Starship/Super Heavy (ehemals BFR/ITS/MCT)

Ist bekannt in welcher Höhe die Betankungen voraussichtlich durchgeführt werden? Ich kann mir vorstellen, dass dies in recht geringer Höhe passiert, dort gibt es dann nicht mehr viel Müll.

Spatial density distribution of tracked orbital debris as a function of altitude (courtesy of NASA).

Die Probleme mit "Aufheizung/Verdampfung" und "Meteoritenschutz" sind wohl nur scheinbar zweitrangig..

Man muß bei der "Zweitrangigkeit" erstmal zwischen der Behandlung von Themen im Unternehmen und der Kommunikation nach außen unterscheiden. Nicht alles, was irgendwie wichtig ist, muß/kann/soll man an die Öffentlichkeit weiterreichen. Es ging oben bei Erika ja auch darum, was Elon da oder dort gesagt oder nicht gesagt hat. Das ist eine andere Zweitrangigkeit.

Ich habe hier den Meteoriteschutz als (intern) zweitrangig bezeichnet, weil das "nur" eine statistische Angelegenheit ist. Es gibt immer noch bei fast(??) allen Raumfahrzeugen empfindliche Stellen und auch der vorhandene Schutz ist nicht hundertprozentig. Ich kann mich erinnern, daß auch mal der Meteoriteschutz erst nachträglich ergänzt wurde, was ja diesbezöglich auch etwas aussagt.

Aufheizung/Verdampfung ist eine andere Kategorie, weil dieses Problem mit 100% Sicherheit zuschlägt, wenn es nicht gut genug gelöst wurde. Nix mit "Pech" oder so  

Klar gibt es für alle diese Probleme laut Stellenbeschreibung zuständige Mitarbeiter, die sich dazu Gedanken machen müssen und Konzepte erarbeiten. Real wird es aber sicher so sein, daß man sowohl aktuelle Probleme hat (die "schon gestern" gelöst sein sollten) als auch solche, deretwegen man Elon nicht dringend zum gemeinsamen Brainstorming aus dem Urlaub einbestellt. Eine totale Problem - Gleichberechtigung habe ich nicht erlebt, sonst würde man auch sofort verrückt werden. Strukturierung ist auch da wichtig

Wenn das Starship zuverlässig funktioniert, gehe ich sowieso davon aus, das man schrittweise eine richtige Raumstation bauen wird. Die Blechdosen wird man dann nur noch für Starts von der Erde oder für Landungen benutzen. Das mit der Riesenflotte glaube ich nicht. Das Konzept aus ‚Der Marsianer“ ist einfach genial. Ein shuttleservice zwischen Erde und Mars. Dann hat man auch nicht mehr das Problem der Mikrometeoriten.

Zitat von: Erika am 30. April 2024, 06:46:40

Wenn man die Triebwerke zur Sonne ausrichtet ist die Fläche etwa 80% kleiner, dafür sind die Triebwerke nicht hochreflektierend wie die Edelstahlwand.

Naja, im Detail betrachtet gibt es m.M.n. noch mehr Unterschiede. Zwischen dem Außenmantel und der Tank-Innenwandung liegen nur ca 4mm Edelstahl, es gibt also optimale Bedingungen für die Wärme-Weiterleitung. Wenn die Triebwerksdüsen und verschiedene andere Schutzhüllen aber den Tank zum Großteil abschatten, dann muß sich die ankommende Wärme über viele Hürden (Engstellen) erst zum Tank (nur dem unteren!) durch Wärmeleitung "durchkämpfen". Es ist bildlich gesprochen der Unterschied, ob man einen heissen Topf mit der Hand vom Herd wegschieben möchte, oder z.B. mit der Gabel.

Zitat von: Erika am 30. April 2024, 06:46:40

...Zu Wärmeschild u. Meteorschutz wurde nichts gesagt. ... gehe mal davon aus, dass man das Thema komplett ausklammert, da man genug mit den aktuellen Problemen der Prototypen zu tun hat. Nur wenn man hier erst in ein paar Jahren beginnt, dann ist man sich bei SX intern wohl bewusst, dass man noch viele, viele Jahre von Mond und Mars entfernt ist.

Erstmal ja, er klammert das Thema aus und  hält das Thema heute wohl für zweitrangig und lösbar. Und schlecht kommunizierbar, damit hat er ja auch so schon seine Probleme. Wahrscheinlichkeiten sind beim Publikum auch wenig beliebt und jeder der "Multiplizierer" betont dann das, was ihm gerade gefällt. (Das wäre ein ganz anderes Thema.)

Es wäre interessant zu wissen, wie sich 4mm Edelstahl im Vergleich zu üblichen Alu-Legierungen bei Einschlägen so verhält. Ich vermute mal, etwas besser. Die Anbringung zusätzlicher "Schutzmatten" bei Objekten die länger dieser Gefahr ausgesetzt sind (die "Tankstelle" beispielsweise) wäre aber kein unüberwindliches Problem.  Es würde ja gleichzeitig die Wärmeisolierung verbessern.

Ja, Edelstahl ist ein optimaler Wärmeleiter. Dieses ist kein Vorteil, denn 50% der Oberfläche sind immer Richtung Erde Ausgerichtet und 50% Richtung Sonne. Nur Flächen die Weder Sonnne noch IR von der Erde abbekommen können kühlen alles andere heizt auf.

Also 50 % der Oberfläche sind eben nicht immer zur Sonne ausgerichtet. Wenn man die Triebwerksseite rRichtung Sonne dreht, sind es keine 10%. In Vielen Annimationen sieht man ausserdem, dass die PV Module das komplette Schiff vor Sonnenlict schützen. Da bin ich sowieso mal gespannt, wie die das lösen werden.

Aus dem Bausektor abgeleitet ist Edelstahl ein schlechterer Leiter als Stahl. Ob schlechter als Alu möchte ich mal stark bezweifeln, aber dafür gibt es Tabellen.
Ich lese die Diskussion interessiert, denke aber, dass es ohne Insiderinfos schwierig ist, vorherzusehen, was SX plant. Ich vermute alle genannten Punkte auf einer ToDoListe...

Aus dem Bausektor abgeleitet ist Edelstahl ein schlechterer Leiter als Stahl. Ob schlechter als Alu möchte ich mal stark bezweifeln, aber dafür gibt es Tabellen.

Edelstahl 1.4301 (der weltweit am meisten eingesetzte) aber auch 1.4571 (für Tieftemperaturen geeignet, vermutlich was ähnliches verwendet auch SpaceX) haben eine Wärmeleitfähigkeit von 15 W/m*K 
laut Google sei die Alulegierung AW-7075 weltraumgeeignet. Diese hat eine Wärmeleitfähigkeit von 130-160 W/m*K
Alle Angaben laut Herstellerdatenblättern frisch aus dem Internet rausgesucht.

Damit hätte der Edelstahl eine um grob 90% kleinere Wärmeleitfähigkeit als Aluminium. Das ist vermutlich eine gute Nachricht für die SX Tankstelle?

Edelstahl ist ein optimaler Wärmeleiter.

Eher überhaupt nicht. Oder was verstehst Du darunter, bzw. warum behauptest Du das?
Da gibt es ganz andere Metalle die viel besser leiten.

Heute Nacht wurde S30 zum Teststand-B am Startgelände transportiert.
Bis zum IFT-4 ist ja wohl noch genügend Zeit zum Testen und der IFT-5 kann dann um so eher statttfinden.

Zitat von: Erika am 30. April 2024, 14:20:33

Edelstahl ist ein optimaler Wärmeleiter.

Eher überhaupt nicht. Oder was verstehst Du darunter, bzw. warum behauptest Du das?
Da gibt es ganz andere Metalle die viel besser leiten.

Danke! Hier ist ein guter Überblick:  https://www.schweizer-fn.de/stoff/wleit_metall/wleit_metall.php

  Aluminium:           193..230  W/(m*K) (je nach Temperatur)
  Edelstahl (V2A):        21     W/(m*K)

Zitat von: Erika am 30. April 2024, 14:20:33

Edelstahl ist ein optimaler Wärmeleiter.

Eher überhaupt nicht. Oder was verstehst Du darunter, bzw. warum behauptest Du das?
Da gibt es ganz andere Metalle die viel besser leiten.

Hier muss ich mal Erika beispringen. Das Alu soviel besser Wärme leitet wie Edelstahl hätte ich jetzt auch nicht gedacht. Damit kann man auch das Schiff mit entsprechenden Materialien isolieren. Ein Sandwich aus Edelstahl, Wasser, PE, sowie etwas Bor und Blei dürfte ein guter Mix zum isolieren und gleichzeitig ein guter Strahlenschutz sein.

Ich habe das optimal im vergleich zu den Raumstationsmodulen und Isolierten Kapseln gesehen.
Da der Triebwerksblock nicht hochreflektierend ist, macht es keinen Sinn diesen Richtung Sonne auszurichten.

Fakt ist, es wird eine Menge an Wärme in das Schiff eingebracht. Ein Schiff ohne weiteren Sonnenschutz oder aktive Kühlung wird pro Monat etwa eine Tankerflug für das Thermalmanagement benötigen. Es gibt keine Informationen ob und wie daran gearbeitet wird.

Solarzellen sind kein Sonnenschutz, sondern das Gegenteil. Die absorbierte Energie muss zusätzlich abgeführt werden. Auch die gewonnene el. Energie wird nach getaner Arbeit in Wärme verwandelt.

Es sind große und teilweise rotierende Spiegel notwendig.

Wenn es einen Kühlmittelkreis geben sollte, dann müssen die Radiatoren ebenfalls Rotieren.
Wenn sie es nicht tun funktionieren es nicht. Es gibt zwar einen Temperaturunterschied von etwa 100 Grad zwischen der Kraftstofftemperatur zur Hintergrundstrahlung, aber aus Richtung Erde kommen vermutlich 30 Grad also knapp 200 Grad in die falsche Richtung.

Das Kühlsystem wird ein sehr schwieriger und aufwändiger Punkt werden.

Hier liegt glaube ich ein Missverständnis vor. Aufgrund der Grösse des Schiffs kann man locker Solarflächen von 500m2 mitnehmen. Die erzeugen dann selbst in der Nähe vom Mars noch mehr als 1 MWh Elektroenergie pro Tag. Denen würde die Energie aus den Hitzeschutzkacheln quellen. Mit einer Wärmepumpe von 20kW Eingangsleistung, kann man das Methan in Eiswürfel verwandeln, ohne dass man Abstriche bei der Energieversorgung des Raumschiffes machen müsste. Die ISS verbraucht am Tag etwa 350kWh. Das Methan ist kein Problem. Es ist kosmische Strahlung. Da braucht man einen leichten und effektivesn Schutzschild. PE ist da eigentlich genial. Nicht nur ein Schutzschild gegen Strahlung, sondern auch ein passabler Isolator. Wasser in der Hülle ist eine weitere Möglichkeit.

Da hast du irgendwie was falsch interpretiert.

Alles was an Energie dem System zugeführt wir, muss auch wider weg.
Die Sonne Strahlt mit 1300W/m². Die Erde mit einer Schwarzkörperstrahlung von etwa 30 Grad.

Die Radiatoren der ISS sind viel Wärmer sie können auch in Richtung Erde Energie abgeben.
Passive Radiatoren am Starship können das nicht. Wenn eine Wärmepumpe zum Einsatz kommt, kostet das zusätzliche Energie.
Hier auf der Erde wird die Energie an Strömende Luft oder Wasser abgegeben im Orbit geht das nur über Schwarzkörperstrahlung.

Die Wärme wird über Radiatoren abgeführt und zwar auf der Schattenseite. Wird bei der ISS auch so gemacht. Ist jetzt wirklich nichts neues. Ausser das man deutlich mehr Leistung braucht, wegen dem Methan.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass an der Energiebilanz nicht ernsthaft gearbeitet wird.

...... Es gibt keine Informationen ob und wie daran gearbeitet wird.....

Gerade deshalb glaube ich, daß dies kein so Riesenproblem ist.
(Schließlich hat man inzwischen auch über 20 Jahre Erfahrung mit der ISS!)

Braucht auch keine "Rotation des Sonnenschutzes". Da kann ganz einfach das Schiff selbst langsam rotieren.

Auf der Rückseite der Solarzellpaneele ist z.B. schon mal Schatten.

Aktive Kühlung dürfte auch kein Problem sein, im Zweifelsfall BO fragen 

Zitat von: Erika am 02. Mai 2024, 07:45:30

...... Es gibt keine Informationen ob und wie daran gearbeitet wird.....

Gerade deshalb glaube ich, daß dies kein so Riesenproblem ist.
(Schließlich hat man inzwischen auch über 20 Jahre Erfahrung mit der ISS!)

Braucht auch keine "Rotation des Sonnenschutzes". Da kann ganz einfach das Schiff selbst langsam rotieren.

Auf der Rückseite der Solarzellpaneele ist z.B. schon mal Schatten.

Aktive Kühlung dürfte auch kein Problem sein, im Zweifelsfall BO fragen 

Naja, mit dem Methan hat man jetzt auch nicht zuviel Erfahrung, aber ich gehe davon aus, dass dafür die Lösung in der Schublade liegt. Ich denke sowieso, dass SpaceX das Schiff auf dem Reisbrett fertig hat. Die eine oder andere Änderung wird es natürlich noch geben.

Zitat von: Erika am 02. Mai 2024, 07:45:30

...... Es gibt keine Informationen ob und wie daran gearbeitet wird.....

Gerade deshalb glaube ich, daß dies kein so Riesenproblem ist.
(Schließlich hat man inzwischen auch über 20 Jahre Erfahrung mit der ISS!)

Braucht auch keine "Rotation des Sonnenschutzes". Da kann ganz einfach das Schiff selbst langsam rotieren.

Auf der Rückseite der Solarzellpaneele ist z.B. schon mal Schatten.

Aktive Kühlung dürfte auch kein Problem sein, im Zweifelsfall BO fragen 

Ohne Rotierenden Schutz kann aber nur die Sonne verdeckt werden. Bei Ausrichtung des Schutzes Richtung Sonne, Rotiert die Wärmequelle Erde einmal Rund ums Schiff.

Die Rückseite der Solarzellen und oberfläche des Schiffs kann nur gegen den Weltraum Abstrahlen. Aus Richtung Erde wird Wärme aufgenommen.

Bei der ISS ist das anders, da die ISS auf Zimmertemperatur gehalten wir.
Da Erde u. ISS Etwa gleich warm sind, gibt es hier keinen Wärmeaustausch.

Beim Starship ist das anders. Die Erde heizt das Schiff mit auf.

Wenn man hier mit aktiver Kühlung ran gehen will, dann wird das Kühlsystem um Größenordnungen aufwändiger als die ISS.
Dann wird das mit dem einfachen Umpumpen zwischen zwei Schiffen nichts. Dann wird ein Tankstation nötig sein.

Loriot: Louis de Funes: Nein. Doch. Nein. Doch. Oohhhh.

Ich glaube, dass SpaceX da dran arbeitet, aber uns hier im Forum nichts davon erzählt. Warum glaube ich, dass SpaceX dran arbeitet? SpaceX betreibt seit vielen Jahren die Dragon und Dragon V2. Sie haben somit sehr viel Erfahrung mit dem Thema. SpaceX arbeitet mit der NASA zusammen, die haben noch mehr Erfahrung in dem Thema. Und SpaceX arbeitet mit dem Militär zusammen, die haben nochmal ganz andere Erfahrungen und Möglichkeiten.

Edit: Danke @einsteinturm für den Korrekturhinweis.

Zustimmung!
(Allerdings war es nicht Loriot sondern Louis de Funes:
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)

B14.1 Testobjekt wurde nach Masseys gefahren.

Beim J webb hatt man es geschafft das Teleskop viel weiter zu isolieren als es für LOX und LCH4 benötigt wird, das Problem ist offensichtlich gut lösbar

Wenn die "Starship-Tankstelle" an L2 verlegt wird, dann ist das Problem ähnlich lösbar, wie beim James-Webb-Teleskop...
Ist'n bissel arg weit weg für das, was SpaceX mit Starship so alles vorhat.

In einer Erdumlaufbahn stellt sich das Problem etwas anders dar, als an Lagrange-2 !!
Würde ich als total-Laie mal so sagen...

Die verlässliche Landung zu schaffen, ist ganz bestimmt ein deutlich härteres Problem.