Machbarkeitsstudie Hubble-Service-Misson

Die Idee ist ja Hubble in einen höheren Orbit zu bringen. Wie könnte das funktionieren? Die Dracos der Dragon feuern ja in Richtung des Koppelungsadapter von Dragon. Also müsste Dragon mit dem Trunc an Hubble docken?

Die Dracos können notwendigerweise in alle Richtungen feuern. Interessant finde ich eher, ob deren Tanks für eine relevante Orbitanhebung eines so massiven Teils ausreichen würden.

Das einfachste wäre es wohl, so etwas wie eine Kick-Stage in den Trunk einzubauen. Alles in der richtigen Richtung und der Draco-Treibstoff bleibt für Dragons eigene Manöver.
Wobei es dann wohl nur bei einer Anhebung des Orbits bliebe. Reparaturen kann man dann nicht machen, wenn zur Nase niemand aussteigen kann.
Oder ist künftig geplant, auch zur Seitenluke aussteigen zu können? Bei den mehrfachen Prüfungen, die man dort bei den Startvorbereitungen immer braucht, bis alles sitzt, kann ich mir nicht vorstellen, dass man die im Orbit öffnen möchte... 

Oder ist künftig geplant, auch zur Seitenluke aussteigen zu können? Bei den mehrfachen Prüfungen, die man dort bei den Startvorbereitungen immer braucht, bis alles sitzt, kann ich mir nicht vorstellen, dass man die im Orbit öffnen möchte... 

Zumindest bei Apollo ging das

Ich stelle mir gerade vor, was die alles anstellen könnten, wenn sie den Trunk mit ordentlich Treibstoff und einer Auswahl von Ersatzteilen (Computer waren ja zuletzt ein wunder Punkt) voll packen und da rauf fliegen.
Würde es Hubble und dem Team dahinter sehr gönnen, wenn sie nochmal ein Servicing bekämen. 

Ich stelle mir gerade vor, was die alles anstellen könnten, wenn sie den Trunk mit ordentlich Treibstoff und einer Auswahl von Ersatzteilen (Computer waren ja zuletzt ein wunder Punkt) voll packen und da rauf fliegen.
Würde es Hubble und dem Team dahinter sehr gönnen, wenn sie nochmal ein Servicing bekämen. 

Die Crew von Polaris besteht aber jetzt nicht gerade aus ausgebildeten Technikern, ist halt die Frage in wie weit die Hubble Crew da jemanden manuell dran rumbasteln lassen will.

Allgemein eine schöne Mission. Die NASA kann Hubble länger betreiben, SpaceX kann ein durchaus Prestige trächtiges Unterfangen umsetzen und Isaacman bekommt seinen Wunsch erfüllt mit Polaris auch wichtige Dinge tun zu können. Eigentlich eine Win-Win-Win Situation.

Allerdings muss ich zugeben das ich bei der Fragerunde am Ende schon wieder Puls 300 hatte, als die Frage kam ob da nicht nur ein reicher Mensch eine Beschäftigung im Weltraum sucht. Scheinbar kann man nicht einfach etwas positives hinnehmen, einige Menschen suchen irgendeinen Grund etwas schlecht zu reden.

Die Bahnanhebung muß nicht zwingend mit Dragon gemacht werden und schon gar nicht bemannt.
Im NSF-Forum wurde ausgerechnet, daß zur geplanten Orbitänderung 143 kg Treibstoff benötigt werden.
Es gibt zz. noch gerademal 2 aktive NASA-Astronauten/in welche für Hubble-Wartung ausgebildet wurden.

Die Bahnanhebung muß nicht zwingend mit Dragon gemacht werden und schon gar nicht bemannt.
.......

Das ist richtig. Aber Dragon braucht wahrscheinlich den geringsten Entwicklungsaufwand. Hauptproblem sind aber die Gyroskope von Hubble. Hubble hat 6 Gyroskope. Davon sind 3 vollständig ausgefallen. Einer ist stark eingeschränkt. Nur 2 sind noch voll funktionsfähig, aber genauso alt wie die kaputten. Für eine lange Lebensdauer wäre Austausch der Gyroskope wichtig. Ein NASA Astronaut, der da Erfahrungen hat, wäre wichtig. EVA kann mit dem neuen SpaceX EVA Anzug gemacht werden. Der NASA EMU ist zu sperrig.

Was den Entwicklungsaufwand angeht, egal ob man nur den Orbit anheben möchte oder auch Wartungsarbeiten ausführen möchte, zunächst muss man das Hubble-Teleskop "greifen".
D.h. mam braucht eine Entsprechung für den Candarm des Shuttles.
Dieser muss nicht unbedingt so lang und groß sein wie bei Shuttle oder der ISS aber wenn er in den Trunk der Dragon passen soll, wird es schon sehr kurz.
Der Vorteil von Hubble ist, dass es dafür vorgesehen ist, um entsprechend gegriffen zu werden.
Ob eine Fixierung durch einen "Dragonarm" allerdings ausreicht, um auch Wartungsarbeiten und insbesondere eine entsprechende Impulsübertragung für eine Orbitanhebung durchzuführen, sehe ich zumindest problematisch.
Beim Shuttle meine ich, wurde das Hubble für die Wartungsarbeiten und die Orbitanhebung auf einer Art Adapterring fixiert.
So ganz kann ich mir noch nicht vorstellen, wie das bei der Dragon gelöst werden kann.

Wenn man in Flugrichtung mit einem am Nosecone angebrachten Adapterring direkt andockt, kann man u.U. die Orbitanhebung recht problemlos, evtl. sogar unbemenscht durchführen, wenn man es schafft, dass die ausströmenden Triebwerksabgase das Hubble nicht beschädigen.
Allerdings wird es bei einer entsprechenden Anordnung schwierig bis unmöglich, über die Luke in der Spitze noch auszusteigen.
Außer der Adapterring ist soweit nach vorne versetzt (über eine Mechanik, die nach dem Start ausfährt), dass man zwischen Luke und Adapterring noch durchschlüpfen kann.

Oder der Adapterring ist im oder am Trunk befestigt, u.U. sogar in der Achse des Schubvektors.
Wenn man dann noch einen Dragonarm unterbringt, hätte man wahrscheinlich die Möglichkeit sowohl Wartungsarbeiten als auch die Orbitanhebung durchzuführen.
Wobei man dann noch z.B. neue Gyroskope unterbringen muss, was sowohl Masse als auch Platz "kostet".

Oder man trennt Wartungsmission (bemenscht, mit Ersatzteilen) von der Orbitanhebung (ggf. unbemenscht, evtl. Zusatztreibstoff).

Viele Grüße
Rücksturz

Man braucht nicht unbedingt einen Arm, um an Hubble andocken zu können.
Bei der letzten Servicing Mission an Hubble 2009 wurde am Heck ein spezieller Dockingadapter angebracht, um auch nach dem Auslaufen des STS-Programms ein gezieltes De-Orbiting herbeiführen zu können; der Adapter kann also die entsprechenden Kräfte übertragen - nur eben in diesem Fall für eine Bahnanhebung statt einer Absenkung.
Bild und Referenzen im HST-Thread: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=1172.msg538463#msg538463

Mal rein hypothetisch gedacht, wäre folgendes möglich?


1) Eine DragonV2-Cargo dockt an dem Adapter an.
2) Die Superdracos werden vorher ausgebaut und gegen kleine Steuertriebwerke Richtung Heck ersetzt.
3) Im Trunc werden Reaktionsräder verbaut.
4) Die Dragon kann jetzt Hubbles Orbit anheben, so lange bis der Treibstoff aufgebraucht ist.
5) Die Dragon kann mit den Reaktionsrädern Hubble stabil halten und/oder nur die vorhandenen 2 Reaktionsräder unterstützen.
6) Die Dragon verbleibt dauerhaft an Hubble. Eine Landung ist nicht geplant.
7) Nach Ablauf der Mission koppelt die Dragon wieder ab und der Resttreibstoff wird genutzt um einen Deorbit einzuleiten mit verglühen in der Atmosphäre.


Zu 2+7) Alles, was für die Landung benötigt wird, wird ausgebaut. Superdracos, Fallschirme, Triebwerke, usw.

Das hat aber jetzt nix mehr mit Polaris zu tun!


Edit tomtom: deswegen hab ich jetzt einen neuen Thread draus gemacht.

5) Die Dragon kann mit den Reaktionsrädern Hubble stabil halten und/oder nur die vorhandenen 2 Reaktionsräder unterstützen.

Die Gyros von Hubble sind sicherlich nicht für eine derart gesteigerte Gesamtmasse ausgelegt? Wenn das so ist, müsste Dragon die komplette Stabilisierung mit eigenen Gyros übernehmen, und von daher auch entsprechend lange halten. Darauf folgt die Frage...

6) Die Dragon verbleibt dauerhaft an Hubble.

Wie lange kann eine Dragon denn "alleine" im Orbit bleiben? Stichwort Solarpanele, Elektronik, Kühlsystem etc. Wie wir wissen, klappen 6 Monate, allerdings angedockt an die ISS. Aber hier reden wir von vielleicht 10 Jahren, und das im Freiflug ohne ISS als Versorgungsbackup.

Grundsätzlich stelle ich mir aber auch die Frage, ob man nicht ein externes, kleineres Modul an Hubble andocken könnte, welches die Arbeit der Gyros komplett übernimmt.

So stelle ich mir das Ganze grafisch vor:




Hinweis zu 2: Die Superdracos werden nicht benötigt, die neuen Zusatztriebwerke kommen jedoch in den Trunc.
Alternative zu 7: Alternativ zum Abdocken wird die Dragon nach wenigen Tagen passiviert und verbleibt ab jetzt für immer an Hubble. Ein neuer Kopplungsadapter am Heck erlaub es ab jetzt, dass weitere Missionen in der Zukunft durchgeführt werden.

Jared Isaacman hat dazu noch etwas getweetet. Er deutet an, daß ein Adapter in den Trunk eingebaut wird, mit dem Dragon an Hubble andockt.

https://twitter.com/rookisaacman/status/1576310153053278208


Das hat zwei Vorteile.

1. Der Port am Dragon bleibt frei und kann für EVA benutzt werden, wenn Dragon angedockt ist.

2. Die vorhandenen Draco in der Nase können für das Orbitmanöver benutzt werden

Dragon bleibt nicht angedockt. Der Hubble port kann später direkt benutzt werden, um Hubble deorbit durchzuführen.

"may want to flip Dragon 180 degrees"
...also nicht wie auf den Bildern.
Fände ich aktuell auch am logischsten. Dann könnte man nach dem Andocken sogar einen Teil vom Trunk-Andockport am Hubble belassen, welcher neue Gyros beinhaltet, die die alten ersetzen. Die Mission wäre dann sogar unbemannt möglich.

Die Dracos können notwendigerweise in alle Richtungen feuern. ....

Einbaubedingt aktuell aber doch nicht, oder?

Gruß   Pirx

Edit: P.S: Draco und Super-Draco durcheinandergebracht ....

Bei der Diskussion wurde bisher nicht betrachtet, wie die Integration externer Komponenten (Triebwerke, Gyros ..) in die softwaremäßigen Betriebsobliegenheiten von Hubble eingebunden werden sollen. Hubble wird seine Lage im Raum ja doch häufiger ändern als irgend ein Komsat. Ist ein Computerinterface möglich/vorgesehen? Gibt es die Logik innerhalb Hubbles her, bestimmte Aufgaben und ggf. die Kontrolle darüber an externes Gerät auszulagern?

Gruß   Pirx

So weit wie ich weiß, können die Dracos keinen Schub in Richtung Nosecone ausüben, da in diese Richtung keines verbaut ist.

Ich glaube, eine Kommunikation zwischen Hubbel und Dragon ist nicht notwendig. Die Lagekontrolle in Hubble wird abgeschaltet. Es kommt vom Boden der Befehl an die Dragon, eine bestimme Lage einzunehmen und halten. Dann kann Hubble normal arbeiten.

Unter der Nosecone selber sitzen ja 4 Dracos (das werden doch keine Kaltgasdüsen sein?). Diese muss natürlich geöffnet sein, damit die feuern können. Mit einem dort angedocktem Hubble wäre ein Rückwärtsfliegen nicht möglich, aber das macht ja dann auch keinen Sinn. Wenn Hubble am Trunk angedockt wäre, würde man diese Dracos aber verwenden können.

Es gibt zz. noch gerademal 2 aktive NASA-Astronauten/in welche für Hubble-Wartung ausgebildet wurden.

Diese beiden sind:
Megan McArthur, geb. 30.08.71, STS-125 (letzte Hubble-Service-Mission 2009), ISS 65/66 (Dragon-Crew-2, 2021), 0 EVA (?)
Andrew Feustel, geb. 25.08.65, STS-125 (Hubble, 3x EVA), STS-134 (2011), ISS 55/56  (2018), insgesamt 9 EVAs,  61:48 Std.

Allerdings hat dabei nur A.Feustel mittels EVA am Teleskop selbst gearbeitet, M. McArthur war für die Bedienung des Robotarmes zuständig.

Gute Ideen,

aber wahrscheinlich ist es einfacher, man dockt an und übernimmt komplett die navigation.
So wie das ... (Name fällt mir nicht ein) schon durchführt; es funktioniert.

So stellt es sich Scott Manley vor:


www.youtube.com/watvh?v=RXarNOCMV3c

Bei der Diskussion wurde bisher nicht betrachtet, wie die Integration externer Komponenten (Triebwerke, Gyros ..) in die softwaremäßigen Betriebsobliegenheiten von Hubble eingebunden werden sollen. Hubble wird seine Lage im Raum ja doch häufiger ändern als irgend ein Komsat. Ist ein Computerinterface möglich/vorgesehen? Gibt es die Logik innerhalb Hubbles her, bestimmte Aufgaben und ggf. die Kontrolle darüber an externes Gerät auszulagern?

Gruß   Pirx

Ja, das ist ein Problem. Der Docking Adapter von Hubble wurde nachträglich installiert. Ausschließlich für den Zweck, irgendwann ein deorbit durchführen zu können, ohne ein Shuttle. Da ist sicher keine Kommunikation für die Lagesteuerung vorgesehen.

Vorstellbar wäre eventuell, die Lagesteuerungskompetenz zur Bodenstation zu verlegen und die Steuerkommandos vom Boden an das angedockte Modul zu senden. Dann müßte aber auch die Kontrollfunktion, ein Startracker, in das externe System integriert sein.

Es müßte auch sichergestellt sein, daß dieses Modul am Ende der Hubble Lebensdauer abgedockt werden kann, damit ein deorbit System andocken kann. Ich denke, daß NASA eine bemannte Service Mission mit Austausch der Gyroskope vorziehen würde. Die Luke in der Nase zum Ausstieg wäre so ja frei.

Noch eine kleine private Studie zur Machbarkeit, mit Interview eines der letzten "Hubble-Astronauten" M.Massimino.
Er hält es für durchaus möglich, daß die notwendigen Arbeiten auch von Privaten durchgeführt werden.
Wichtig ist allerdings eine ausreichende Vorbereitung und spezielle Ausbildung. Selbst NASA-Astronauten haben damals ein Jahr lang dafür trainiert.



www.youtube.com/watch?v=TKdeL8yXMSw