Robotic Refueling Mission

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Offline -eumel-

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Robotic Refueling Mission
« am: 23. Juni 2018, 00:46:49 »
Viele Raumfahrzeuge funktionieren länger als geplant.
Das Ende kommt oft, wenn Treibstoff oder Kühlmittel alle sind, oder kleinere Reparaturen fällig sind.

Denken wir nur an die teuren Fernseh- und Kommunikations-Satelliten im geostationären Orbit:
Oft sind sie voll funktionsfähig - ja fast wie neu - aber wenn der Treibstoff alle ist, können sie nicht mehr ausgerichtet werden und sind unbrauchbar.
Oft werden sie mit dem letzten Treibstoff noch ein paar Kilometer in den Friedhof-Orbit angehoben und verschrottet.
Dort sammelt sich der Weltraumschrott - der sich vermutlich tausende von Jahren dort addiert.
So entstehen weitere Probleme, für die es noch keine Lösung gibt.
Die leeren Satelliten werden einfach durch neue ersetzt.

Oder das teure Kepler-Teleskop:
Als das Kühlmittel aufgebraucht war, konnte es seinen Zweck nicht mehr erfüllen.

Wenn man sie jedoch wieder auftanken könnte, würden sie weitere Jahre voll funktionsfähig sein,
Weltraummüll und teure Ersetzungen einsparen.

Bemannt hat die NASA schon mehrere Service-Missionen durchgeführt:
Skylab, die erste Raumstation der NASA, wurde 1973 im Weltraum instand gesetzt.
Solar Maximum und Syncon IV wurden mit Hilfe des Shuttles in den 1980er Jahren erfolgreich repariert.
In den 1990er Jahren führte die NASA Service-Missionen am Compton Gamma Ray Observatory und Intelsat 6 durch.
Und es gab eine Reihe von sehr erfolgreichen Service-Missionen zum Hubble Space Telescope.

Aber bemannte Missionen sind sehr teuer.
Geht das nicht billiger und effektiver mit Roboter-Missionen? 

Daran arbeitet die NASA mit der Robotic Refueling Mission (RRM) auf der ISS.
Damit werden Technologien entwickelt und demonstriert, um Satelliten mit Treibstoff und Kühlmittel wieder aufzutanken, Diagnosen und sogar kleinere Reparaturen auszuführen.
Das soll sogar bei Raumfahrzeugen ermöglicht werden, deren Konstruktion eine Betankung oder Reparatur nicht vorgesehen hat.

Das letzte Space Shuttle brachte das erste RRM-Modul zur ISS.
Es wurde von Mike Fossum aus dem Frachtraum ausgeladen und an Dextre übergeben:

Credit:NASA

Das 1. RRM-Modul ist etwa so groß, wie eine Waschmaschine.
Es enthält 1,7 l Äthanol für Betankungs-Tests.
RRM soll die Möglichkeit demonstrieren, auch Satelliten zu betanken und zu reparieren, die nicht dafür konstruiert wurden.
Dafür sind 4 Werkzeuge integriert:
- Drahtschneider,
- Gummituchmanipulationswerkzeug,
- Multifunktionswerkzeug zum Entfernen der Sicherheitskappe und 
- Düsenwerkzeug. 

Robotic Refueling Mission - Phase 2 wurde 2013/14 mit HTV und ATV-5 zur ISS geliefert.
Die neue Hardware ergänzt das vorhandene Modul.
Weiter Instrumente zum Satelliten-Service:
- Inspektionswerkzeug,
- Durchführung von Zwischenschritten bis zur Kryogennachfüllung,
- Testen der elektrischen Anschlüsse für "Plug-and-Play"
- Rauminstrumente, die Dokumentation und reibungslosen Betrieb der Maschine erleichtern.
Tests und Demonstration von Werkzeugen, Technologien und Techniken zur automatischen Betankung, Reparatur und Nachrüstung von Satelliten im Weltraum:
Credit:NASA

Robotic Refueling Mission - Phase 2
wird auf dem RRM On-Orbit Transfer Cage (ROTC) ausgeschleust.
Montiert auf dem Schlitten der japanischen Luftschleuse im Kibo-Modul:
Credit:NASA

Das VIPIR Instrument mit seinen drei Kameras:
Situativ, Boroskop und motorisierte Optik:
Credit:NASA

Die VIPIR - Borescope-Kamera hat einen Durchmesser von 1,2 mm
und ist somit die kleinste Kamera, die je im Weltraum eingesetzt wurde:
Credit:NASAA


Quelle
« Letzte Änderung: 23. Juni 2018, 12:27:57 von -eumel- »

Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #1 am: 23. Juni 2018, 11:17:00 »
Ich sags nur ungerne, aber ich halte das fuer weitestgehend Ressourcenverschwendung. Stattdessen wuerde ich den Satellitenbetreibern wahlweise einen obligatorischen Deorbit vorschreiben, oder ein Einsammeln selbigen, durch eine bemannte oder umbemannte Rakete. Letzteres ist sehr kostenintensiv und macht oekonomisch-oekologisch keinen Sinn. Selbst wenn da nur ein Roboter hinfliegt. Der muss dann aber auch alle Nachfuellmedien, die fuer verschiedene Satelliten benoetigt werden, an Bord haben. Hinzu kommt, dass vor allem in der Elektronik technologische Zyklen immer kuerzer werden. Wenn ein Satellit ins All geschossen wird, ist er faktisch schon veraltet. Wenn sie dann nach einigen Jahren wieder aufgetankt werden sollen, sind sie in den meisten faellen schon museumsreif. Einzig fuer langfristig angelegte Forschungssatelliten koennte das Sinn machen, aber da stellt sich die Frage, baue ich lieber etwas groesser und plane gleich fuer 20 Jahre, oder plane ich nach 10 Jahren ein Auftankmanoever.

Ich persoenlich faende es weit sinnvoller, mehr Ressourcen in die Muellbeseitigung zu stecken und fuer kuenftige Missionen international gueltige strenge “Umweltschutzauflagen” zu erlassen.

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Offline -eumel-

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #2 am: 25. Juni 2018, 00:24:24 »
Vermutlich kaufst Du Dir auch immer ein neues Auto, wenn der Tank leer ist. ;) 8)
Auch hier geht die Entwicklung ständig weiter - und wenn Du immer das Allerneuste brauchst, ist das ein guter Plan! 8)
Autos sind aber auch viel billiger, als etwa Kommunikationssatelliten.  :D

Klar steht da die Frage im Raum, wieviel so eine orbitale Tankstelle kostet.
Wenn aber demnächst private Firmen einen günstigeren Zugang zum All ermöglichen, ändert sich auch dieser Preis.

Durch billigeren Zugang zum Orbit wird sich auch die Anzahl der Satelliten erhöhen.
Das vergrößert das Problem mit dem Weltraumschrott.
Es wäre schon gut, wenn man die Betreiber zur Entsorgung ihres Mülls verpflichten könnte.
Auch wenn jetzt noch alle zögern - auf Dauer wird es gar nicht anders gehen.
Müllentsorgung aus dem Orbit könnte dann ein neuer Geschäftszweig werden. 
Privatfirmen könnten den Service Entsorgung anbieten.

Müllentsorgung wird teuer, denn sie ist sehr aufwändig:
Man braucht einen Raketenstart und ein Raumfahrzeug,
welches sich dem Satelliten annähern, ihn einfangen und deorbitieren kann.

Wenn die Robotic Refueling Mission auf der ISS erfolgreich ist und diese Technologien zur Verfügung stehen,
könnten die Firmen auch diesen Service anbieten: Betanken, reparieren und updaten.

Dann müssen die Satellitenbetreiber entscheiden, was für sie günstiger ist:
Verschrotten, oder weiterbetreiben?
Ob der Satellit dann auf dem allerneuesten Stand der Technik ist, wird nicht entscheidend sein.
Die Frage ist vielmehr, ob er seine Aufgaben noch erfüllen kann.
Kommunikationssatelliten bringen schließlich Geld, wenn sie im Betrieb sind
- nicht wenn sie tot den Orbit verschmutzen, oder in der Atmosphäre verglüht sind.

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Offline -eumel-

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #3 am: 25. Juni 2018, 00:33:44 »
Stellt Euch mal das Hubble Space Teleskop ohne Betankung, Reparatur und Updates vor!
Ein Fiasko!

Jetzt haben wir kein Space Shuttle mehr.
Zur Zeit wären solche Service-Missionen nicht möglich.
« Letzte Änderung: 25. Juni 2018, 03:02:39 von -eumel- »

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Offline -eumel-

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #4 am: 25. Juni 2018, 00:42:13 »

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Offline Sensei

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #5 am: 25. Juni 2018, 10:56:35 »
^^
Naja, es ist schon wesentlich günstiger die Satelliten gleich für den Zeitraum auszulegen den man braucht und ihn ab Start mit ausreichenden Treibstoffen und Kühlmitteln auszustatten.
Und ein Deorbiten bekommt man zumeist mit anderen Mitteln (Brems'segel', autonomes Deorbitmodul am Satelliten..)  auch besser hin.

Aber für Spezialfälle (Satellit beim Start zu schwer für den Träger, Teilweise bei Wasserstoffantrieben, Satellit geht doch verloren, technische Reparaturen) kann es langfristig tatsächlich einen Markt geben.

Doch ich bin der Meinung dass auf mittlere Sicht der Bedarf noch nicht soo da ist: Satellitenpreise werden eher deutlich fallen und damit fällt auch der Wert jedes einzelnen Sats. Gerade bei den Großkonstellationen wird es deutlich günstiger sein eine Hand voll mehr Satelliten zu bauen und hoch zu schicken anstatt extra Serviceautomaten zu entwickeln, bauen, starten und von Orbit zu Orbit hopsen zu lassen.
Und bisher ist der technische Fortschritt auch noch so schnell dass ein verbesserter Ersatz eines normalen Satelliten effektiver ist als den alten aufzufüllen und noch einmal 10+ Jahre zu betreiben.


Trotzdem ist das alles natürlich eine interessante Entwicklung.

Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #6 am: 25. Juni 2018, 11:26:53 »
Oder das teure Kepler-Teleskop:
Als das Kühlmittel aufgebraucht war, konnte es seinen Zweck nicht mehr erfüllen.
Du meinst wahrscheinlich das Herschel-Teleskop, bei Kepler sind das Problem die Drallräder.
Ich fände Roboter-Missionen für Weltraumteleskope sehr interessant. Bei Spitzer ist das Kühlmittel auch aufgebraucht. Das JWT ist ja sogar dafür ausgelegt, automatisch nachgetankt zu werden.
Andererseits frage ich mich, ob ein Tanker im GEO nicht unter'm Strich in Relation recht günstig betrieben werden kann, wenn er nach und nach dutzende von Satelliten neu auftankt. Da sich diese alle im selben Orbit befinden, kann er ohne großen Energieaufwand in Ruhe diese nach und nach anlaufen und auffüllen. Ich weiß aber nicht, ob GEO-Sats heute nach den üblichen 15 Jahren technisch wertlos sind, dann macht das natürlich keinen Sinn.

Offline Dominic

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #7 am: 25. Juni 2018, 11:37:13 »
Anmerken muss man aber auch das sich die Betankungsproblematik perspektivisch in Zukunft deutlich reduzieren wird wenn sich SEP Systeme weiter durchsetzen. Denn dadurch könnte sich der Treibstoffbedarf von Satelliten schließlich deutlich reduzieren was ihre Lebensdauer erhöhen kann. In Zukunft könnten Satelliten -wenn man das möchte- ohne Betankung jahrzehnte lang ihre Position halten.

Auch bei Tieftemperaturkühlsystemen ist einiges möglich ohne das man Kühlmittel verbrauchen muss, etwa mit Pulsrohrkühlern mit denen mittlerweile Temperaturen von weniger als 2K erreicht werden können.

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Offline -eumel-

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #8 am: 25. Juni 2018, 23:58:36 »
@Prodatron: Du hast recht, ich meinte das Herschel Teleskop.
Das Gerät hat 1,1 Milliarden € gekostet und war nur knapp 4 Jahre im Einsatz.
Dabei waren Sonde und Teleskop einwandfrei in Ordnung - nur das Kühlmittel war alle.

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Offline -eumel-

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #9 am: 26. Juni 2018, 00:17:55 »
^^
Naja, es ist schon wesentlich günstiger die Satelliten gleich für den Zeitraum auszulegen den man braucht und ihn ab Start mit ausreichenden Treibstoffen und Kühlmitteln auszustatten.

"Wesentlich günstiger"?
Wie lange hätte man denn z.B. Herschel brauchen können?

Zitat von: Wikipedia
Zu den Hauptzielen von Herschel gehörten Untersuchungen zur

Entstehung und Entwicklung von Galaxien, insbesondere entfernter junger Galaxien, die aufgrund ihres Staubgehalts hauptsächlich im fernen Infrarot ausstrahlen;
Entstehung und Entwicklung von Sternen, zum Beispiel durch großflächige Suche nach den frühesten Entwicklungsphasen der Sterne;
Physik und Chemie der interstellaren Materie;
Objekten in unserem Sonnensystem (Kometen und Planetenatmosphären).


Hunderte Jahre? Tausende?
Die Entwicklung von Sternen und Galaxien sollten wir immer beobachten.
Die dazu erforderlichen Tanks möchte ich mal sehen! 8)

Teleskop und Raumfahrzeug waren zum Zeitpunkt der Abschaltung in einwandfreien Zustand.
Da war auch nichts technisch veraltert.
Bis heute war es der größte Spiegel, der jemals ins All gestartet wurde.
Ende Kühlmittel = Ende Mission.
Echt schade drum! :-\

Wenn es nun "wesentlich günstiger" oder "effektiver" wäre,
warum hat man nicht einfach für 1,1 Milliarden € ein neues gestartet? ???

Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #10 am: 26. Juni 2018, 00:27:55 »
Teleskop und Raumfahrzeug waren zum Zeitpunkt der Abschaltung in einwandfreien Zustand.
Da war auch nichts technisch veraltert.
Bis heute war es der größte Spiegel, der jemals ins All gestartet wurde.
Ende Kühlmittel = Ende Mission.
Echt schade drum! :-\

Wenn es nun "wesentlich günstiger" oder "effektiver" wäre,
warum hat man nicht einfach für 1,1 Milliarden € ein neues gestartet? ???
Genau mein Reden, für Weltraumteleskope finde ich sowas sehr gut. Das ist wohl auch der Grund, warum das JWT dafür ausgelegt ist, oder?

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Offline -eumel-

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #11 am: 26. Juni 2018, 00:37:45 »
Satellitenpreise werden eher deutlich fallen und damit fällt auch der Wert jedes einzelnen Sats.

Also bei Kommunikationssatelliten und Teleskopen sehe ich nicht, dass die Preise "deutlich fallen".
Allein die Baukosten für das zukünftige James Webb Teleskop werden von der NASA auf 8,7 Milliarden Dollar geschätzt.

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Offline -eumel-

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #12 am: 26. Juni 2018, 00:55:24 »
Und bisher ist der technische Fortschritt auch noch so schnell dass ein verbesserter Ersatz eines normalen Satelliten effektiver ist als den alten aufzufüllen und noch einmal 10+ Jahre zu betreiben.

Die Satellitenbetreiber werden einschätzen, was für sie günstiger ist.

Mit der Technologie zum Nachtanken, Reparieren und Updaten können sie einiges machen.
Ohne die Technologie haben sie keine Optionen.

Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #13 am: 26. Juni 2018, 11:04:10 »
Sorry fuer meine spaete Antwort. War etwas beschäftigt die letzten Tage.

Also erst mal, mir kommen in der Regel nicht mal Plastiktüten ins Haus und wenn doch, muss ich befürchten, dass mich meine Frau mit den Dingern nicht ins Haus laesst  ;D

Ich will damit nur andeuten, dass ich im Prinzip jede Art von Wiederverwendung toll finde. Ich gehe sogar soweit, dass man auch Wiederverwendung betreiben sollte, wenn nicht ökonomisch aber oekologisch sinnvoll. Ich habe ja oben schon geschrieben, dass ich solche Loesungen fuer langfristige Forschungsmissionen durchaus praktikabel und lohnenswert finde. Anders sehe ich das bei Telekommunikationssatelliten. Die sind zwar relativ teuer, aber rein materialtechnisch im Vergleich zum Gesamtnutzen peanuts. Dazu kommt, dass sie nach 10-20 Jahren einfach nicht mehr die Anforderungen der aktuellen Zeit erfüllen koennen. Wir erinnern uns, vor etwas mehr als 10 Jahren haetten wir gefragt, wtf. ist ein Smartphone. Vor 20 Jahren kannte die Allgemeinheit keine digitale Fotografie. Genauso geht es diesen Satelliten, die sind technologischer Schrott. Da waere es sinnvoller, die Dinger vom Himmel Orbit zu holen, bevor sie noch Schaden anrichten.

Inwieweit man in Zukunft orbitale Infrastrukturen schafft, die preiswerte Loesungen bieten, Satelliten zu reparieren und zu betanken, wird sich zeigen, wobei ich glaube, dass die Betankung in Zukunft sowieso wegfaellt und nur die Reparatur bleibt. Im Moment sehe ich eher, dass man mit solchen Projekten den zweiten vor dem ersten Schritt macht. Mein Vorschlag waere deswegen dahingehend, statts kosmischer Tankstellen, wuerde ich erst mal eine orbitale Muellabfuhr und Kehrmaschinen, die Satellitenbahnen reinigen, installieren und so die Fehler der Vergangenheit korrigieren.

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Offline Volker

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #14 am: 26. Juni 2018, 12:39:57 »
Hallo,

eine Robotic Refueling Mission gab es ja schon vor vielen Jahren: Orbital Express flog 2007 und demonstrierte automatische Rendezvous-Operationen, automatisches Andocken, Transfer von Flüssigkeiten (Hydrazin) sowie
Austausch von Satellitenkomponenten im Orbit. Finanziert vom amerikanischen Verteidigungsministerium.

Gruß
Volker
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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #15 am: 27. Juni 2018, 00:01:07 »
Ja, die Orbital Express Mission zeigte, dass es möglich ist.
Allerdings zwischen zwei Satelliten, die extra für diesen Zweck gebaut wurden.

Die Russen haben das schon früher gemacht - und machen es noch heute:
Progress betankt Swesda/ISS.

RRM 2 entwickelt nun die Technologie, mit der auch nicht-kooperative Satelliten versorgt werden können.
Satelliten ohne Dockingport, bei denen auch der Tankstutzen nicht zum nachfüllen vorgesehen war.
Also Rendezvous, Satelliten festmachen, Tankstutzen ermitteln, Werkzeuge exakt dazu ausrichten, Sicherungsdraht durchschneiden, Verschlusskappe abschrauben, abdichten mit Gummimatte, Ventil öffnen, Druckausgleich herstellen, betanken, Ventil schließen, Verschlusskappe wieder aufschrauben, Raumfahrzeuge trennen ohne etwas zu beschädigen. 

Es sind etwa tausend Satelliten im Orbit - die alle nicht für eine Service-Mission vorgesehen sind.
Die Betreiber müssen entscheiden, ob eine Service-Mission in Frage kommt.
Wenn es dann solche Service-Missionen gibt, könnten zukünftige Satelliten darauf vorbereitet werden.
« Letzte Änderung: 27. Juni 2018, 09:18:56 von -eumel- »

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #16 am: 27. Juni 2018, 00:55:37 »
Gut dass dieser Thread das Müllproblem ins Gespräch bringt.
Sag ich doch: Save the Planet ! (wozu natürlich auch der Orbit gehört.)

Die Lösung des Müllproblems beginnt aber nicht mit der Entsorgung.
Sondern mit Müllvermeidung, Weiterverwendung, Recycling - und zum Schluss erst Entsorgung.

Mit der Technologie Auftanken, Reparieren, Updaten könnte ein kommerzieller Geschäftszweig entstehen.
Privatfirmen könnten diesen Service anbieten und Geld damit verdienen.
Die Raumfahrt wird erst dann so richtig in Schwung kommen, wenn man damit Geld verdienen kann.

Wenn solche Service-Raumfahrzeuge einen Satelliten eingefangen haben, kann der Auftraggeber wählen:
Auftanken, Reparieren, Updaten, oder Entsorgen (Deorbitieren).
Damit ließe sich das Müllproblem kontrollieren.

Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #17 am: 27. Juni 2018, 14:39:02 »
Gut dass dieser Thread das Müllproblem ins Gespräch bringt.
Sag ich doch: Save the Planet ! (wozu natürlich auch der Orbit gehört.)

Die Lösung des Müllproblems beginnt aber nicht mit der Entsorgung.
Sondern mit Müllvermeidung, Weiterverwendung, Recycling - und zum Schluss erst Entsorgung.

Mit der Technologie Auftanken, Reparieren, Updaten könnte ein kommerzieller Geschäftszweig entstehen.
Privatfirmen könnten diesen Service anbieten und Geld damit verdienen.
Die Raumfahrt wird erst dann so richtig in Schwung kommen, wenn man damit Geld verdienen kann.

Wenn solche Service-Raumfahrzeuge einen Satelliten eingefangen haben, kann der Auftraggeber wählen:
Auftanken, Reparieren, Updaten, oder Entsorgen (Deorbitieren).
Damit ließe sich das Müllproblem kontrollieren.

Geld kann man damit verdienen, wenn es staatlich reguliert wird. Also zum Beispiel, wenn es gesetzlich vorgeschrieben wird, seinen “Muell” im Weltall zu entsorgen. Da koennte die Politik was bewirken. Da stimme ich zu und faende das auch in Ordnung. Auch, dass man den Betreibern die Wahl laesst, zwischen Entsorgung, Reparatur oder sonst was. Hauptsache der Satellit kreist nicht als Muell um die Erde. Trotzdem sehe ich da kein big business. Das teuerste an Kommunikationssatelliten ist die Entwicklung. Gebaut ist sowas mit vergleichsweise geringem Aufwand. Anders sieht es bei Forschungssatelliten aus. Da sehe ich eher Potenzial.

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #18 am: 28. Juni 2018, 02:13:09 »
ich halte das fuer weitestgehend Ressourcenverschwendung.
faende es weit sinnvoller, mehr Ressourcen in die Muellbeseitigung zu stecken


ich bin der Meinung dass auf mittlere Sicht der Bedarf noch nicht soo da ist

ich glaube, dass die Betankung in Zukunft sowieso wegfaellt


Hmm.
Die NASA entwickelt robotische Tanktechnologie für´s Weltall,
und hier meint man, das wird nicht gebraucht?  ??? :-\

Ich lese öfters, dass man große bemannte Missionen zum Mars fliegen will.
Space Launch System mit Orion, Big Fucking Rocket mit Big Fucking Ship, Deep Space Gateway oder Lunar Orbital Platform-Gateway ...
Die müssen alle im Orbit nachtanken - und dafür brauchen sie eine Tanktechnologie.
Der Treibstoff für den Rückflug vom Mars wird vor Ort auf dem Mars hergestellt.
Auch dafür wird man eine Tanktechnologie brauchen.

Dass das in der Theorie alles ganz einfach klingt,
ändert nichts daran, dass man das zuvor erstmal bauen und ausprobieren (demonstrieren) muss.
Auch dabei werden Probleme auftauchen, die man vor den bemannten Flügen lösen sollte.

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Offline Sensei

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #19 am: 28. Juni 2018, 06:34:13 »
Die Kritik bezog sich doch nicht wirklich auf das betanken im Weltraum an sich sondern um das spezielle nachbetanken von normalen , teilweise nicht kooperativen, Satelliten die von Service Satelliten extra auf den Bahn angeflogen werden.

Betanken von BEO Missionen ist dann noch einmal eine ganz andere Sache. Genauso wie ein Treibstoffdepot oder eine Tankinfrastruktur auf anderen Planeten wieder ein ganz anderes Thema sind..

Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #20 am: 29. Juni 2018, 11:38:23 »
Stimme Sensei zu und gebe zu bedenken, dass es nicht das erste mal ist, dass in der Geschichte staatlicher Organisationen etwas entwickelt wurde, was (voellig) am Bedarf vorbei ging. An diesem orbitalen Service wird ja nicht erst seit gestern gearbeitet und in der Zwischenzeit hat sich der Markt ziemlich stark gewandelt. Ich finde die SLS geht auch am Markt vorbei. Viel zu teuer.

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #21 am: 04. Juli 2018, 00:28:32 »
Betanken von BEO Missionen ist dann noch einmal eine ganz andere Sache. Genauso wie ein Treibstoffdepot oder eine Tankinfrastruktur auf anderen Planeten wieder ein ganz anderes Thema sind..

Genau darum geht es bei Robotic Refueling Mission Phase 3  (RRM3).

RRM3 wird den Transfer von kryogener Flüssigkeiten demonstrieren,
die für Antriebssysteme und lebenserhaltende Systeme im Weltraum entscheidend sind.
Während die vorangegangene Phase der Robotic Refueling Mission (RRM2)
das Entfernen von Kappen, Ventil-Bedienung, Adapter-Installation und die Wiederauffüllung von Tanks beinhaltete,
wird die Übertragung von Kryogen im Orbit zum ersten Mal bei RRM3 mit flüssigen Methan durchgeführt.
Wenn es mit Methan klappt, können die Methoden auch für Sauerstoff, Wasserstoff und Kühlmittel verwendet werden.

Kryogene im Weltraum tendieren dazu, sich langsam aufzuwärmen und abzukochen.
Das führt dazu, dass weniger Kryogen zum Nachfüllen zur Verfügung steht.
Durch Verdampfen bilden sich Blasen, die bei Schwerelosigkeit nicht einfach im Tank nach oben steigen,
wie das bei Schwerkraft auf der Erde geschehen würde.
Stattdessen verteilen sich die Blasen im ganzen Tank und schäumen die Flüssigkeit auf.
Wenn das Kryogen dann zum Gebrauch als Treibstoff oder Kühlmittel aus dem Tank entnommen wird,
können Blasen den Flüssigkeitsstrom unterbrechen, oder effektive Übertragungsraten verringern.
Deshalb testet und perfektioniert RRM3 die blasenfreie Übertragung von Flüssigkeiten mittels neuartiger Technologie.

Ein weiteres Hauptziel von RRM3 ist die Lagerung von kryogener Flüssigkeit für mindestens sechs Monate.
Durch die Verwendung von Kryokühlern und einer fortschrittlichen Mehrschicht-Isolierung
sollte der Treibstoffverlust nahe oder bei Null liegen, so dass keine überdimensionierten Tanks und kein zusätzliches Treibmittel benötigt werden.

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Offline Duncan Idaho

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #22 am: 04. Juli 2018, 01:28:24 »
Was ich mich schon lange frage, wie bekommt man die Treibstoffe eigentlich von A nach B?
Sind da Membranen in den Tanks oder macht man das über Beschleunigung.
Die "Suppe" muss ja irgendwie am Snüffelstück anliegen?
#I NEVER WANT TO HOLD/SCRUB AGAIN. \\//_

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Offline -eumel-

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Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #23 am: 04. Juli 2018, 09:31:31 »
Bei der Wiederzündung von Oberstufen-Triebwerken wird oft vor der Zündung kurz mit Thrustern beschleunigt, damit der Treibstoff zum Tankausgang gelangt und von der Pumpe erfasst werden kann.

Bei Wiederbefüllen im Weltraum ist diese Methode jedoch ungünstig.
Immerhin sind dabei zwei Raumfahrzeuge nur leicht miteinander verbunden.
Beschleunigung durch einen gemeinsamen Schwerpunkt ist schwierig und eine Änderung der Bahn sicher unerwünscht.
Außerdem müsste man während des ganzen Tankprozesses weiter beschleunigen.

Hier ist wohl der Einbau von Strukturen in den Tank erforderlich, die die Flüssigkeiten zum Tankausgang leiten.
Das Goddard Space Flight Center, wo RRM entwickelt wird, schreibt nur von "neuartiger Technologie".
Wobei auch der Einbau von Strukturen im Tank schon lange üblich ist.

Hier einige Links zum nachlesen:
https://phys.org/news/2011-08-robotic-refueling-module-relocated-permanent.html
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/robotic-refueling-mission-3-completes-crucial-series-of-tests
https://sspd.gsfc.nasa.gov/RRM3.html

Re: Robotic Refueling Mission
« Antwort #24 am: 04. Juli 2018, 14:12:45 »
Eumel laesst nicht locker  ;D

Frage, waere es dann nicht gleich sinnvoller, eine grosse Tankstelle im Orbit zu errichten, wo diese Roboter dann sich selbst auftanken koennen und Treibstoff fuer den oder die Satelliten holen? Die Tankstelle wird dann mit Grossraketen von der Erde aus beliefert. Das waere fuer Satelliten zwar immernoch teuer, aber vielleicht rechnet sich das. Viel eher aber glaube ich aber, dass die Zukunft darin liegt, kuenftige Raumstationen zu versorgen. Sowas koennte ich mir in Zukunft dann doch wieder vorstellen und wuerde auch finanziell Sinn ergeben. Gleichzeitig koennten die Tankstellen auch fuer interplanetare Raumschiffe, siehe BFR, genutzt werden. Einfach mit viel Nutzlast und wenig Treibstoff im LEO an die Tanke, tanken und ab geht die Reise. Macht alles Sinn, aber einfach ein paar Satelliten betanken, da bleibe ich skeptisch. Sorry. Aber klar, anfangen muss man ja irgendwo.