Schienenstart / Kanonenstart

Ein solches System könnte auf dem Mond Sinn machen. Dort gibt es keine Atmosphäre, die einen bremst, und die Orbitgeschwindigkeit ist deutlich kleiner.

Aber wie soll das ganze Material zum Mond kommen und montiert werden?

Warum könnte ein Startschlitten auf der Erde sinnvoll sein? Um Kosten einzusparen. Warum brauche ich einen Startschlitten auf dem Mond. Um es teurer zu machen! 
Es gibt einige Literatur über all das was in den letzten 50 Jahren gerechnet wurde. Das wenigste davon steht im Internet.

Warum könnte ein Startschlitten auf der Erde sinnvoll sein? Um Kosten einzusparen. Warum brauche ich einen Startschlitten auf dem Mond. Um es teurer zu machen! 

Auf einem Himmelskörper mit dichter Atmosphäre wie der Erde sollte der Vorteil eines Horizontalstarts vernachlässigbar sein. Das bringt bei wiederverwendbaren Raketen/Trägern vielleicht noch einen geringen Vorteil (mit entsprechend hoher Startfrequenz), bei Wegwerfraketen die max. 3 bis 5 mal pro Jahr abheben jedoch nicht. Das Mehr an Thermalschutzsystem nimmt viel eingesparte Masse weg, und dann bleibt immer noch die Frage auf wieviel der mindestens 8 km/s kann ich denn auf Meeresniveau beschleunigen? Der Rest oder besser gesagt Grossteil der 8 km/s muss auch weiterhin klassisch erzeugt werden (genaugenommen benötigen heutige Launcher >10 km/s um in den LEO zu kommen aufgrund aerodynamischer und gravitativer Verluste). Und dafür will man nun einen riesigen kilometerlangen Startschlitten bauen?

Vom Mond kann ich aber Nutzlast mit null (!) Treibstoff und ohne jeglichen Träger in den Orbit (1700 m/s), zum Lagrangepunkt 1 Erde-Mond (2300 m/s), zur Erde oder zum Mars schicken (auch zum Nachbarstern ), und das mit z.B. umweltfreundlicher Sonnenenergie. So eine Anlage wäre immer noch riesig (etliche km) und natürlich stellt sich die Frage welche Nutzlast man überhaupt vom Mond starten will:
Helium-3/Metalle/andere Rohstoffe?
Fertigteile/Module/Satelliten/Raumschiffe(unbemannt)?

Hierfür sehe ich momentan keinerlei Anwendung, aber in 100 bis 200 Jahren kann man sich nochmal darüber unterhalten sofern wir bis dahin ein paar Fortschritte in der Raumfahrt machen. Und klar muss das Ganze vor Ort aufgebaut werden und nicht aus Fertigteilen von der Erde importiert.

Hallo,

da bleibt aber noch ein Problem. Wir sind uns einig, dass eine solche Startanlage auch auf einem kleinen, atmosphärelosen Himmelskörper nicht gerade kompakt wird. Also ist sie fest installiert und um nach dem Start auf die notwendige Umlauf- oder Fluchtgeschwindigkeit zu kommen, muss erst einmal die Bahnneigung oder einfach die Flugrichtung korrigiert werden. Das braucht dann Treibstoff in gleicher Größenordnung wie der Start ohne Schlitten. Also ist die Idee vielleicht doch nicht so gut. Ein irdischer Startschlitten wäre tatsächlich mit einem wiederverwendbarem Gerät sinnvoll, wenn man zum Beispiel den Geschwindigkeitsbereich eines Staustrahlantriebs, dass dann die Arbeit aufnehmen würde, also vielleicht Mach drei, erreichen könnte.

Guten Morgen,

Mach 3 in Bodennähe dürfte nicht machbar sein, zumindest nicht für sinnvoll groß dimensionierte Objekte.

Es kann nicht das Ziel sein, die Nutzlast ganz ohne Träger in das All zu katapultieren. Das das wohl unmöglich ist, darüber sind sich hier ja alle einig. Es geht schlicht darum Startgewicht loszuwerden, das für Nutzlast verwendet werden kann. Die Idee der elektrischen Kanone gefällt mir.

Ich will die Frage mal anders herum stellen. Bei einer Startstrecke von z.B. 5000m in Form eines vertikalen Tunnels in einem Berg und einer Beschleunigung von 3g. Um wieviel Treibstoff könnte eine konventionelle 100 Tonnen Rakete leichter sein, um den selben Orbit zu erreichen ?

horizontal in Form eines vertikalen Tunnels

?

Ich meinte eine vertikale Röre mit einer Länge von mindestens 5000m. Eine Art nach oben gerichteter elektrischer Kanone.

"horizontal in Form eines vertikalen Tunnels" - man möge mich bitte beim nächsten Karnevalstreffen zitieren.

Ganz grob über den Daumen gepeilt kommt man bei 5km Tunnel und 3g Beschleunigung innerhalb von 18 Sekunden auf 550m/s oder 2000 km/h.
(Da noch die Erdanziehung dazukommt wirken dann 4g auf das Startobjekt. Aber da die Vibrationen wesentlich geringer als bei einer Rakete sind, sollte das erträglich sein.)
Ohne Luftwiderstand würde das für 15km freien Flug nach oben reichen, womit man auf 20km Höhe wäre (eher 10km mit Luftwiderstand). Ohne Radialgeschwindigkeit aber in dünner Luft. Mit Flugzeugen bewegt man sich da in ähnlichen Höhen und es dürfte ein bischen billiger sein.
Allerdings kann so ein Flugzeug nur ein paar Tonnen mitschleppen.
Es lohnt sich also wenn dann nur für richtig große Raketen und mehr als 3g wären auch gut. Falls jemand grad Zeit hat kann er sich ja mal über Luftwiderstand oder auch benötigte Leistung für eine 500t-Rakete Gedanken machen.

ist dei Geschwindigkeit beim Verlassen der Röhre nicht 3g mal Wurzel 2 mal 5000m durch 3g ?

ist dei Geschwindigkeit beim Verlassen der Röhre nicht 3g mal Wurzel 2 mal 5000m durch 3g ?

Woher stammt denn diese Formel

Das Schienenkonzept auf die Spitze getrieben, haben schon vor Jahrzehnten einige Leute, die einen Entwurf für einen so genannten "Launch Loop" entwickelten. Die Schiene (eher eine Magnetschwebeschiene) sollte auf einer Strecke von 2000 km eine maximale Höhe von 80 km erreichen. Auf dieser Höhe wird dann auf die erste kosmische Geschwindigkeit beschleunigt und die Nutzlast freigegeben. Die Struktur wäre natürlich arg riesig und ebenso teuer, aber dafür bräuchte man kein LV mehr.

http://en.wikipedia.org/wiki/Launch_loop

ist dei Geschwindigkeit beim Verlassen der Röhre nicht 3g mal Wurzel 2 mal 5000m durch 3g ?

sqr((2*s)/a)*a = v

s=5000m, a = 30 m/s² -> v=548 m/s

Wir sind uns einig, dass eine solche Startanlage auch auf einem kleinen, atmosphärelosen Himmelskörper nicht gerade kompakt wird. Also ist sie fest installiert und um nach dem Start auf die notwendige Umlauf- oder Fluchtgeschwindigkeit zu kommen, muss erst einmal die Bahnneigung oder einfach die Flugrichtung korrigiert werden.

So eine Anlage ist sicher nicht klein, auf dem Mond reichen aber 15 km Länge um bei 10g Nutzlasten in den Orbit zu schleudern. Man muss also nicht um den halben Mond bauen. Warum man die Flugrichtung korrigieren soll verstehe ich nicht ganz. Natürlich kann man bei einer festen Installation nicht in jeden Orbit starten.

Ein irdischer Startschlitten wäre tatsächlich mit einem wiederverwendbarem Gerät sinnvoll, wenn man zum Beispiel den Geschwindigkeitsbereich eines Staustrahlantriebs, dass dann die Arbeit aufnehmen würde, also vielleicht Mach drei, erreichen könnte.

Ja, da sind wir uns einig. Man spart sich dann das konventionelle Triebwerk welches bis Mach 3 aktiv wäre und natürlich generell viel Treibstoff weil man luftatmende Technik verwenden kann. Ich behaupte aber einfach mal, dass der grösste Kostenvorteil genau dadurch entsteht, und nicht aufgrund des Startschlittens. Das ganze errinnert auch stark an Sänger II. War eins der Hauptprobleme nicht genau jener luftatmende Antrieb ? Und hat die Studie nicht gezeigt dass man genau so teuer ist wie Ariane 5?

Es kann nicht das Ziel sein, die Nutzlast ganz ohne Träger in das All zu katapultieren. Das das wohl unmöglich ist, darüber sind sich hier ja alle einig.

Warum kann das nicht das Ziel sein? Und ich bin der Meinung das dies möglich ist, wenn auch momentan mehr Fiction als Science. Ausserdem ist das Starten ohne Träger auch die Idee beim Space-Elevator.


Nochmal zurück zur Reduzierung der Startkosten durch solch einen Schlitten. Man hat also einen gewissen Geschwindigkeitsvorteil von einigen hundert m/s. Nun, wenn ich am Äquator starte habe ich einen Geschwindigkeitsvorteil von etwa 250 m/s gegenüber einem Start in unseren Breiten aufgrund der Erdrotation. Da stellt sich mir nur die Frage, warum dann die Soyuz von Kourou ~50% mehr kostet als von Baikonur ?
So ein Geschwindigkeitsvorteil heisst also nicht automatisch Kostenvorteil . Bei den Kosten spielen sehr viele Faktoren eine Rolle.

Cosmo

Nochmal zurück zur Reduzierung der Startkosten durch solch einen Schlitten. Man hat also einen gewissen Geschwindigkeitsvorteil von einigen hundert m/s. Nun, wenn ich am Äquator starte habe ich einen Geschwindigkeitsvorteil von etwa 250 m/s gegenüber einem Start in unseren Breiten aufgrund der Erdrotation. Da stellt sich mir nur die Frage, warum dann die Soyuz von Kourou ~50% mehr kostet als von Baikonur Augen rollen?
So ein Geschwindigkeitsvorteil heisst also nicht automatisch Kostenvorteil Zwinkernd. Bei den Kosten spielen sehr viele Faktoren eine Rolle.

Gutes russisches Mütterchen Sojuz ist halt russische Technik. Da kostet ein Raketenstartüberwachungsingeneur mit reichlich Raumerfahrung weniger als bei der Ariane. 

Es wäre (wenn man nur das Seil betrachtet) einfacher auf dem Mond einen Weltraumlift zu bauen als auf der Erde, denn die Mondgravitation ist viel schwächer und die Zugfestigkeit des Seils müsste nicht so hoch sein. 

Gut, die Technik könnte man vormerken. Ist es aber nicht erst mal primär einen sinnvollen Weg zu finden wie die Erdatmosphäre verlassen werden könnte ? Eine Art Katapultvorrichtung, egal ob auf Schienen oder in Form einer langen Kanone hat da erheblich mehr Chancen erfolgreich zu sein.

Eine Art Katapultvorrichtung, egal ob auf Schienen oder in Form einer langen Kanone hat da erheblich mehr Chancen erfolgreich zu sein.

Das hatten wir doch schon mal ... selbst bei einer 5km senkrechte Röhre würde bei maximal verträglicher Beschleunigung das Beschleunigte Objekt nur bis in Flugzeughöhe kommen und das nur unter Vernachlässigung der Luftreibung, die nicht gering seien dürfte.

Das hatten wir doch schon mal ... selbst bei einer 5km senkrechte Röhre würde bei maximal verträglicher Beschleunigung das Beschleunigte Objekt nur bis in Flugzeughöhe kommen und das nur unter Vernachlässigung der Luftreibung, die nicht gering seien dürfte.

Damit soll doch lediglich Startgewicht gespart werden. Den restlichen Weg ins All übernimmt eine chemische Rakete.

Aber mit einem Flugzeug würde man diese chemische Rakete VIEL billiger in diese Höhe bekommen, als kilometerlange Beschleunigeranlagen in Berge zu bohren.

Bei einem Flugzeug wäre die maximale Nutzlast aber auch kleiner. Welches Flugzeug kann schon mehr als 200Tonnen befördern. Bei der Schiene kommt die Startenergie aus der Steckdose und braucht nicht mitbeschleunigt zu werden.

Welches Flugzeug kann schon mehr als 200Tonnen befördern.

Die Antonov-225, sie schafft 250 Tonnen:
http://en.wikipedia.org/wiki/An-225

Bei der Schiene kommt die Startenergie aus der Steckdose und braucht nicht mitbeschleunigt zu werden.

Bei 200 Tonnen Rakete in einer 5km senkrechten Startröhre und 4g Beschleunigung braucht man 40 Gigawatt an Strom. Alle Deutschen Kernkraftwerke zusammen liefern 20 Gigawatt Strom...
Mit einer Steckdose dürfte es also nicht getan sein. Mann müsste RIESIGE Energiemengen speichern um sie dann in 18 Sekunden wieder abzugeben. Ich wüsste nicht wie man das bewerkstelligen will.

Preisfrage: Wie groß müsste eine Kondensatorkugel sein, die diese Energiemenge aufnehmen könnte???

Wikipedia nennt im oben genannten Link ( http://en.wikipedia.org/wiki/Launch_loop ) zwischen 500 MW und 17 GW, die kommen nicht einfach aus der Steckdose....
.. ok, trallala war schneller

Preisfrage: Wie groß müsste eine Kondensatorkugel sein, die diese Energiemenge aufnehmen könnte???