Alternative Wiedereintrittsmethoden

Interessante Idee, aber...
...die Beschleunigungskräfte für die ISS wären zu hoch, sie würde zerstört werden
...genug Energie für einen dermaßen drastischen Impuls hat die ISS nicht zur Verfügung.

Also vergiss es

Die Energie könnte man ja über lange Zeit in großen Kondensatoren sammeln. Und die auftretende Beschleunigung könnte entweder über eine längere Rail (und geringere Kräfte) verkleinern oder über einen Puffer (z.B. in Form einer "federnd" an die ISS gekoppelten Masse) verzögert an die Station abgeben. Die große Masse könnte z.B. aus Weltraumschrott gesammelt werden. Problematisch wäre, dass ein solches Manöver dann häufig genug ausgeführt werden müsste, um komplett auf zusätzliche Beschleunigung zu verzichten, weil das sonst zu viel Energie erfordert, um das Zusatzmasse mitzubeschleunigen.

Also vermutlich auch nur ein Hirngespinst, aber prinzipiell unmöglich dürfte es nicht sein...

Na bleiben wir mal bei "Hirnggespinnst" *, v.a. die Sache mit Weltraumschrott einfangen. Möglich ist einiges, theoretisch möglich sogar noch viel mehr, aber sinnvoll?


nicht böse gemeint, eher scherzhaft

Bei allen Lieferraumschiffen würde das die Wucht beim Wiedereintritt etwas mindern, und die ISS erhielte somit jedes mal etwas kostenlosen Impuls.

Ein bisschen kostenlose Extraenergie ist doch immer gut. Das ganze hat aber einen Haken. Weltraumkörper bewegen sich im 3Dimensionalen Raum. Also muß ein Anstoß immer einen exakt definierten Vektor haben. Nicht nur ungefähr. Selbst die Kräfte mit denen man arbeiten will müssen eine definierte Größe haben.

Hallo,

ich interessiere mich im Moment für alternative Möglichkeiten Raumschiffe abzubremsen, bevor sie in eine Atmosphäre eintreten. Dabei kam mir die Idee ob es nicht möglich wäre eine Art Anker auszuwerfen, welcher an einem Seil/Kette in die Atmosphäre eintaucht und dort eine Bremswirkung für das Vehikel verursacht.

Weiß jemand ob es dazu schonmal einen Ansatz oder Test gab? Meint ihr das könnte sinn- und wirkungsvoll sein?

:p

mfg
Florian

Bzw eine Art Bremsschirm müsste es sein.

Keine schlechte Idee, allerdings müsste das Seil straff sein, sonst gibts nen Ruck und das Raumschiff ist deformiert...

Hm... nach nochmaligem Drübernachdenken stoße ich auf das Problem, dass sich der Anker wohl kaum unterhalb des Raumschiffes positionieren würde, sondern ziemlich direkt dahinter. Der Luftwiederstand würde den Behälter/Anker soweit abbremsen wie das Seil es zuließe. Ich denke gespannt wäre es in jedem Fall. Nur würde sich der Behälter denke ich auf gleicher Höhe wie das Raumschiff einpendeln und somit keine erhöhte Bremskraft mehr durch dichtere Luftschichten weiter unten erzielen.

Oder gibt es andere Meinungen? Bin weder Physiker noch Ingenieur, denk mir das nur so.

Zudem bin ich bei der Suche danach, ob es das schon gibt auf ein Patent gestoßen, welches detailliert einen Atmosphären Fallschirm beschreibt. Zitat:

"Die Erfindung betrifft einen Fallschirm oder Brems-Schirm für ein Weltraum-Fluggerät (oder Raumsonde), der für Lande-Flüge in die Atmosphäre der Erde oder andere Planeten geeignet ist, der aus einer mit hohem Druck aufblasbaren Konstruktion besteht, die sehr stabil, leicht und in der Lage ist, sich ohne die Luftströmung zu öffnen."

Den ganzen Text gibts hier: http://www.patent-de.com/20050908/DE102004007019A1.html

Klingt sehr durchdacht und kann mir vorstellen, dass das gut funktioniert.

Jetzt bin ich mir selbst nicht sicher von welcher Idee ich mehr halten soll. Bin an Meinungen interessiert
Denke aber mein Ansatz würde aus oben beschriebenem Grund auch einfach auf einen normalen Fallschirm hinauslaufen. Daher scheint mir diese patentierte Idee beser.

Mist, jetzt muss ne neue Idee her

Mfg,
Florian

Wieviel Kilometer soll denn der Anker lang sein? Und ein Fallschirm? Den zerfetzt es bei Mach 25. Und das Gewicht eines Ankers? Dafür könnte man auch n Hitzeschild bauen...

Gruß, Klaus

Wieviel Kilometer soll denn der Anker lang sein? Und ein Fallschirm? Den zerfetzt es bei Mach 25. Und das Gewicht eines Ankers? Dafür könnte man auch n Hitzeschild bauen...

Gruß, Klaus

Tja, ich habe durchaus nicht jedes Detail durchdacht. Es handelt sich vielmehr um eine spontane Idee, die ich heute mal so in den Raum gestellt habe ;-)

Zur Länge: gute Frage. Diese müsste von verschiedenen Faktoren abhängen. Man müsste berechnen bei welcher Art von Fallschirm, Größe, Durchlässigkeit, Material, welche Länge des Seils sinnvoll wäre um eine optimale Bremswirkung zu erzielen. Vielleicht 1km?

Fallschirm: weiß nicht ob Du Dich auf diese Patentgeschichte beziehst oder meinen Ansatz. Ich denke mir auch, dass das ein Knackpunkt wäre. Daher stelle ich mir eine Art Drahtgitternetz vor, welches nicht geschlossen sondern durchlässig ist. Die Rasterdichte müsste auf Material und Konstruktion abgestimmt sein. So ließe sich ein Reißen sicher vermeiden, aber dennoch Bremswirkung erzielen. Das otimale Verhältnis ist vielleicht berechenbar.

Anker Hitzeschild: genau. Wenn man eine Anker-Einheit hätte, dann müsste auch diese vor Hitze geschützt werden. Jedoch ließe sich diese denke ich sehr spitz zulaufend und daher mit guten aero-Eigenschaften konstruieren, so dass die Reibung minimiert bliebe.

Und hier dieser Patent-Text ist ganz interessant, weiß nicht ob Dus gelesen hast.
Der Schreiber skizziert einen Schirm aus Nano-Kohlenstoff-Fasern oder Kevlar. Mit einer Luftdruck Technik soll dieser die Härte von Stahl erreichen können. Also nur wie ein Schirm geformt, aber durchaus kein einfaches Stück Stoff, welches daherflattert.

mfg,
Florian

Also erst mal zur Länge Deines Seiles von 1km. Das ist bei 28000 km/h ein nichts. Damit kommst Du nirgendwo hin. Raumschiffe fliegen mehr als 1 km über der oberen Atmosphäre.

Kohlenstofffasern, egal ob Nano, Diamant oder Graphit verbrennen zu CO2, wenn sie bei über 1000°C mit Sauerstoff in Berührung kommen.

Dein Drahtgitternetz würde einfach nur mal kurz aufleuchten, wie eine Glühlampe, deren Glas man zerstört hat. Das dauert halt ein bis 2 Sekunden, dann ist es unwiderruflich weg. Bremswirkung ~ 0.

Anker Hitzeschild: genau. Wenn man eine Anker-Einheit hätte, dann müsste auch diese vor Hitze geschützt werden. Jedoch ließe sich diese denke ich sehr spitz zulaufend und daher mit guten aero-Eigenschaften konstruieren, so dass die Reibung minimiert bliebe.

Raumschiffe sind keine Segelflugzeuge. Wenn es zu ein bisschen Reibung kommt entsteht sofort Plasma. Das wird dann einige 1000°C heiß. Der Knackpunkt ist, ein Raumschiff so hinter einem Schild zu positionieren, das es in einer Art Vakuum ist, wenn die Flammen des Plasmas es einschließen. Es ist einfacher ein paar kg Treibstoff mitzunehmen, als eine komplizierte Konstruktion, die unsicher ist und von der man nicht mal weiß, ob sie richtig funktioniert.

Selbst ein Bremsmanöver im All erfordert höchste Präzision. immerhin will man ja wenigstens ein gewisses Zielgebiet am Boden erreichen. Da kann man nicht einfach mal kurz einen "Anker" werfen.

"Es ist einfacher ein paar kg Treibstoff mitzunehmen, als eine komplizierte Konstruktion, die unsicher ist und von der man nicht mal weiß, ob sie richtig funktioniert. "

Ja. Richtig. Deswegen testet man Technologien bevor sie zum Einsatz kommen. War doch so, oder?

"Raumschiff ist kein Segelflug"

Danke für die Aufklärung.
Ein Kommentar, der derart wirr daherkommt und oben genannte Äußerungen beinhaltet, nehme ich nicht ernst.

Wenn du kommentieren willst, solltest du vielleicht exakt zitieren, oder? 

Aber was willst du überhaupt mit deinem Anker? Heutige Raumschiffe bremsen eben nicht nur mit einem dünnen Ankerseil, sondern mit einer ganzen Seite, die natürlich entsprechend gut hitzegeschützt ist. Die Bremswirkung ist dadurch logischerweise erheblich höher. Worin soll also da der Vorteil eines Ankerseils liegen? Oder möchtest du tatsächlich, wie der von dir so gescholtene Sylvester vermutet hat, den De-Orbit-Burn durch dieses Ankerseil bewerkstelligen?

Bitte die vergessene Silbe "zeug" in meinem Zitat zu entschuldigen. Oder gab es sonstige Fehler?!

Nein, ich denke eher nicht, dass ein Seil eine Bremswirkung erzielen kann.
Meine Idee ist - und dass sie toll ist oder funktioniert habe ich nie behauptet - folgende (nochmals):

Raumschiff stößt vor Wiedereintritt Ankereinheit nach unten weg, mit einer Art Seil an selbigem befestigt.
Diese dringt in Luftschichten vor welche dichter sind, als die in der sich das Raumschiff gerade befindet. Dort wird ein Schirm geöffnet.

Warum ein Anker?

Weil bremsen in dichteren Luftschichten effektiver wäre, als in dünneren.

Macht das alles Sinn? Keine Ahnung! Hab das einfach mal zur Disposition gestellt, weil ich mir dachte es wär ne nette Sache dies zu diskutieren. Jedoch habe ich eher den Eindruck, dass dies hier einem persönlichem Angriff gleichkommt

Habe ich behauptet gegenwärtige Bremsmöglichkeiten wären schlecht? Nein.
Der Anker wäre besser? Nein.
Was habe ich gegen Hitzeschilde? Die Kacheln sind fehleranfällig.
Und der Schirm? Evtl. auch.

@Sylvester: ist das eine gesicherte Erkenntnis, dass jegliche denkbare Bremsschirmkonstruktion zum Abbremsen in der Atmosphäre versagen muss? Auf Draht als Material will ich mich nicht festlegen.

Hast Du dieses Patent mal angeschaut? Alles Quatsch Deiner Meinung nach?

Möchte nochmal deutlicher meinen Gedanken erläutern:

Ein Anker deswegen, weil jede Luftschicht weiter unterhalb des Raumschiffes ja gegenüber der, in der es sich befindet, dichter ist - richtig?

Daher muss eine Bremswirkung mit einem Bremsschirm dort stärker sein, als in der auf Höhe des Raumschiffes.
Ob die so theoretisch erhöhte Bremswirkung technisch nutzbar wäre und dem Aufwand gegenüber gestellt sinnvoll wäre, müsste getestet/berechnet werden.

Mehr sag ich nicht

Und ein Bremsschirm an sich, egal ob durch Anker evtl. erhöhte Wirkung, macht für mich Sinn als weitere Bremsmaßnahme zusätzlich zu Hitzeschild. Warum? Weil Hitzeschild-Kacheln fehleranfällig, lebensgefährlich.

Ein Schirm könnte also Kacheln überflüssig machen und somit Sicherheit erhöhen. Ein Anker könnte jene Bremswirkung zusätzlich verstärken mit den genannten Wenns und Abers.

Einen Anker nach unten hängen zu lassen ist ziemlich sinnlos, da man einfach viele Kilometer nach unten gehen müsste, um merklich dichtere Luftschichten zu haben. Das  ist wohl nur mit massiven Materialaufwand machbar und bringt daher kaum etwas.

Bremsschirm statt Hitzeschild könnte allerdings wirklich funktionieren. Es gibt auch schon ein Projekt, das mit einem aufblasbaren Schirm statt einem klassischen Hitzeschild arbeitet.
http://www.spaceflight.esa.int/irdt/factsheet.pdf

Allerdings gingen die beiden Testflüge davon schief, offensichtlich haben die Demonstratoren dafür nicht funktioniert. Ich denke, dieses Projekt geht etwas in die Richtung deiner Gedanken

Bitte die vergessene Silbe "zeug" in meinem Zitat zu entschuldigen. Oder gab es sonstige Fehler?!

Tja, wenn du dich schon über einen "Kommentar, der derart wirr" sei, beschwerst, solltest du eben keine offene Flanke lassen. Benutz beim nächsten Mal doch einfach die Zitat-Funktion...

Nein, ich denke eher nicht, dass ein Seil eine Bremswirkung erzielen kann.

Na, also! Was soll das Ganze dann?

Raumschiff stößt vor Wiedereintritt Ankereinheit nach unten weg, mit einer Art Seil an selbigem befestigt.
Diese dringt in Luftschichten vor welche dichter sind, als die in der sich das Raumschiff gerade befindet. Dort wird ein Schirm geöffnet.

Warum ein Anker?

Weil bremsen in dichteren Luftschichten effektiver wäre, als in dünneren.

Das stimmt wohl, aber genau das geschieht auch. Maximale Bremswirkung erzielt ein eintretendes Raumfahrzeug bei dichter werdender Atmosphäre. Und das ganze funktioniert mit einer starren Konstruktion, und nicht mit einem fehleranfälligen beweglichen Mechanismus.

Macht das alles Sinn? Keine Ahnung! Hab das einfach mal zur Disposition gestellt, weil ich mir dachte es wär ne nette Sache dies zu diskutieren. Jedoch habe ich eher den Eindruck, dass dies hier einem persönlichem Angriff gleichkommt

Meines Erachtens nicht, und das ist genau das Problem. Leute, die man als "selbst-ernannte Einsteins" bezeichnen kann, finden sich im Netz zuhauf, und mit solchen Ideen gerätst du sehr leicht in den Verdacht, einer von diesen zu sein.

Habe ich behauptet gegenwärtige Bremsmöglichkeiten wären schlecht? Nein.
Der Anker wäre besser? Nein.
Was habe ich gegen Hitzeschilde? Die Kacheln sind fehleranfällig.
Und der Schirm? Evtl. auch.

Wenn die heutige Bremsmöglichkeit nicht schlecht ist, warum soll man sie durch eine ersetzen wollen, die nicht besser, dafür aber komplizierter ist?

Und nicht jeder benutzt Kacheln - es gibt auch die bewährten ablativen Hitzeschilde. Bessere Kacheln sind allerdings auch in der Entwicklung, und Kleben ist nicht die einzige Möglichkeit, den Hitzeschutz auf einem Raumfahrzeug zu befestigen.

Also, noch einmal: Wenn du eine andere Art des Bremsens vorschlagen willst, dann muss es technisch machbar sein und irgendeinen Vorteil gegenüber den heutigen aufweisen. Sonst macht das Ganze keinen Sinn.

@websquid: ich glaube auch, dass der Wirkungsfaktor - an dem ich aber noch festhalte - gegenüber dem Aufwand eines solchen Ankersystems zu vernachlässigen ist.

Danke für den Link, das sieht auch sehr spannend aus. Das ist ja quasi eine aufblasbare Bremsflächenvergrößerung.
Dieses Patent erwähnt ja dagegen einen Schirm, der wie ein Fallschirm geformt sein soll. Der Schreiber errechnet 3G Krafteinwirkung auf Schiff und Astronauten, also erhebliche Bremswirkung. Das finde ich sehr interessant und könnte Hitzekacheln wirklich zu einem Backup-System degradieren (in meiner Laien-Vorstellung).

3g ist andererseits auch nicht wirklich viel - die Sojus übertrifft diesen Wert beim Wiedereintritt, und die verwendet einen klassischen Hitzeschild

@websquid: ahja, ok. wobei eine kombination aus schirm und hitzeschild vielleicht bremswirkung addiert? stelle ich mir so vor, weiss ich nicht.

@ruhri: Ich war zwar genauso schlecht in Mathe oder Physik wie Einstein in der Schule, aber als selbigen oder Artverwandten betrachte ich mich nicht. Und wenn jemand aufgrund eines Postings in einem Internetforum solche Annahmen über meine Person aufstellt - dann kann ich damit leben ;-)

Und eine "andere" (Zitat Ende) Art des Bremsens habe ich nicht vorgeschlagen. Nur eine alternative Idee für eine möglicherweise sinnvolle zusätzliche Art.

Es gibt die Idee, hitzebeständige Ballons zur Unterstützung des Abbremsvorgangs zu verweden, sogennante Ballutes. Sowas in der Art wird wohl für eine bemannte Marslandung benötigt.

Einen Anker nach unten hängen zu lassen ist ziemlich sinnlos, da man einfach viele Kilometer nach unten gehen müsste, um merklich dichtere Luftschichten zu haben. Das  ist wohl nur mit massiven Materialaufwand machbar und bringt daher kaum etwas.

Bremsschirm statt Hitzeschild könnte allerdings wirklich funktionieren. Es gibt auch schon ein Projekt, das mit einem aufblasbaren Schirm statt einem klassischen Hitzeschild arbeitet.
http://www.spaceflight.esa.int/irdt/factsheet.pdf

Allerdings gingen die beiden Testflüge davon schief, offensichtlich haben die Demonstratoren dafür nicht funktioniert. Ich denke, dieses Projekt geht etwas in die Richtung deiner Gedanken

Wo die esa keine Erfolge hatte, war die NASA erfolgreich:
http://www.nasa.gov/centers/langley/multimedia/iotw-irve.html
Haben wir damals sogar mitverfolgt: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=6215.0

Na gut, das ist wohl nicht das eigentliche Thema hier..

@GlassMoon: Die haben also sogar einen Schirm schon umgesetzt. Interessant so eine Konstruktion mal zu sehen. Also ich finds sehr themenrelevant.

Zu dem Anker-Thema an sich kann ich jetzt nichts mehr beisteuern, das müsste jetzt zu tief ins techn. Detail gehen. Z.B. die Frage wieviel so eine Seil/Kabeltrommel wiegen müsste, damit sie x Kilometer einen Anker nach unten lassen könnte. Das wäre ja auch wieder Materialabhängig. Jedenfalls habe ich so ein paar neue spannende Infos erhalten, damit bin ich völlig zufrieden.

Ich habe den Thread zum "Anker" mit unserem Thread zu alternativen Wiedereintrittsmethoden zusammengeführt.