NASA führt Studie zu Ares IV durch

Die NASA führt im Moment eine Studie zu Ares IV durch. Ares IV soll aus der ersten Stufe von Ares V und der zweiten Stufe von Ares I bestehen. Seine Nutzlastkapazität beträgt dann 41 Tonnen in einen 240km hohen Orbit.
Warum untersucht die NASA also momentan ein alternatives Konzept zu dem bisherigen? Die Antwort: Bei der bisherigen Variante wird der Mondlander und die Beschleunigungsstufe zuerst in den LEO gestartet. Danach wird erst Orion mit der Crew gestartet und es erfolgt ein Docking-Manöver im LEO. Hierbei kann jedoch das Problem auftreten, dass ein längere Zeit zwischen den beiden Starts vergeht. Die Beschleunigungsstufe benutzt Wasserstoff/Sauerstoff als Antrieb. Wasserstoff ist bekanntlich nur schwer raumlagerfähig, soll heißen der Treibstoff entgast mit der Zeit. Dieses Problem soll nun mit Ares IV gelöst werden. Ares IV soll den Mondlander direkt in die Mondumlaufbahn befördern, sodass eine längere Verweildauer im LEO vermieden wird. Orion würde auch mit Ares IV direkt zum Mond gestartet werden und dort würde dann Orion an den Mondlander andocken.

Was meint ihr zu dieser Entwicklung? Es muss natürlich betont werden, dass diese Möglichkeit momentan "nur studiert" wird, es gilt weiter offiziell das Konzept mit Ares I und Ares V.


Quelle:
http://www.flightglobal.com/Articles/2007/01/02/Navigation/177/211318/NASA+quietly+sets+up+budget+for+Ares+IV+lunar+crew+launch+vehicle+with+2017+test+flight.html

Hallo,

Das habe ich heute auch gelesen und verstehe die Welt nun überhaupt nicht mehr.Die halbe NASA ist nun schon Amok gegen die Führungsriege gelaufen um diese ARES 1 Geschichte zu kippen.Es wurden Alternativen vorgeschlagen ..eben ein Kombi Konzept mit seitlichen Boostern (Stumpy) und jetzt bringen die selber die Idee??

Gut die Stumpy Variante ist etwas kleiner und sollte nur die ORION Kapsel tragen....aber so langsam machen die ganzen Gerüchte Sinn......ist die ORION nun doch echt zu schwer für den Stangenspargel  ARES-1 geworden?

Und was ist aus der NASA Aussage geworden Crew und Nutzlasttransport zu trennen??

..nun warten wirs mal ab

gruß jok

Wasserstoff ist bekanntlich nur schwer raumlagerfähig, soll heißen der Treibstoff entgast mit der Zeit.

Wohin vergast der Wasserstoff eigentlich? Ich mein wenn man flüssigen Wasserstoff unter Druck in einen Tank pumpt - wie kann der den Aggregatzustand wechseln wenn Gaß doch mehr Rauminhalt braucht als Flüssigkeit? Sollte da nicht "einfach" der Druck steigen?

Ansonsten mache ich mir um das Programm als solches wenig sorgen. Ist doch normal das sich das noch x-mal ändert - das ganze ist doch noch in einer frühen Phase. Interessant allerdings das die NASA nun auch im Mondorbit kuppeln will - die Kupplung im Erdorbit wurde ja recht lautstark als Vorteil gegenüber dem russischen Programm betont.

Mit dem Gewicht der Orion, besser gesagt der Landekapsel erwarte ich eh noch mehr Probleme. Das ist der nachteil bei einem Raumschiff aus nur 2 Modulen: man schleppt eine menge Gewicht wieder mit auf die Erde, da Landekapsel und Lebenserhaltung für den Raum nicht getrennt sind.

Wasserstoff vergasst durch die Wände durch. Wände sind niemals Perfekt dicht, es gibt immer kleine Risse und Deffekte. Deren Menge kann man als Mass der Qualität des Materials ansehen.

Ausserdem bei besonderes Leichten Gasen, wie Wasserstoff, Helium, deren Moleküldurhcmesser gering sind. Kommt es schon vor, dass es zwischen den Ionen der Gitterstrucktur im Metal fliehen. Aus diesen Gründen zu Prüfung der Verbindungen man verwendet Helium als Testgas. Noch besser währe Wasserstoff, aber er reagiert mit Sauerstoff in der Luft.

Ich freue mich sehr darüber das die NASA nun auch Offiziell nach alternativen zum Stangenspargel sucht. Vielleicht darf die Orion Raumkapsel dann auch endlich mit ihrer Diät aufhören. Es war ja schon nicht mehr mit anzuschauen wie sie immer mehr schrumpfte.

Allerdings weiß ich nicht so recht, ob man mit dem neuen Missionskonzept nicht auch vom Regen in die Traufe gerät. Eine Fehlfunktion des Orion SM auf dem Weg zum Mond (ähnlich dem Apollo 13 Unfall) würde ohne Rettungsboot vermutlich zu einem Verlust der Besatzung führen. Das ist natürlich ein "Worst Case" Szenario, das so hoffentlich nicht auftreten wird. Ich könnte aber besser mit einem im Erdorbit gestrandeten Mondlander leben als mit einer toten Crew.

Wäre es nicht auch möglich die Mondlandeeinheit alleine, also ohne Beschleunigugsstufe im Erdorbit zu Parken um dann Orion mit eben dieser Hochzuschicken. Auf diesem Wege müsste man die Beschleunigungsstufe nicht im Erdorbit lagern und könnte dennoch alles auf einen  Schwung zum Mond schicken. Oder übersehe ich hierbei irgendein Problem?

Ausserdem bei besonderes Leichten Gasen, wie Wasserstoff, Helium, deren Moleküldurhcmesser gering sind. Kommt es schon vor, dass es zwischen den Ionen der Gitterstrucktur im Metal fliehen.

Sachen gibts! Durch die Wände durch? Jetzt wo du es sagst eigendlich logisch ist doch Wasserstoff das "kleinste" Atom. Das zeigt mir mal wieder das ALLES (also ich meine wirklich alles) zum größten Teil aus nichts besteht - also quasi aus ganz wenig etwas mit viel platz aussenrum

Das die menschen es bis heute nicht schaffen eine hülle ohne "risse" zu bauen enttäuscht mich aber, ich dachte die tanks sind wirklich dicht. Kann man da nix gegen machen? Könnte man nicht den Wasserstoff z.b. als Wasser lagern und dann "on the fly" produzieren? da würde sogar noch Sauerstoff abfallen Aber vermutlich ist Wasser zu schwer und zu "sperrig"?

Eine Fehlfunktion des Orion SM auf dem Weg zum Mond (ähnlich dem Apollo 13 Unfall) würde ohne Rettungsboot vermutlich zu einem Verlust der Besatzung führen.

Von dem Argument halte ich nichts. Genauso kann eine Fehlfunktion beim Absturz des Landers oder im Raumanzug beim Spazieren gehen die Besatzung töten. Wenn du dein Argument konsequent zu ende denkst dürfte man keinen menschen in den Orbit blastern.

Die beste Sicherheit liegt nicht darin eine Besatzung nach einer Fehlfunktion zu mit einem "Rettungsboot" zu retten, sondern darin zu verhindern das eine Fehlfunktion der Besatzung gefährlich werden kann! Wenn mehr als 2/3 der Redundanz versagt haben die Konstrukteure eindeutig mist gebaut (wie eben bei Apollo 13) - oder es ist etwas passiert was niemand voraussehen konnte. Ersteres kann man verhindern, gegen zweiteres kann man eh nicht viel machen - außer weiter zu forschen...

Appolo 13: Der Grund der Explosion war nicht, wie häufig zu lesen, ein gebrochenes Kabel im Sauerstofftank, sondern ein an zu hohe Spannung angeschlossener Thermostat, in Folge dessen sich die Kontakte des Thermostaten während eines Bodentests zusammenschweißten. Der eingebaute Thermostat war ursprünglich für 28 V Gleichspannung spezifiziert und wurde trotz Spezifikationsänderung im Jahr 1965 auf 65 V Gleichspannung nicht getauscht. Der Grund hierfür war, dass der Thermostat einfach vergessen wurde

Sowas darf halt einfach nicht passieren! Das ist unverantwortlich.

Soviel ich weiß kann man den Prozess verlangsamen, wenn man den Wasserstoff unter den Siedepunkt kühlt. Nur wenn eine vollgetankte Rakete lange Zeit im Orbit verbringt, wird's mit der Kühlung schwierig.
Abgesehen braucht das Triebwerk den Wasserstoff auch als Kühlmittel, wenn dieser sich nun aufgeheizt hat, "verbrennt" das Triebwerk.

@ Jeanz:

alternativen zum Stangenspargel

Na ja, wenn ich es richtig verstehe, käme die ARES-IV nur für Mondmissionen zum Einsatz. Für Orion-Flüge zur ISS etwa wäre sie auch viel zu stark. Also bleibt es für Missionen in der Erdumlaufbahn auf jeden Fall beim Stangenspargel (den ich auch für einen scheußlichen Design halte) und damit beim Schrumpfen von Orion. :-/

Oder übersehe ich hierbei irgendein Problem?

Das von Dir vorgeschlagene Konzept wäre ziemlich unpraktisch. Zum einen müßte der Lander dann bereits sehr früh aktiviert werden (z.B. für seine eigene Lageregelung), was seine begrenzten Energievorräte aufzehren würde.
Problematischer wäre aber noch das Rendezvous selbst, denn Orion müßte die schwere Beschleunigungsstufe mitschleppen, was die Treibstoffvorräte der Kapsel sehr stark belasten würde.

Interessant am ARES-IV Konzept ist vor allem, daß es dann keinen Bedarf mehr für ARES-V gibt, und man sich die Entwicklung einer kompletten Stufe (der Oberstufe von ARES-V) spart. Höchstens für spätere Marsmissionen wäre diese Stufe dann noch nötig, damit der Träger genug Masse in den Orbit bringen kann.

Gruß
roger50

Hallo,

...aber wenn ich das recht verstehe zieht sich doch NASA von der ISS zurück zumindest was Crew und Ausrüstungtransporte betrifft.
Die ORION Kapsel soll doch nur zu Erprobungsflügen zur ISS geschickt werden....also wäre die ARES 1 doch eigentlich überflüssig wenn man mit der ARES IV zurecht kommt....und es geht ja nicht nur um den Träger ARES 1 sondern auch um die gesamten Um und Neubauten des Startplatzes und der MLP.

jok

Problematischer wäre aber noch das Rendezvous selbst, denn Orion müßte die schwere Beschleunigungsstufe mitschleppen, was die Treibstoffvorräte der Kapsel sehr stark belasten würde.

Oje, darann hatte ich garnicht gedacht, danke für den hinweiß. Das wäre in der tat sehr unpraktisch. Dann werd ich wohl meine Idee still und heimlich zu grabe tragen.... Das mit der Lageregelung müsstest du mir aber noch etwas erläutern, ist es nicht egal ob die Landeeinheit im Mondorbit oder im LEO seine Lage regeln muss.

Na ja, wenn ich es richtig verstehe, käme die ARES-IV nur für Mondmissionen zum Einsatz. Für Orion-Flüge zur ISS etwa wäre sie auch viel zu stark. Also bleibt es für Missionen in der Erdumlaufbahn auf jeden Fall beim Stangenspargel (den ich auch für einen scheußlichen Design halte) und damit beim Schrumpfen von Orion.

Diesbezüglich fand ich diesen Absatz im verlinktem Artikel interessant.:
If the Ares I was unable to launch the Block 1 Orion International Space Station mission variant, an Ares IV without its SRBs could be used. But NASA has denied that Ares I is not powerful enough to launch the Block 1 and 2 variants despite Orion project manager Caris Hatfield admitting that Orion is about 1,300kg over weight.


Ich lese da vielleicht zu viel hinein, aber wenn ich mit einer Rakete alle Aufgaben erfüllen könnte, warum sollte ich dann weiter Geld in den problematischen Spargel stecken. Sollte Ares IV dermaßen flexibel sein, das man ihn auch für LEO Missionen effektiv verwenden kann würde das doch wahrscheinlich für ein Ende von Ares I sprechen.

Wieso macht man das ganze eigentlich so kompliziert? Ich meine, man könnte das ganze doch wie bei den Saturn-Raketen machen: CM+LM starten zusammen auf der Saturn V und für Missionen im Erdorbit (Apollo 7) nimmt man eine Saturn IB.

Hi jok,

zieht sich doch NASA von der ISS zurück

Damit hast Du wohl leider recht. Zumindest sieht es im Moment so aus, aber warten wir mal ab. Schon der nächste Präsident kann wieder anders entscheiden, und ich kann mir nicht vorstellen, daß die Amerikaner neidisch und uninteressiert zuschauen, wie ab 2012 und zumindest bis 2015, aber wahrscheinlich noch länger, Russen, Europäer, Japaner fröhlich Forschung auf der vollausgebauten ISS betreiben, und sie selber nicht mehr hinaufkönnen.

also wäre die ARES 1 doch eigentlich überflüssig wenn man mit der ARES IV zurecht kommt.

Eigentlich schon, wenn man nur an den Mond denkt und den erdnahen Weltraum den anderen Nationen völlig überlassen will. Und das kann ich mir nicht vorstellen. Und für erdnahe Umlaufbahnen ist ARES-IV s6ark überdimensioniert. Das ist der Teebeutel auf dem 7,5 t LKW.

Sind nicht die ARES-1 Entwicklungsverträge schon an die Industrie vergeben? Würde teuer, die wieder zurückzuziehen!

Es kommt bezüglich ARES-IV noch etwas hinzu:
Bislang war die ARES-V mit ihren beiden Stufen nur für unbemannte Missionen vorgesehen. Für die ARES-IV müßte man aber die Grundstufe (und die RS-68 Triebwerke) für bemannte Flüge qualifizieren (manrating). Das kostet und dauert.

Wann war noch der Erstflug von ARES-V vorgesehen? 2017? Nun, würde man jetzt die A-I streichen und statt der A-V die A-IV entwickeln, so würde der erste bemannte US-Raumflug nach dem Ausphasen des Shuttle frühestens wieder 2018 oder 2019 stattfinden. und eine solch lange Unterbrechung der bemannten Raumfahrt dürfte für NASA nicht vertretbar sein.

MfG
roger50

Wieso macht man das ganze eigentlich so kompliziert? Ich meine, man könnte das ganze doch wie bei den Saturn-Raketen machen: CM+LM starten zusammen auf der Saturn V und für Missionen im Erdorbit (Apollo 7) nimmt man eine Saturn IB.

Das hat sicher etwas damit zu tun, dass man für einen große Rakete die Man Rated sein soll, wie die Saturn V sehr viel Geld ausgeben muss. Eine Ares V muss nicht man rated sein, ist deshalb viel billiger(zumindest plant man das so) , als wenn man sie man rated machen würde. Eine einfachere kleine Rakete zum Transport von Astronauten zu verwenden ist wesentlich einfacher und kostengünstiger.

Da passt das mit der Ares IV allerdings nicht so wirklich dazu.

Zitat

Wieso macht man das ganze eigentlich so kompliziert? Ich meine, man könnte das ganze doch wie bei den Saturn-Raketen machen: CM+LM starten zusammen auf der Saturn V und für Missionen im Erdorbit (Apollo 7) nimmt man eine Saturn IB.

Das hat sicher etwas damit zu tun, dass man für einen große Rakete die Man Rated sein soll, wie die Saturn V sehr viel Geld ausgeben muss. Eine Ares V muss nicht man rated sein, ist deshalb viel billiger(zumindest plant man das so) , als wenn man sie man rated machen würde. Eine einfachere kleine Rakete zum Transport von Astronauten zu verwenden ist wesentlich einfacher und kostengünstiger.

Du meinst, weil man bei einer bemannten Rakete auf viel mehr achten muss wie g-Kräfte und Zuverlässigkeit und das eben teurer wird?

Wieso macht man das ganze eigentlich so kompliziert? Ich meine, man könnte das ganze doch wie bei den Saturn-Raketen machen: CM+LM starten zusammen auf der Saturn V und für Missionen im Erdorbit (Apollo 7) nimmt man eine Saturn IB.

Hallo,

Da hast du irgendwie recht ...aber die NASA will wie auch immer aus erprobten Shuttlekomponenten ( Tank,Booster) in kürzester Zeit die Eierlegende Woll-Milch-Sau erfinden....Trägersysteme mit denen alles geht und den Druck im Nacken die Shuttleflotte schnell stillzulegen und die USA ruck zuck auf Mond und Mars zu schießen ...kann eigentlich nur schiefgehen

Sorry für meine pessimistische Haltung

jok

Du meinst, weil man bei einer bemannten Rakete auf viel mehr achten muss wie g-Kräfte und Zuverlässigkeit und das eben teurer wird?

Ja, ein Grund warum das Shuttle so teuer ist ist die Tatsache, dass man es nur Bemannt starten kann, selbst für Missionen für die man eigentlich gar kein manuelles eingreifen benötigt wie Satelliten starts.

Eine einfache Rakete Man Rated zu machen ist relativ einfach siehe Sojus

Wieso macht man das ganze eigentlich so kompliziert? Ich meine, man könnte das ganze doch wie bei den Saturn-Raketen machen: CM+LM starten zusammen auf der Saturn V und für Missionen im Erdorbit (Apollo 7) nimmt man eine Saturn IB.

Nicht zuletzt wäre das Äquivalent einer Saturn V für Orion  wesentlich Größer als es sie es zu Apollos Zeiten war. Schließlich sind Orion und Arthemis um einiges größer und schwerer als damals Apollo.

@ Jeanz:

Das mit der Lageregelung müsstest du mir aber noch etwas erläutern

Natürlich kenne ich die genauen Daten des Artemis-Landers noch nicht (kennt noch niemand), ich bin einfach mal vom Apollo-LEM ausgegangen, der ausschließlich Batterien für die Energieversorgung besaß.

Wird nun der Lander alleine (ohne die Oberstufe, wie in Deinem Scenario beschrieben) im Orbit abgesetzt, so muß er bis zur Ankunft der Kapsel selbst seine Lagekontrolle durchführen, damit die Antennen korrekt ausgerichtet sind, und er nicht herumtaumelt. Dazu müssen etliche Bordsysteme aktiv sein (Datenerfassung und -übertragung, Antriebssystem-Triebwerke, etc.), was alles Strom verbraucht.

Zwischen Start von Lander und Kapsel liegen bestimmt einige Tage, und so könnte es bei Startverzögerung der Kapsel passieren, daß der Lander bereits tot ist, wenn die Kapsel ankommt.

Das Problem könnte man ev. umgehen, wenn man den Lander an der fast leeren Oberstufe angedockt läßt, und diese dann die Lageregelung übernimmt, bis die Kapsel kommt. Allerdings bliebe dann immer noch das vorher angesprochene Problem mit der Kapsel und der Trasferstufe im Schlepptau....

Gruß
roger50

@ radi:

Eine einfache Rakete Man Rated zu machen ist relativ einfach siehe Sojus

Sorray, aber das ist schlicht falsch. Ein manrating VERDOPPELT etwa annähernd die Kosten. Um aus einer einfachen Rakete eine zu entwickeln, die für Personentransport eingesetzt werden kann, muß man die ursprünglichen Entwicklungskosten nochmal ausgeben. Das war bei der ursprünglichen WOSTOk nicht anders.


Gruß
roger50

Danke roger !

Da hast du irgendwie recht...aber die NASA will wie auch immer aus erprobten Shuttlekomponenten ( Tank,Booster) in kürzester Zeit die Eierlegende Woll-Milch-Sau erfinden....

Gerade dieses festhalten an den Shuttlekomponenten ist für mich mitlerweile unverständlich. Anfangs wurde dies von der NASA doch gerade dadurch begründet das die Entwicklung schnell und Kostengünstig geschehen würde. Mittlerweile scheint es eher langsam, teuer und immer komplizierter zu werden. Die Entscheidung sich am ausgedienten Shuttlesystem zu bedienen ist doch lediglich Politisch motiviert um die Entsprechenden Arbeitsplätze zu retten.

Man könnte sich doch ebensogut bei bereits bestehenden Launchern bedienen!

Die Eierlegende Wollmilchsau war schon immer eher Problem als Lösung. Zweigleisig zu fahren mit je einem bemannten und unbemannten System halte ich für wesentlich sinnvoller, weil man dann weniger Anforderungen gleichzeitig unter einen Hut bringen muß, die sich zum Teil ja sogar widersprechen. Beispiel: minimale Betriebskosten <-> maximale Sicherheit.

Schön die vielen Vorschläge hier für die NASA...

Da hätte ich auch noch ne Idee:

Man könnte doch der "Stangenspargel" Ares 1 ganz einfach ein paar Booster seitlich verpassen, und schon ist das Übergewicht der Orion gelöst.

Ein RV im Mondorbit scheint sehr problematisch.
Aus Sicherheitsgründen wird die NASA nicht plötzlich ein bewährtes System (RV im Erorbit) aufgeben.

Aber ich bin sicher, die Amis schaffen diese vielfältigen Problemlösungen.

Wetten.?!

 

Man könnte sich doch ebensogut bei bereits bestehenden Launchern bedienen!

Meint der US-Rechnungshof auch: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3593.0

Ich glaube, das Thema hatten wir schonmal und kamen dann zu dem Schluß, daß dies bedeuten würde, Lander und Booster für den Mondflug separat zu starten, da es derzeit keinen Träger gibt, der beide zugleich befördern könnte. Das wären also schon 3 Starts pro Mission. Stimmt das oder täuscht mich da die Erinnerung?

Man könnte doch der "Stangenspargel" Ares 1 ganz einfach ein paar Booster seitlich verpassen, und schon ist das Übergewicht der Orion gelöst.

Nabend Rolli. Ich glaube dann ist ein weiterer gepreister Vorteil des Ares weg: Koplette Inlineanordnung der Stuffen.

Aber von deiner Idee bin gar nicht so abgeneigt. Ich hatte mal gerechnet, dass man mit 2 Booster, paralleleingeordnet, aber ohne eines Tanks zwischen den beiden, mit Hilfe eines geeigneten Adapters über den beiden Boostern und etwas grösseren 2 Stuffe durchaus eine gute mittelklassen Rackete haben kann, die auch für bemannte Flüge geeignet wäre (menrated) und dazu noch einigermassen preiswert in der Entwicklung. Weil z.B. die schon sehr weit vorgeschrittene Kapsel nicht mehr verändert werden muss. Mit der Möglichkeit, dass man sogar von der Rackete her, mehr als nur 4 Personen in Orbit befördern konnte.

...so eine Art fast-*inline*-Anordung mit immer noch geringer Tankgefärdung.