Recycling Oberstufen

Hallo

Mit grossem energetischen Aufwand werden Satelliten in die Umlaufbahnen geschossen. Die Oberstufe  mit ihren Triebwerken geht dabei verloren. Dies ist ein ineffizientes System. Könnten diese Oberstufen nicht auf einer Umlaufbahn parkiert werden? Dort würden sie von einer Space Recycling AG abgefangen, frisch aufgetankt, neu konfiguriert, mit neuer Nutzlast versehen und neu gestartet.

Diese Taiko-Altmetallhändler würden dieses Geschäft auf privatwirtschaftlicher Basis betreiben. Möglicher Verwendungszweck in weiterer Zukunft: Verwendung als Transportstufe für Nutzlasten zum Mond, Einfangen von gefährlichem Weltraummüll, Einbau in private Weltraumhotels zur Bahnanhebung, effektives Recycling in einem Industrie-Orbitalkomplex und aus den Grundbaustoffen Herstellung eines neuen Objektes.

spacige Grüsse EM

Es gibt ja schon Recyclingsysteme in Entwicklung auch aus der Privatwirtschaft. Dies betrifft Weltraumschrott genauso wie  Satelittenbahnanhebung.
Aber ob dabei abgewrackte Oberstufen wirklich eine Rolle spielen können, wage ich für die nähere Zukunft zu bezweifeln.
Dafür müssten diese ja speziell entwickelt werdne. Und diese Recyclingeigenschaften bringen dann wieder Limitierung der Satelittentransporte(Gewicht, Platz etc.) mit sich. Bei heutigem Stand wäre das System dann vielmehr hauptsächlich für weitere Verwendung da und nebensächlich würde er dann noch einen Kleinsatelitten mitnehemen. Das ganze ist wohl dann erst ein Thema, wenn der Orbit wirklich dich besiedelt ist und man dann recht einfach an die Oberstufen ran kommt, um sie dann weiterzunutzen.
Ansonsten ist wohl ein System wie Kliper die bessere Recyclingalternative, wobei da wohl auch nicht alles wieder mit zur Erde zurückkommt. Und es gibt ja durchaus andere System die komplett recyclebar sind und bald umgesetzt werden. Das sind dann aber meist keine Raketensysteme mit traditioneller Oberstufe.
Also kurz gesagt: Soetwas ist auf mittelfristige Sicht wohl kaum effektiv und Zukunftsmusik, wenn nicht dann ganz überholt.

Hallo Speedator

Welche Recyclingsysteme beim Weltraumschott meinst Du?

Wie auf der Erde müsste Recyclierfähigkeit von Anfang an geplant werden. Eine Oberstufe müsste mehrmals starten können, Treibstoffe müssten lagerfähig sein.

In einem künftigen Orbitalkomplex könnten mit Techniken, die seit langem bekannt sind, aber auf den Weltraum angepasst werden müssen, Metalle eingeschmolzen und dann z.B. Gitterstrukturen, wie bei der ISS, hergestellt werden.

Die Wiederverwendbarkeit ist die beste Form des Recyclings. Deshalb gefiel mir persönlich der Shuttle (wie auch das Hermesprojekt) sehr gut. Sein Fehler lag in der Doppelnutzung. Für den Personentransport finde ich ein völlig wiederverwendbares, flugzeugähnliches Raumschiff, das sogar auf Flughäfen landen kann, das beste (auch für künftige weltraumtouristische Anwendungen). Für den Nutzlasttransport nahm der Shuttle immer unnötig Gewicht mit; hier ist ein Einwegsystem (unbemannt, ohne Rückkehr zur Erde) wie die neuen Schwerlastraketen das Beste.

Die neuen Personentransportkonzepte der USA, aber auch der russische Klipper sind deshalb als ganzes weniger elegeant (Landung an Fallschirm) und eher technische Rückschritte. Die vorgesehene Wiederverwendbarkeit ist jedoch zu begrüssen.

Bei einem muss ich mich korrigieren. Man entwickelt Systeme, um Weltraumschrott zu beseitigen, diese gehen aber vor allem davon aus, diesen Schrott dann in der Atmosphäre zu verglühen.  Dies geschieht deswegen, weil es da oben zunehmend eng wird. Aber Wiederverwendbarkeit heißt ja nicht das es ökonomisch oder ökologisch irgendeinen Sinn macht. Und warum ist ein Fallschirm unbedingt unelegant und technisch ein Rückschritt. Technischer Fortschritt ist nu dann gegeben, wenn bestimmte Dinge effektiver werden. Technischer Fortschritt ist nicht unbedingt wissenschaftlicher Fortschritt. Und wo steht geschrieben das Shuttles wie SS eher Fortschritt bedeuten als Kliper oder CEV, gibt es ein großes Buch der Weisheiten, in dem das dogmatisiert wurde?
Und dieses Einschmlezen wäre wahrscheinlich praktisch machbar, aber rentabel ist das sicherlich die nächsten Jahrzehnte noch nicht.

Hallo Speedator

Ich finde ein Fluggerät fortschrittlich, das sich selbst manövrieren kann und eine Landebahn oder Landepunkt ansteuern kann. Andere Gesichtspunkte, wie bessere Effizienz oder geringere Kosten sind natürlich auch wichtig oder ausschlaggebend.

Es wäre interessant, die Menge in Tonnen und den Altmetallwert des Weltraumschrotts zu kennen. Dann kann man dies den Kosten gegenüber stellen, die man einspart, wenn man diese wieder verwenden könnte und nicht von der Erdoberfläche hertransportieren muss.

Es existieren also bereits in der Erdumlaufbahn Rohstoffe, die genutzt werden können, statt sofort in den Asteroidengürtel zu fliegen. Hier könnten die erforderlichen Techniken ausprobiert werden.

mfg EM

Moin,
wenn nun nicht gerade wiederverwendbare Oberstufen, aber zu mindest gibt es ja bald eine wiederverwendbare *Grundstufe*.

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3838.0

Wer weiß, wenn sich das mal durchsetzt, ob nicht auch andere Stufen so ausgelegt werden könnten.

Jerry

Bei mehrfacher Verwendung der Oberstufen, müssten diese mit dafür vorgesehenen Triebwerken ausgrüstet sein. Außerdem wird ein Annäherungs- und Kopplungssystem sowie Pumpen für den Nachtankvorgang benötigt. Das alles macht die wiederverwendbaren Oberstufen natürlich teurer.

Ich denke, dass für ein solches, an und für sich vernünftig klingendes System, die Raumfahrt noch zu unzuverlässig ist. Klappt der Start eines Tankers nicht, tritt Zeitverlust ein, kommt kein Nachschub an Nutzlasten, muss trotzdem die korrekte Bahn gehalten werden. Im Augenblick wird sich das wohl noch nicht rechnen.

In der Zukunft werden derartige Konzepte aber sicherlich eine Rolle spielen.

GG

Ich hatte mich bei meinen Ausführungen auch ausschließlich auf Oberstufen konventioneller Bauart bezogen.

solange sich sony und panasonic nicht mal über ein einheitliches dvd-format einigen können, sehe ich meine vision von wiederverwertung der oberstufen für die raumfahrt in den weiten des alls.
idealerweise ergebe sich nicht der rücktransfer zur mutter erde sondern die verwendung für module im erdnahen orbit (unser 3 mond) für den weitertransport zum echten *mond* bzw. als sprungstation zum mars....

Guten Abend neo,
leider kann ich dir da auch in Zukunft keine Hoffnung machen. Man streitet sich schon seit geraumer Zeit um den DVD-Nachfolger und da sind die Unterschiede auch für den Ottonormalverbraucher noch um einiges gravierender, als bei der DVD. Also gibt es da eher noch Rückschritte. Dass man sogar Einma-Abspiell-DVDs traut man sich ja kaum zu sagen.
Aber die Unterhaltungsbranche ist ja nicht gleichzusetzten mit der Raumfahrt. Von daher gibt's vielleicht noch Hoffnung

Hey,

Um genau zu sein gibts da schon ein paar Ueberlegungen zu.

Als erstes waere da die Inflatable Re-entry and Descent Technology (IRDT). Einfach gesagt eine aufblasberer Hitzeschild der beispielsweise Oberstufen zurueck zur erde bringen koennte. Wurde von EADS und NPO-Lavochkin entwickelt. Der erste Test ging vor ein paar Jahren schief, der zweite vor ein paar Wochen. In beiden Faellen ist der Demonstrator vom Kurs abgekommen.
(Ich habe noch nicht gehoert das der wiedergefunden wurde) Hier der Link zur ESA: http://www.esa.int/esaCP/SEMOJU4Y3EE_index_0.html

Als neachstes faellt mir da die zweite russische Neuentwicklung als Nachfolger des "Progress" ein, "Parom". Ich habe noch nicht allzuviel darueber gefunden, nur hier eine kurze Beschreibung. http://www.msnbc.msn.com/id/8148275/page/2/

Das sieht mir nach einer interessanten Idee aus wenn Sie denn umgesetzt wird.


Torsten

Über Demonstrator wurde hier schon diskutiert: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3835.0
Übrigends gab es bis jetzt 3 Misserfolge und der letzte gilt als Erfolg, nur hat man den Orbiter noch nicht wiedergefunden.
Suche geht erst im November weiter.
Ja, Parom ist ja  schon ein System, dass man wirklich wiederverwertbar nennen kann. Dabei wird ein Schleppershuttle im Orbit geparkt und nur die reinen Container ohne große Oberstufe/Orbiter werden in den Orbit geschossen. Da werden diese dann vom Shuttle aufgefangen und z.B: zur ISS gebracht. Die Container selbst sind danach nicht wiederverwendbar und verglühen in der Atmosphäre. Aber diese Fähre könnte dann auch anderes Schleppen als *nur* die Container. Evtl. sogar Satelitten etc. umsetzten. Der Schlepper kehrt übrigens auch nicht heil zur Erde zurück, denn er wird im Orbit wirklich geparkt und kann so dann halt mehrere Schleppmissionen ausführen.
Parom steht wohl aktuell in der Prioritätsliste etwas hinter Kliper, auch wurde vor nem halben ja mal darüber berichtet und jett ist es wieer etwas stiller darum. Aber Paom wird wohl wwirklich irgendwann kommen.

Da hab ich den zweiten Start wohl verpasst.
Warum sucht man eigentlich erst im November weiter?

Weil die Suchhelikopter für militärische Zwecke eingeplant udn jetzt gebraucht werden.

Weltraummüll ist ein unbestrittenes Problem, das ohne Gegenmassnahmen eine zunehmende Gefährdung der Raumfahrt darstellt. Deshalb sollte jetzt auf der Ebene UNO Verhandlungen zu einem diesbezüglichen Weltraumvertrag aufgenommen werden.

Ich schlage eine vorgezogene Recyclinggebühr vor (Gewichtsgebühr pro Kilogramm, das in den Orbit gebracht wird), die alle weltraumfahrenden Nationen bereit sind zu zahlen. Da alle betroffen sind, gibt es keine Wettbewerbsverfälschung. Ermässigungen gibts für die Oberstufen oder auch Satelliten, die wiederauffüllbar oder tankbar ausgestaltet sind. Dies regt die Innovation an.

Das Geld (Millionenbeträge pro Flug) kommt in einen Fonds. Aus diesem Fonds wird das Recycling finanziert. Dazu soll nicht eine neue staatliche Organisation aufgebaut werden,sondern dies soll der Privatwirtschaft übelassen werden. Die UNO (oder ein Gremium der raumfahrenden Nationen) erteilt an diese Privatfirma (oder mehreren Firmen) den Auftrag, ein Recyclingsystem aufzubauen, Satelliten einzufangen, zu verschrotten, einzuschmelzen oder nachzutanken, Weltraummüll zu beseitigen. Denkbar ist auch ein Zahlungssystem pro ausgeführten Auftrag.

Damit wird in 10 bis 20 Jahren ein neuer Wirtschaftszweig im All geschaffen. Dies wär doch ein Gebiet für die umweltbewussten Europäer!

Moin EM,
um das wirklich durchzuführen, wären solch hohe Gebühren fällig, dass die Raumfahrt dadurch wirklich ein Stück leiden würde, allen voran natürlich die Privatwirtschaft.
Das wird auch schwer zu vermitteln sein, da es weder effektiv noch ökologisch Sinn macht. Wenn es darum geht, den Orbit wieder ein Stück leer zu räumen, was durchaus ein konkretes Ziel ist, dass schon mit in Entwicklung befindlichen Projekten vorangetrieben wird, sieht das ein wenig anders aus.

Wie bei andern Umweltschutzmassnahmen  gäbe es zwar  zusätzliche Kosten (im Bereich weniger Prozente). Dadurch könnte aber die Entwicklung in die gewünschte Richtung gefördert werden und man vermeidet ein möglicherweise künftiges existientielles Problem für die Raumfahrt.

Kennt jemand Schätzungen zur Entwicklung des Weltraummülls (ab wann wird es effektiv gefährlich?)?

Werde da nochmal recherieren, da gibt es scho zahlen zu die ich auch schon mal gesehen habe. Den Bereich der realen Gefährlichkeit hat man wohl schon erreicht, weswegen jetzt halt schon Projekte dazu laufen.

Die Wiederverwendbarkeit solcher konventioneller Müllansammlungen, wird wohl wirklich erst Sinn machen, wenn der Weltraum großflächig erschlossen ist und man solche Maßnahmen nebenher machen kann. Nicht alles was vordergründig als umweltpolitisch sinnvoll erscheint ist es wirklich. Als ein Beispiel wäre dabei zu nennen, dass Biotreibstoffe zu großen Teilen umweltpolitisch keinen Sinn machen, weil im nachhinein noch viel mehr konventionelle Energie hineingepumpt wird, als wenn man direkt konventionellen Treibstoff verbraucht. Es ist möglich, dass sich da in Zukunft neue Methoden entwickeln, aber dadurch das man da heutige Methoden fördert, wird eher verhindert dass sich um neue Methoden gedanken gemacht werden.

Aus verschiedenen Quellen habe ich mal Zahlen herausgesucht:

Derzeit gibt es etwa 580000 Teile, die größer sind als 1 cm. Nur 13000 Bahnen größerer Objekte (ab 10 cm) werden beobachtet. Ihretwegen werden auch Ausweichmanöver geflogen, sowohl von bemannten als auch von unbemannten Raumflugkörpern. Gefährlich sind vor allem die etwa 1500 ausgebrannten Oberstufen sowie die etwa 7000 größeren Fragmente von knapp 200 explodierten oder zerfallenen Alt-Satelliten. Außerdem gibt es Milliarden von Farbpartikeln, Feststofftriebwerksschlacke und –staub, Reaktorkühlmittel, Sprengbolzenteile, Abdeckungen und etwa 750000 Dipolnadeln von einem Experiment aus den Sechzigern.

Für einen Satelliten mit einer Gesamtfläche von 100 m² (inklusive Solarzellenflächen) in einer 400-Kilometer-Bahn besteht ein theoretisches Kollisionsrisiko mit einem potentiell gefährlichen Teil von 1 in 15000 Jahren. Das klingt zwar noch recht gering, aber es fallen ja weiterhin Abfälle an.

Auf internationalen Konferenzen wird das Problem bereits diskutiert. Erstes Anliegen ist eine Vermeidung von neuen Abfällen (Oberstufen sollen nicht in Umlaufbahnen gelangen, Sprengbolzenfangeinrichtungen u. ä.).

GG

Bereits heute besteht das Risiko, dass innert 10 Jahren ein Satellit zerstört wird. Ein Stück Weltraummüll von 1 cm2 hat ein Zerstörungspotential von einer Handgranate.

Interessante Links: http://www.ilr.ing.tu-bs.de/forschung/raumfahrt/spacedebris/  http://www.space-weltraum.de/raumfahrt_news/2005/03/weltraumnuell.php

Interessant das Program ROGER: Bei dem Projekt «ROGER» (Robotic Geostationary Orbit Restorer) geht es darum, ausgediente oder abgeschaltete Satelliten aus der geostationären Umlaufbahn in eine rund 400 Kilometer darüber liegende Bahn zu transportieren, wo sie keinen Schaden mehr anrichten könnten» ROGER könnte pro Flug demnach bis 30 Satelliten aus dem Verkehr ziehen. http://www.pro-physik.de/Phy/External/PhyH/1,,2-10-0-0-1-display_in_frame-0-0-,00.html?recordId=4100&table=NEWS
Weiss da jemand mehr?

Mit der vorgeschlagen Gebühr würde kein bestimmtes Entsorgungssystem vorgeschrieben. Es können auch bestehende Systeme verwendet werden (ATV, Klipper). Es müssten aber neue Techniken erarbeitet werden für das Einfangen von Satelliten, Oberstufen, etc. Später käme die Entwicklung von eigentlichen Fabrikschiffen dazu (Einschmelzen, Giessen, Herstellung neuer Produkte). Das sind Techniken, die für die Industrialisierung des Alls unabdingbar sind. Der Vorteil besteht darin, dass eine Finanzierung dieser Projekte begründet würde.

Solches richtiges Recycling ist aber halt wirklcih noch Zukunftsmusik. Aber für die Entsorgung z.B. durch Verglühung im Orbit mag das evtl. jetzt schon nutzen.

Moin EM,

Interessant das Program ROGER: Bei dem Projekt «ROGER» (Robotic Geostationary Orbit Restorer) geht es darum, ausgediente oder abgeschaltete Satelliten aus der geostationären Umlaufbahn in eine rund 400 Kilometer darüber liegende Bahn zu transportieren, wo sie keinen Schaden mehr anrichten könnten» ROGER könnte pro Flug demnach bis 30 Satelliten aus dem Verkehr ziehen.

Nach dem *Verursacherprinzip* gilt, dass der Verursacher dafür sorgt, dass eine Sache, auch nach Gebrauch, für andere keine Belastung darstellen kann bzw. einen Schaden verursacht.

Will meinen, wenn *jemand* einen Satelliten in´s All schickt, hat er davon *irgendeinen* Nutzen, sonst täte er es ja wohl nicht. Wenn diese Nutzung entfällt, ist der *jemand bzw. bisherige Nutzer* verpflichtet, den Status *Null* wieder einzuführen. In diesem Fall ROGER bedeutet das, ein anderer Satellit *schubst* die nicht mehr benötigten Satelliten auf eine höhere Umlaufbahn.

Wenn sie auf der niedrigen Bahn eine Gefahr darstellen, z.B. durch auseinanderbrechen nach Kollision mit einem *Gegenstand*, sind sie doch nicht mehr geschützt auf einer höheren Umlaufbahn. Dort kann sie doch auch ein *Gegenstand* treffen.

Das Projekt betrachte ich als *Augenwischerei*.

Ich meine, es müßte festgeschrieben werden, dass die nicht mehr gebrauchten Satelliten, leider gibt es schon viel zu viele, nach *Ausmusterung* sofort wieder eingefangen werden und dann zur Erde zurückgeholt werden müssen.

Jerry

Ich finde es einfach schade, wenn man die Rohstoffe, die man mit grossem Energieaufwand dorthin gebracht hat, nicht mehr nutzt und zum Absturz bringt. Ich finde man müsste bereits heute die Idee eines effektiven technischen Recyclings weiter verfolgen. Wie hiess es doch in der alten TV-SF-Serie Raumpatrouille (ungefähr): Was heute wie ein Märchen erscheint, kann morgen Wirklichkeit sein.

Könnten hier nicht gemeinsam die groben Grundzüge eines Experimental-Fabrikschiffes diskutiert werden, das als Technologieprojekt die Machbarkeit des technischen Recyclings (mit den Bereichen Zerlegung in Einzelteile, Trennung, Sortieren, Schreddern, Einschmelzen und Giessen) aufzeigen soll. Bei Beherrschung dieser Grundlagentechniken können auch andere Rohstoffe des Sonnensystems abgebaut werden. Zur Ehre dieses Forums könnte das Experimental-Fabrikschiff RAUMCON 1 genannt werden.

Das Schiff soll - mit Gruss an Jerry - vollrobotisch funktionieren, jedoch durch bemannte Missionen gewartet werden können.

Wieso soll man sich damit befassen? Weil es Spass macht und neue Ideen auslösen kann, die den Sprung in die Realität schaffen könnten.

Aus den heute in der gelben Tonne gesammelten, teilweise hochwertigen Kunststoffen werden nach dem Recycling auf der Erde im allgemeinen Plasteeimer und -schüsseln, also niederwertige Waren. Die wertvollen Materialien in Raumflugkörpern liegen auch nicht in reiner Form vor. Man müsste sie zuerst trennen und von Fremdstoffen reinigen. Dazu bräuchte man hochentwickelte Recycling-Technologie im Orbit.

Das ist für mich relativ ferne Zukunftsmusik. Im Augenblick ist es nötig, den Orbit von Abfällen zu reinigen, um die Gefahr einer Kollision zu minimieren. Oberstufen, die sich nach getaner Arbeit selbst zum Absturz bringen und Satelliten, die ihre letzte Treibstoffreserve dazu benutzen, zu verglühen wären richtige Schritte dorthin.

Ein Schritt auf diesem Wege wären z. B. großflächige Folien, die man an ausgediente Satelliten montiert, damit sich deren Reibungswiderstand vergrößert und sie damit früher nach unten gezogen werden. Ich weiß aber nicht mehr, wo ich davon gelesen habe. Es ist auch schon ein paar Jahre her.

Einen Schritt weiter gehen betankbare Schlepper wie PAROM. Hier wird die Anzahl der benötigten Oberstufen möglicherweise drastisch verringert. Das ist schon ein großer Schritt. Ich hoffe, dass aus diesem Projekt etwas wird.

GG