Advanced Re-entry Vehicle - ARV (ESA)

Hi,

Ich glaub wir haben noch keinen eigenen Thread für das ARV? Nach dem das CSTS/ACTS in Cooperation mit Russland gescheitert ist rückt dieses Projekt in das Zentrum der bemannten europäischen Raumfahrt.

Das ARV ist eine kegelförmige Landekapsel die sowohl bemannt als auch zum Rüktransport von cargo dienen soll. Als Service Modul soll das ATV Service Modul weiter entwickelt werden. Als Launcher ist die Ariane 5 geplant.

Hier ein paar Links mit Infos:
http://www.esa.int/esaMI/ATV/SEMNFZOR4CF_0.html
http://www.esa.int/esaHS/SEMV5T3Z2OF_index_0.html
http://www.flightglobal.com/articles/2008/07/21/225944/esa-aims-for-manned-capsule-by-2020.html
http://www.flightglobal.com/blogs/hyperbola/2008/07/more-esa-cargo-return-vehicle.html
http://www.uhtc.cira.it/presentazioni/3.2_MCaporicci_ESA.pdf

Was mich interessieren würde ist zunächst einmal ob dieses Projekt ernsthaft verfolgt wird? Gibt es dafür ein Budget?

Ich denke eins der größten zu bewältigenden Probleme ist die Trägerrakete Ariane 5. Im Moment verursacht die einen Lärmpegel, den Menschen kaum überleben können...

Was ich am ARV besonders spannend finde ist, die Evolution des ATVs von einem Transporter zu einer Basis - einer Plattform für erdnahe Missionen.

Die Eigenschaft der Sojus und Progress zu großen Teil die selbe Technologie nutzen ist meiner Meinung nach ein signifikanter Faktor für den Erfolg dieser Schiffe. In der Entwicklung des ARV auf Basis des ATV kann ich das gleiches Prinzip sehen.

Ich denke eins der größten zu bewältigenden Probleme ist die Trägerrakete Ariane 5. Im Moment verursacht die einen Lärmpegel, den Menschen kaum überleben können...

Wodurch wird dieser Lärmpegel den verursacht? Ist das eine aerodynamische Frage oder sind die Triebwerke so laut?

Nur bei den Russen war die bemannte Version zuerst da...

Wodurch wird dieser Lärmpegel den verursacht? Ist das eine aerodynamische Frage oder sind die Triebwerke so laut?

Beim Raumcon--Treff meinte roger50, dass Sie extrem laut ist. Allerdings kann ich mich nicht mehr an den Grund erinnern...

Hallo

...extrem laut...

ist nicht unbedingt

...ein Lärmpegel, den Menschen kaum überleben können...

Mit welchen Schallpegeln muß im Fairingbereich gerechnet werden? Wo ist die Quelle der Emissionen? Höchstwarscheinlich werden die Quellen eher die Booster als das Vulcain-Triebwerk sein, da wir ja wissen das Booster einen schönen Resonanzraum haben.
Da ist aber interessant das die Shuttle-Orbiter ja ebenfalls unter Zuhilfenahme von Booster starten. Mit noch Größeren!!! Die Crew wird zwar durchgerüttelt, ist aber ansonsten quitschlebendig (meistens).
Ist die Shuttle Crewkabine besser entkoppelt? Ist der Frequenzverlauf  bei den Arianebooster für die menschliche Gesundheit ungünstiger? Das die Ariane Booster generell höhere Amplituden erzeugen als die Shuttle-Booster, kann ich mir doch etwas schwer vorstellen.

Gruß, James

Ich hoffe das roger50 hier mal vorbeischaut und das genauer erklären kann!

ROGER!  

Also im Ariane 5 Users Manual steht in Kapitel 3.2.5, dass die maximale Laustärke bei 130-140 dB liegt.

Manual (23 MB!):
http://www.arianespace.com/launch-services-ariane5/Ariane5_users_manual_Issue5.pdf

Zu den Ursachen siehe hier:

3.2.5. Acoustic vibration

3.2.5.1. On ground
The noise level generated by the venting system does not exceed 94 dB.

3.2.5.2. In flight
Acoustic pressure fluctuations under the fairing are generated by engine operation
(plume impingement on the pad during lift-off) and by unsteady aerodynamic
phenomena during atmospheric flight (i.e., shock waves and turbulence inside the
boundary layer), which are transmitted through the upper composite structures. Apart
from lift-off and transonic phase, acoustic levels are substantially lower than the values
indicated hereafter.

The envelope spectrum of the noise induced inside the fairing during flight is shown in
table 3.2.5.2.a and figure 3.2.5.2.b. It corresponds to a space-averaged level within the
volume allocated to the spacecraft stack, as defined in chapter 5.
It has been assessed that the sound field under the fairing is diffuse.

Octave center frequency (Hz)	Flight limit level (dB)
31.5	128
63	131
125	136
250	133
500	129
1000	123
2000	116
OASPL (20 – 2828 Hz)	139.5

Note: OASPL – Overall Acoustic Sound Pressure Level

also lt. diesem Vergleich:

http://www.profiplugs.de/Infos/Was-ist-Laerm-Pegelvergleich.htm

30 dB: Flüstern, eigenes Atemgeräusch

35 dB: Blätterrascheln

40 dB: Im Wohnraum bei geschlossenem Fenster

45 dB: Wohnviertel ohne Straßenverkehr

60 dB: Unterhaltung (Einzelgespräch)

70 dB: Großraumbüro

85 dB: Mittlerer Straßenverkehr

95 dB: Schwerlastverkehr

100 dB: Presslufthammer

110 dB: Rock-/Popkonzert (mit einigem Abstand zur Bühne)

125 dB: startender Düsenjet in 100 m Entfernung

130 dB: Schmerzgrenze

140 dB: Düsentriebwerk in 25 Metern Entfernung

so laut wie ein Düsentriebwerk ... . Die Lautstärke erscheint jetzt erstmal "überlebbar"

Danke Tobi!

Es liegt daher zumindest oberhalb der Schmerzgrenze....


EDIT
Andererseits muss die Shuttle-Nutzlast 145db aushalten... Siehe hier: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3761.0

Von daher scheint man wohl mit einer Kapsel einen Großteil des Lärmes draußenbehalten zu können. Hmmmm....

Andererseits muss die Shuttle-Nutzlast 145db aushalten...

Von daher scheint man wohl mit einer Kapsel einen Großteil des Lärmes draußenbehalten zu können. Hmmmm....

In der Shuttle Nutzlast sitzen beim Start aber auch keine Astronauten.  

In der Shuttle Nutzlast sitzen beim Start aber auch keine Astronauten.  

Deswegen hab ich ja auch geschrieben:  

Von daher scheint man wohl mit einer Kapsel einen Großteil des Lärmes draußenbehalten zu können.

Zum Vergleich mal die Soyuz:


Bild aus dem Soyuz Users Guide von Arianespace:
http://www.arianespace.com/launch-services-soyuz/Soyuz_Users_Manual_CSG_June06.pdf

Wenn man annimmt, dass die Unterschiede zwischen der bemannten und unbemannten Soyuz nicht allzu groß sind, dann sollte es daran bei der Ariane 5 eigentlich nicht scheitern.

N'abend,

klausd

Ich hoffe das roger50 hier mal vorbeischaut und das genauer erklären kann!

ROGER!  

Bin ja schon da!  

Aber da ich kein Fachmenn der Akustik bin, kann ich das leider auch nicht endgültig erklären. Leider zeigen beide Tabellen (AR-5/Sojus) nicht die Werte unterhalb der Hörgrenze von ca. 30 Hz, die für den Menschen am gefährlichsten sind. Wer kennt nicht das Vibrieren im Bauch, wenn in der Disco die Bässe mal so richtig aufgedreht werden. Damit kann man, in entsprechender Lautstärke, massive Strukturen zum Einsturz brigen. Bässe sind gefährlicher als hohe Töne/Frequenzen.

Aber wie gesagt, ich bin kein Fachmann. Und sicher kann man eine Kapsel so bauen, daß sie mit AR-5 gestartet werden kann.

Gruß
roger50

Aber da ich kein Fachmenn der Akustik bin, kann ich das leider auch nicht endgültig erklären. Leider zeigen beide Tabellen (AR-5/Sojus) nicht die Werte unterhalb der Hörgrenze von ca. 30 Hz, die für den Menschen am gefährlichsten sind. Wer kennt nicht das Vibrieren im Bauch, wenn in der Disco die Bässe mal so richtig aufgedreht werden. Damit kann man, in entsprechender Lautstärke, massive Strukturen zum Einsturz brigen. Bässe sind gefährlicher als hohe Töne/Frequenzen.

Aber wie gesagt, ich bin kein Fachmann. Und sicher kann man eine Kapsel so bauen, daß sie mit AR-5 gestartet werden kann.

Gruß
roger50

Hallo,

genau da steckt der Wurm. Fast ausgebrannte Feststoffbooster erzeugen heftige niederfrequente Schwingungen. Das ist das Problem von Ares und auch Ariane 5 rüttelt heftig. Will man da wirklich eine Kapsel draufsetzten?

Im Juli wird der 18-monatige 14 Millionen Euro Auftrag für die Phase A des ARV vergeben:
http://www.flightglobal.com/articles/2009/05/20/326773/2025-leo-shipyard-is-new-esa-roscosmos-goal.html

Der Schallpegel einer startenden Ariane 5 kann noch in einem Kilometer Entfernung tödlich sein.

Klar sind die Booster verdammt laut, aber ein Saturn V Start schaffte um die 230-240 dB.. Dagegen wirken 139dB mikrig.. Und die Schwingungen unter 20Hz werden dementsprechen auch recht hoch ausgefallen sein..
Wie zur Hölle haben die Astronauten das bitte überlebt? 

Und mal eine vielleicht dumme Frage, aber hat man sich schonmal überlegt eine ArianeV Version mit Flüssigboostern in Erwägung zu ziehen?
Die Nutzlast für eine rein bemannte Kapsel sollte doch nicht so hoch wie die vom ATV sein denke ich, da könnte der Startschub von Flüssigboostern eventuell ausreichen, oder etwa nicht?

Die Ariane 5 war doch ursprünglich (ausschließlich) als bemannter Träger geplant, für Hermes. Ihre heutige Verwendung (und Anpassung) an den Satellitentransport ist eigentlich ihr zweites Leben, nur dass sie ihr erstes Leben nie leben durfte.

Lange Rede, kurzer Sinn: Vom Grundkonzept (mit SRBs) ist demnach Ariane 5 für bemannte Konzepte tauglich, nur die Detail in ihr müssten wieder (rück)angepasst werden.

Und mal eine vielleicht dumme Frage, aber hat man sich schonmal überlegt eine ArianeV Version mit Flüssigboostern in Erwägung zu ziehen?

Die Frage ist ja auch ob man ein passendes Triebwerk für Flüssigkeits-Booster überhaupt hat. Müsste man ja sonst auch noch entwickeln (teuer)

Es gab mal eine Überlegung zu Liquid Fly-back Booster für die Ariane 5.

Naja das einzige Triebwerk was sich mit den Arianeboostern messen könnte wär wohl in die Richtung RD-170 (Energija)
Aber da wäre es vielleicht doch sinnvoller "rück-anzupassen" wie schillrich meinte..

Ne hübsche Animation zum ARV gibt hier:

http://www.redorbit.com/news/video/space/6/advanced_reentry_vehicle/26365/index.html

Und hier noch eine ESA Präsentation zum ARV und zum Ende des CSTS Projektes - bin mir unsicher ob ich die schon mal gelinkt habe...

http://www.uhtc.cira.it/presentazioni/3.2_MCaporicci_ESA.pdf

Also eigentlich ist das ARV noch nicht der bemannte Träger, sondern einer der auch Ladung zur Erde zurückbringen kann(also praktisch ein ATV mit Hitzeschild) , allerdings ist der Träger mit einen ziemlich geringen Aufwand (zusätzliche Lebenserhaltung) in einen Bemannten Träger umwandelbar. Wenn es doch nur schon so weit wäre...

Was ist ein 'ziemlich geringer Aufwand'? Wenn ich mich recht erinnere, lagen die Schätzungen für die Entwicklung der bemannten Kapsel (ohne die Kosten für das ARV) bei 1 Milliarde Euro. OK, verglichen mit den Kosten für Ares und Orion wäre das wirklich nicht viel. Und wenn die kolportierten Zahlen stimmen, würde man mit diesem Geld gerade mal zwei Shuttle-Starts bezahlen können...

René

EADS Astrium hat jetzt den Auftrag für die ARV Studie bekommen und kriegt das ganze auf der Ministerratskonferenz beschlossene Geld dafür, nämlich 21 Millionen Euro:

Astrium führt ESA-Studie für ein neues Transportsystem zum Wiedereintritt in die Erdatmosphäre (Advanced Re-entry Vehicle)
EADS Astrium

7. Juli 2009
Bremen, 7. Juli 2009 - Astrium, Europas führendes Raumfahrtunternehmen, führt eine Studie für ein künftiges europäisches Transport-System ARV (Advanced Re-entry Vehicle) im Auftrag von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) durch. Dabei sollen die Anforderungen an ein solches System zum Transport von Fracht zur Internationalen Raumstation (ISS) und zurück zur Erde ebenso untersucht werden wie die einzelnen Schritte zur Umsetzung eines solchen Programms. Das Gesamtvolumen des ARV-Programmstudie der ESA beträgt 21 Millionen Euro.

*   Transport von Fracht zur ISS und zurück zur Erde wird im Rahmen des ARV-Programms der ESA untersucht
*  Gesamtvolumen der ARV-Programmstudie beträgt 21 Millionen Euro
*  Erster Flug in 2016 möglich

„Als industrieller Generalunternehmer für Columbus und ATV hat sich Astrium herausragende Kompetenzen aufgebaut und wird auf dieser Basis die Entwicklung eines Raumfrachters zum Wiedereintritt in die Erdatmosphäre untersuchen“, sagte Dr. Michael Menking, Leiter Orbitale Systeme und Space Exploration. „Der erste Demonstrationsflug eines europäischen unbemannten Transportsystems auf ATV Basis wäre 2016 realisierbar.“

Hintergrund ist, dass dem europäischen Raumtransporter künftig die Fähigkeit gegeben werden soll, wieder sicher zur Erde zurückzukehren. Heute verglüht der Raumtransporter beim Eintritt in die Erdatmosphäre. Dieser Entwicklungsschritt wäre auch deshalb sinnvoll und notwendig, weil es nur noch begrenzt möglich sein wird, Material von der Raumstation zur Erde zurückzubringen, sobald die Amerikaner 2010 ihre Shuttle-Flüge einstellen werden. Dann steht lediglich noch die russische Sojus-Kapsel für den Rücktransport von Material und Menschen von der ISS zur Erde zur Verfügung.

Auf der ESA-Ministerratssitzung im November 2008 haben die Mitgliedstaaten eine Serie von neuen Programmen im Rahmen der Weltraumforschung beschlossen. ARV ist eines dieser Programme und soll über 18 Monate laufen, während Phase-A-Studie von Astrium erstellt wird. ESA hat entschieden, den Vertrag direkt an Astrium zu geben, da das Unternehmen über ein einzigartiges Know-how und Erfahrung auf diesem Gebiet hat.

Die Studie spiegelt Europas Position als kompetenter Partner bei der Entwicklung von automatischen Raumtransportern für die Versorgung der ISS: ARV ist eine Weiterentwicklung von ATV, das in 2008 erfolgreich zur Internationalen Raumstation geflogen ist. Aufbauend auf den Untersuchungen von verschiedenen Möglichkeiten für den Transport von Fracht zur Internationalen Raumstation (ISS) und zurück zur Erde könnte es künftig auch um die zusätzliche Möglichkeit gehen, mit dem ARV Astronauten ins All und sicher wieder zurück zur Erde zu bringen.

Quelle:
http://www.astrium.eads.net/de/press-center/press-releases/2009/astrium-fuehrt-esa-studie-fuer-ein-neues-transportsystem-zum-wiedereintritt-in-die-erdatmosphaere-advanced-re-entry-vehicle

Das ist das neuste Konzeptbild:

N'abend,

das sind ja mal gute Neuigkeiten. Ich hab's gerade zufällig im ZDF-Videotext gelesen. Da ist auch von einer bemannten Variante die Rede, Erstflug ab 2022.  
Schaun wir mal.

Ist der Treat jetzt bei "Konzepte und Perspektiven" noch richtig??