Ein Hallo vom „Neuling“ in die Forengemeinschaft !
Ich hoffe die Überschrift ist nicht zu provokativ. Aber ich würde gerne sachlich die Aspekte aus meiner Sicht vorstellen und diskutieren, die zu einem schnellen Ende der „bemenschten“ Raumfahrt führen könnten.
Seit 1967 interessiere ich mich für die Raumfahrt und habe alle Höhen und Tiefen „miterlebt“. Über hundert Bücher und tausende von Fachartikeln füllen mein Regal. Mein „Spezialgebiet“ ist die Raketentechnik, besonders die futuristischen Antriebskonzepte. Beruflich war ich als Konstrukteur in Hitec – Betrieben tätig und habe z.B. bei Interatom in Moitzfeld bei Bensberg am Projekt SNR 300 „Schneller Brüter“ mitgearbeitet. Dort habe ich miterlebt wie und warum ein Großprojekt scheitern kann.
Auch in der Raumfahrt wurden in der Vergangenheit immer wieder mal hoffnungsvolle Programme aufgestellt, angegangen um dann unrühmlich eingestellt zu werden. Aspekte und Probleme welche am Anfang als lösbar galten, stellten sich schließlich als nicht lösbar heraus. Oft waren es auch schlicht fehlende Unterstützung der Politiker und in der Folge dann fehlende Finanzmittel. Beispiele: Mondrakete N1, Buran, Hermes, VentureStar und einige mehr….. (VentureStar nimmt hier eine besondere Rolle ein)
Doch ein Grund des Scheiterns wird manchmal auch von „Fachleuten“ nicht gesehen: die Physik in Grenzwertbereichen.
Und das führt „knallhart“ in ein Fiasko….
Was meine ich damit ? Nun, wenn ein neues Verfahren, eine neue Technologie entdeckt, entwickelt und eingeführt wird, so folgt der Fortschritt einer Lernkurve. Diese sieht immer gleich aus.
Nach einer Anlaufzeit wird zunächst die Effizienz des Verfahrens schnell vorangetrieben, der Wirkungsgrad z.B. einer Maschine steigt steil an. In einem Diagramm (Wirkungsgrad von 0 auf 100 senkrecht; die Zeitachse waagerecht) sähe das so aus:
Zunächst verläuft die Kurve von links (Startzeitpunkt) bei niedrigem Wirkungsgrad nach rechts nur leicht ansteigend. Nach einiger Zeit wird die Entwicklung dynamisch (die Kurve steigt schneller zu höheren Wirkungsgraden) um sich dann dem physikalisch höchstmöglichen Wirkungsgrad nun wieder in einer flachen Kurve anzunähern. Die letzten Prozente an Effizienz sind die Schwierigsten.
Übersehen wird, dass der höchstmögliche Wirkungsgrad NICHT immer bei 100% liegt.
Ein Beispiel aus dem Bereich der Aerodynamik welches ich lernen musste als ich Rotorblätter für Windenergieanlagen konstruierte.
Man sollte annehmen dass man mit entsprechendem Aufwand fast 100% der im Wind gespeicherten Energie mit gut gestalteten Flügeln (Rotoren) entnehmen kann. Dem ist nicht so ! Selbst eine perfekte Windturnbine kann nicht mehr als 59% der Energie dem Wind entreißen. Das Betzsche Gesetz steckt dahinter.
Wollte man dem Wind alle Energie entnehmen, würde hinter dem Windrad keine Strömung mehr abfließen können. Dann kann aber auch kein Wind mehr in die Rotorebene gelangen. Die Rotorblätter müssen 41% der Energie in jedem Fall ungenutzt durchlassen !
In der Thermodynamik finden sich immer Grenzen weit unter einem als optimal gedachten Zielwert. Hier spielen dann allerdings unvermeidbare Verluste die Hauptrolle. Motoren und Triebwerke jeder Art sind hier betroffen.
(In der Fliegerei haben wir z.B. bei den Verkehrsflugzeugen das mögliche Maximum bei der Geschwindigkeit schon lange erreicht. 1975 konnte ich schon mit 850km/h reisen. 50 Jahre später sind auch nur max. 900km/h möglich.)
In der Raketentechnik summieren sich diese Verluste nicht etwa, sondern jeder Wirkungsgrad ist ein Faktor (Multiplikator) und ein als gut gedachtes Gesamtkonzept kann unter der Last der Einzeleffizienzen schnell zusammenbrechen. Angenommen wir haben 3 Operatoren in einem System; jedes mit einem guten 75% Wirkungsgrad. Dann ist der Gesamtwirkungsgrad nur noch 42%, also eher schlecht.
Doch gerade in der Antriebstechnik der Raketen und bei der Rakete als Gesamtkonzept sind höchste Wirkungsgrade zwingend notwendig. Denn wir wollen immer weiter hinaus und dazu sind höhere Geschwindigkeiten notwendig. Flüge ins innere und äußere Planetensystem benötigen Antriebe welche eine Nutzlast auf ca. 12km/s beschleunigen müssen.
Doch die Möglichkeiten der chemischen Triebwerke sind schon lange ausgereizt.
Aber auch die Möglichkeiten der futuristischen Triebwerke sind bekannt. Auch wenn diese noch nicht gebaut wurden, so sind ihre Grenzen (Wirkungsgrade, Effizienzen) längst „ausgelotet“.
Kurzum…
Interstellare Reisen sind für Menschen unmöglich. Die Fachliteratur zu diesem Thema ist erdrückend und niederschmetternd.
Was bleibt für den Astronauten vor Ort zu erforschen:
Fangen wir innen in unserem Planetensystem an. Merkur und Venus können aus unterschiedlichen Gründen (hauptsächlich Hitze, Druck und Strahlung) nicht betreten werden. Die Gasriesen ohne feste Oberfläche fallen ebenfalls aus. Es bleiben Kleinplaneten und Monde. Unterhalb einer bestimmten Größe ist auch da keine Feldforschung wegen mangelder Anziehung möglich. Ich sehe neben dem Erdmond, dem Mars nur noch Ceres, Ganymed und Kallisto als Kandidaten für Erforschung vor Ort durch Menschen. Die beiden inneren Galileischen Monde fallen wegen der Strahlung durch Jupiter aus. Titan im Orbit des Saturn ist auf seiner Oberfläche extrem kalt und die Sonnenenergie dort zu gering. Und wer will schon einen Kleinreaktor auf seinem Rücken tragen ?
Akkus haben bei den Temperaturen keine ansprechende Leistung mehr.
Es gibt in unserem Planetensystem also gar nicht so viel für Menschen zu erforschen. Selbst wenn sich die Reisezeiten mit neuen Antrieben verkürzt. Wir dürfen aber nicht vergessen dass jede Geschwindigkeitserhöhung zu entsprechenden Bremsmanövern am Ziel führt und der Treibstoff dafür musste vorher beschleunigt werden. Es wird wie in der Fliegerei zu einer Reisegeschwindigkeit führen, welche dann kaum noch zu steigern ist. Flüge zum Mars und zurück werden immer Monate beanspruchen, Flüge zu Jupiter kaum unter zwei Jahren zu schaffen sein.
Die Herausforderungen eines Marsfluges werden noch immer von den Meisten stark unterschätzt.
Es ist wie in der Fusionsforschung: die Möhre hängt immer 20 Jahre zeitlich vor unserer Nase.
Und jetzt wird es Ernst….
Robotik und KI entwickeln sich derzeit so schnell, dass in wenigen Jahren gar keine menschlichen Feldforscher mehr nötig sein werden. Was bleibt den Astronauten denn noch, wenn ihre kleinen Kollegen schneller in eine Lavarille absteigen, sicherer an einer Kraterklippe entlang wandeln und nicht müde werden und in der Konzentration und Leistungsfähigkeit auch nach 10 Stunden Tätigkeit nicht nachlassen?
Kein Schlaf, kein Essen und Trinken, kein Stuhlgang und keine Zweifel und trübe Gedanken ob alles ein gutes Ende nimmt.
Nein, ich sehe keine Chancen, keinen Bedarf und keine finanziellen Mittel in Zukunft für menschliche Feldforschung in unserem Planetensystem.
Aber Menschen in Raumstationen, die wird es doch noch geben, oder nicht ?
Auch hier sehe ich in Zukunft einen immer kleiner werdenden Bedarf. Vielleicht ein Hotel für durchgeknallte Milliardäre? (durchgeknallt weil egoistisch gegenüber Milliarden armer Menschen)
Doch eines wurde noch nicht erwähnt.
Starlink und vergleichbare Konkurenzprodukte werden mit Millionen Satelliten den erdnahen Raum bald zu einem gefählichen Gürtel machen. Wir werden das Kessler-Syndrom (Fragmentierung durch Satellitenkollisionen) genausowenig verhindern wie die Klimakatastrophe.
Fazit: Ich sehe das Ende der bemannten Raumfahrt aus den unterschiedlichsten Gründen schon bald kommen.
Für die, welche nicht alles lesen wollten, hier die Zusammenfassung:
1. Kaum noch Effizienzsteigerungen in der Raumfahrt möglich, daher werden Reisen auch in Zukunft sehr lange Dauern und zuviele Vorräte, Mittel und Geld kosten.
2. Finanzmittel werden für Raumfahrtzwecke von zukünftigen Politikern nicht mehr in (für ihre Augen) fragwürdige Großprojekte fließen. Großprojekte (z.B. Mond- und Marsbesiedlung) werden nur ungenügend unterstützt und womöglich eingestellt.
3. Roboter mit KI können schon bald alle Aufgaben der Feldforschung übernehmen; zu einem Bruchteil des Aufwandes und des Preises. Diese werden daher bevorzugt.
4. Das Kessler-Syndrom wird (etl. schon bald) eine Sperre darstellen, welche nur noch gepanzerte Roboter durchqueren werden.
Besucht gerne die Ausstellung meiner Raumfahrtmodelle hier im Forum
Gruß Harald
