SpaceXs Faserverbundtank für kryogene Flüssigkeiten

Auf dem IAC hat Musk bekanntgegeben, dass SpaceX neben dem Raptor-Triebwerk auch an Kohlefasertanks für kryogene Flüssigkeiten arbeitet. Das war eigentlich eine der großen Überraschungen der Präsentation. Hier sieht man den gigantischen Testtank:


Der Tank soll bei der geplanten Marsrakete für Sauerstoff und Methan zum Einsatz kommen. Neben Boeing arbeitet also auch SpaceX an dieser Technologie. Auf der Präsentation hat Musk außerdem gesagt, dass es keinen Metallliner im Inneren geben soll. Das LOX grenzt also direkt an der Faserverbundtank, vermutlich gibt es noch eine Schutzschicht dazwischen.

Als Schutzschciht gegen chemische Reaktionen reicht auch schon eine Folie, was kaum ins Gewicht fällt und an der Stabilität wohl auch keinen unterschied bringt.

Das sie schon dran forschen ist keine Überraschung, das sie es aber in dieser Größe schon tun, oha.

Grüße aus dem Schnee

Schon krass, dass diese "Gerüchte" vor einer Weile zu der Maschine zum Bau dieser Tanks  gestimmt haben. 

Schon krass, dass diese "Gerüchte" vor einer Weile zu der Maschine zum Bau dieser Tanks  gestimmt haben. 

Das SpaceX an dieser Tanktechnologie arbeitet, war bekannt, dass es diesen riesigen Tank gibt, nicht.

Das ist doch der LOX Tank des ITS, oder?

Zitat von: PaddyPatrone am 27. September 2016, 23:03:07

Schon krass, dass diese "Gerüchte" vor einer Weile zu der Maschine zum Bau dieser Tanks  gestimmt haben. 

Das SpaceX an dieser Tanktechnologie arbeitet, war bekannt, dass es diesen riesigen Tank gibt, nicht.

Gab mal ein ganz vages Gerücht bei reddit, dass an einer Carbonstruktur mit 10m+ gearbeitet wird.

Wo steht der Tank wohl? Ist es eine der Hallen in McGregor?

Interessanter Fact der Präsentation: Man wird wohl mindestens ein neues Werk bauen. Eine Möglichkeit wäre auch die Michoud Facility, laut Musk.

Interessanter Fact der Präsentation: Man wird wohl mindestens ein neues Werk bauen. Eine Möglichkeit wäre auch die Michoud Facility, laut Musk.

Meine persönliche Interpretation: Musk versucht sich politisch besser zu positionieren. Auf der PK nach der Präsentation für die Presse hat Musk gesagt, dass er NASA Geld für sein Konzept nicht abgeneigt ist.

Musk: in the future there may be a NASA contract to support this,may not; would be a good thing if there was. #IAC2016

https://twitter.com/jeff_foust/status/780893839485640705

Auch in den USA geht es anscheinend nicht ganz ohne Georeturn.

Elons Folien:
http://www.spacex.com/sites/spacex/files/mars_presentation.pdf

Dort gibt es ein paar mehr Bilder vom Faserverbundtank.

Faserverbundtanks für kryogene Flüssigkeiten waren schon für den Venture Star in Entwicklung. Das waren damals die größten solchen Tanks die so gefertigt wurden, aber ich glaube noch kleiner als der hier gezeigte. Die Sache hat für den VentureStar-Tank aber leider nicht so gut geklappt. Die kalten Flüssigkeiten führten zum delaminieren der Schichten des Verbundmaterials. Kann man davon ausgehen, das man das mittlerweile im Griff hat?
(dann kann man auch sagen, das die "Sache" damals nicht umsonst war)

Ich weis nicht, wann das mit der Venture Star war. Ich weis aber, das es in den letzten Jahren massive Weiterentwicklungen in Bereich Fasserverbundwerkstoffe gegeben hat.

Abgesehen davon, die Heliumtanks in der Falcon 9 sind zwar "nur" umwickelte Metalltanks um diese zu stärken, aber sie sind durch und durch weit unterkühlt, auf die auch in Zukunft etwa nötige Temperatur, da um sie herum flüssiger unterkühlter Sauerstoff ist und in ihnen Helium der gleichen Temperatur. Bisher hat sich unseres Wissens nach keiner delaminiert.

Abgesehen davon, ist es wohl nicht zu weit hergehohlt, zu vermuten, dass sie den Riesentank auch schon mal gefüllt hatten, vielleicht nicht mit hohem Druck, aber wohl doch mit LOX

Grüße aus dem Schnee

Wahrscheinlich stellt sich das Problem nicht in dem Maße, wie beim Venture Star, da man mit Methan nicht in den Temperaturbereich von flüssigem Wasserstoff muss.

animated gif : mit diesen tank ^^ 
https://twitter.com/dougfeig/status/783558057074782208

auch wenn der Tank zum Widerstand gegenüber inneren und nicht äußeren Drücken konstruiert ist: wäre es nicht eine Idee wert diese Tanks von auf dem Mars verbleibenden ITS Raumschiffen beim Basisbau wiederzuverwenden?

Die Raumschiffe sollen für den Rückflug verwendbar sein. Daher wäre ein Demontage auf dem Mars kontraproduktiv.

@Hugo
Am Ende ihrer Dienstzeit aber sicher nicht mehr.

@Sensei
Man könnte den Tank aber für ein Treibstoffdepot verwenden. Dann würde es passen.

Allerdings auch nicht ohne Zusatzmaßnahmen zwecks langzeitiger berechenbarer Bedingungen. Entweder eine gute Verspiegelungsschicht aufbringen oder das Ding verbuddeln und isolieren.
Wann könnte man das? Mit welchem Aufwand?
Das schwarze Teil auf der Oberfläche würde zu einigen Zeiten selbst auf dem Mars zuviel Sonne einfangen und dazu noch vom Boden ein bissel Wärme, denke ich mal.

Oder man lässt es erst einmal einfach im Raumschiff

Verbuddeln wäre auch kontraproduktiv. Oben hat man ja eine quasi-Vakkumisulierung, im Untergrund dagegen kontakt zum umgebenden Gestein.

Die erste Frage ist wie ITS landen wird, macht man es gegen die Rotation des Planeten in Äquatornähe wirkt die Rotation wie eine zusätzliche Bremse
kurz vor der Landung wäre es dann hilfreich wenn weise Seite zur Seite ausgerichtet ist wo Mittags die Sonne steht.
Damit sollte es relativ leicht sein beide Gase flüssig zu halten. Die beiden Flossen wo der Hitzeschild anfängt könnte einen ausfahrbaren Sonnenschutz enthalten auch mit der Doppelfunktion als Solaranlage auf der Sonnenseite und die Rückseite als Kühlfläche.
Ob man damit aber ohne aktive Kühlung hinkommt weis ich nicht.
Sicher ist das vei der Isolation der niedrige Druck sehr hilfreich sein wird, aber als Wärmesenke mit ca. 20g/m3 ist es nicht so gut.
Was für die Tanks sicher gut ist das es kaum dynamische Belastungen bach der Landung gibt und das der Außendruck kein Vakuum ist , ist auch gut.

Oder man lässt es erst einmal einfach im Raumschiff

Verbuddeln wäre auch kontraproduktiv. Oben hat man ja eine quasi-Vakkumisulierung, im Untergrund dagegen kontakt zum umgebenden Gestein.

Natürlich wäre verbuddeln sinnlos, wenn man darunter versteht, daß das Ding in eine Grube gepackt wird und dann mit Sand aufgefüllt wird. Denn natürlich muß dann zweckmäßig isoliert werden.
Es geht darum, a) die Sonne fernzuhalten und b) noch wichtiger, um eine Verlangsamung der Temperaturschwankung zu erreichen. So daß man Zeit für Messungen/Entscheidungen hat, ob z.B. eine doch energieintensive Zusatzkühlung angeschaltet werden muß. Was an der Oberfläche mehr Aufwand erfordern würde.
Eine Grube auszuheben (besser was fast fertiges zu finden) stelle ich mir nicht schwerer vor, als ein Riesenteil mit einer Verspiegelung oder Isolation zu versehen, die zwangsläufig von der Sonne aufgeheizt wird und somit im Wirkungsgrad nicht so gut sein kann.

Die wichtigste Frage kann ich aus dem Stegreif nicht beantworten, sie laufet wie gut ist die Isolation der Tanks, oder anders herum,
wie groß ist der Wärmefluss von ausen nach innen? Die Tankfläche dürfte etwas 12*pi*35m betragen also ca. 1300m²
Die Temperaturdifferenz vielleicht 140K zur Aussenluft aber wie groß ist die Wärmeeinstrahung.
Erst wenn man hier eine realliste Schätzung hat, kann man beurteilen was man tun muss.

Der Tank wurde jetzt auf dem Meer einem Drucktest unterzogen:
https://imgur.com/a/dQw2U

Es gibt auch ein Video wo der Tank von der Barge gehoben wird...

&feature=youtu.be

Muss ziemlich leicht sein, das ist ein recht kleiner Autokran

Das war aber auch zu erwarten.

CFRP wird ja gerade dazu verwendet um leichter bauen zu können.
Und wenn man sich anschaut wie leicht CFRP Konstruktionen z.B. beim Segelflug werden können...

mich würde interessieren für welchen Druck die Tanks ausgelegt werden.