Starship Earth-Earth Flugverbindungen

Starship "Earth to Earth" scheint mir auch eher ein Steckenpferd von Gwynne Shotwell zu sein.
Elon Musk will zum Mars, schön auch wieder seine kurze Twitter-Einlage von gestern:

Mars is to Earth, as Terminus was to Trantor

Eine Anspielung auf die Foundation-Trilogie von Isaac Asimov. Eines von Elon Musk Lieblingsbücher. Meines auch! 

Zitat

Der Blianzvergleich dürfte verheerend sein, zuungunsten von Starship.

Warum ?

Weil Raketentriebwerke massiv ineffizient sind:

Das GE FE6 der Boeing 747 (Turbofan) hat einen Spezifischen Impuls von 6000s

Und dann müssen die Raketentriebwerke auch noch mehr leisten: Das Flugzeug nutzt seinen Auftrieb zum Fliegen, die Rakete folgt einer ballistischen Flugbahn. Dafür wird eine hohe Geschwindigkeit gebraucht. Und die kinetische Energie wächst quadratisch mit der Geschwindigkeit!

Dafür müssen die Raketentriebwerke nur ein paar Minuten laufen. Die Turbofans > 10 Stunden.
Und das Flugzeug muss sich stundenlang durch den Luftwiderstand kämpfen. Das kostet Energie!

Wenn man den gesammten Treibstoff zu 1200t rechnet, so dürfte der LCH4-Anteil ca. 270t betragen, was leider beträchtlich mehr ist als ein Flugzeug braucht.

Wenn man den gesammten Treibstoff zu 1200t rechnet, so dürfte der LCH4-Anteil ca. 270t betragen, was leider beträchtlich mehr ist als ein Flugzeug braucht.

So dramatisch ist der Unterschied nicht. Methan ist billig. Methan produziert nur halb so viel CO2 pro kg. Die Passagierzahl kann ziemlich hoch sein. Es rechnet sich aber nur für lange Strecken. Bei Flugzeugen ist der Verbrauch grob proportional zur Entfernung. Bei Starship ist er praktisch konstant, unabhängig von der Strecke bis zur Höchstentfernung von 10.000km.

Zitat von: McPhönix am 11. Februar 2020, 10:49:46

Zitat

Der Blianzvergleich dürfte verheerend sein, zuungunsten von Starship.

Warum ?

Weil Raketentriebwerke massiv ineffizient sind:

Das GE FE6 der Boeing 747 (Turbofan) hat einen Spezifischen Impuls von 6000s

Was soll 6.000s sein? Ich habe es nicht gefunden. Ein H2/O2-Triebwerk kommt auf max. 4.500 m/s (Ausströmgeschwindigkeit). Früher gab es noch die Maßeinheit kp*s/kg, d.h. Schubdauer pro 1 kg Teibstoff.

Was sind also die 6.000s? Wo steht das? Muss ich die 6.000 durch 9,806 teilen? Was ist dann auf dem Mars? 

Wenn ich nach Auckland nur 2 Stunden benötige, dann würde ich gern etwas mehr zahlen.

Korrigiert: 9,086 --> 9,806

@Bermax:
"Dafür müssen die Raketentriebwerke nur ein paar Minuten laufen. Die Turbofans > 10 Stunden.
Und das Flugzeug muss sich stundenlang durch den Luftwiderstand kämpfen. Das kostet Energie!"

Die Betriebsdauer ist irrelevant, es kommt auf den Gesamtdurchsatz an. Die Turbofans verbrennen für den Transport derselben Masse in 10 Stunden weniger Brennstoff, als die Raketentriebwerke in den paar Minuten.

@MarsMCT/alle:
Wer immer noch zweifelt, vergleiche Datenblätter:
Titan 2, 4t Sprengkopfmasse, 150t Startmasse (Nutzmasse), 6t Leermasse, 4t Nutzlast->obere Grenze für Treibstoffmasse 140t 10 000km Reichweite, zweistufig (Vorteil gegenüber Starship!). Es folgt: 35t Treibstoff pro Tonne Nutzlast
Antonov An 124: 40t Nutzlast bei 12 000km Reichweite  Max Startmasse 400t, 181t Leermasse, 40t Nutzlast->obere Grenze für Brennstoffmasse=180t. Es folgt: 4,5t Treibstoff pro Tonne Nutzlast

Wenn man bei der Rakete nur den Brennstoff (das Reduktionsmittel, bei der Titan 2 Hydrazin, beim Starship Methan) zählen möchte, ändert das an dem Vorteil des Flugzeugs nicht grundlegend etwas.
Und das, obwohl ich hier wohlwollend für die Rakete gerechnet habe: Das Flugzeug hat einen großen Laderaum, die Rakete nicht bzw. müsste dafür Nutzlast hergeben. Die Zahlen für die An-124 sind für 12 000km Reichweite, bei 10 000km wäre der Vorteil noch größer etc.

So ähnlich sähe es auch für das Starship anstatt der Titan-2 aus.

Quelle Titan-2: Englische Wikipedia (deutsche Wikipedia hat z.T. falsche Leermassen)
Quelle AN-124: Deutsche und englische Wikipedia

@Enki:
"Was sind also die 6.000s?"'
Der spezifische Impuls wird häufig in Sekunden angegeben: https://de.wikipedia.org/wiki/Spezifischer_Impuls

Für Flugzeugtriebwerke ist Umrechnung in Ausströmgeschwindigkeit nicht sinnvoll, aber falls für Vergleichszwecke gewünscht, mit 9,806 multiplizieren (nicht 9,086, wahrscheinlich Zahlendreher).

@MarsMCT:
"Methan produziert nur halb so viel CO2 pro kg"
Woher kommt diese Angabe?
Bei stöchiometrischer Verbrennung:
Methan: CH_4+2O_2->CO_2+2H_2O
GM kurz für Gramm/Mol
(12GM+2*16GM)/(12GM+4*1GM)=2,75kg CO_2/1kg Methan

Kerosin: Im Durschnitt 2 H-Atome pro C-Atom, Reaktion ähnlich zu Methan
(12GM+2*16GM)/(12+2*1GM)=3,14kg CO_2/1kg Kerosin

Also weit entfernt von "halb so viel".

Falls andere Faktoren (Methan künstlich hergestellt statt aus Erdgas, Verarbeitungsschritte mit einbezogen etc.) eine Rolle spielen, bitte Herkunft der Zahlen angeben.

So dramatisch ist der Unterschied nicht. Methan ist billig. Methan produziert nur halb so viel CO2 pro kg.

Ich glaub nicht das man den CO2 Ausstoß beider Systeme einfach vergleichen kann. Aus folgendem Grund:

Wenn man CO2 in 10km Höhe in die Atmosphere ausbringt, ist es zwischen 2 und 5 mal so klimawirksam als wenn man die gleiche Menge am Boden ausbringt, da es am Boden viel schneller abgebaut werden werden.

Ich vermute dieser Effekt macht das Starship noch schlechter in der Bilanz, da das Starship das CO2 nochmal deutlich höher ausbringt als ein Flugzeug. Das CO2 ist aber logischerweise trotzdem gravitativ an die Erde gebunden und benötigt daher noch viel viel länger bis es abgebaut ist.

Mane

Moderne Turbofans kommen übrigens locker über 10000 s, selbst das schon erwähnte CF-6 hat lt. Wikipedia schon 11500 s. Neuere Triebwerke wie das GE 90 sind noch etwas besser, bei aktuell 15.4 g/(kN⋅s) beim GE 90 vs. 15.9–17.6 g/(kN⋅s) beim CF-6.

@MarsMCT:
"Methan produziert nur halb so viel CO2 pro kg"

Die Angabe war auf den Energiegehalt. Pro kg ist sie falsch, da hast du recht. Merke ich mir fürs nächste mal.

Bei einem Vergleich ist die wichtigste Frage immer: Was möchte ich vergleichen? Es ist wie beim Quartett, da waren auch immer 4,6 oder 8 Zahlen für ein Auto angegeben. Und man konnte bei jedem Auto wählen, was man vergleichen möchte.

Masse zu tankenden Treibstoff in Kilogramm
Masse zu tankenden Treibstoff ohne Oxidator in Kilogramm
Volumen zu tankenden Treibstoffes in Kilogramm
Volumen zu tankenden Treibstoffes ohne Oxidator in Kilogramm
Kaufpreis zu tankenden Treibstoffes  in Liter
Kaufpreis zu tankenden Treibstoffes ohne Oxidator in Liter
CO2-Erzeugung in Kilogramm
CO2-Erzeugung in Kilogramm umgerechnet auf Produktion in Bodenhöhe
CO/NoX/usw-Erzeugung in Kilogramm
CO/NoX/usw-Erzeugung in Kilogramm umgerechnet auf Produktion in Bodenhöhe


und das ganze jetzt pro Flug, Pro Passagier und/oder pro Kilometer.


... ich Denke, da kann man sehr, sehr vieles vergleichen. Und es wird für einiges gute Pro-Argumente geben, warum man gerade dieses vergleichen muss.

Und man sollte beim Vergleichen nicht ganz außer acht Lassen, daß es auch Gebühren, Zuschäge und Steuern gibt.
Dazu kommt auch noch: Eine Landung auf einem Flugplatz kostet "nur" Gebühren, aber keine Airline baut eigene Flughäfen.

Eines ist schon mal klar, 10000km in unter 1h Flugzeit braucht keine Bordverpflegung und für 1h reichen 32" Abstände aus.
bei 100t Nutzlast und 1000m³ Volumen sollte man 500 Passagiere oder mehr reinbekommen.

Der Energiebedarf ist das eine Problem, Lärm spez. die Überschall- Schockwelle das nächste. Zudem wird nicht jeder Passagier über die massive Beschleunigung, Schwerelosigkeit, hohe Bremverzögerung beim Eintritt glücklich sein (so cool sich das auch gerade anhört  ). Man möchte ja nicht mit jedem Passagier einen Gesundheitscheck machen müssen. Eine Flugplanänderung wird auch schwierig.

Ich leg mich mal fest: Für zivile Nutzung wird das nicht kommen, zu energieaufwändig, zu laut, zu extrem, dafür wird es keine Mehrheiten geben.

Nachdem Militärs gewöhlich auf Treibstoffverbrauch, Lärm usw pfeifen, ahne ich, wohin die Reise gehen könnte. Zumal man sich seine "Passagiere" aussuchen kann und diese normalerweise gesund und halbwegs fits sein müssen. Find ich nicht so toll, aber leider aus meiner Sicht deutlich realistischer!

Wer Achterbahn fahren kann, der kann auch diese Flüge machen. Achterbahnen haben auch keinen medizinischen Check vor der Fahrt. Wenn sie ca. 700+ Passagiere schaffen, ist der Treibstoffbedarf durchaus auch im Bereich von Langstreckenflügen. Lärm ist ein Problem, deshalb brauchen sie Startplattformen im Meer, mindestens 30km weit draußen. Riadh könnte ich mir als Inlandsziel vorstellen, sonst nicht viele. Besonders nicht Ziele für hauptsächlich Geschäftsleute.

Wer Achterbahn fahren kann, der kann auch diese Flüge machen. Achterbahnen haben auch keinen medizinischen Check vor der Fahrt. Wenn sie ca. 700+ Passagiere schaffen, ist der Treibstoffbedarf durchaus auch im Bereich von Langstreckenflügen. Lärm ist ein Problem, deshalb brauchen sie Startplattformen im Meer, mindestens 30km weit draußen. Riadh könnte ich mir als Inlandsziel vorstellen, sonst nicht viele. Besonders nicht Ziele für hauptsächlich Geschäftsleute.

Achterbahnen haben freilich keinen MediCheck. Aber es wird auf eigene Gefahr hingewiesen. Und für wirkliche Ernstfälle ist umfassende (!) medizinische Versorgung nahe.
Freilich kann jeder Achterbahn fahren, aber es wird auch reichlich gekotzt. Ist also also nicht so einfach zu vergleichen. Allenfalls mit dem Flugzeug, wo Letzteres aber doch weitaus seltener geschieht. Dann wäre noch die Frage - wird man bei einer Stunde Flugzeit gestatten können, zwischendurch allenfalls für eine halbe Stunde die Gurte zu lösen? Um dann die Passagiere nachher womöglich aus den unmöglichsten Positionen wieder "einzusammeln" wegen der fast Schwerelosigkeit? Und wenn einer es nicht schafft, sind körperliche Schäden wahrscheinlich beim Bremsen nicht auszuschließen.
Geschäftsleute lieben es auch, von unterwegs zu arbeiten, zu konferieren und es dabei bequem zu haben. Bringt das die eine Stunde Flug wieder rein? Wo die meisten hinterher erstmal eine Weile nicht ansprechbar sein werden ?

Nachdem Militärs gewöhlich auf Treibstoffverbrauch, Lärm usw pfeifen, ahne ich, wohin die Reise gehen könnte. Zumal man sich seine "Passagiere" aussuchen kann und diese normalerweise gesund und halbwegs fits sein müssen. Find ich nicht so toll, aber leider aus meiner Sicht deutlich realistischer!

So denke ich auch. Das Ganze scheint weiter nix zu sein als eine Offerte an die Militärs, um sich interessant zu machen "Schaut her, wir könnten...."

Gerade für Geschäftsleute ist das aber eine Option, um 11Uhr mit dem Raketenclipper nach New York, um 12Uhr (7Uhr in NY) 2 Frühstück, um 9:30 im Meeting und um 13 Uhr Fahrt zum Statplatz NY, um 14 Start zurück, um 15Uhr Landung vor London (20Uhr) und um 21Uhr wieder daheim. Null Jetlack und das alles am selben Tag.

Ich will es nicht zu sehr schönreden. Daß sie für diese Passagier-Flüge eine allgemeine Betriebserlaubnis von der FAA bekommen, ist sowieso schwer vorstellbar. Die Anforderungen sind da noch eine ganz andere Größenordnung als das mickrige NASA manrating. 

Gerade für Geschäftsleute ist das aber eine Option, um 11Uhr mit dem Raketenclipper nach New York, um 12Uhr (7Uhr in NY) 2 Frühstück, um 9:30 im Meeting und um 13 Uhr Fahrt zum Statplatz NY, um 14 Start zurück, um 15Uhr Landung vor London (20Uhr) und um 21Uhr wieder daheim. Null Jetlack und das alles am selben Tag.

Das klingt mir alles sehr theoretisch. Derzeit ist es so, dass ich in London mit U-Bahn und Bus etwa anderthalb Stunden bis Stansted (ca. 50 km Luftlinie) brauche. Eine Stunde vorher dort sein + 1 Stunde Reserve falls der Bus nicht fährt = 3,5 Stunden von der Wohnung bis in den Flieger.

Wo soll Starship in London landen? Im Ärmelkanal - sicher nicht. Also an der Westküste ca 350 km Luftlinie. Selbst mit einem Hubschrauber kaum unter einer Stunde zu schaffen und der müsste dafür am Konferenzort einen Landeplatz haben und am Startort müssten genügend Landeplätze für -zig Hubschrauber vorhanden sein. Anfahrtzeiten mit Bahn und Schiff möchte ich lieber nicht ausrechnen.

Wieviel Leute sollten mitfliegen - 500? Eincheckzeit = 1 Std.? Das wären pro Person 7,2 Sekunden mit Weg zum Tower, Aufzugsfahrt, Platzsuche, Anschnallen, ....

Von NY aus sieht es nicht viel besser aus

Sehr skeptisch grüßt
RonB

Einschecken kann mit Digitalisierung wesentlich beschleunigt werden. Außerdem ist dann nur Handgepäck erlaubt (  ).

Ansonsten ist hier, von beiden Seiten, viel Spekulation dabei.
Wie entwickelt sich das Air-Taxi? Wenn man mit einem Lufttaxi direkt am eigenen Wolkenkratzer los fliegen kann spart schon einmal man viel Zeit.
Warum kein Start im Ärmelkanal? Kann man den Hyperloop verwenden? (30km bei 0.3km/s wären...eher <5min als 90min)
Wie nah an der Stadt kann man landen? Welche Gegenden überfliegen?
Bei militärische Anwendungen: Wie bekommt man genügend Methan und Sauerstoff zum gelandeten Starship?

Ich bin immer noch der Ansicht dass es noch zu früh ist um sich darum zu viele Gedanken zu machen.
Und, dass es nicht einfach eine 1:1 Fortschreibung der zivilen Luftfahrt sein kann. Das würde auch gar nicht zu Musk passen.

Zitat von: Klakow am 12. Februar 2020, 12:56:21

Gerade für Geschäftsleute ist das aber eine Option, um 11Uhr mit dem Raketenclipper nach New York, um 12Uhr (7Uhr in NY) 2 Frühstück, um 9:30 im Meeting und um 13 Uhr Fahrt zum Statplatz NY, um 14 Start zurück, um 15Uhr Landung vor London (20Uhr) und um 21Uhr wieder daheim. Null Jetlack und das alles am selben Tag.

Das klingt mir alles sehr theoretisch. Derzeit ist es so, dass ich in London mit U-Bahn und Bus etwa anderthalb Stunden bis Stansted (ca. 50 km Luftlinie) brauche. Eine Stunde vorher dort sein + 1 Stunde Reserve falls der Bus nicht fährt = 3,5 Stunden von der Wohnung bis in den Flieger.

Wo soll Starship in London landen? Im Ärmelkanal - sicher nicht. Also an der Westküste ca 350 km Luftlinie. Selbst mit einem Hubschrauber kaum unter einer Stunde zu schaffen und der müsste dafür am Konferenzort einen Landeplatz haben und am Startort müssten genügend Landeplätze für -zig Hubschrauber vorhanden sein. Anfahrtzeiten mit Bahn und Schiff möchte ich lieber nicht ausrechnen.

Wieviel Leute sollten mitfliegen - 500? Eincheckzeit = 1 Std.? Das wären pro Person 7,2 Sekunden mit Weg zum Tower, Aufzugsfahrt, Platzsuche, Anschnallen, ....

Von NY aus sieht es nicht viel besser aus

Sehr skeptisch grüßt
RonB

Also 500 vielleicht nach 10 Jahren Regelbetrieb. Irrelevant was Starship kann, da wird niemand Massenabfertigung erlauben.
Aber zur Zeit? Die reine Flugzeit mit dem Flieger sind da ~7h + drumherum. Das wäre beim Starship wesentlich kürzer. Was sicher länger ist, ist die An und Abreise zum Startplatz.

Nur da kommt etwas zum Tragen was den Vergleich eher schwierig macht. Ihr geht hier davon aus, das da jemand mit dem Starship zu einem Meeting fliegt und alles so läuft wie wenn er mit dem Flugzeug oder dem Auto oder sonstwie hin kommt. Das ist schlichtweg extrem unwahrscheinlich. Oder besser gesagt, bis das Transportmittel so etabliert ist, ist schlichtweg nichts mehr wie es jetzt ist.

Machen wir mal ne andere Glaskugel Annahme:
Der Chef lässt sich von der Ostküste der USA mit dem Boot zur Startplattform bringen, düst mal schnell nach London, trifft sich dort an Land direkt im Hotel am Hafen mit dem Kunden, hält das Meeting ab, lässt sich wieder zum Startplatz düsen, nimmt dort das Starship  zurück nach NY und ist pünktlich zum Feierabend wieder zu Hause (oder fliegt gleich weiter nach Asien zum nächsten Meeting). Das probiere mal jemand mit dem Flieger 

Das man irgendwo in der Pampa für endlose Millionen einen Starship Lande/Startplatz hochzieht ohne das da Infrastruktur entsteht, halte ich eher für ausgeschlossen.

Ein ABER hätte ich dazu jedoch noch. Ich denke das die ersten, die so einen Startplatz installieren würden, keine Europäer sind. Wahrscheinlich wären da Länder, die es aus Image Gründen planen weit vorn dabei (Dubai, VAE allgemein). In den USA würde man sicherlich irgendwo versuchen einen zu installieren (und sei es erstmal in Vorleistung von SpaceX). Und wenn nicht gerade der Wirtschaftskrieg tobt, kann man vielleicht sogar noch Hongkong überreden. Alle anderen werden wohl erst mal ne ganze Zeit zuschauen.

Das alles steht aber extrem weit in der Zukunft.

Wieviel Leute sollten mitfliegen - 500? Eincheckzeit = 1 Std.? Das wären pro Person 7,2 Sekunden mit Weg zum Tower, Aufzugsfahrt, Platzsuche, Anschnallen, ....

Ich bin da auch nicht sehr optimistisch, so wie es heute ausschaut, wird man in Europa in der Zeit sowieso ganz andere Sorgen haben.
Aber zu den 7,2 Sekunden - also mindestens das Anschnallen wird sich vielleicht doch irgendwie paralellisieren lassen

Ist das nicht mehr für Strecken um den halben Globus geplant. Für London nach Aukland zum Beispiel dauert es zur Zeit mehr als 20-25 Stunden. Wenn man das mit Flugzeit von 45min + 4-5 Stunden boarding auf 5 Stunden reduzieren könnte, gäbe es einen Markt.