Romanrecherche (Gregor)

Jo! Ich hätte da wieder drei Spezialistenfragen:

1) Wird ein Shuttle bei jedem Flug, egal, ob die Mission länger oder kürzer dauert, egal, ob fünf oder sieben Astronauten mit an Bord sind, mit einem Maximum an Luft, Wasser, Lebensmitteln, Manöviertreibstoffen etc. beladen, oder wird alles genau auf die Missionsdauer und den zu erledigenden Job berechnet?

2) Wenn die Besatzung aus irgendeinem Grund gezwungen ist, länger im All zu bleiben und nicht an die ISS andocken kann, wie lange reichen dann die Reserven? Mit welchen Ressourchen gibt es zuerst Probleme? Mit welchen zuletzt?

3) Man hört immer wieder von einer möglichen Rettungsmission durch ein zweites, bereitstehendes (xx) Shuttle. Wie schnell wäre ein Reverse-Schiff startklar zu bekommen? Ist ein solches Rettungsszenario überhaupt realistisch?

Mit bestem Dank Gregor

1) Wird ein Shuttle bei jedem Flug, egal, ob die Mission länger oder kürzer dauert, egal, ob fünf oder sieben Astronauten mit an Bord sind, mit einem Maximum an Luft, Wasser, Lebensmitteln, Manöviertreibstoffen etc. beladen, oder wird alles genau auf die Missionsdauer und den zu erledigenden Job berechnet?

Die maximale Missionszeit eines Shuttle-Fluges richtet sich nach den Brennstoffzellen. Ohne an der ISS angedockt zu sein können die Shuttles ohne ein spezielles Extended Duration Paket (welches bei Columbia zerstört wurde) vielleicht MAXIMAL 15-20? Tage im Orbit bleiben. Die anderen Konsumgüter kann man schon strecken. Zumal die Brennstoffzellen als Nebenprodukt so lange sie laufen auch mehr als Genug Wasser liefern.
An der ISS angedockt geht es auch etwas länger. Außer für die Atlantis. Die hat dieses Station to Shuttle Power Transfer System nicht.

2) Wenn die Besatzung aus irgendeinem Grund gezwungen ist, länger im All zu bleiben und nicht an die ISS andocken kann, wie lange reichen dann die Reserven? Mit welchen Ressourchen gibt es zuerst Probleme? Mit welchen zuletzt?

Wie gesagt. Brennstoffzellen. Danach keine Energie mehr. 15-20 Tage?

3) Man hört immer wieder von einer möglichen Rettungsmission durch ein zweites, bereitstehendes (xx) Shuttle. Wie schnell wäre ein Reverse-Schiff startklar zu bekommen? Ist ein solches Rettungsszenario überhaupt realistisch?

Bei STS-125 welches nicht zur ISS ging stand ein Shuttle unten schon auf dem Pad, Startbereit als Rettungsshuttle. Bei Missionen zur ISS würde man einfach auf der ISS als Rettungshafen bleiben und auf die nächste reguläre Shuttle Mission warten. Die Güter auf der ISS würden dafür ausreichen. 3 Monate oder so. Das jeweilige "Rettungsshuttle" würde dann mit einem MPLM starten um die Konsumgüter der ISS wiederaufzufüllen und die gestrandeten Piloten abholen.

Kann das Shuttle aber nicht an der ISS andocken, hilft auch kein Rettungsshuttle. Es würde nicht schnell genug fertig sein. Ausnahme eben STS 125, welche sowieso nicht die ISS als Ziel hatte sondern Hubble. Da stand unten eins bereit.

Gruß, Klaus

Das ging aber schnell! Herzlichen Dank auch! 

Das ging aber schnell!

Dein Buch soll ja auch schnell fertig werden damit wir es bald lesen können  

Noch etwas zur Beladung mit Treibstoffen für das RCS: die Mengen werden normalerweise an die Mission angepasst. Man liest auch immer wieder vom sog. "Off-Loading", man nimmt also Mengen des RCS heraus, um somit mehr Nutzlast zu bekommen.

Aha! Gibt es da eine einfache Möglichkeit, auszurechnen, wie viel Gewichtseinsparung an Treibstoffen, sich in welchem Verhältnis auf die Funktionsdauer der RCS auswirkt? Bzw. Wieviel Treibstoff »saufen« die RCS pro Stunde und was wäre die mögliche Maximalzuladung an Wasserstoff und Sauerstoff. Ich denke, die Tanks werden ausschliesslich für die RCS verwendet und für nichts anderes sonst?!

Soviel ich weiss, befinden sich drei solcher Geräte im Shuttle. Lassen sich die Dinger auch teilweise abschalten, um Energie zu sparen?

Besten Dank!

Die Treibstoffe des RCS funktionieren nicht mit Wasserstoff / Sauerstoff sondern mit einem kryogenen Treibstoff. Die Treibstoffe für die Brennstoffzellen werden soweit ich weiß meistens sowieso immer voll aufgefüllt.

Die RCS Triebwerke laufen ja auch nicht dauernd sondern nur um Korrekturen vorzunehmen in der Lage. Und um eine Orbitveränderung durchzuführen mit dem OMS.

Also kann man nicht sagen das man pro Stunde x Treibstoff benötigt. Bevor der Treibstoff leer ist, sind die Brennstoffzellen leer und ohne Energie ist es vorbei.

Okay! Welche Systeme könnte die Crew denn herunterfahren, um weniger Treibstoff für die Brennstoffzellen zu verbrauchen. Was sind eigentlich die grössten Stromfresser im Shuttle?

Das ist nicht so einfach. Die Brennstoffzellen kann man nicht abschalten sondern laufen immer mit einem gewissen Mindestdurchsatz. Wie lange man das jetzt auf Teufel komm raus strecken kann weiß ich leider auch nicht. Aber mach Dir keine Illusionen. Bei 20 Tagen dürfte Schluss sein.

Vielleicht kann Dir später noch jemand anders genauere Zahlen liefern aber ich denke da liegen keine aussagekräftigen Ergebnisse mit exakten Zahlen vor. Meine 20 Tage Schätzung dürfte nicht so verkehrt sein.

Gruß, Klaus

Ich komme mit den zwanzig Tagen schon zurecht. Ich dachte nur, die Crew könnte vielleicht gewisse Stromfresser runterfahren, während sie an der Lösung ihres Problems arbeitet.

Achtung Klaus, Flüchtigkeitsfehler ...

Die Treibstoffe des RCS funktionieren nicht mit Wasserstoff / Sauerstoff sondern mit einem kryogenen Treibstoff.

Hypergole Treibstoffe hat der Orbiter an Bord.


@Gregor:
Das sind hochgiftige, aber lange lagerfähige Treibstoffe, deren Komponenten bei Kontakt von selbst zünden, ohne extra Zündsystem. In Raumfahrzeugen werden diese durch ein Druckgassystem gefördert, nicht durch Turbopumpen wie in Raketen. Das macht diese Triebwerke einfach und damit sicher, aber auch etwas ineffizient. Praktisch alle Raumfahrzeuge (Raumschiffe und Satelliten) haben diese an Bord.

Achtung Klaus, Flüchtigkeitsfehler ...

Hoppla! 

Oje! Jetzt muss ich das ganze Manuskript in den Mülleimer werfen und wieder ganz von vorne anfangen.

Diese Treibstoffe spritzt man also »einfach« in die Brennkammer ein und schon macht es »Pofff‘« Was sind das für Komponenten. Kennst Du auch deren Bezeichnung? Wäre als Erklärung sicher Interessant.

Danke! 

Hallo Gregor,

nur um es sicher zu stellen: das sind die Treibstoffe für das RCS- und das OMS-System des Orbiters (Reaction Control System und Orbiter Maneuvering System). Das Erste wird für die Lagekontrolle und Feinmanöver genutzt, das Zweite für Orbitänderungen. Die Großen Haupttriebwerke beim Start hingegen arbeiten kryogen mit LOX und LH (Liquid Oxygen und Liquid Hydrogen). Das sind sehr aufwändige Triebwerke, samt Turbopumpen zur Förderung und "Zündung".

Hier findest du ein paar Kombinationen für hypergole Treibstoffe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Hypergol

Monomethylhydrazin und Distickstofftetroxid beim Space Shuttle für das RCS.  

Und wieso das ganze Manuscript wegwerfen? So viel kannst Du in 1.5h zu kryogenen oder hypergolen Treibstoffen nicht geschrieben haben oder?

War nur ein kläglich misslungener Versuch eines Gags! 
Hab noch gar nichts darüber geschrieben. Bin erst noch am auswerten und zusammenstellen.

Dachte ich schon das es ein Scherz war, nur habe ich das Zwinkersmiley vergeblich gesucht  

Neben flüssigem Sauerstoff und flüssigem Wasserstoff für die Brennstoffzellen gibt es noch eine dritte kritische Größe.
Das ist die Anzahl der noch vorhandenen LiOH Kanister.
Die werden gebraucht um die das Kohlendioxid aus der Kabinenluft auszufiltern.
Eine dieser drei Größen ist, auch bei normalem Flugablauf, der limitierende Faktor für die Flugdauer.
Welcher der drei Faktoren der kritische ist, kann man erst während des Fluges sagen, das hängt von einer Menge Parameter ab, die man nicht voraussagen kann.
Seit der Orbiter Elektrizität von der ISS bezieht, ist das meistens der LiOh Vorrat.
Wenn in deinem Szenario kein Docking möglich ist, dann ist es LOX oder LH.

Was den RCS Treibstoff betrifft: Der wird tatsächlich auf die Bedürfnisse der jeweiligen Mission  abgestimmt. Am Schluss der Mission optimiert man übrigens die Lage des Massenschwerpunkt des Orbiters durch Abpumpen von Treibstoff.

Mit dem Off Load hat es folgende Bewandtnis: Durch die Art und Weise wie man das Zeug da einfüllt, hat man keine genaue Kontrolle darüber wie viel man grade aktuell im Tank hat . D.h. man kann den Tank nicht z.B. halb füllen.
Deswegen füllt man die Tanks erst mal randvoll und lässt dann den nicht benötigten Treibstoff ab und weiß damit dann  genau wie viel noch im Tank ist.

Gruß,
KSC

Uff … na, dann müsste ich aber noch folgendes dazu wissen:

1) Wieviele solche LiOH Kanister gibt es da überhaupt, bzw. was sind das für Einheiten? Wie lange reicht ein solches Teil, bzw. wieviel Kohlendioxid kann ein solches Teil in etwa aufnehmen, bis es gesättigt ist?

2) Wo befinden sich die Teile im Shuttle?  Neue, Alte und der Einschub für das aktive Teil?

3) Piept oder / und blinkt es irgendwo, wenn das Teil gesättigt  ist?

Da müsste man ja geradezu mal mit einem Astronauten reden können, bei all den Dingen 

Herzlichen Dank Gregor

In dem Kabinenluftsystem sind zwei solcher Lithium Hydroxid Kanister eingebaut.
Da wird ca. 120 lbs pro Stunde Kabinenluft durchgeleitet. Durch eine chemische Reaktion wird dadurch die Kabinenluft von CO2 gereinigt und Gerüche aus der Luft ausgefiltert (mit Aktivkohle).
Die Kanister sind unter dem Boden des Middeck in das Kabinenluft Umwälzsystem eingebaut. Die Ersatzkanister und die verbrauchten werden unter dem Boden des Middeck gelagert. Es können dort bis zu 30 Kanister gelagert werden, in den Middeckstaufächern optional noch weitere.
Die Kanister werden nach einem genauen Plan, meist ein oder zwei mal am Tag, oder bei größeren Crews noch öfter, gewechselt. Zur Sicherheit gibt es bei erhöhtem CO2 gehalt in der Kabinenluft einen Master Alarm (akustisch).
Jeder Kanister ist für eine Lebensdauer von 48 Mannstunden ausgelegt.

Hier noch eine Schemazeichnung



Gruß,
KSC

Wowww! Weisst Du vielleicht auch, ob das Steckanschlüsse am Kanister sind, damit das Teil kopfüber in einen Einschubschacht im Boden gesteckt werden kann und fertig. Oder ob der Kanister mit den Anschlüssen nach oben im Boden eingelassen wird, so dass anschliessend am Ein- und Ausgang noch die Verbindungsschläuche aufgeschraubt werden müssen.

Herzlichen Dank Gregor

Ah und noch etwas: Ich suche noch immer nach den grössten Stromfressern im Shuttle. Wer weiss etwas dazu?

Ich komme mit den zwanzig Tagen schon zurecht. Ich dachte nur, die Crew könnte vielleicht gewisse Stromfresser runterfahren, während sie an der Lösung ihres Problems arbeitet.

Wenn sie zufällig neue Solarzellen zur ISS hochbrächte, könnte sie diese notfalls an das Bordsystem anschließen...
Ist zwar sehr unwahrscheinlich, in einem Roman kanns aber durchaus passieren



Stromfresser fallen mir keine ein, aber wie wärs mit Licht? Die künstliche Beleuchtung könnte auf ein Minimum heruntergefahren werden....
Außerdem die HG-Antennen... Die würde man wohl abschalten nehme ich an

Nein, sie bringen nichts hoch. Sie sollten etwas aus dem Orbit mit herunterbringen, doch dabei geht etwas schief. Sie fliegen auch viel höher als die ISS, können dort also nicht so einfach andocken.
Um Zeit für einen waghalsigen Rettungsversuch zu gewinnen, müssen sie ihre Reserven soweit wie möglich strecken. Deswegen suche ich nach Möglichkeiten, was sie so alles dafür tun könnten.

Sie fliegen auch viel höher als die ISS

Mit dem Shuttle? Hmm. Welche Inklination und welche Höhe hattest Du angedacht?

Sorry für meine Dämlichkeit.
Hatte dir versehentlich ein Bild einer LiOH Catridge eingestellt. Die verwendet man in den EVA Raumanzügen und die hat mit der Filterung der Kabinenluft nix zu tun.
Entschuldige das Durcheinander.

Die LiOH Kanister für die Kabine haben natürlich keine Anschlüsse, sondern sie werden nur einfach eingesetzt, so ähnlich wie ein Luftfilter im Auto. Hier sieht man das ganz gut:


Die Frage nach den Stromfressern ist schwierig zu beantworten, das kommt auf die Missionsphase an.
Am meisten Strom braucht man bei Start und Landung, wenn alle Avionics Systeme eingeschaltet sind. Im Orbit ist der Strombedarf recht gering, weil viele Systeme abgeschaltet werden können.
Ich meine irgendwo eine Checkliste zu haben, um den Stromverbrauch zu minimieren. Muss mal nachschauen, könnte aber etwas dauern.
Grundsätzlich spart man natürlich dadurch, dass Systeme abgeschaltet werden.

Gruß,
KSC