SpinLaunch

Mittels Katapult ins Weltall

SpinLaunch ist ein von Jonathan Yaney gegründetes Raumfahrt-Startup, dass mit einem Katapult kleine Satelliten für weniger als 500.000 Dollar ab 2022 ins Weltall befördern will. Es gäbe zwar schon einen funktionsfähigen Prototyp, aber das Unternehmen will derzeit keine technischen Details preisgeben. Zunächst soll aber wohl ein Flugkörper mit einer Zentrifuge auf ca. 8000 km/h beschleunigt, um dann mit Hyperschallgeschwindigkeit ins Weltall katapultiert zu werden. Für ihr Projekt hat das Unternehmen jetzt insgesamt 40 Millionen Dollar, finanziert u.a. von Airbus und Google, eingesammelt. Zur Zeit prüfe SpinLaunch 5 mögliche Startplätze in den USA nach Eignung für den Bau einer eigenen Startanlage.
https://www.bloomberg.com/news/articles/2018-06-14/this-startup-got-40-million-to-build-a-space-catapult
https://www.geekwire.com/2018/spinlaunch-raises-40m-airbus-google-others-space-catapult/

Blick in den Hangar von SpinLaunch mit einem Flugkörper, der von einem Katapult aus gestartet werden kann:

Quelle: SpinLaunch Photo

SpinLaunch hat weitere 35 Millionen $ eingeworben. Damit soll u.a. noch in diesem Jahr die Flugtestanlage am Spaceport America in New Mexico fertiggestellt werden. https://techcrunch.com/2020/01/16/spinlaunch-spins-up-a-35m-round-to-continue-building-its-space-catapult/

Later this year, we aim to change the history of space launch with the completion of our first flight test mass accelerator at Spaceport America,” Yaney said in the statement.

https://spacenews.com/spinlaunch-raises-35-million/

Jetzt mal ganz ehrlich, so was funktioniert doch nicht?

https://twitter.com/Spaceport_NM/status/1458189011349086213

https://twitter.com/DJSnM/status/1458186113223254016

Einfach nur Geld einsammeln bringt so ein Teil nicht in den Orbit.

Die müßen sehr fähige Leute haben, daß sie Firmen wie Airbus und Google davon überzeugen können ihr Geld in sowas zu investieren.
Wie klein muß da so ein Satellit sein, daß er und die ganze Anlage sowas ermöglicht!?
Auch bei einer "Mündungsgeschwindigkeit" von 8.000 km/h die hier erreicht werden soll (meiner Meinung nach illusorisch, ein Gewehr hat eine von nicht mal 3.600), ist dann die Endgeschwindigkeit in *Orbithöhe* (falls überhaupt erreichbar!) bestimmt nicht mehr ausreichend um auch "da oben zu bleiben"!
Und wenn die Sats eine Art "Eigenantrieb" haben sollten, der irgendwann mal einsetzt, wären sie wohl wieder zu groß/schwer.
Ob die hier auftretenden Zentrifugalkräfte beherrschbar wären, wage ich auch zu bezweifeln.

Edit:
Hab jetzt erst den in obigem twitter verlinkten Artikel gelesen.
Die wollen tatsächlich eine ça 3 m lange, allerdings sehr schlanke, Rakete verwenden mit irgendwann mal bis zu 200kg Nutzlast!
Die Beschleunigungsphase verläuft in einem Vakuum, aber den dann mehroderweniger plötzlichen Übergang in die dichte Atmosphäre stelle ich mir, bei der dann erreichten Geschwindigkeit, auch äusserst brutal vor.
Sie suchen einen geeigneten Startplatz, möglichst an der Küste, von dem sie dann "dutzende male pro Tag" starten wollen.
Einen Kontrakt mit dem Pentagon haben sie angeblich auch schon.

Abgesehen von den massieven G Kräften sehe ich hier ein mechanisches Problem.
Entweder hat die Zentrifuge mitoder dann ohne Rakete eine unwucht die zu erheblichen schwingungen führt und smit zu abutzungen.

Ähnlich wie die Läufe von Railguns und Geschutzen (HARP) ist die Abnutzung bei sehr hohen geschwidigkeiten auch sehr hoch.

Das Thema "Railgun" kommt alle paar Monate mal wieder auf den Tisch. In der Theorie eine schöne Sache. In der Praxis hat es viele Nachteile - zu viele.

1) Um einen Orbit erreichen zu können braucht man 27.000 km/h. Die 8.000 km/h welche hier genannt werden, sind also nur ein Tropfen auf den heißen Stein.
2) Um einen Orbit erreichen zu können muss man diese 27.000 km/h um die Erde herum erreichen. Die hier genannte "Kanone" schießt jedoch nur nach oben.
3) Um einen Orbit zu erreichen muss man auch im Apogäum das Perigäum erhöhen. Man braucht also einen Antrieb, welcher im Apogäum nochmal zünden kann.
4) Alles über 1000 km/h macht wegen der Überschallthematik Probleme. Innerhalb der Railgun" wäre ein Vakuum möglich. Das zu erzeugen kostet aber auch Energie. Und an der Mündung der Railgun ist das Vakuum nicht mehr da.
5) Für Stalliten muss die Beschleunigungen (geraten) < 5 G sein. In der oben gezeigten Zentrifuge würde man diese vermutlich (nicht nachgerechnet) schon innerhalb der Zentrifuge weit überschreiten, und dann ein 2. mal beim Übergang Vakuum zu 1 Bar Luft auf der Erde.

Man kann dazu auch mal ab hier https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=5403.msg510192#msg510192 lesen oder auch ab anfang des Threads. Da wurden die vielfältigen Probleme dazu schon reichlich diskutiert.

Das Thema "Railgun" kommt alle paar Monate mal wieder auf den Tisch. In der Theorie eine schöne Sache. In der Praxis hat es viele Nachteile - zu viele.

1) Um einen Orbit erreichen zu können braucht man 27.000 km/h. Die 8.000 km/h welche hier genannt werden, sind also nur ein Tropfen auf den heißen Stein.
2) Um einen Orbit erreichen zu können muss man diese 27.000 km/h um die Erde herum erreichen. Die hier genannte "Kanone" schießt jedoch nur nach oben.
3) Um einen Orbit zu erreichen muss man auch im Apogäum das Perigäum erhöhen. Man braucht also einen Antrieb, welcher im Apogäum nochmal zünden kann.
4) Alles über 1000 km/h macht wegen der Überschallthematik Probleme. Innerhalb der Railgun" wäre ein Vakuum möglich. Das zu erzeugen kostet aber auch Energie. Und an der Mündung der Railgun ist das Vakuum nicht mehr da.
5) Für Stalliten muss die Beschleunigungen (geraten) < 5 G sein. In der oben gezeigten Zentrifuge würde man diese vermutlich (nicht nachgerechnet) schon innerhalb der Zentrifuge weit überschreiten, und dann ein 2. mal beim Übergang Vakuum zu 1 Bar Luft auf der Erde.

Spinlaunch plant gar nicht seine Raketen auf Orbitalgeschwindigkeit zu bringen. Die 8000 Kilometer pro Stunde sollen ausreichen um eine Flughoehe von 60km zu erreichen. Von dort aus soll die Rakete dann mit eigenem Antrieb auf Orbitalgeschwindigkeit und die entsprechende Umlaufbahn gebracht werden. Unter diesen Voraussetzungen sieht die Machbarkeit schon wieder etwas anders aus. 

Und die Nutzlast will ich sehen die das aushält, inklusive Motor um das Perigäum anzuheben.

https://twitter.com/Cosmic_Andrew1/status/1458166192066154499

Und die Nutzlast will ich sehen die das aushält, inklusive Motor um das Perigäum anzuheben....

Abwarten. Gibt es nicht längst Artilleriekanonenmunition mit Raketen-Zusatzantrieb? Und stellen wir uns mal eine Sekunde lang vor, das Projekt hieße SpinlaunchX und liefe unter der Ägide eines Unternehmers namens Musk ...

Gruß   Pirx

Ich würd mich ja freuen das so was funktioniert, ich kanns mir leider nur nicht vorstellen.
[OT] Ich stelle momentan auch noch Starship von SpaceX in Zweifel. [/OT]

Sehr schöne Animation, und damit wäre auch das Problem mit dem "senkrecht hochstarten" gelöst, nur fangen sie dich damit wieder neue Probleme ein (nicht umsonst starten alle herkömmlichen Raketen senkrecht.)
Und was passiert mit dem sicher nötigen "Gegengewicht" der Zentrifuge wenn die Rakete plötzlich frei gelassen wird?

Zitat von: Duncan Idaho am 10. November 2021, 11:22:00

Und die Nutzlast will ich sehen die das aushält, inklusive Motor um das Perigäum anzuheben....

Abwarten. Gibt es nicht längst Artilleriekanonenmunition mit Raketen-Zusatzantrieb?

Ein bisschen Sprengstoff hält ganz sicher deutlich mehr Gs aus, als ein Satellit. Vielleicht kann man auch ein Satellit für 100G (?) bauen, aber der wiegt dann halt auch entsprechend viel.

Und stellen wir uns mal eine Sekunde lang vor, das Projekt hieße SpinlaunchX und liefe unter der Ägide eines Unternehmers namens Musk ...

Ich sehe da schon ein Unterschied zu den Projekten von Herrn M. Er nimmt etablierte Techniken und treibt sie noch ein "bisschen" weiter auf die Spitze. Ein bisschen besseres Triebwerk, ein bisschen hochskalieren, ein bisschen automatisieren, ein bisschen billiger.
Bei SpinLaunch wird eine Entwicklung verfolgt, die aus physikalischer Sicht zu hinterfragen ist. Was bringt es vom Gesamtenergieaufwand einen sehr kleinen Satelliten 60km senkrecht nach oben zu werfen? Für mich geht das in Richtung Stratolaunch u.ä. Wenig vom Gesamtenergieaufwand bis in den Orbit gespart, aber mit recht viel Aufwand und vor allem nicht skallierbar. (Das war für Herrn M. auch das Hauptargument gegen Luftstarts).

Zitat von: Pirx am 10. November 2021, 11:33:26

Zitat von: Duncan Idaho am 10. November 2021, 11:22:00

Und die Nutzlast will ich sehen die das aushält, inklusive Motor um das Perigäum anzuheben....

Abwarten. Gibt es nicht längst Artilleriekanonenmunition mit Raketen-Zusatzantrieb?

Ein bisschen Sprengstoff hält ganz sicher deutlich mehr Gs aus, als ein Satellit. Vielleicht kann man auch ein Satellit für 100G (?) bauen, aber der wiegt dann halt auch entsprechend viel.

Das ist gar nicht so utopisch/unrealistisch: die beiden NASA-Mars-Rammsonden von Deep Space 2 ("Amundsen" und "Scott"), die 1999 von Mars Polar Lander beim Eintritt in die Marsatmosphäre abgesetzt wurden und sich mit einer Auftreffgeschwindigkeit von 180 m/s in die Marsoberfläche bohren sollten, wurden für einen Aufprallschock von 80 000 g entwickelt und qualifiziert - inklusive Elektronik, Akkus, Kabeln und Gehäuse ( https://en.wikipedia.org/wiki/Deep_Space_2 ). Wie Pirx schon andeutete, gibt es sogenannte "intelligente Artilleriemunition", die ebenfalls die extremen Beschleunigungen beim Abschuss übersteht (zB 155 mm Copperhead-Munition; https://de.wikipedia.org/wiki/Copperhead_(Munition))
Wenn man bereit ist, den entsprechenden Aufwand zu treiben, geht da einiges .

Wegen der Unwucht müsste man natürlich gegenüber die gleiche Masse abwerfen. Wasser, Blei?

Wegen der Unwucht müsste man natürlich gegenüber die gleiche Masse abwerfen. Wasser, Blei?

Muss? Natürlich? Warum? Wie macht das eigentlich so ein Hammerwerfer? Wirft der außer seinem Sportgerät noch irgend was ab?

Gruß   Pirx

Zitat von: Olut63 am 10. November 2021, 19:59:44

Wegen der Unwucht müsste man natürlich gegenüber die gleiche Masse abwerfen. Wasser, Blei?

Muss? Natürlich? Warum? Wie macht das eigentlich so ein Hammerwerfer? Wirft der außer seinem Sportgerät noch irgend was ab?

Gruß   Pirx

Der Hammerwerfer bewegt sich bei seinen Drehungen nach Vorne.
Hammer u. Hammerwerfer drehen sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt.
In dem moment des Loslassens wird er von der Fliehkraft nach hinten geworfen, seiner Vorwärtsbewegung entgegen. Ohne diese Unwucht würde er überteten und vermutlich nach Vorne Fallen.

Für das Schwungrad von SpinLaunch muss das schon ein extreme Belastung sein

11 Tonnen soll das Projektil haben für 200 kg Nutzlast.

https://twitter.com/DJSnM/status/1458508710305697793

Ohne weiteren Kommentar lass ich das mal so stehen.

Komplettes Video vom lieben Scott dazu:

Und dieses Video ist auch eine klare Empfehlung unter allen englisch-verstehenden Diskutanten hier: Dort wurden fast alle Punkte aufgegriffen, die hier schon diskutiert wurden.

Einige Ergänzungen:
- Die fertige Konstruktion soll die Rakete in einem etwa 45° Winkel los schleudern. Nicht senkrecht nach oben.
- Unwucht beim Loslassen der Rakete wird wohl nicht ausgeglichen. Das muss die Konstruktion (und das Lager!) aushalten
- Man spart sich durch diese Konstruktion quasi die 1. Stufe ein. Dafür ist die 2. Stufe aufwändiger.
- hohe G-Kräfte, gerade wenn sie statisch und gleichmäßig wirken, sind gar nicht mal soo ein dealbreaker. Aber Nutzlasten müssen wohl trotzdem speziell hierfür spezifiziert/entwickelt werden.
- Man ersetzt die 1. Stufe durch den Einsatz von Elektrizität. Das hat etliche Vorteile
- Das Beschleunigen der Zentrifuge dauert länger als eine Stunde o.O


Persönliche Ansicht:
- Wahrscheinlich möchte man in den USA bleiben, ABER hier würde es sich echt anbieten den Start nicht auf Meereshöhe zu beginnen. Da wird ordentlich Energie an der Reibung verloren gehen.
- Interessantes Projekt. Ich wünsch ihnen viel Erfolg.
- selbst wenn das eigentliche Projekt scheitert, können wohl einige Erfahrungen gewonnen werden. Z.B. für eine Konstruktion einer solchen Schleuder auf dem Mond... 

- Könnten sich bitte Nutzer, die sich sonst als Erstes beschweren, wenn in fremden Themen Herr Musk ins Spiel gebracht wird, auch bitte selbst daran halten?
Der Vergleich mit Musk ist zudem sehr schief (er hat jetzt schon Umsetzungen vorzuweisen) und bringt uns in diesem Thema IMO nicht voran

...
- selbst wenn das eigentliche Projekt scheitert, können wohl einige Erfahrungen gewonnen werden. Z.B. für eine Konstruktion einer solchen Schleuder auf dem Mond...  ...

Daran dachte ich auch schon, finde aber bei genauerem Nachdenken eine *gestreckte Schienenversion mit Magnetantrieb* ('electromagnetic railgun') vorteilhafter. Sowohl was die Herstellung/Zusammenbau auf dem Mond, wie die praktische Anwendung betrifft.

Ich habe mir das Video angeschaut. Dort werden bei 5:52 Minuten 10.000 G genannt.

Was ich nicht im Video gesehen habe: Was passiert mit der Rotationsenergie innerhalb der Rakete?

Hier verstehe ich deine Frage nicht.

Beim Loslassen wird die Rotationsenergie in lineare Bewegungsenergie 'umgewandelt'?

Ich habe mir das Video angeschaut. Dort werden bei 5:52 Minuten 10.000 G genannt.

10.000 G? Und das nur seitlich? Das wäre wirklich eine spezielle Anforderung an die Nutzlast. 

Hier verstehe ich deine Frage nicht.

Beim Loslassen wird die Rotationsenergie in lineare Bewegungsenergie 'umgewandelt'?

Die Haupt-Rotation um den Mittelpunkt der Startplattform wird in Bewegungsenergie 'umgewandelt'.

Aber hat die Rakete nicht auch eine Reigen-Rotation? Die Nase und das Heck der Rakete hat vorher um den Mittelpunkt der Rakete rotiert.