aber auf der offiziellen Webseite nicht zu finden ist:


Quelle: Ripple Aerospace