Marsflug, Marsbasis

Das mit einem Kernreaktor stimmt zumindest derzeit, geht aber sicher auch anders und zwar mittel LMS Reaktor.
Nicht umsonst hat man mit der Technik früher untersucht Triebwerke von Jets damit auszurüsten.

Derzeit gibt es für Weltraumbedingungen Solarsysteme mit 4,5kg/kW für bis zu 3G Belastung im LEO, das macht ca.
7,2t für eine mittlere Entfernung von 1,42AE und 800kW Leistung.
So viel ist das nicht gerade, meine Schätzung ist das man kaum unter 1,5MW anfangen wird, also eher 14t.
Sicher wird man so eine "Fabrik", noch mit weiteren Funktionen ausstatten, deswegen würde ich eher mit >=30t Erstausrüstung rechnen.
Aber gut, wenn das reicht alles was man benötigt aus der Luft zu gewinnen, ist das gut angelegt.
Man gewinnt dann nicht nur Treibstoff und Wärme aus der Verlustleitung der Produktion, man erhält auch einen Energieträger und LOX um damit Rover mit etlichen kW-Leistung anzutreiben.

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Derzeit gibt es für Weltraumbedingungen Solarsysteme mit 4,5kg/kW für bis zu 3G Belastung im LEO, das macht ca.
7,2t für eine mittlere Entfernung von 1,42AE und 800kW Leistung.

Klingt gut.

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Sicher wird man so eine "Fabrik", noch mit weiteren Funktionen ausstatten, deswegen würde ich eher mit >=30t Erstausrüstung rechnen.
Aber gut, wenn das reicht alles was man benötigt aus der Luft zu gewinnen, ist das gut angelegt.
Man gewinnt dann nicht nur Treibstoff und Wärme aus der Verlustleitung der Produktion, man erhält auch einen Energieträger und LOX um damit Rover mit etlichen kW-Leistung anzutreiben.

Ich würde doch eher auf elektrisch setzen. Aber auch mit etlichen kW.

Eines ist noch nötig. Wasser muß gewonnen werden. Aber um ein paar Kubikmeter eishaltigen Boden pro Tag zu bewegen, braucht man auch kein Riesengerät. Atemluft wäre ja ein Nebenprodukt der Treibstoffherstellung. Gut mindestens bis ein biologischer Kreislauf zur Herstellung von Nahrung und Sauerstoff etabliert ist. Wassergewinnung muß gesichert sein. Alles andere hat Alternativen. Zwei Bagger zur Sicherheit wären wohl angebracht.

Natürlich gab es in jüngster Zeit Verbesserungen bei Solarzellen und Batterien, jedoch habe ich nicht ohne Hintergedanken ein aktuell im Weltraum befindliches Gesamtsystem als Referenz genommen. Auf irgendwas müssen die Solarzellen ja schließlich montiert sein.

Und irgendwie muss auch die Abwärme entsorgt werden. Wenn die Elektrolyse einen Wirkungsgrad von 80 % hat und man vielleicht nochmal soviel Abwärme aus dem Sabatier-Prozess hat, hat man am Ende 40% der gewonnenen elektrischen Energie in Form von Abwärme. Natürlich hätte man auf dem Mars aber andere Möglichkeiten als Abstrahlung, z.B. könnte man die nicht für das Schmelzen von Eis benötigte Abwärme in den Boden leiten.

Ich frage mich, ob sich all diese Verbesserungen wirklich so extrem auswirken. Von den von mir ausgerechneten 1000 t für 440 kW auf Klakows 7,2 t für 800 kW liegt ja ca. ein Faktor von 300!

Ich frage mich, ob sich all diese Verbesserungen wirklich so extrem auswirken. Von den von mir ausgerechneten 1000 t für 440 kW auf Klakows 7,2 t für 800 kW liegt ja ca. ein Faktor von 300!

Ich sehe Solarpaneele der ISS incl. Wärmetauschern  und Paneele auf dem Mars nicht als sinnvollen Vergleich. Das ist unvergleichbar. Also ist es auch kein Faktor von 300. Es werden für den Zweck auch keine 800kW benötigt, sondern 400. Der Rest ist Reserve für Staubstürme, damit man trotzdem 400kW hat. Also dafür keine entsprechende Abwärme zu entsorgen und wenn, dann geschieht das in anderen Geräten, welche auch immer das wären.

Nun bei der ISS gibt es auch nur 30W/kg, man muss einfach bedenken das die Technik ja nicht von dem Stand vom Jahr wie das Teil ins All geschossen wurde, sondern sehr viel älter ist.
Schau mal hier: http://cms.atk.com/sitecollectiondocuments/ProductsAndServices/UltraFlex-2012.pdf
Ich komme da aber nur auf einen Faktor 7,4  das wären dann (nur) 53,3t.

Das mit der Abführung von überflüssiger Wärme, ist vermutlich am besten über den Boden zu erreichen, der ist eh wohl saumäßig kalt. Falls man das in der richtigen Gegend macht, reicht vielleicht schon ein anfangs 10m tiefes Loch. Wenn der Untergrund gefrorener Morast ist, wird der zähflüssig und man kann den dann an die Oberfläche bringen und den dabei entstehenden Wasserdampf, oder Wasser daraus gewinnen.
Da hierbei das Loch breiter und Tiefer wird, kann man ein Aufnahmerohr tiefer schieben.
Wäre auch eine tolle Werbung wenn ein großer Hersteller z.B. von Deutschland, so ein Bohrgerät liefert.

Wenn man so was hat und in der Lage ist auch aus den Bestandteilen der Luft Sprengstoff herzustellen, hat man weitere Möglichkeiten um z.B. Tunnel für Wohnungen in Felswände hinein zu sprengen.
Alternativ bricht man den gefrorenen Boden an solchen stellen auf, füllt den in einen druckdichten Behälter, führt wärme zu bis alles getaut ist und verdampft. Dann muss man den Dampf nur noch aus kondensieren  und hat destilliertes Wasser.
Wenn man das Wasser dem Boden durch eine Zentrifuge entzieht, kann man dabei sicher noch gelöste Stoffe daraus extrahieren um z.B. Kochsalz zu gewinnen.

Ich sehe Kühlung in diesem Fall noch nicht als ein großes Problem. Beide Prozesse arbeiten bei höheren Temperaturen, was die Abstrahlung erleichtert. Es muß beim Design der Geräte nur berücksichtigt werden.

Aber für viele zukünftige industrielle Prozesse wird es ein Problem. Auf der Erde wird häufig mit enormen Mengen Wasser gekühlt. So wird man es auf dem Mars nicht machen können.

Hallo,
von einem StarTiger Entwicklungsteam der ESA wurde jetzt eine neue Entwicklung für zukünftige Marsmissionen vorgestellt. Das Projekt heißt "Dropter" und es geht um den "dropship" quadcopter, mit dem Rover zukünftig sicher auf dem Mars oder anderen Planeten abgesetzt werden könnten. Grundlage war wohl die Technologie des Skycrane, mit dem Curiosity auf dem Mars abgesetzt wurde.

Quellen:
http://www.esa.int/Our_Activities/Technology/Dropship_offers_safe_landings_for_Mars_rovers
http://www.spacedaily.com/reports/Dropship_offers_safe_landings_for_Mars_rovers_999.html

Video:
http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2014/07/Dropship_offers_safe_landings_for_Mars_rovers

Es geht um einen Hubschrauber mit 4 Rotorblättern, der den Rover unter sich trägt und dann mit einem Seil ganz sanft auf dem Boden absetzten kann. Ich kann mir nur nicht so richtig vorstellen, wie so eine Landung mit dem Helikopter vom Eintritt des Raumschiffs bzw. der Kapsel in die Atmosphäre bis zum Absetzen funktionieren könnte. Bei Curiosity gab es ja diesen Skycrane mit den Raketen bzw. Schubdüsen, die dann die letzte Fallgeschwindigkeit so abgebremst hat, dass der Rover abgesetzt werden konnte...

VG, firelion

Ich kann mir nur nicht so richtig vorstellen, wie so eine Landung mit dem Helikopter vom Eintritt des Raumschiffs bzw. der Kapsel in die Atmosphäre bis zum Absetzen funktionieren könnte. Bei Curiosity gab es ja diesen Skycrane mit den Raketen bzw. Schubdüsen, die dann die letzte Fallgeschwindigkeit so abgebremst hat, dass der Rover abgesetzt werden konnte...

VG, firelion

Ich denke mal daß das ganze Vehikel vom Eintritt bis Unterschall abgebremst werden muss, z.B. aerodynamisch, dann mit Bremsraketen und Fallschirmen, bevor der Helikopter in Aktion treten kann. Der könnte dann wohl zunächst per Autorotation weiter abbremsen, bis zum Schluss die Landeplatzwahl und das Absetzen folgt.

Wie soll das den in der dünnen Luft vom Mars mit größeren und massereichen Objekten funktionieren?
Selbst in tiefen Regionen, gibt es nur ca. 1,5% vom Luftdruck auf Meeresniveau.
Wenn man die kleinere Schwerkraft mit berücksichtigt, entspricht das nur 4%.
Bezogen auf irdische Verhältnisse bedeutet das Hubschrauber für über 26km Dienstgipfelhöhe.
Das geht nur mit sehr kleinen Geräten, es sei den es installiert jemand eine  'Verteron Phalanx' (Enterprise Staffel 4, vorletzte Episode)
herzustellen und ein Anzahl Eismonde vorab auf dem Mars abzuladen um mehr Luftdruck herzustellen.

Ich halte das Konzept für ziemlichen Quatsch.

Wie soll das den in der dünnen Luft vom Mars mit größeren und massereichen Objekten funktionieren?
[..]
Ich halte das Konzept für ziemlichen Quatsch.

Gar nicht.
Ich auch.

Über den Quadcopter bin ich auch zuerst gestolpert.

Ich denke es mir so, mit dem Modell testen sie nur die Geländeerkennung. Zweck ist es einen geeigneten Landeplatz anzusteuern. Für den Mars müßte es dann auf jeden Fall mit Düsen arbeiten.

Genau, Filmuntertitel: "Starting from scratch for the eight-month project, the Dropter team was challenged to produce vision-based navigation and hazard detection and avoidance for the dropship. It has to identify a safe landing site and height before winching down its passenger rover on a set of cables."

Man nimmt eine günstige Plattform um autonome Landealgorithmen zu testen.

Nicht immer direkt meckern...

Na das ist was anderes. 

Bezüglich dieser Abseiltechnik habe ich mich übrigens immer gefragt, wieso es besser ist, doch recht lange in der Luft zu schweben als gleich mit dem ganzen Teil zu landen und den Rover wie üblich mittels Rampe abzusetzen. Man spart zwar die Rampe, braucht dafür aber mehr Treibstoff und eine Abseilvorrichtung. Für eine Landung geeignet muß das Gelände sowieso sein, sonst bekommt man den Rover nicht sicher auf den Boden. Zusätzlich hätte man noch einen Lander, der ebenfalls irgendwelche Aufgaben übernehmen kann, während der Abseileinheit beim Absturz geschrottet wird. Wo also liegt der Vorteil? 

Bezüglich dieser Abseiltechnik habe ich mich übrigens immer gefragt, wieso es besser ist, doch recht lange in der Luft zu schweben als gleich mit dem ganzen Teil zu landen und den Rover wie üblich mittels Rampe abzusetzen. Man spart zwar die Rampe, braucht dafür aber mehr Treibstoff und eine Abseilvorrichtung. Für eine Landung geeignet muß das Gelände sowieso sein, sonst bekommt man den Rover nicht sicher auf den Boden. Zusätzlich hätte man noch einen Lander, der ebenfalls irgendwelche Aufgaben übernehmen kann, während der Abseileinheit beim Absturz geschrottet wird. Wo also liegt der Vorteil? 

Der Grund sind Staub und Geröll, das bei der Landung vom Triebwerk aufgewirbelt wird und den Rover beschädigen könnte. Mit dem Triebwerk so weit oben soll das reduziert werden. Ob das wirklich die optimale Lösung ist, da habe ich auch meine privaten Zweifel, aber man hat sich so entschieden, es wird einen Grund haben.

Ein Red Dragon hat eine geschlossene Hülle und bietet damit noch besseren Schutz. Allerdings kann Red Dragon auch nur ~20% des Gewichtes, das den Mars erreicht, zur Oberfläche bringen. Soweit ich weiß, waren es bei Curiosity ~30%.

Bezüglich dieser Abseiltechnik habe ich mich übrigens immer gefragt, wieso es besser ist, doch recht lange in der Luft zu schweben als gleich mit dem ganzen Teil zu landen und den Rover wie üblich mittels Rampe abzusetzen. Man spart zwar die Rampe ...

Bei den älteren Konzepten galt gerade die Rampe bzw. das Herunterfahren allgemein als eines der größten Risiken der Mission. Die Rampen waren relativ steil und schmal, und natürlich konnte deren Ausklappen versagen. Außerdem befürchtete man, dass die erschlafften und nun herumliegenden Airbags die Rampen blockieren könnten, weswegen es da extra einen Einziehmechanismus gab (und trotzdem war es bei einem der MER tatsächlich so, dass eine der drei Rampen blockiert war). Also kurz: Das Vehikel direkt auf dem Boden absetzen zu können, galt explizit als einer der Hauptvorteile des Skycrane-Konzepts. Es hatte sich ja auch schon im Militärbereich bewährt, nämlich beim Absetzen von Panzern, dort allerdings durch bemannt fliegende Helikopter.

Terminus

Der Grund sind Staub und Geröll, das bei der Landung vom Triebwerk aufgewirbelt wird und den Rover beschädigen könnte. Mit dem Triebwerk so weit oben soll das reduziert werden. Ob das wirklich die optimale Lösung ist, da habe ich auch meine privaten Zweifel, aber man hat sich so entschieden, es wird einen Grund haben.
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Bei den älteren Konzepten galt gerade die Rampe bzw. das Herunterfahren allgemein als eines der größten Risiken der Mission. Die Rampen waren relativ steil und schmal, und natürlich konnte deren Ausklappen versagen. Außerdem befürchtete man, dass die erschlafften und nun herumliegenden Airbags die Rampen blockieren könnten
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Beide Standpunkte verstehe ich durchaus, dennoch halte ich einen Lander für besser und diese Abseiltechnik für eine Sackgasse.

Man könnte den Lander so ähnlich wie die Abseileinheit aufbauen, also über dem darunter befestigten Rover, mit dementsprechend auch etwas höher liegenden Triebwerken. Eine Rampe wäre so unnötig, der Rover mit simplen Sprengladungen o.ä. abtrennbar. Zum Schutz vor herumfliegendem Geröll wäre eine Art Abschirmung zwischen den Triebwerken und dem Rover denkbar, z.B. die Tanks oder andere sowieso benötigte eher unempfindliche Teile. Noch besser wäre ein gewisser Winkel der Triebwerke wie bei Dragon 2, was Geröll dann wegblasen sollte.

Ich denke man wird später um eine gehärtete Landefläche nicht drum herum kommen, wie man sowas erreichen kann ist mir aber noch unbekannt.
Das einzige was gehen könnte ist eine größere Felsplatte. Allerdings liegen da vermutlich auch erstmal Steine und Sand drauf, also braucht man einen Rover für die Kehrwoche 

Einfach mit laufendem Plasmatriebwerk eine Weile über dem neuen Raumhafen kreisen und die Oberfläche einschmelzen. 

Zu en Vorteilen des Skycrane-Verfahrens hatten wir irgendwo im Curiosity-Thread ein Video. Weitere Vorteile neben Geröll:

- Ein Lander hat einen höheren Schwerpunkt als ein Rover und könnte, wenn das Gelände zu stark geneigt ist, umkippen. Daher gibt es bei einem Lander stärkere Einschränkungen für mögliche Landepunkte auf der Marsoberfläche. Mit einem Skycrane kann man fast überall landen, wo man auch fahren kann.
- Man spart sich Vorrichtungen wie Landebeine mit Stoßdämpfern, ein Deck auf dem der Rover steht, die Rampe usw. komplett ein. In der Summe ist der Anteil der Nutzlast, die für den Rover zur Verfügung steht, sogar höher, als bei einem Lander

Das wurde doch hier schon besprochen: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4664.msg295308#msg295308
Es geht bei dem Projekt, wie du ja auch selbst geschrieben hast nur um

Starting from scratch for the eight-month project, the Dropter team was challenged to produce vision-based navigation and hazard detection and avoidance for the dropship.

Also um die Softwareentwicklung zur automomen Landung. Das ist auf der Seite vielleicht dann doch etwas missverständlich ausgedrückt, dass nicht der Quadrocopter selbst, sondern irgendein anderes geeigneteres Dropship eingesetzt wird.

Ein acht-monatiges Projekt ist ja auch ziemlich kurz und vermutlich auch recht klein, daher wird bei der Hardware für Tests der Software unter realen Bedingungen natürlich auf günstige schon bestehende Komponenten, wie eben Quadrocopter zurückgegriffen.

The dropship was customised for the project from commercial quadcopter components, with a smaller drone used for preparatory indoor testing.

Das wurde doch hier schon besprochen: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4664.msg295308#msg295308

Dafür kann ich leider nichts..
Hatte gestern einen eigenen Thread dazu gestartet (nachdem ich zu Dropship keinen Eintrag im Raumcon-Forum gefunden hatte). Als ich von jemandem darauf hingewiesen wurde, dass über das Thema vor kurzem bereits diskutiert wurde, habe ich die Mods um Löschung des neuen Threads gebeten. Mein Post zum Thema ist jedoch kurzerhand hierhin verfrachtet worden (irgendwie auch ok, obwohl ich den jetzt lieber gelöscht habe, bevor noch mehr auf die Redundanz der Infos hingewiesen wird.... ).
Ich sehe es zwischenzeitlich auch so, dass die Avionikherausforderung des Projekts im Vordergrund gestanden hat, aber von der Annäherungssensorik wurde im Artikel noch nicht einmal ein einziges Detail erwähnt, auch nicht über die Leistungsparameter. Ich finde das wurde (gerade in der Überschrift) irgendwie etwas unglücklich nach außen verkauft.

Ja, der Artikel ist nicht ganz klar, und ja, hier wird gerne viel gelöscht und verschoben. Aber immer nur, um alles übersichtlich zu halten 

Durch die Besiedlung des Mars gibt's eine Chance, die Menschheit langfristig vor dem Aussterben zu bewahren!

Wieso, meinst Du wenn die Sonne in ein paar Milliarden Jahren zum Roten Riesen wird, bleibt der Mars ungeschoren? Die Wahrscheinlichkeit daß sich die Menschheit vorher selber ausrottet ist auch nicht zu vernachlässigen...

Daher: DIE WAFFEN NIEDER!!

Nicht wegen dem Mars, da gibts genug andere Gründe.

Zitat von: AndiJe am 27. Juli 2014, 15:18:48

Durch die Besiedlung des Mars gibt's eine Chance, die Menschheit langfristig vor dem Aussterben zu bewahren!

Wieso, meinst Du wenn die Sonne in ein paar Milliarden Jahren zum Roten Riesen wird, bleibt der Mars ungeschoren? Die Wahrscheinlichkeit daß sich die Menschheit vorher selber ausrottet ist auch nicht zu vernachlässigen...

Auch davor bietet eine autarke Kolonie einen gewissen Schutz. Ein Vorteil einer Mars Kolonie (aus meiner Sicht) wäre, daß sie sich eine Abwendung von der technologischen Zivilisation nicht leisten könnte. Auf der Erde kann das passieren. Auf dem Mars entwickelt sich die Technologie weiter oder man geht unter.

Ich denke we agree to disagree 

Ich glaube trotzdem daß das unmittelbare Problem der Menschheit nicht technologischer, sondern sozialer und gesellschaftlicher Natur ist. Aber das wird OT.