Space Shuttle Nachfolger

Der englische Konzeptvorschlag hieß HOTOL. Das Besondere war der Plan der Luftverflüssigung zur Verwirklichung eines einstufigen Trägers.

Jetzt wird der ganze Fragenkomplex wieder aktuell. Auch Frau Bulmahn fordert inzwischen einen neuen bemannten Raumtransporter in internationaler Kooperation. Wieviel können wir aber aus Deutschland noch dazu beitragen? Siehe Interview
http://www.merkur-online.de/regionen/muenchensued/52,84538.html

Erstmal zu den Kosten: Ein wesentlicher Part der 500mio. Euro dürften Unterhalt der ganzen Organisation sein. Die Leute werden ja auch dann nicht nach Hause geschickt, wenn gerade kein Shuttle fliegt, zu warten oder aufzurüsten ist. Bei mehr Betrieb würden sich die Kosten pro t Nutzlast und pro Flug also senken lassen.

Auch technisch hat das ganze Shuttle-System sicherlich ein paar Vorteile.

Erstmal die enorme Nutzlast. Orbiter plus Payload können insgesamt 115t wiegen, wenn ich mich nicht verrechnet habe. Leider sind davon 70t umbauter Raum für die 7 Piepel und nur 30t effektive payload capacity (ich rechne 15t pauschal für Antrieb, Hydraulik, Steuerung).

Wenn man also vorwiegend Material nach oben bringen will, könnte man mit vorhandener Technik - Tank, Booster, Triebwerke - _ohne_ Orbiter fast 100t laden. Das wären dann noch 5Mio Euro/t statt 16,6. Hier müsste man allerdings mal die Frage stellen, wie häufig man 100t Nutzlast hochbringen will. Damit könnte man die ISS fast am Stück starten...

Zweitens bringt das Shuttle eine halbe Raumstation mit rauf und wieder runter. Das heisst: Die Habitatsysteme brauchen nur die zwei bis vier Wochen zu funktionieren, nicht Jahre, wie auf der ISS. Ob das billiger und einfacher ist? Ich vermute es nur. Und nicht alle Aufgaben können von der ISS übernommen werden, wenn beispielsweise die Zielorte für Beobachtungen gar nicht erreicht werden können.

Drittens hat das Shuttle eine enorme _Landekapazität_. Vieles was man raufbringt soll ja auch wieder runter. Wenn Orbit und Mond wirtschaftlich erschlossen werden sollen (Produktion, Tourismus, etc.), dann wird irgendwann das "runter" genauso schwierig wie das "rauf". Nur die wenigsten würden sich oder ihre Sachen gerne in einer Sojus-Kapsel auf harte Erde knallen lassen.

Für bestimmte Dinge ist das Shuttle also eine gute Sache, aber das werden die wenigsten Aufgaben sein. Um Raumstationen wie die ISS zu komplettieren oder zu versorgen braucht man in den meisten Fällen kein Shuttle. Für die Teile von Schiffchen zu Mond und Mars auch nicht.

Zusammengefasst wäre meine Strategie, das System viel besser zu modularisieren, die teuren, komplexen Teile wiederzuverwenden und nur zu verwenden, was wirklich benötigt wird:

* Die Triebwerkseinheiten werden eigenständig und können entweder selbst oder in einem Rückkehrvehikel zurückkehren und landen.

* Der grosse Tank wird zu drei kleineren, die jeweils einem Triebwerk zugeordnet sind. Er wird so gebaut, dass er im Orbit verbleiben und zu einem Modul für Menschen oder Material ausgebaut werden kann.

* Die Booster werden ebenfalls propotional verkleinert und wie bisher wiederverwendet.

* Für alles was zurückkehren soll werden standardisierte Reentry-Container verwendet, die automatisch landen. Ihren Hitzeschutz kann man getrennt vom Rest warten. Vielleicht kann man die Triebwerke auch in solche Container einbauen.

* Statt des Orbiters wird Material Nutzlast wie bei Wegwerfsystemen in einer einfachen Hülle transportiert. Für bemannte Flüge zur ISS reichen Taxi-Kapseln wie damals bei Apollo. Module für Fracht und Crew sollten kombinierbar sein.

Das ganze kann so als Kombination von 1-3 gleichen, einfachen Systemen gebündelt und gestartet werden. Serienproduktion ist möglich, Teile können getrennt gebaut, gewartet und getestet werden.

Meinungen?

   Kai

Man hat sich früher schon Gedanken um einen sog. Cargo Shuttle gemacht:
http://www.marssociety.org/images/full/lv.jpg

Die Folie zeigt eine Abwandlung des Cargo Shuttle für einen bemannten Marsflug und ist von Robert Zubrin.

Bisher gibt es aber keinen Nachweis, dass wiederverwenbare Systeme günstiger sind.

Übrigens liegen die tatsächlichen Startkosten bei 1,4 Mrd. Dollar, die NASA geht von offizielle 1 Mrd. Dollar pro Start aus.

Man hat sich früher schon Gedanken um einen sog. Cargo Shuttle gemacht [...] Bisher gibt es aber keinen Nachweis, dass wiederverwenbare Systeme günstiger sind.

Danke für den Link, das kannte ich noch nicht. Ich bin auch nicht der Ansicht, das wiederverwendbare Systeme pauschal günstiger sind. Das ist zum Beispiel von den Herstellungs- und Wartungskosten abhängig. Diese wiederum von den verwendeten Materialien.

Ein Fehler (und Kostenfaktor) des Shuttle-Systems ist meiner Meinung nach die zu hohe Komplexität des Orbiters. Triebwerke, Manövriertechnik, Payloadbereich und Crewsysteme sind vollkommen ineinander verschränkt. Wenn in diesem Komplex ein Teil ausfällt, ist das ganze Ding nicht mehr startfähig.

Deshalb Triebwerke, die mittels einfacher Technik einzeln und alleine zurückkommen. Einzeln wartbar, austauschbar, Gesamtkomplexität des Moduls auf dem Niveau eines Linienbus. Ebenso die Booster und die Nutzlasteinheiten, egal ob Fracht oder Crew.

Alles was oben ist - die Tanks wären solche Teile - sollte meiner Ansicht nach aber auch oben bleiben. Nicht Wieder-, sondern Weiterverwendung wäre hier das Stichwort.

  Kai

Die Kosten in der Raumfahrt haben viele Ursachen. Für eine einzelne Mission ist der Träger vielleicht nur mit 1/3 beteiligt. Zum Beispiel das Qualifizieren. Jedes Kilo das aufs Shuttle darf, ist bis dahin sein Gewicht in Gold wert. Alleine wenn man die Angeln des Spinds auf die andere Seite legen würde, es wäre ein Millionenprojekt.
Der Vorteil wiederverwendbarer Träger ist wesentlich von der Flugrate abhängig und schließlich haben wiederverwenbare Systeme generell höhere Entwicklungskosten.
Deswegen ist der ballistische Träger mit einer Kapsel aber noch kein Ausweg, selbst ohne Feststoffbooster. Bemannte Raumfahrt ist vorrangig kein Abenteuer sondern harte Forschung. Dazu brauche ich eher einen VW-Bus als einen Porsche. Das Material muß nicht nur rauf, sondern auch heil wieder runter. So etwas ist mit der Sojuz schon ein Problem!

Hallo Leute
Ich hab grad das Forum entdeckt und wollte jetzt auch mal meinen "Senf" dazu geben :-)
Ich hab gestern auf Discovery Channel einen Bericht  über ein neues Raketenflugzeug das Privatfirmen und Personen entwickelt haben sollen.
Es wurde bei der Raumfahrtaustellung 2002 in Frankreich vorgestellt.
Ein Flugzeug das normal Landen und Starten kann aber in der Luft den Raketenmotor problemlos Starten kann.
Es soll den Weltraumtourismus neuen Aufschwung geben.
Sowas kann mann sich doch als Transporter gut Vorstellen, Oder?

Hört sich interessant an. Hast du dazu irgendwelche Links? Ich hab mal bei Discovery Channel gesucht, aber nur ein altes Exemplar von 1947 gefunden.

Schöne Grüße

Dominik

Hallo, es gibt derzeit einige Konzepte für den X-prize. Die müssen aber alle nur 100 km hoch fliegen und erreichen dabei vielleicht maximal Mach 4. Beispielsweise die Raumstation ist aber 400 km hoch auf einer Kreisbahn jenseits Mach 25. Dafür gab es auch schon viele flugzeugähnliche Konzepte wie X-30 oder Sänger. Alleine die Technologie ist noch sehr teuer und die theoretischen Nutzlasten verglichen mit ballistischen Geräten gering.

Was haltet ihr davon ,dass die Nasa als Nachfolger für das Shuttle eine Kapsel für 7 Astronauten entwickeln will?

Ich find das es eine sehr gute Idee ist.

Gruß Digigraf

Hallo!
Davon ist mir nichts bekannt. Woher hast du diese Information?
Soviel ich weiß, ist wieder etwas Shuttle-ähnliches in Planung. Hier ist ein Beispiel, wie ein möglicher Nachfolger aussehen könnte:

Sieht der derzeitigen Raumfähre ähnlich, nur gibt es hier wohl mehr wiederverwendbare Teile.
Für eine größere Raumkapsel müsste man erst einmal eine neue, leistungsstärkere Trägerrakete konzipieren. Nicht einmal die Ariane 5, die derzeit am meisten von allen Raketen transportieren kann (oder irre ich mich da?), könnte eine 7-Mann Kapsel transportieren, schätze ich.
MFG Holzwurm

Digigraf meint das OSP. Siehe auch: http://www.raumfahrer.net/raumfahrt/columbia/osp.shtml

Das ist insofern vernünftig, als dass es für einen bloßen Zubringer zur ISS nicht mehr bedarf - und auch keinem technisch wie finanziell aufwendigem Space Shuttle. Andererseits ist es ein Rückschritt, denn einem Shuttle stehen wesentlich mehr Potentiale und Möglichkeiten offen als einer "Blechbüchse" à la Apollo. Nach dem ISS-Programm stünde man dann ganz ohne ein eigenständiges bemanntes Transportsystem da...

Genau daher hab ich die Information.
Das tolle an dieser Kapsel wäre, dass man sie auch für weitere Ziele als nur für die ISS verwenden könnte. Und natürlich die wesentlich kürzere Entwicklungzeit.

Viele Grüße Digigraf

Was haltet ihr davon ,dass die Nasa als Nachfolger für das Shuttle eine Kapsel für 7 Astronauten entwickeln will?

Angesichts des Entwicklungsaufwandes, der nach wie vor hohen Kosten für die Nutzlast und explodierten Space Shuttles mit 14 Toten verdichtet sich bei mir der Verdacht, dass das Shuttle eine Fehlentwicklung und eine Sackgasse ist.
Die Ariane befördert Nutzlast billiger und ohne die Sojus wäre die ISS nach der Columbia-Katastrophe verwaist.

Nachfolgemodelle:



Ich favorisiere die geflügelte Variante, weil man damit auf einem Flughafen landen kann.
Für Missionen jenseits des LEO sollte man eine Kapsel verwenden, die zwischen dem Erdorbit und dem Ziel hin und her pendelt, evtl. mit der ISS als "Umsteigebahnhof".

Die Kapsel wäre vorzuziehen, falls sie billiger als ein Gleiter ist und man sie bei der Landung genau platzieren könnte. Das Auffischen aus dem Meer kommt mir wie ein Rückfall in die Raumfahrt-Steinzeit vor.

Angesichts des Entwicklungsaufwandes, der nach wie vor hohen Kosten für die Nutzlast und explodierten Space Shuttles mit 14 Toten verdichtet sich bei mir der Verdacht, dass das Shuttle eine Fehlentwicklung und eine Sackgasse ist.

Hallo,

Die beiden Unfälle des Spaceshuttle hatten weniger mit dem Konzept als mit der Handhabung zu tun. Das Shuttle entstand aus einem Kompromiss und sollte billiger fliegen als dies die Saturn konnte. Das hat nicht funktioniert. Das heißt aber auch nicht, daß die Saturn heute günstiger oder gar sicherer eingesetzt werden könnte.
Bedingt durch viele Fehlentscheidungen ist die US Raumfahrt jetzt unter Zeitdruck gekommen. Also bietet sich wieder eine Kapsel an, da diese am schnellsten fertig sein könnte.
Das heißt aber nicht, das diese Lösung immer die beste ist. Dazu gehört ein ganzes Scenario für die künftige bemannte Raumfahrt und je nach Aufgabe und Einsatzziel gibt es eine opimale Trägerlösung (abhängig von der verfügbaren Technologie).

Hallo!
So einen Raumtransporter könnte man doch auch permanent an die ISS andocken und als "Rettungsboot" nutzen, so wie es einst mit dem X-38 geplant war, oder?
MFG Holzwurm

Hallo!
So einen Raumtransporter könnte man doch auch permanent an die ISS andocken und als "Rettungsboot" nutzen, so wie es einst mit dem X-38 geplant war, oder?
MFG Holzwurm

Nur wenn er dafür ausgelegt ist. Selbst die Soyouz-Kapseln werden regelmäßig ausgetauscht, da Temperaturwechsel, kosmische Strahlung und manchmal auch Weltraumschrott an der Substanz zehrt.

Nicht einmal die Ariane 5, die derzeit am meisten von allen Raketen transportieren kann (oder irre ich mich da?)

Hallo,

Das sind ein paar aktuellere Vergleichsdaten. Dabei fliegen noch weder die Ariane V+ noch die Ausbaustufen von Atlas oder Delta.
Eine Saturn Vb oder eine Energia brachten aber schon die etwa 5fache Nutzlast in die Umlaufbahn!

Launcher      Construction      Weight      Payload to LEO                                                                                                                                                                            
Chang Zheng-2F      2 st.      464t      8,4t                                                                                                                                                        
Ariane V+                      2 st.      750t      23t                                                                                                                          
US Shuttle                 2 st., part. Reuseable      2000t      24t                                                                                                                
Atlas 5 LM                 2 st.      547t      12,5 – 20,5t                                                                                                                           
Delta 4                              3 st.      733t      8,1 – 25,8t                                                                                                                                 
Sojuz                                 3 st.      320t      7t                                                                                          
Proton                                4 st.      713t      22t                                                                                                                            
H2a                                       2 st.      285-443t      11-16t                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

Hallo!

So einen Raumtransporter könnte man doch auch permanent an die ISS andocken und als "Rettungsboot" nutzen, so wie es einst mit dem X-38 geplant war, oder?
MFG Holzwurm  

Nur wenn er dafür ausgelegt ist. Selbst die Soyouz-Kapseln werden regelmäßig ausgetauscht, da Temperaturwechsel, kosmische Strahlung und manchmal auch Weltraumschrott an der Substanz zehrt.

Aha. Aber zumindest als Übergangslösung wäre das überlegenswert. Die Entwicklung des X-38 würde schließlich noch länger dauern.
MFG Holzwurm

PS: Ich habe im Astronomie-Forum ein neues Thema begonnen. scheint noch nicht vielen aufgefallen zu sein...

auf http://www.space.com/businesstechnology/technology/advanced_projects_000621.html

habe ich einen Plan der NASA für die zukünftige Raumfahrt zwischen Erde und Erdorbit gefunden. Diesem Plan zufolge war das Space Shuttle die erste von vier Generationen wieder verwendbarer Raumfahrzeuge. Die kommenden Generationen sollen stetig billiger und sicherer werden, bis 2040 Raumfahrt so selbstverständlich und alltäglich ist wie heute der Flugverkehr.

Die weiteren Generationen:

"Second generation - 2010

*      Increase safety of launch so that a loss of crew is one in 10,000.
*      Reduce launch costs from $10,000 per pound to about $1,000.
*      RLVs such as the VentureStar or another in development will supplement the shuttle fleet.


A launch site of the future with a reusable launch vehicle on the pad. The launch site would operate much like an airport with maintenance, cargo and passenger facilities.



Third generation - 2025
*      Reduce chance of crew loss at launch to one in 1 million.
*      Reduce launch costs to hundreds of dollars per pound.
*      Spacecraft are likely to be something like the Spaceliner 100.

Fourth generation - 2040

*      No difference between a spacecraft and commercial airliner
*      Spacecraft are so safe that an escape system is not necessary.
*      Advanced propulsion, including lasers, electric, antimatter and plasma"

Demzufolge ist schon die nächste Generation ein grosser Fortschritt. Kosten und Risiken wären zwar noch immer hoch, aber bereits in Dimensionen, wo man mit den Zahlen zumindest RECHNEN kann.

Nimm das von der NASA bloss nicht ernst. Es ist eher als Wunschliste eines verspielten Kindes zu Weihnachten zu sehen. Davon geht kaum etwas in Erfüllung...

Solche "Vorhersagen" gab es schon vor 40 Jahren.

Sven

.....Andererseits ist es ein Rückschritt, denn einem Shuttle stehen wesentlich mehr Potentiale und Möglichkeiten offen als einer "Blechbüchse" à la Apollo. Nach dem ISS-Programm stünde man dann ganz ohne ein eigenständiges bemanntes Transportsystem da...

Wieso stehen einem Shuttle mehr Potetiale und Möglichkeiten offen? Alles was ein Shuttle kann ist in einen LEO- Orbit zu fliegen mit einer gewissen Payload und dort knapp zwei Wochen verharren. Das Ganze für mindestens 600 Mio. Dollar. Eine Soyuz fliegt schon für etwa 60 Mio Dollar. D.h. für einen Shuttle könnte ich 10 Soyuz schiessen!
Da wir das aber wahrscheinlich nicht wollen starten wir nur zwei Soyuz und haben schon mal ziemlich die gleiche Besatzung im All wie mit dem Shuttle und uns bleiben noch 8 Soyuz- da könnten wir mal eben 2 Proton drauss machen und damit 2 schwere Lasten hochbringen, oder eben 8 unbemannte Soyuz mit geringerer Nutzlast oder doch insgesamt gleichzeitig 30 Kosmonauten (die dann auch noch länger oben bleiben können als die Astronauten im Shuttle)! Alles zusammen geht mit diesen Launchern noch in ganz andere Orbits als mit dem Shuttle überhaupt möglich!!!

Anderes Beispiel: Wir wollen nach der ISS wieder zum Mond. Da liesse sich eine Kapsel schön als Rückkehrgefährt nutzen! Ein Shuttle ist da ziemlich nutzlos!....

Ach ja- die theoretische Nutzlast des Shuttles ist meines Wissens auch kaum nutzbar wegen der Schwerpunkltslage usw. (Da kenne ich mich aber zu wenig aus!)

Naja alles in allem halte ich eine Kapsel für das wesentlich flexiblere Transportmittel!!! (Aktuell: Siehe Shenzou! Die können quasi mit jedem Start ein kleines Stationsmodul schiessen!)

Ich hoffe das das OSP keine Flügel hat!!!!

Wieso stehen einem Shuttle mehr Potetiale und Möglichkeiten offen?  

Hallo,

1. Das Shuttle kann 8 oder mehr Passagiere zu einer Raumstation bringen. Für diese Zahl war die ISS ausgelegt und hat sie auch für einen vernünftigen Betrieb benötigt (alleine 2 Hausmeister)

2. Ein Shuttle ist in der Lage auch größere Nutzlasten wieder zurück zu bringen. Zur Reparatur, zur Untersuchung und schließlich auch zur Entsorgung.

3. Eine Mond- oder Marsmission würde heute nicht mehr direkt stattfinden! Das Risiko ist einfach zu groß und selbst von Braun hatte diesen Weg seinerzeit nur unter dem vorhandenen Zeitdruck gewählt.

4. Wie teuer wären Fertigung und Start der Soyouz heute unter NASA-Aufsicht in den USA?

5. Vermutlich wird die Entscheidung für OSP zu Gunsten einer Kapsel fallen müssen, da die Zeitpläne anders nicht einzuhalten sind.

Dabei muß man sich auch klar sein, daß die Probleme der westlichen Raumfahrtträger nur indirekt mit dem Hardware-Layout zu tun haben. Sollten wir deswegen alle Entwicklungen einstellen und die Hardware nur noch in Moskau bestellen?

Am 24.10.2033 schrieb hesaenger:

Dabei muß man sich auch klar sein, daß die Probleme der westlichen Raumfahrtträger nur indirekt mit dem Hardware-Layout zu tun haben.

Mal eine einfache Frage: Wenn es nicht das Hardware-Layout ist, woran es hakt, was ist es dann?

Ebenso war da zulesen:

Sollten wir deswegen alle Entwicklungen einstellen und die Hardware nur noch in Moskau bestellen?

Auch wenn ich vermute, dass die Frage eher rhetorischer Natur ist, so möchte ich kurz darauf eingehen und antworten: Natürlich nicht!
Schließlich würde das nichts anderes bedeuten als die Preisgabe eines wichtigen Technologiefeldes, in dem wir bei einem vollständigen Rückzug schnell den wissenschaftichen Anschluß verlieren würden. Einige Kritiker werden jetzt sagen: Ja, was ist schon dabei? Wenn es Geld sparen hilft. Das Problem ist bloß die Unterschätzung der Bedeutung von Hightechforschung im eigenen Land. Denn abgesehen von den direktem Nutzen der Raumfahrt wie Erdbeobachtung etc. gibt es noch den Punkt der Entstehung von Technologiezentren um Spitzenforschung wie der Raumfahrt herum, in denen Knowhow angesammelt wird, das nicht nur im Raumfahrtbereich ,sondern auch in anderen Technikbereichen,  zur Gründung von Unternehmen, und damit zur Schaffung von Arbeitsplätzen, genutzt werden kann, und das ist ja wohl wirklich ein wichtiges Argument für die Raumfahrt.

8)Eine Raumkapsel hätte nie soviel Nutzlast wie ein Raumgleiter. Und Raumkapseln sind für Langstrecken Reisen zum Mars bestens geeignet also weiss ich nicht was die Diskussion bringt ! Mann muss Alle Vorteile vereinen oder es so belassen aber keinen Rückschritt wagen. Ausserdem hängt das alles von Zeit und Geld ab. Also kein Wunschkonzert oder Was ist besser sondern was lässt sich am besten Realisieren. Klar der Mensch kann scheinbar nur unter Druck irgendetwas erreichen das sieht mann vom Kalten Krieg ! Wieviel Technologien Damals Entwickelt worden sind und heute lebt die gleiche Technologie immer noch. Was heisst das dass wir endlich wieder beginnen müssen was neues zu machen. Weiter zu denken da liegt das Problem. Wir sind stehen geblieben und keiner hat was gemerkt ! Die Astronomie Entwickelt sich von Tag zu Tag weiter aber die Raumfahrt schnarcht vor sich hin. ( Ausser die Forschungssonden für die Astronomie ) Das alles ist traurig und anstatt mann da Ansetzt bekriegt mann sich wer besser ist ESA oder NASA. Ich sage ALLE.  :'( Das war das Wort zum Sonntag Amen

Mann muss Alle Vorteile vereinen

....das würde ich auch meinen. Shuttles sollten für den Transport in den Orbit und zurück verwendet werden. Natürlich müsste man das Shuttle Konzept überarbeiten.

Zum Thema Kombinieren: Wäre es nicht möglich eine Mondfähre in der Bauart von Apolle(natürlich eine verbesserte Version, falls das möglich ist) in die Frachtluke des Shuttles zu montieren? Im Orbit könnten dann 2-3 Astronauten umsteigen und dann zum Mond fliegen. Auch eine Umrundung wäre schon genug und das sollte wohl zu schaffen sein,oder?