Neuer Mondlander der NASA

Ich weiß nicht obwohl ich als Laie mir längst Gedanken um die Standsicherheit von HLS und den favorisierten beiden Mond-Landern mache, doch gerade wurde hier durch einen sehr kleinen "Odysseus" gezeigt, wie schnell so ein Lander umfällt, auch wenn es hier durch die zu hohe seitliche Bewegung beim Aufsetzen verursacht wurde. Doch selbst bei einer senkrechten Landung ist doch ein Fahrzeug mit breiter Aufsetzfläche im Vorteil.

Der Mond hat zwar nur 1/6 der Erdanziehung, doch wenn Starship HLS auf schrägem Untergrund landet, dann dauert es nur etwas länger bis er kippen könnte. Spätestens, wenn der gedachte Liftkrahn auch noch auf der tieferen Seite zum Einsatz käme. Auch der BlueOrigin Lander hat den Schwerpunkt oben statt unten und ist nur wenig breiter aufgestellt.

Selbst irdische Geländewagen haben einen größeren Radstand und einen tiefen Schwerpunkt für schwieriges Gelände. Das hat logische Gründe.

Kennt man diese einfachen Dinge nicht mehr bei der NASA? Erinnern sie nicht die schräge Lage der Apollo Lander von Mission 14 und 15. Gut das die Landebeine damals breit genug waren. Ein HLS in der Position dürfte kaum sicher stehen bleiben.

Die Südpol-Region des Mondes ist zudem ein noch schwieriges Gelände für eine sichere Landung. Wenn schon ein kleiner Lander umfällt, was ist erst los, wenn ein Starship HLS wegkippt? Leider hat sich die NASA auch für den zweiten Lander nicht auf den Entwurf geeinigt, der sehr stabil auch auf schrägem Gelände stehen könnte. Hoffentlich wird das nicht das Ende von Artemis, sondern man lernt schnell dazu?

Eine gute Erläuterung der derzeitigen Lander und ihrer Schwierigkeiten:
https://youtu.be/9DDg-DsJaRc?si=QwSxl4hXKkhFX1Jg

Wenn Starship HLS einmal so stehen würde wie der Apollo 15 Lander, ich weiß nicht was passieren könnte:
https://airandspace.si.edu/multimedia-gallery/12999hjpg

Hier ist der Schwerpunkt mit Fracht oben, also ebenso nicht optimal:
https://www.raumfahrer.net/nasa-waehlt-blue-origin-fuer-astronautenmission-zum-mond-aus/

Das wäre sicher stabiler gewesen in jeder Situation:
https://www.pinterest.co.uk/pin/726135139915545249/


Nun, ich habe einfach, praktikabel und logisch nachgedacht. Ob man das bei der NASA auch heute so tut weiß ich nicht. Es war mal so. Hoffen wir, dass die Chinesen und Andere nicht gegen Artemis obsiegen, weil sie nicht ins volle Risiko gehen.

Das mit dem Schwerpunkt kann so schlimm nicht sein, den das HLS muss mindestens genug Treibstoff bis zum Gateway haben, also für ca. 1600-1900m/s. Bei einer Nutzlast von 100t und einer Leermasse von 150t (geschätzt) sagt mit die Raketengleichung das da ca. 174t Treibstoff beim Start benötigt werden und der Sauerstoff mit geschätzten 136t oder ca. 104,6m^3 oder ca. die ersten 2,5m Tankhöhe.
der Schwerpunkt vom Sauerstoff dürft weniger als 2m über dem Tankboden liegen.

Der gesamte Rest aus LCH4 und der Leermasse von 150t, sollte in unter 20m Höhe liegen.
Ich schätze mal der Gesamtschwerpunkt dürfte beim Start in <18m über dem Boden liegen.
Falls die Beine wirklich mindestens 17,5m über die kurze Seite auskragen, so sind wir bei fast 27° Abspreizung, das ist schon ziemlich gut.

Natürlich ist die Standsicherheit bei einem (Mond)lander eine herausragende Komponente und wird ganz bestimmt auch von der jeweiligen Herstellerfirma als solches erkannt und behandelt.
Daß sie dabei noch nicht das Gelbe vom Ei gefunden haben, läßt sich vermuten. Da wird wohl noch Einiges dran erprobt und geändert werden müssen.
Gerade bei den beiden ausgewählten HLS-Landern dürfte aufgrund deren Bauweise hier auch eine Hauptfehlerquelle vorliegen.
Ich bin aber überzeugt davon, daß zumindest SX u.a. aufgrund ihrer Erfahrungen mit buchstäblich hunderten von Landungen auf schwankenden Schiffen hier das Richtige treffen werden. Schließlich sind das auch keine starren Beine, die Lande-Hard-/Software  ist sicher bedonders ausgefeilt und es wird genügend Treibstoff vorhanden sein zu hoovern und im Notfall die Landung abzubrechen.
Auch werden die Erfahrungen die man jetzt mit all den unbemannten kleinen und großen Landern macht in die Entwicklung der späteren, unbemannten wie bemannten, mit einfließen.
Ein Restrisiko bleibt bei solchen riskanten Unternehmen natürlich immer.

Danke @Klakow für die Berechnung.
Hinzuzufügen wäre wohl noch, daß hier auch der Angriffspunkt und die Höhe der Beine eine Rolle spielen dürfte und inwiefern die Federung/Hydraulik derselben einen abschüssigen Landeplatz ausgzugleichen vermögen.
Und auch die Triebwerke haben ein nicht zu vernachlässigendes Gewicht, welches den Schwepunkt noch weiter nach unten verlagern dürfte.

Das Starship wurde vor den Abmessungen her vor der Mondlander-Ausschreibung der NASA festgelegt. Das das Starship für diesen Zweck suboptimal ist ist auch SpaceX bekannt. Wenn SX Interesse am Mond hätte würde man den Lander anders konstruieren. Die Ausschreibung ist doch nur ein Mitnahmeeffekt für etwas was sie eh bauen wollen. Ich Zweifle auch an der Landefähigkeit auf dem Mond, denn auf Regolit hat SX bisher noch nichts gelandet. Auch wenn der Lander umkippt, wird denke ich ein Großteil des NASA Geldes fließen.

Richtig @Erika, das Starship wurde primär für den Mars konzipiert. Aber auch dafür ist es eigentlich zu hoch im Verhältnis zur Breite. Allerdings sind die Landebeine wohl bis jetzt noch nicht voll festgelegt.
Allgemein sollte das Starship ja "überall" landen können, also auch auf dem Mond. Aufgrund der Stahlbauweise dürfte es relativ leicht sein die Landebeine je nach Anwendungsbereich unterschiedlich zu konstruieren, (oder eben auch ganz weg zu lassen). Gerade für den Mond können diese recht voluminös ausfallen, da ja kein Hitzeschild gebraucht wird.

Sobald sich da Astronauten an Bord befinden, darf der Lander nicht mehr umfallen, ganz egal von welcher Firma er nun gebaut wurde. 

SX hat (inzwischen?) sicher "Interesse am Mond". Da läßt sich wohl bald einiges Geld verdienen und auch einige Erfahrung sammeln! Auch wenn sie das vorher gewußt hätten, hätten sie wohl keinen extra Mondlander gebaut, das widerspricht irgendwie der Firmenphilosophie (auch Fracht-Dragon hat mit Crew-Dragon sehr viel gemeinsam)

Es ist ja nicht unbedingt gesagt, daß man bei den starren Landegestellen bleiben wird.
Diese erfüllen natürlich viele Anforderungen. Sie sind prinzipiell sehr sicher, robust und können trotzdem recht massearm ausgeführt sein.
Masse ist natürlich immer das Totschlagargument wenn man was anderes bauen möchte.
Aber "alle" wünschenswerten Anforderungen können sie auch nicht erfüllen.
Eine fehlende Eigenschaft ist natürlich die Nivellierfähigkeit.
Wenn man daran denkt kommt natürlich gleich der Gedanke an Abstandsmessung pro Landebein und wie auch immer längenverstellbare Landebeine auf.
Aber es ist ja nicht gesagt, das die entsprechenden Entwickler da nicht mit Lösungen um die Ecke kommen, welche das Massenbudget nicht überstrapaziert.
Es ist ihnen ja auch bewußt daß man am Mond oder Mars eine bestimmte Schieflage und Unebenheit des Terrains vorfindet und man aber trotzdem mal dort landen wird wollen oder müssen. Vielleicht werden die Forderungen an die Nivellierung gar nicht so klein ausfallen.
Ich denke nicht, daß man das nicht im Auge hat. Insbesondere bei bemannten Systemen.

Eine Frage zum HLS: auf dem Mond gelandet wird ja mit Hilfe dieses Rings aus Triebwerken, um einen Regolith-Tornado auf dem Mond zu vermeiden.
Aber wie ist das eigentlich mit dem Rückstart geplant ? Zunächst auch mit Hilfe des "Rings" und dann, wenn der Sicherheitsabstand erreicht ist, weiter mit den Raptoren ? Ich habe hier die Faden durchsucht, aber dazu  keine Aussage gefunden... 

Eine Frage zum HLS: auf dem Mond gelandet wird ja mit Hilfe dieses Rings aus Triebwerken, um einen Regolith-Tornado auf dem Mond zu vermeiden.
Aber wie ist das eigentlich mit dem Rückstart geplant ? Zunächst auch mit Hilfe des "Rings" und dann, wenn der Sicherheitsabstand erreicht ist, weiter mit den Raptoren? Ich habe hier die Faden durchsucht, aber dazu keine Aussage gefunden...

Genau davon ist auszugehen. Genaue Infos gibt es hier aber meines Wissens von offizieller Seite noch nicht.

Mane

"Arbeiten an großen Frachtlandegeräten für die Artemis-Mondmissionen der NASA im Gange

Im Rahmen der Artemis-Kampagne der NASA werden die Behörde und ihre Partner große Ausrüstungsgegenstände auf die Mondoberfläche schicken, um eine langfristige wissenschaftliche Erkundung des Mondes zum Nutzen aller zu ermöglichen. Die Anbieter von bemannten Landungssystemen der NASA, SpaceX und Blue Origin, beginnen derzeit mit der Entwicklung von Mondlandegeräten für große Frachtlieferungen, um diesen Bedarf zu decken. Eine Pressemitteilung der NASA."



Frühe konzeptionelle Renderings von Frachtvarianten für bemannte Mondlandesysteme der NASA-Anbieter SpaceX, links, und Blue Origin, rechts. Beide Industrieteams haben die Befugnis erhalten, mit der Entwicklung großer Frachtlandegeräte zu beginnen, die bis zu 15 Tonnen Fracht, z. B. einen Rover unter Druck, auf die Mondoberfläche bringen können.
Grafiken: SpaceX und Blue Origin

Weiter in der Pressemitteilung der NASA:
https://www.raumfahrer.net/arbeiten-an-grossen-frachtlandegeraten-fur-die-artemis-mondmissionen-der-nasa-im-gange/

Viele Grüße
Rücksturz