Recycling Oberstufen

Das ist es ja was ich bereits des öfteren sagte, dass solch ein richtiges Recycling wirklich erst Zukunftsmusik ist. Unter heutigen Umständen würde mehr Rohstoff/Energie für das Recycling verbraucht, als man später wieder herausbekommt.

Der Hinweis auf das Reinheitsproblem und dass eine hochentwickelte Recyclingtechnik erforderlich ist, ist richtig. Dies soll ja gerade gefördert werden. Folgender Vorschlag:

I. Definition der Ziele für das Technologie-Experimentalschiff RAUMCON 1:
- Technologie-Experimentalschiff zur Erprobung hochwertiger Recyclingtechniken zur Verwertung von ausgedienten Satelliten oder Oberstufen
- Nachweis, dass aus Aluminium ausgedienter Satelliten neue Aluminiumteile hergestellt werden können.
- Nachweis, dass aus altem Stahl neuer brauchbarer Stahl hergestellt werden kann.
- Nachweis, dass aus alten Solarzellen wieder neue hergestellt werden können.
- Nachweis, dass aus der Schlacke des Schmelzprozesses und aus unbrauchbarem Schrotthäcksel brauchbares Baumaterial hergestellt werden kann (Idee, dass zweilagige aufblasbare Strukturen mit einer Pumpbeton- (oder Kunstoffbeton-)-Mischung, bestehend aus Cement, Schlacke, Schrott oder Stahlfasern und Wasser oder Kunstharz aufgefüllt und verfestigt werden können).

II. Untersuchungsbereich und Vorgehensschritte
1. Altmetall-Entgegennahme (Systemgrenze Transporter - Fabrikschiff)
2. robotische Trennung in Einzelteile
3. Sortierung in Grundstoffe
4. Schredder
5. integriertes Stahlwerk (Schmelzen, Stahlproduktion, Walzen)
6. Energieerzeugung
7. Visualisierung
8. Kostenschätzung

III. Vorgaben
- maximales Gewicht: 10 Tonnen (als Ziel, event. anpassen), damit Transport mit Ariane V oder Falcon 9
- voll robotisch
- subsidiär Fernwartung von Erde in Fast-Echtzeit

Ich hoffe, ich nerve Euch nicht zu sehr mit meinem Festhalten daran, dass man das technische Recycling in einem Technologie-Projekt konkret ausprobieren sollte. Dies aus der Überzeugung, dass die Beherrschung solcher Techniken einen Innovations- und Investitionsschub in der Industrialisierung des Sonnensystems auslösen würde.

Zu II.1 Altmetall-Entgegennahme habe ich folgende Überlegungen:
- Ein Transporter bringt einen ausgedienten Satelliten. Das Fabrikschiff braucht einen Roboterarm, um den Satelliten zu übernehmen und festzuhalten. Er könnte auch auf einer Bearbeitungsplattform festgeschraubt werden.
- Der Bereich, wo der Satellit festgehalten und zerlegt wird (durch Lösen von Nieten und Schrauben, aufsägen oder aufschneiden) ist separat einzuhüllen. Diese Arbeiten verursachen kleinste Teile, die nicht in den Weltraum gelangen dürfen (z.B. abspritzende Teile beim Auffräsen).
- Deshalb muss der Bearbeitungsraum ein geschlossenes Containment darstellen. Vorschlag: aufblasbare Hülle aus reissfestem Material mit einer Schleuse, damit keine Partikel ins All entfliehen.
- Übrigens: Durch das Verfüllen von aufgeblasenen Strukturen, bewehrt mit Armierungseisen, mit speziellen Pumpbetonmischungen könnten dereinst grössere Strukturen hergestellt werden wie Freizeiträume bei Weltraumhotels, Spielhallen für neue Zero-G-Spiele oder grosse Werkhallen. Ebenso denkbar ist, dass mit dieser Technik eine Strahlenschutzhülle für einen Kernreaktor erstellt wird.

Das klingt mir aber nach ferner Zukunft. Ich glaube, das werde ich nicht mehr erleben.

GG

Und was wir evtl. da noch erleben sind wohl mehr die Tests, die noch auf der Erde gemacht.

Warum werden die Satelliten denn generell in eine höhere Umlaufbahn geschossen?
Wäre es nicht vorteilhafter ein wenig Schub gegen die Flugrichtung zu geben damit die Zentrifugalkraft geringer ist als die Gravitation und der Satellit somit auf die Erde fällt und in der Atmösphäre verglüht?
Wahrscheinlich ist es zu riskant, weil Reste des Satelliten auf die Erde stürzen könnten, aber wie groß ist eigentlich das Risiko?

Ich hab halt nochmal was zum Technologie-Demonstrator RAUMCON 1:

Um das mögliche Potential dieser Technik augenfällig zu machen, könnte die Zielvorgabe wie folgt ergänzt und konkretisiert werden:
- Nachweis, dass mit den gewonnenen Rohstoffen ein eigener (einfachster) Flugkörper hergestellt werden kann.

Dies wäre dann der erste, durch einen Roboter im All hergestellte Flugkörper. In der Technologiegeschichte und in der Geschichte der Erforschung des Alls wäre dies ein ebenso symbolträchtiges Ereignis wie der Sputnik. Damit könnte das grosse Potential, das in dieser Technik schlummert, ansatzweise gezeigt werden.

Zugegeben: Es werden höchste Ansprüche an Automatik, Robotik und Künstliche Intelligenz gestellt. Alle Komponenten könnten wie erwähnt - abgesehen vom Verhalten in der Schwerelosigkeit - auf der Erde getestet werden. Ich könnte mir  eine Verwirklichung innert 10 Jahren vorstellen, da ein grosser Teil der Technik bekannt ist.

@ Tobias Kolkmann
Was braucht mehr Energie: Anhebung einer geostationären Bahn um 400 km (Projekt ROGER) oder Abbremsen bis zur Atmosphäre?

Da ist sicherlich die Anhebung die richtige Antwort, in 36km Höhe machen 4000m mehr oder weniger auch nicht viel aus, aber ich wenn der Satellit abgebremst wird, verringert sich die Geschwindigkeit. Die Folge daraus ist, dass die Fliehkraft nicht mehr ausreicht, um den Satelliten im Orbit zu halten und er beginnt zu fallen. Dadurch kommt er näher an die Erde, wird durch die Nähe zur Erde stärker angezogen und landet schließlich irgendwann wieder in der Atmosphäre.
Aber ich weiß nicht ob der Energieaufwand dafür trotzdem höher ist, deswegen stelle ich ja die Frage. Meiner Vorstellung nach erhöht sich die relative Geschwindigkeit bei einer Verringerung der Umlaufhöhe - und sie verringert sich wenn ich die Umlaufbahn anhebe. Erhöhe ich die Geschwindigkeit so werden die Fliehkräfte größer und der Satellit fliegt langsam aber sicher von der Erde weg. Verringere ich sie sinkt der Satellit und fällt immer stärker weil einerseits die Gravitation sich verstärkt und andererseits die Atmosphäre den Satelliten zusätzlich bremst (zugegeben der Effekt tritt erst relativ zum Abbremsvorgang gesehen sehr spät auf)
Falls Logikfehler bestehen korrigiert mich ruhig, aber ich halte es für wahrscheinlicher, dass ich nur die Ausmaße der einzelnen Kräfte nicht richtig einschätzen kann.

EDIT: Kurz gesagt sprechen wir von zwei verschiedenen Arten der Absenkung der Umlaufbahn. Ich spreche von der Veränderung der Geschwindigkeit woraus sich eine Veränderung der Umlaufhöhe ergibt. Andererseits kann man die Umlaufhöhe verändern woraus eine Geschwindigkeitsveränderung entsteht.
Ich denke, eine kleine Abbremsung ist weniger Energieaufwendig als eine Erhöhung der Umlaufbahn.

Ich denke, dass die Bahnabsenkung bis zur Atmosphäre aus 36000 km Höhe deutlich mehr Treibstoff verbrauchen würde, vor allem dann, wenn es schnell geschehen soll. Sonst würde der betreffende Satellit noch Jahre die anderen Bahnen kreuzen und damit für niedrig fliegende Satelliten zur Gefahr. Auch in 10000 Kilometern Höhe wird ein Satellit praktisch nicht durch die Erdatmosphäre gebremst, weil da nicht mehr viel ist.

Gibt man dem Satelliten stattdessen mehrere kleine Impulse, kann man ihn aus seiner geostationären Bahn schubsen. Das hat nur den Zweck, Platz für neue Satelliten zu schaffen. Warum man die Bahn gerade anheben will, kann ich auch nicht sagen. Vielleicht nur deshalb, weil er dann den neuen Satelliten nicht gefährlich werden kann. Stell Dir einmal vor, im 35000-km-Äquatorialorbit befänden sich 500 alte Satelliten. Da geht man schon wieder ein Risiko ein, wenn man einen neuen Satelliten raufbringt.

GG

Ok, worum es mir geht wurde leider nicht verstanden...

Man kann die Düsen in verschiedene Richtungen starten. Ist der Ausschuss richtung Erde, wird der Satellit in eine höhere Umlaufbahn gebracht aber die relative Geschwindigkeit verlangsamt sich. Ist er in die entgegengesetzte Richtung gerichtet, fällt er in der Umlaufbahn aber wird relativ ("relativ" zur Erdoberfläche gesehen, würde sich die Erde nicht um ihre eigene Achse drehen) beschleunigt.
Bremst man aber die Satelliten ab müssen sie nach- und nach fallen.

Und dabei stellt sich mir wirklich die Frage worin der Energieaufwand höher ist, weil es wie gesagt auch andere Gefahren gibt wenn ein Satellit auf die Erde stürzt.

Ich stimme Dir zu.

Bei einem lange dauernden Abstieg lässt sich nicht vorhersagen, wo die Satellitentrümmer letztlich auf die Erde treffen. Deshalb hat man bei der MIR ja so lange gewartet, bis sie in einer sehr niedrigen Bahn war und dann mit einem massiven Bremsimpuls für einen kontrollierten Absturz gesorgt. Dafür wäre dann aber schon eine ordentliche Treibstoffmenge erforderlich.

GG