Wie umwelt/klimafreundlich ist die Raumfahrt?

Umwelt- bzw. Klimaschutz ist ja aktuell ein ganz heißes Thema. Ein Thema, dem sich auch die Raumfahrt stellen muss. Ich dachte daher, darüber müsste man mal diskutieren.

Ich dachte dabei insbesondere an folgende Aspekte:

• Umweltfreundlichkeit der Treibstoffe, insbesonder im Hinblick auf die Erderwärmung, CO2-Ausstoß und anderer giftiger Stoffe, die da in die Luft gepustet werden
• Gefahr durch abstürzende Raketenstufen und der Kontamination des Aufschlagpunktes (z.B. Proton) durch giftige Treibstoffe
• sonstiges

Einer der besten Treibstoffe dürfte sicherlich H2O/LOX wie beim SSME und der Delta IV sein. Verbrennt zu Wasser. Kerosin/Sauerstoff dürfte ähnlich umweltschädlich wie euer Auto sein. ;)
Hydrazin (z.B. Proton) ist hochgiftig und ist sicherlich alles andere als umweltfreundlich.
Wie umfreundlich Feststoffbooster sind, kann ich jetzt nicht beurteilen, ich vermute jedoch, dass sie eher ungesund sind.

Was meint ihr zu dem Thema? Na wer wählt hier die Grünen? ;)

Man sollte nicht nur auf die Menge der ausgestossenen Schadstoffe achten, sondern auch auf die Höhe in der dies geschieht. Wenn jemand in großer Höhe die Luft verpestet ist dies ein größeres Problem als die Masse zunächst vermuten läßt.

Das Gelände in Baikonur soll außerdem mit Giftstoffen ziemlich verseucht sein. In Kourou soll es wie ich gehört habe nicht viel besser aussehen.

Anstatt den Ausstoß von Stoffen beim Start zu betrachten, würde ich das Augenmerk auf die Produktion von Raketen und Treibstoffen richten und deren Transport zum Startplatz. Da geht auch eine Menge Energie "über den Jordan" und es werden eine Menge Abfallstoffe erzeugt. Das dürfte den "Klimaeffekt" des reinen Starts überwiegen.
So ist das bei jedem industriellen Produkt, nur leider wird der Herstellungsaufwand selten bei der Energiebilanz betrachtet. Da geht man bei Autos bspw. einfach vom Verbrauch aus, Herstellungs- und Recyclingkonzepte werden hingegen nicht mit betrachtet.

Hi!

Ich glaube, was hier weggelassen wird ist, dass sich viele Sonden mit der Klimaerwärmung beschäftigen. Viel wissen wir nur wegen den Satelliten.

Hi!

Ich glaube, was hier weggelassen wird ist, dass sich viele Sonden mit der Klimaerwärmung beschäftigen. Viel wissen wir nur wegen den Satelliten.

Da hast Du recht! Hinsichtlich der Energiebilanz ist auch die Atomenergiediskussion ein wunderbares Beispiel für (gewollte?) Vergesslichkeit: Es gibt keinen "CO2-freien" Atomstrom.

Gruß  Thomas

Zum Thema:

Raketen benutzen H2 + O2 Als sauerstoff+Wasserstoff macht Wasser.
Also ohne Kohlendioxidemissionen.

Manchmal nehmen sie auch Hydrazin und Distickstofftetroxid - somit N2H4+N2O5 -> Stickstoff N2 + H2O
Insgesamt: Sehr klimafreundlich
(NOx Stickoxide sind sehr reduziert, da diese Leistungsminderung mitbrächten durch unverbrannten aber mitgeführten Sauerstoff)

Ich habe mal ein Missionspapier gelesen, die schadstoffe sind gewaltigen Regelmenten gebunden. Also viel särkere Umweltschutzauflagen als ein Auto in vergleichbarer größe

Hi!

Nachdem es ja vor kurzem wieder einmal eine Diskussion über die "Klimafeindlichkeit" der Raumfahrt gegeben hat, will ich hier ein Beispiel anführen, das zeigen soll, dass sich die Schadstoffe, die bei einem Raketenstart eintstehen, rentieren.

QUICKSCAT ist seit 1999 unterwegs. Ein Aufgabengebiet ist die Sturmfrühwarnung.

QUIKSCAT TEAM HONORED – JPL
The QuikSCAT satellite team is among this year’s recipients of a prestigious Pecora Award for contributions to understanding our home planet. Since 1999, QuikSCAT has advanced Earth science research and helped improve environmental predictions using a scatterometer for early detection of ocean storms and the exploration of global ocean wind patterns. A scatterometer transmits high-frequency microwave pulses to Earth's surface and measures the strength of the radar pulses that bounce, or scatter, back. The QuikSCAT mission team includes personnel from NASA, the Jet Propulsion Lab, Ball Aerospace, and the University of Colorado. NASA and the Department of the Interior present annual Pecora Awards to honor the memory of William T. Pecora, former director of the U.S. Geological Survey and under secretary of Interior.

Quelle: http://www.nasa.gov/multimedia/podcasting/twan_11_21_08.html

Da es grad um Öl geht und Leute die ihre "Finger drin" haben - das ist ja für die Raumfahrt nicht unwichtig.

Was mich ein bissel wundert - eine heutigentags "normale" Rakete, global gesehen, verballert pro Start 100-200 t Kerosin. Zwischen den Starts liegen zumindest Tage, manchmal Wochen. Da wird dann gesagt "Hach , alles nicht so schlimm, die Autos weltweit verbrauchen viel mehr".
Nun ja, kann man erstmal so hinnehmen.
Aber dann kommt ja (evtl) die FH. Dreifache Menge RP1. Soll ja auch öfter starten. Und das kann man immernoch mit den pöhsen Autos als Vergleich verniedlichen? Wie verhält sich das dann, gibts da Zahlen? Auch in Hinsicht - auf dem meisten Öl sitzen die Scheichs.

Und wie ist das mit BFR (was immer die dann umfaßt) Wird man wirklich Methan aus CO2 und Wasser herstellen? Wo vlt die Herstellung aus Öl einfacher ist?
Da gehts doch um Stundentakte, wie ich hier irgendwo las, und hunderttausende Tonnen Methan und Sauerstoff, die ja aus irdischen Ressourcen heraus zum Teil in den Weltraum verschwinden. Gibts da Zahlenbetrachtungen? Auch zu lokalen CO2 Konzentrationen durch die häufigen Starts ?
Etwas ins OT gehend -
Was ist mit der naiven Annahme, eine BFR auf L39 starten zu können? Nicht wegen der vlt. aufrüstbaren Struktur und Logistik. Sondern schlicht wegen dem Lärm. Es ist ja heut schon so, daß man im 10 km Bereich Beschwerden bekommt. Aber 42 Raptors - das wird lustig....
Sind halt so Laienfragen.
Wird auch hier wieder so sein, daß solche Fragen nicht opportun sind.
Beispiel:
Auch zum Thema Satellitendichte gabs immer den Abschmetter "Da oben ist ja sooooviel Platz".
Und inzwischen wird ganz schön gejammert über potentiellen und realen Schrott und man fängt ganz zögerlich an, sich Gedanken um Vermeidung und Beseitigung zu machen.

Erdgas ist hauptsächlich Methan. Das wird per Fracking in den USA spottbillig hergestellt. Aus einigen Quellen kommt es so rein, daß es direkt verwendet werden kann. Wie es der Zufall so will, soll ein Tanklager für Erdgas zur Verschiffung so nahe am SpaceX Startplatz Brownsville, Texas, gebaut werden, daß geprüft wird, ob das Lager nicht bei einer Explosion einer Rakete gefährdet wäre. Selbst wenn es wirklich tausende Flüge pro Startfenster werden, geht das im Vergleich zum weltweiten Verbrauch immer noch in der Rundung unter. Aus Wasser und CO2 wird der Treibstoff für den Rückflug auf dem Mars hergestellt.

LC-39 wurde schon bei der Konzeption auf Träger dieser Größe ausgelegt. Jedenfalls von der Größe her, nicht der Flammengraben.

Zur Satellitendichte, genau aus dem Grund wird bei SpaceX sorgfältig darauf geachtet, daß die Satelliten am Ende ihrer aktiven Lebensdauer aktiv deorbited werden. Dafür werden redundante Systeme eingeplant. Die wollen nämlich nach den ersten 4000 Satelliten alle paar Jahre wieder neue 4000 Satelliten da hochschicken.

Es ist wirklich schwer vorstellbar - hunderttausende Tonnen Erdgas/Methan Woche um Woche- und das ist ein unbedeutender Teil ? Ist wirklich nicht vorstellbar. Aber ok, ich muß Dir das glauben.

Daß LC-39 geeignet ist, evtl mit Nachrüstung, war mir schon klar. Bleibt für mich der Standort an sich bzgl. Lärm und nächste Wohnungen sowie die CO2 Belastung vor Ort. Naja da wird sich wohl noch keiner damit befaßt haben....

Die Kombination O2 + H2 ist so umweltfreundlich gar nicht. Den aktuell wird der Wasserstoff meist, weil billiger aus Erdöl- oder Erdgas-Derivaten hergestellt. Wobei dafür Energie benötigt wird und CO2 entsteht.
Umweltfreundlich wäre es in meinen Augen nur dann, wenn der Wasserstoff (und damit auch der Sauerstoff) durch Elektrolyse von Wasser erzeugt wird. Und auch nur dann vollständig öko, wenn der dafür benötigte Strom rein regenerativ erzeugt wird und nicht wieder mittels Kohlekraftwerken & Co.

Bei Methanantrieben könnte man theoretisch auch 100% Öko fliegen, in dem man mittels Power to Gas H2O und CO2 (z.B. von Biomasseanlagen oder aus der Luft) zu Methan und O2 umsetzt https://de.wikipedia.org/wiki/Power-to-Gas. Problem ist nur, man muss halt wieder 100% Ökostrom haben und der Wirkungsgrad der Herstellung liegt so irgendwo im 50% Bereich. Macht das ganze halt deutlich teurer gegenüber konventionellen Methan, H2 oder O2.

In die Richtung gehen auch meine Bedenken - daß man als Maß immernoch die derzeitigen, am profitabelsten erscheinenden Verfahren sowie auch Vorräte nimmt. Für "später". Als einfach immer gültig.
Bestes Beispiel der stolze Text "BFR könnte 3000 PKW in den LEO befördern.
Aha.
Aber muß man da nicht das Äquivalent an Treibstoff verwenden, als wenn die da selbst hinfahren würden? Oder geht das ohne Ressoucenverbrauch? Wobei ab Hochatmosphäre das gleichzeitig Ressourcenvernichtung ist.

Es ist wirklich schwer vorstellbar - hunderttausende Tonnen Erdgas/Methan Woche um Woche- und das ist ein unbedeutender Teil ?

Ich hab mal nachgerechnet. Laut Wikipedia wurden in den USA 2011 651,3 Mrd. Kubikmeter Erdgas gefördert (Quelle) (ich nehme mal an, es sind Normkubikmeter, sonst ergibt die Angabe keinen Sinn). Entsprechend eines Flyers über die Maßeinheit eines Herstellers für Durchflussmessgeräte (Quelle), hat eine Normkubikmeter Erdgas 0,717 kg.

Damit ergibt sich:

651,3 x 10^9 Nm³ x 0,717 kg / Nm³ ~ 476 x 10^9 kg ~ 476 x 10^6 t

Also ist die Erdgasförderung in den USA etwa 476 Mio. Tonnen pro Jahr.

Nun das ITS. Mit den Massenangeben (Quelle) ergibt sich

Gesamttreibstoff:

Booster
6975 t (Gesamt) - 275 t  (leer) = 6700 t

Schiff
2100 t (Gesamt) - 150 t (leer) = 1950 t

Tanker
2590 t (Gesamt) - 90 t (leer) = 2500 t

1 x Flug zum Mars = 6 x Booster + 1 x Schiff + 5x Tanker = 54.600 t.

Methan ist davon entsprechend des Mischungsverhältnisses von Raptor 3,8 laut Wikipedia (Quelle):

54.600 t (Gesamttreibstoff) * 1/(3,8+1) = 11.385 t Methan pro Marsflug (Nur Methan von der Erde für Hinflug gerechnet)

Also selbst wenn wir irgendwann Flotten von 20 Schiffen pro Transferfenster schicken wollen, sind es immer noch in der Größenordnung 100.000 Tonnen Methan pro Jahr (nicht pro Woche), was gegen den 100en von Millionen Tonnen im Promillebereich liegt.

Ein wichtiger Faktor ist auch, dass selbst Reaktionsprodukte wie H2O, die man eigentlich als umweltfreundlich betrachtet, in der Hochatmosphäre schädlich sind (ich glaube insbesondere im Bezug auf Ozon). Deswegen finde ich es schade, dass kein Bewusstsein dafür in der Branche herrscht.

Auch traurig, sich mal Studien zur Wasserqualität und der Artenvielfalt rund ums Cape anschaut. Da siehts nämlich ganz übel aus, auch wenns nur alle paar Wochen ein Start gibt.

Es fehlt eine gewisse Abwägung von Pro und Contra für die jeweiligen Starts. Beispielsweise steht der 7te TV-Sat, der das lokale Senderangebot von 300 auf 400 Kanäle erhöht, mMn. in keiner Relation zu dem Treibstoffverbrauch (oder auch der Klimabilanz während der Produktion/Transport von Träger und Sat).
Das ist auch ein Grund, warum ich geplante Sat-Internet Konstelationen kritisch sehe. Brauchen wir wirklich mehrere hundert oder tausend Sats, um einen geringeren Ping zu haben, wenn man sieht, was ihr Start für Konsequenzen hat?

Erst letztens habe ich auf Spiegel Online gelesen, dass pro Transatlantikflug 5 qm Polkappen schmelzen. Natürlich sind solche so runtergebrochenen plakativen Relationen mit Vorsicht zu genießen, aber man kann sich dann schon fragen, in welcher Relation wohl Orbitalträgerstart und Transatlantkflug stehen.

hunderttausende Tonnen Erdgas/Methan Woche um Woche- und das ist ein unbedeutender Teil ? Ist wirklich nicht vorstellbar. Aber ok, ich muß Dir das glauben.

Ganz so viel ist es nicht. Ein großer Teil ist ja Sauerstoff. Pro Start vielleicht höchstens 1500t Methan. 6 Starts für einen Marsflug. Also 9000t Methan. Die Startrate bei voller Kolonisierung wäre ca. 1000 Flüge pro Startfenster. Also gerade 1,2 Marsflüge am Tag oder 11,000 Tonnen.

Zum Vergleich ein Großflughafen mit 1000 Starts am Tag, das kommt etwa hin. Im Mittel zwischen großen und nicht so großen Flugzeugen und unterschiedlichen Entfernungen tanken die vielleicht je 30t, also 30,000 Tonnen Kerosin am Tag, entspricht vielleicht 60,000 Tonnen Methan.

Also bräuchte die Kolonisierung des Mars nur einen kleinen Teil des Verbrauchs eines einzigen Großflughafens.

Edit: Wulf hats genauer nachgelesen. Also 11,385t statt der von mir geschätzten 9000t. An der Relation zum Gesamtverbrauch ändert das aber nicht viel.

Danke für Eure Rechenarbeit
Erstaunlich. Hätte ich nicht gedacht...
So richtig beruhigend freilich nicht. StillesWasser deutet ja da in diese Richtung : gemacht wird, was geht und Profit bringt und nicht sofort sichtbare Schäden zeigt, nicht was den Leuten wirklich nützt.
Also mag man heutzutage sich vlt noch mit den "Bruchteilen vom Gesamtverbrauch" beruhigen können. Aber wie lange noch? Ich hoffe nur, daß man auf Mars und Mond nichts wirklich Lukratives, Goldrauscherzeugendes findet....

Nutzen und Umweltschaden von Satelliteninternet gegen normales Netz gewinnt eindeutig Satellit über reguläres Netz.

Erstmal ist der Ping ab wenigen tausend km Entfernung besser, als über Land. Dies hat damit zu tun, dass durch Glasfaser und Knottenpunkte die Datengeschwindigkeit deutlich unter der Lichtgeschwindigkeit sinkt. Auch gehen die daten sehr Sickzack übers land. Die Umwege können hier leicht größer werden als über Satelliten. Und bis zum Glasfaserkabel gehts auch erstmal durch Kupfer und Co.

Ein weiterer Nutzenpunkt ist, das die Anbindung von Satelliteninternet an abgelegene Orte sehr leicht zu erreichen ist. Dahin normale Leitungen zu legen ist oft sehr aufwendig und teuer.
1km Kupferkabel mit Durchmesser 1mm wiegt übrigens 7kg. So dünn sind die Leitungen auch selten, Noch dazu ummantelt mit Kunststoff. Da kommt einiges an Masse zusammen, die verarbeitet werden muss. Auch muss für die Verlegung oft gebaggert werden, oder große Hochleitungen gebaut werden. Gefällte Bäume und so sind auch nicht zu vergessen.
Und was verbrauchen die Verlegemaschienen und Seekabelverlegeschiffe an Treibstoff? Leider auch nicht wenig. Große Wartung der existierenden Kabel und Beseitigung von Wetterschäden fallen auch noch an.
Da ist ist man beim Satelliteninternet deutlich Resourchenschonender. Umweltbelastung ebenso.

Die Frage wie vielle Satelliten man braucht ist übrigens irreführend. Man kommt mit relativ wenigen aus, wenn man will, diese sind dann aber viel schwerer jeweils. Oder man nimmt viele leichtere Satelliten, die dafür auch einen besseren Ping dank oft besseren Wegmöglichkeiten bieten. Massemäßig wird sich die Satellitenmasse von wenigen schweren zu vielen leichten Satelliten bei vergleichbarer Netzwerkleistung wohl nicht zu extrem unterscheiden

Und lieber Raketen mit Kerosin, Methan und Wasserstoff, egal ob dadurch CO₂ frei wird und H₂O in der Hochatmosphäre, wo es Ärger macht, als so manche Hochgiftigen Abbrandstoffe von Feststofftriebwerken.

Mit den Starts heftig, wirds wohl auch erst, wenn sich eine art Weltraumtourismus einstellen sollte. Dann gäbe es sehr viel mehr Starts als mit irgendeinem Satelliteninternet. Musks Marspläne gehen ja schon in die Richtung.

Grüße aus dem Schnee

Offenbar wird die Fragestellung des Threads nun erstmalig beim nächstjährigen United Nations 2018 Quadrennial Global Ozone Assessment berücksichtigt.

The issue of rocket emissions — which deliver gases and particles directly into the middle and upper atmosphere — will be included in a forthcoming United Nations 2018 Quadrennial Global Ozone Assessment that delves into the substances responsible for ozone depletion.

...

"The climate impact of rockets has not really been seriously addressed as yet," Ross, a senior project engineer for civil and commercial launch projects at The Aerospace Corporation in El Segundo, California, told Space.com. "But with respect to ozone, we now understand that the climate and ozone impacts of rocket exhaust are completely intertwined."

Quelle: https://www.space.com/38884-rocket-exhaust-space-junk-pollution.html

Siehe auch hier: https://www.esrl.noaa.gov/csd/assessments/ozone/2018/overview.html

Mal sehen was dann Ende 2018 im Kerndokument der Bewertung letztlich drin stehen wird.