Luftstarts - die Zukunft für kleine Nutzlasten?

Boeings ALASA-Demonstrator wird offenbar auf die hauseigene F-15 als Träger aufsetzen:
http://spacenews.com/article/military-space/40023boeing-targets-66-percent-launch-cost-reduction-with-alasa

Interessant und interpretationswürdig finde ich diese Passage:

“We developed a cost-effective design by moving the engines forward on the launch vehicle. With our design, the first and second stages are powered by the same engines, reducing weight and complexity,” Steve Johnston, Boeing’s director of advanced space exploration, said in a March 28 press release.

Die Triebwerke wurden im Träger "nach vorne verlagert". Erste und zweite Stufe würden durch dieseelben Triebwerke angetrieben.

Was heißt das jetzt? Dasselbe Triebwerksdesign in beiden Stufen? Oder ein Triebwerk für beide Stufen? Ich tendiere dazu das Letztere aus den Worten zu lesen ...

Boeings ALASA-Demonstrator wird offenbar auf die hauseigene F-15 als Träger aufsetzen:
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Die Triebwerke wurden im Träger "nach vorne verlagert". Erste und zweite Stufe würden durch dieseelben Triebwerke angetrieben.

Was heißt das jetzt? Dasselbe Triebwerksdesign in beiden Stufen? Oder ein Triebwerk für beide Stufen? Ich tendiere dazu das Letztere aus den Worten zu lesen ...

Ich lese das auch als ein Triebwerk. Die "erste Stufe" wäre dann wohl hauptsächlich ein Tank.

Wie hoch kann die F-15 den Träger absetzen? Wohl hoch genug, daß man gleich eine fast vakuum-optimierte Düse einsetzen kann. Das erleichtert das ein Triebwerk Konzept. Bleibt noch, daß ein relativ großes Triebwerk in den Orbit gebracht werden muß. Jedenfalls sollte es die Kosten für niedrige Nutzlsten senken. Interessant.


Nachtrag: Ach so, da steht ja Triebwerke, also mehrere, die wohl nicht genau senkrecht nach unten feuern.

Bei der Aussetzhöhe steht "12000 Meter". Ob man da das Flugprofil der F-15 mit ASM-135 ASAT anknüpft? Die hat ihre ASAT-Rakete bei einem steilen Überschallsteigflug ausgesetzt. Die Aussetzhöhe damals ist mir nicht bekannt ...

Wegen der formulierten Mehrzahl der Triebwerke: ich denke da ergibt sich eine Unschärfe aus Triebwerke vs. Düsen ... Bei so einem kleinen/einfachen Design erwarte ich nur ein Triebwerk, dass ggf. mehrere (kopfmontierte) Düsen hat.

Bei der Aussetzhöhe steht "12000 Meter". Ob man da das Flugprofil der F-15 mit ASM-135 ASAT anknüpft? Die hat ihre ASAT-Rakete bei einem steilen Überschallsteigflug ausgesetzt. Die Aussetzhöhe damals ist mir nicht bekannt ...

Laut Wikipedia >24km

Zitat von: Schillrich am 30. März 2014, 12:06:51

Bei der Aussetzhöhe steht "12000 Meter". Ob man da das Flugprofil der F-15 mit ASM-135 ASAT anknüpft? Die hat ihre ASAT-Rakete bei einem steilen Überschallsteigflug ausgesetzt. Die Aussetzhöhe damals ist mir nicht bekannt ...

Laut Wikipedia >24km

Rund 11,600m (38,100ft): http://www.svengrahn.pp.se/histind/ASAT/F15ASAT.html

Also ich stelle mir das beeindruckend vor - eine F15, wo man allen gefährlichen Waffendreck wegläßt und evtl. auch für die kurze "Missionsdauer" weniger Treibstoff reinpumpt, die muß doch da hochdonnern mit einem kleinen Raketchen......

Ziel dürfte es sein, das Flugzeug möglichst wenig zu modifizieren, zumal es nur ein Demonstrator sein wird, noch ein Einsatzsystem. Es geht hier auch nicht um Leistungsoptimierung des Systems, sondern wohl Aufwandsoptimierung im System.

Ach so, ich dachte, daß das System schon eine gewisse Aussicht auf regelmäßige Verwendung hat.
Warum eigentlich nicht, bis dann aufgrund von Erfahrungen was Besseres kommt? Z.B. auf max. Geschwindigkeit bei ausreichender Wendigkeit optimiert. Fast nur Triebwerk und automatisch + ferngesteuert. Freilich nur für diese Zwecke, denn VG hat schon auch seine Berechtigung.

Na so verstehe ich es zumindest ... welche Anforderungen genau im Hintergrund antreiben, wissen wir nicht.

Hier gibt es mal ein Bild, wie Boeing sich ALASA vorstellt:



Schön zu sehen: die vier Düsen am Kopf der Rakete.

Guten Morgen,

aus Florida kommt die Idee mit der F-104 Kleinstsatelliten zu starten:
http://www.bbc.com/future/story/20160826-the-1950s-jet-launching-tiny-satellites?ocid=twfut

Langer Text mit Geschichten zur Geschichte der F-104 ... und dann die Idee von Cubecab: Die F-104 von "Starfighter Inc." aus Florida sollen kleine Raketen unter den Flügeln tragen, um Cubesats in den Orbit zu befördern. Das ganze soll mit 30 Tagen zwischen Auftragseingang und Start passieren. Starthöhe wäre bei ca. 18000 Metern, im steilen Steigflug (oder eher mit Schwung im aufsteigenden Ast einer Parabel).

Wieder mal eine nette Idee ... hat etwas von "Hinterhof-Werkstatt-selfmade"-Charme. Aber auch wenn die Flugzeuge schon da sind: Wie sieht's mit der Rakete aus?

Scheint immer wieder mal "aufzutauchen". War nicht im vorigen Jahr schon mal eine F15 im Gespräch?
Wobei - wenn man die F's und S's bei Flugshows so hochziehen sieht - da muß doch Potential sein? Aber vermutlich sieht man das zu einfach...

Die Franzosen haben auch so ein Konzept in der Tasche mit der Rafale.

Ein französische Startup (DARK, ein Ableger von MBDA und Thales) will durch einen flugzeuggestützten Raketenstart eine Antisatellitenwaffe oder eine Weltraumschrott-Beseitigungs-Oberstufe entwickeln.
Die soll dann innerhalb von 24h einsetzbar sein.

https://spacenews.com/french-startup-developing-space-weapon-to-defend-satellites-and-clean-orbital-debris/

Über die bin ich auch zuletzt gestolpert. Die Webseite gibt aus meiner Sicht aber noch nicht viel her/Einblick. Zum Interceptor finde ich nur eine Werbeanimation ... keine echten Informationen zum Konzept.

Ideenmäßig sehe ich das viel näher an einer Waffentechnologie als an einem Aufräumer für Space-Debris. Man möchte "gefährliche Objekte schnell aus dem Weg bringen", wenn sie einen eigenen Satelliten (akut) bedrohen.

Einen steuerungslosen Satelliten aus dem Orbit zu holen, weil die Kollision mit einem eigenen Satelliten droht, macht natürlich keinen Sinn. Da ist es effektiver, schneller, billiger, den eigenen Sat. zu bewegen, es sei denn, er kann es nicht, aber dann ist er ja sowieso selbst tot.

Der Einsatz ist also nur für den sog. "Bündnis- bzw. Verteidigungsfall" sinnvoll, bzw. wie es der Co-Gründer Clyde Laheyne formulierte:

"Laheyne verteidigte das Konzept des Luftstarts trotz des kommerziellen Misserfolgs von Virgin Orbit. Die Lehre aus diesem Unternehmen sei, dass sich das Modell des Luftstarts zwar nicht für den kommerziellen Betrieb eigne, aber ein echter Gewinn für den Verteidigungsbereich sein könne, sagte er."

Quelle: s.o. #88 übersetzt mit Deepl

Ich denke auch Armee ist wichtiger Geldgeber bis die Sache funktioniert.

Ich halte das aber auch für ein wichtiges Bindeglied wenn es dort oben mal echt überhand nimmt.

Ein einzelner Satellit weicht dem Debris schnell aus. Aber was tun, wenn auf deiner Orbital Lane ständig 20 Satelliten ausweichen müssen, weil 2 Leichen mit falscher Bahngeschwindigkeit immer im Weg sind? Andere Ebene wäre heute die Lösung, aber sobald wir bei 3-4 Megakonstellationen im Ausbau >5k pro Konstellation sind, was wir vermutlich in weniger als 5 Jahren erreichen, dann wird das irgendwann nicht mehr alleine praktikabel, weil auch Ausweich-Lanes nicht unbegrenzt zur Verfügung stehen.

... Aber was tun, wenn auf deiner Orbital Lane ständig 20 Satelliten ausweichen müssen, weil 2 Leichen mit falscher Bahngeschwindigkeit immer im Weg sind? ...

Das widerspricht sich ja . Wenn sie mit "falscher Bahngeschwindigkeit" unterwegs sind, sind sie auf einem anderen Orbit, werden also die Höhe nach oben oder unten verlassen ... dann kann es keine ständigen/dauerhaften Begegnungen geben.

Es gibt natürlich dann  noch den einen, wiederkehrenden Berührungspunkt beider Orbits.

Ein einzelner Satellit weicht dem Debris schnell aus. Aber was tun, wenn auf deiner Orbital Lane ständig 20 Satelliten ausweichen müssen, weil 2 Leichen mit falscher Bahngeschwindigkeit immer im Weg sind?

Nehmen wir mal das Beispiel, was man jetzt machen könnte:

- Start: Es fliegen 22 Satelliten auf einer gleichen Bahn
- 2 Satelliten fallen aus.
- Diese 2 Satelliten werden jetzt schneller (klingt seltsam, ist aber so) und nähern sich ihren vorausfliegenden Satelliten.
- Nach ein paar Tagen/Wochen wird man die 2 vorausfliegenden Satelliten auch die Antriebe deaktivieren, damit diese auch schneller werden.
- Jetzt sinken 4 Satelliten langsam ab und werden schneller
- Nach ein paar weiteren Tagen/Wochen aktivieren die 2 heilen Satelliten ihre Triebwerke wieder zum Beschleunigen. Sie erhöhen damit ihren Orbit und werden in Summe langsamer (klingt seltsam, ist aber so)
- Jetzt können die 2 defekten Satelliten die 2 heilen Satelliten unterfliegen und damit überholen.
- Wenn der Vorgang abgeschlossen ist, schalten die 2 heilen Satelliten wieder ihren Antrieb ab, solange bis Bahn und Position wieder passt.
- Die 2 defekten Satelliten laufen jetzt nach ein paar Tagen/Wochen wieder ihrem vorausfliegenden Satelliten auf
- Entweder wird der Prozess dort wiederholt, oder:
- Der Abstand in der Höhe ist bereit groß genug und die zwei Satelliten können ohne Gefahren aneinander vorbeifliegen.
- Ab jetzt fliegen die 2 defekten Satelliten niedriger und schneller als die heilen Satelliten. Ein Ausweichen ist nicht mehr notwendig.

Ein "Dauerhaftes" Ausweichen ist somit nicht notwendig, wenn innerhalb einer Konstellation mal ein Satellit ausfällt.

Hab ich jetzt nicht so ganz verstanden.
Warum sollte man die vorausfliegenden Sats betätigen, wenn die ausgefallenen schneller und damit tiefer fliegen? Befinden sich damit doch eh bereits auf einer anderen Bahn!
Viel brisanter sehe ich da Sats die in gleicher Höhe mit unterschiedlichen Inklinationen fliegen, oder eben Sats (aktiv oder inaktiv) oder Satellitenteile deren Bahnen sich aus anderen Gründen kreuzen.

Ausgefallene Sats werden durch die Restatmosphäre abgebremst, genau so wie die noch aktiven (!) und kommen damit immer tiefer. Die aktiven wirken dem entgegen, indem sie ihre Steuerdüsen zünden und steigen wieder auf (oder halten ihre Höhe) Die inaktiven fliegen aber immer schneller weiter runter! Also nix mit Kollision untereinander! Allerdings können die abstürzenden anderen, bereits tiefer fliegenden in die Quere kommen.

Warum sollte man die vorausfliegenden Sats betätigen, wenn die ausgefallenen schneller und damit tiefer fliegen? Befinden sich damit doch eh bereits auf einer anderen Bahn!

Stimmt. Ich denke, das war ein Denkfehler:
1. Ausgefallener Sat sinkt und wird schneller - richtig
2. Dadurch "Auffahrunfall" auf den "Davorfliegenden", der ausweichen muss - falsch, da wird das Größenverhältnis von Bahn/Geschwindigkeit zur Größe der Satelliten verkannt. Das erstere betrifft hunderte bis mehrere tausende Meter, das zweitere einge wenige Meter.

Das Problem sind irgendwann zehn- bis gar hunderttausende ausgefallene LEO-Kleinsatelliten, die ja nicht mehr in einen Friedhoforbit geschickt werden, sondern verglühen sollen, und dafür die Bahn z.B. der ISS kreuzen müssen. (Viele denken ja, das Starlink-Kroppzeug fliegt viel tiefer, aber die meisten sind auf 500-600 km und damit deutlich höher als derzeit bemenschte Flüge + Stationen). Und da die Bahnen gegeneinander geneigt sind, ist das Kollisionsrisiko höher, erst recht wenn noch 2 (Bezos/Kuiper), 3 (EU), 4 (China) oder noch mehr Kilokonstellationen* hinzukommen

* Kilo = Tausende, weil Mega = Millionen nicht geplant sind...

Das Absinken beginnt mit dem Ausfall. Bis zum nächsten Satelliten ist ggf. zu wenig Platz, dass der Satellit schon weit genug abgesunken ist. Die Frage ist halt, wie viel Platz möchte man haben. Am Ende ist das eine Risikoabschätzung. Bei Starlink sind z.B. manchmal "Ersatzsatelliten" auf Zwischenpositionen. Hier ist der Abstand zum nächsten Satelliten dann besonders gering.

Und was ist "besonders gering" in km ?
Wenigstens so ungefähr
Wie groß ist der "normale" Abstand eigentlich?

"Bahnlänge" in 500 km Höhe deutlich über 40.000 km (Erdumfang am Äquator 40.075 km, über die Pole 40.008 km).
Starlinksats in so einer Bahn: 22 - 58 ?
Geschwindigkeit der Sats: 27.400 km/h
( http://de.m.wikipedia.org/wiki/Starlink )
Wenn sie also in einem ungefähren räumlichen Abstand München-Hamburg (612 km) fliegen sollten, würden sie diese Strecke in unter 1 1/2 Minuten zurücklegen.

Also auch wenn da noch sehr viel Platz zwischen den Sats ist, durch die hohe Geschwinigkeit wirds (scheinbar!) schon recht eng. Allerdings bleibt ja so ein Sat auch nicht mittendrin stehen, die Relativgeschwindigkeit ändert sich, zumindest anfänglich, nur minimal und dabei tritt dann ja auch bereits eine Bahnänderung auf, die mit Zunahme der Relativgeschw. auch rasch grösser wird. Also, daß da einer in den anderen reinkracht halte ich schon für sehr unwahrscheinlich! (Wobei ich hier nachwievor im Sinne von @Hugos post immer nur Sats in einer Bahn betrachte, also eben nicht in sich schneidenden Bahnen!)

Eine "Perlenkette" von Satelliten, die auf dem selben Orbit hintereinander her fliegen, sind nicht das Problem, sie stammen aus derselben Mission (bspw. "Starlink xxx"). Dann kann man die aktiven Sats. durch eine kleine Erhöhung ihres Orbits sauber von evtl. toten Mitfliegern trennen, bevor man sie aus ihrer Parkposition in den endgültigen Orbit schiebt.

Das Problem sind kreuzende Orbits in identischer Höhe. Dabei ist die Entscheidung, ob man reagieren muss, i. A. innerhalb von höchstens 1 oder 2 Tagen erforderlich. In dieser Zeit kann die DARK-Drohne nicht eingreifen, denn neben der Herstellung der Flugbereitschaft muss das Trägerflugzeug zum optimalen Startplatz für den Orbiteinschuss fliegen, es müssen dafür Start-/Landegenehmigungen des jeweiligen Staates/Airports eingeholt werden. Wenn das System irgendwann mal weltweit einsetzbar wäre, könnte es vielleicht zur Entsorgung inaktiver Sats. verwendet werden, aber bis dahin scheint die militärische Nutzung die einzig "sinnvolle" Anwendung zu sein.

Das Absinken beginnt mit dem Ausfall.

Das ist mE ein weiterer Denkfehler. Das Absinken findet bei allen Sats ständig statt. Ein "Ausgefallener" (hier: Ausfall des Triebwerks, andere Ausfälle sind erstmal egal) kann seine Bahn nur nicht wieder erhöhen. Solange die anderen das auch nicht tun, passiert gar nichts, alle haben die gleiche (langsam zunehmende) Geschwindigkeit und halten identischen Abstand zueinander.

(Edit: im ursprünglichen Post, hatten wir wohl alle überlesen, stand "Nach ein paar Tagen/Wochen wird man die 2 vorausfliegenden Satelliten auch die Antriebe deaktivieren, damit diese auch schneller werden" was impliziert, dass Sats ständig laufende Antriebe haben. Vielleicht war das der eigentliche Denkfehler? Die Sats korrigieren ihre Bahnhöhe zwar häufiger als zB die ISS, die das nur alle paar Wochen oder Monate tut, aber keineswegs kontinuierlich)

Erst wenn der "Vorläufer" seine Bahnhöhe nach oben korrigiert = langsamer wird, rückt der "Nachläufer" näher. Der "Auffahrunfall" geschieht also nicht dadurch, dass der Nachläufer unkontrolliert schneller wird, sondern der Vorläufer kontrolliert bremst - und das hat man ja in der Hand und kann es entsprechend steuern.

Abgesehen davon, dass wir hier von Dutzenden bis hunderten Kilometern Abstand, Kilometern Bahnhöhenänderung, aber im Verhältnis geringem Geschwindigkeitsunterscheid reden.

Wie gesagt, eine übliche Statlink-Kette auf der gleichen Bahn hat da ein sehr geringes Risiko. Bei Sats auf verschiedenen/kreuzenden Bahnen haben wir aber ein ganz anderes Problem, da trifft das Gedankenexperiment mit dem "schneller werdenden Sat, der einen Auffahrunfall macht" sowieso nicht zu.