Alternative Wiedereintrittsmethoden

@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.

Einen "Anker" bzw, Schirm verwendet man schon seit Anbeginn der Raumfahrt. Ich spreche von den Schirmen, die im letzten Teil des Fluges einer Kapsel eingesetzt werden um sie auf fast 0 km/h negativ zu beschleunigen.

Aber für Dich beleuchte ich die Sache auch von Anfang an. Auch wenn Du mich nicht ernst nimmst.

Ein Raumschiff bewegt sich im Orbit mit ca 28.000km/h. Damit hat es eine gewaltige kinetische Energiemenge an Bewegungsenergie. Ziel ist es das Raumfahrzeug gezielt auf einen bestimmten Fleck der Erde auf 0km/h abzubremsen.

Dazu ist es nötig diese kinetische Energiemenge kontrolliert in Wärme umzuwandeln, also loszuwerden.

Im ersten Schritt wird das Raumfahrzeug um einen winzigen Betrag verlangsamt, so daß es in Richtung Erde zu stürzen beginnt.

Beim Eintritt in die obere Athmosphäre entsteht eine gewaltige Reibung der Luftmoleküle an der Außenhaut des Raumschiffs. Der Hitzeschild verhindert, daß das mehrere 1000Grad heiße Plasma sich durch die Hülle schneidet und die strukturelle Integrität der Konstruktion irreversibel beschädigt.

Einen solchen Hitzeschild müßte man auch bei Deiner Ankerkonstruktion mitnehmen. Da der Hitzeschild selbst als Fallschirm (vorgelagerter Fallschirm) arbeitet, braucht man in dieser Phase keinen weiteren Schirm.

Ist das Raumfahrzeug langsam genug, werden die Landefallschirme ausgeworfen, die das Raumfahrzeug nochmals stark abbremsen.

Im letzten Schritt taucht die Kapsel entweder in den Ozean ein, oder landet auf der Erde. Bei einer direkten Erdlandung werden übrigens im allerletzten Moment nochmals Raketen gezündet, da das Raumfahzeug sonst zu hart aufschlagen würde.

Dieses System ist einfach und bestens erprobt. Ich weiß nicht, welchen Vorteil Du Dir mit dem Anker erhoffst.

So und nun mal zum Segelflugzeug. Ein Segelflugzeug ist mit ca 160km/h unterwegs. Da kann man eine Notlandung mit einem Schirm durchführen. Bei einem Raumfahrzeug mit 28000km/h sieht das ein ganz klein wenig anders aus  .

Ich möchte noch ein paar kleine Korrekturen anbieten.

Albert Einstein hat, soweit mir bekannt ist, tatsächlich einmal eine eher schlechte Mathematikarbeit abgeliefert (aber trotzdem bestanden). Allerdings war die wohl in Französisch gestellt, das er überhaupt nicht sprach.

Die Hitzeentwicklung beim Wiedereintritt rührt nicht direkt von der Reibung her, sondern von der Kompression der Luft vor dem Raumfahrzeug. Das ist dasselbe Prinzip wie bei einer Luftpumpe. Komprimierung von Gasen setzt Wärme frei. (Umgekehrt entziehen sich entspannende Gase der Umgebung ganz erheblich Wärme.)

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.

)

Ich möchte so fair sein zu erläutern, was ich an Deinem Kommentar wirr fand und was mich daran gestört hat.
Bei Deinem Zitat oben sagst Du ein Seil von 1km Länge sei bei Geschwindigkeit x unwirksam. Daraus habe ich gedeutet, dass Du meine Idee garnicht richtig aufgefasst, sie aber dennoch verrissen hast. Denn was hat denn die Seillänge mit der Geschwindigkeit zu tun?! Das fand ich ärgerlich, weil ich meinen Gedanken gerne auf Brauchbarkeit diskutieren möchte. Dein Kommentar schien mir daher kontraproduktiv.

Möglicherweise steckst Du aber auch tiefer in der Materie als ich und erkennst sofort die Unlogik. Dann habe ich Dich aber nicht richtig verstanden. Was wäre an der Logik falsch einen Bremsschirm unterhalb eines Raumchiffes zu positionieren um dort die relativ größere Reibung für höhere Bremswirkung auszunutzen?

Deine Zusammenfassung einer Raumschifflandung hat für mich nichts neues beinhaltet. Ich weiß nicht, warum Du das jetzt gepostet hast. Zum Segelflugzeug: eine Notlandung denke ich mit meinem Vorschlag nicht an. Nochmal: der Gedanke ist, ein zusätzliches Bremssystem zu haben zum Hitzeschild. Denn in der Vergangenheit gab es ja - meine ich - tödliche Unfälle durch beschädigte Hitzekacheln. So hätte man nun dennoch die HItzekacheln, wäre aber weniger von deren Tauglichkeit abhängig.

Kinetische Energie in Wärme umwandeln: ja auch der Schirm würde dies tun. Genau wie die anderen hier geposteten aufpumbaren (glaube ich) Bremssysteme.

@ruhri: Mathe auf französisch - Grauenhaft. Das mit den Gasen finde ich interessant.

Nochmal: der Gedanke ist, ein zusätzliches Bremssystem zu haben zum Hitzeschild. Denn in der Vergangenheit gab es ja - meine ich - tödliche Unfälle durch beschädigte Hitzekacheln. So hätte man nun dennoch die HItzekacheln, wäre aber weniger von deren Tauglichkeit abhängig.

Wenn man ein Raumfahrzeug ohne Hitzeschutz abbremsen will, dann ist es aber zwingend erforderlich, dass dieses neue System statistisch um einiges sicherer ist als irgendein passives System und somit die Wahrscheinlichkeit des Versagens noch einmal um einiges niedriger. Das dürfte ziemlich schwierig sein, denn je komplizierter ein System ist, desto mehr Fehlerquellen gibt es.

Hallo,

etwas ganz Grundsätzliches zu diesem "sanften Abbremsen". Das machen alle Satelliten in niedrigen Orbits bereits. Die werden jeden Umlauf ganz saft von der Atmosphäre gebremst und sinken etwas tiefer. Aber was passiert mit denen am Ende, wenn sie in die dichte Atmosphäre eintreten? Sie treten immer noch so schnell in die dichten Schichten ein, dass sie verglühen. Um da durch zu kommen, bräuchten sie immer noch einen Hitzeschutz.

Das Einzige, wo das vielleicht denkbar ist: sehr leichte Konstrukte mit großer Fläche, quasi aus Papier (und nur Papier). Die haben den "richtigen" niedrigen ballistischen Koeffizienten, so dass sehr schnell Geschwindigkeit abgebaut wird. Man darf quasi mit jedem verlorenen (gefallenen) Höhenmeter nicht wieder (Fall-)Geschwindigkeit aufnehmen sondern muss für jeden verlorenen Meter stärker gebremst werden als man beschleunigt.

Das Einzige, wo das vielleicht denkbar ist: sehr leichte Konstrukte mit großer Fläche, quasi aus Papier (und nur Papier). Die haben den "richtigen" niedrigen ballistischen Koeffizienten, so dass sehr schnell Geschwindigkeit abgebaut wird.

Gibt es hierzu eigentlich etwas neueres?

Daran dachte ich auch . Ich kenne nichts Neues ...

Um Missverständnisse zu vermeiden: Mit "nur Papier" meinte ich "nur leichtes Material" und dass ein Gefährt mit einem leichten Schirm fast vollständig/ausschließlich aus diesem leichten Material bestehen muss, damit das mit dem Koeffizienten klappt.

Mit "nur Papier" meinte ich "nur leichtes Material" und dass ein Gefährt mit einem leichten Schirm fast vollständig/ausschließlich aus diesem leichten Material bestehen muss, damit das mit dem Koeffizienten klappt.

Für die bemannte Raumfahrt wird das wohl weniger sinnvoll sein wegen
- Druckunterschied zwischen Lebensbereich des Schiffes und Vakuum des All's
- Meteoriten, Mikrometeoriten und Raumtrümmer, die mit Leichtigkeit das "Papier " durchschlagen könnten
- Temperaturunterschied könnte zu verstärkter Nässebildung und dadurch einem Aufweichen der Fasern führen.

Andererseits ist zB. eine doppelte Wabenstruktur sehr fest.

Es gibt halt für alles ein für und wieder.

Guten Morgen,

die Idee eines Bremsschirms gibt es ja zur Vermeidung von Weltraummüll. Die Abbremsung zieht sich dann aber auch ziemlich lange hin und endet am Ende für den Satelliten immer noch katastrophal. Ein Aspekt bei solch lange Zeiten mit einem "großen Schirm" ist dann das Kollisionsrisiko, die so ein Konstrukt über seine "Bremszeit" akkumuliert.

Hallo
nach dem ich hier gelesen habe das ich nicht der erste war der hier (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=14951.0)auf den Fallschirm gekommen ist (war auch nicht zu erwarten) hab ich mir noch mal so meine Gedanken gemacht...
Anwendungsfälle sehe ich 2: zum einen eine Raumfähre NT, also kein "Kachelofen" wie Space Shuttle oder Buran, und eine wiederverwendbare Raketenstufe, analog zu SpaceX Falcon 9.
Ich habe das ganze mal in umgekehrter Reihenfolge durchdacht: 
Ausgehend von der X15 also einem Flugzeug mit dem man in den Weltraum fliegen konnte, das aber natürlich zu langsam ist, um einen Orbit zu erreichen.
Das ganze war bekanntlich in den 60igern, sollte also heute auch keine "Grenztechnologie" mehr sein...
Die Ausenhülle besteht aus "Spezialstahl" Temperaturbeständigkeit gut 600 °C und es gibt einen lakierten ablativen Hitzeschutzschild. Damit wurde geflogen in einer Höhe von ca 100km mit einer Geschwindigkeit von ca 7000 km/h also ca 2km/s.
Jetzt kommen wir von einem Orbit sagen wir mal 300 km hoch Bahngeschwindigkeit ca 8 km/s.
Jetzt habt ihr oben festgestellt das so ein Wiedereintrit ca eine halbe Erdumrundung dauert. Das sind ca 41300 km für die man ca 8250 s also ca 2std 20min brauchen würde wenn man gleichmäsig verzögert. Ein normaler Wiedereintritt dauert wohl so 15min, man hätte also über 2 Stunden mehr Zeit um die Energie los zu werden, was auch erklärt, warum die Temperaturen erträglich bleiben sollten...
Jetzt ist die Physik kein "Wunschkonzert" man muß also einen Weg finden eine solche Rückkehrbahn aufrechtzuerhalten. Dazu sollte möglichst wenig Energie von nöten sein, der Dauereinsatz von Triebwerken scheidet also aus...
Offensichtliches Problem ist der starke Dichteanstieg der Atmosphäre irgendwo zwischen 80 und 100 km. Mein "Trick" wäre jetzt die Geschwindigkeit schon vorher, also in der Thermosphäre abzubauen. Wenn ich dieses Diagramm https://de.wikipedia.org/wiki/Thermosph%C3%A4re#/media/File:Atmosph%C3%A4re_Dichte_600km.pngrichtig interpretiere ist die Dichte der Oberfläche hier ein 40zigstel der Dichte an der Erdoberfläche...
Ok das wird ein großer Fallschirm und ja den wird es zerreißen, soll er sogar, weil sonnst die Verzögerung gleich dem anstieg der Dichte wäre und das wäre natürlich zu viel des guten, wir brauchen also eine Schirm der logarithmisch kleiner wird. Da hätte ich jetzt folgende Idee zu der Schirm wird als "Netzschirm" ausgelegt, solche Konstruktionen gibt es ja bereits für den Hochgeschwindigkeitsbereich. Die Löcher im Netz werden jetzt mit Material unterschidlicher Festigkeit verschlossen. Die einzelnen "Löcher" reißen also nach und nach auf, reduzieren die Fläche und die Verzögerung.
Das ganze wird nur bis zu einem gewissen Punkt funktionieren. So bei 120km gibt es ja den Knick im Diagramm, hier wird man zu "extremen" Mitteln gezwungen, und zwar zum Zünden der Triebwerke um die "Schlüsselstelle" zu überwinden. Danach geht es dann im aerodynamischen Flug bzw. an einem konventionellen Lastenfallschirm weiter
nach unten.
So jetzt bin ich gespannt wer mich in der Luft zerreist...

MFG S

Ich fürchte, einen Fallschirm dieser Komplexität wird keiner bauen wollen.
Nicht sicher austestbar, zu teuer in der Herstellung und das Gewicht wird extrem hoch.
Nicht sicher austestbar heißt aber - es gibt keine Zertifikation.

Nicht sicher austestbar heißt aber - es gibt keine Zertifikation.

Wo siehst du da das grundsätzliche Problem? Für einen Prototypen tut es ne Höhenvorschungsrakete, und an einen Großen hängt man ne Raketenstufe die sowieso verglühen würde...

MFG S

Ok, wer das Geld, die Logistik und die Startmöglichkeiten hat bzw. drantun will

Wie hoch ist eigentlich die thermischen Belastungen beim Wiedereintritt des Space shuttle?

Ich habe hier etwas von „nur“ 1600 °c gefunden. Das finde ich aber etwas wenig?

Hier steht aber etwas von 7000 °c

https://books.google.de/books?id=KbSkBgAAQBAJ&pg=PA241&lpg=PA241&dq=thermische+belastung+fluggeschwindigkeit&source=bl&ots=I6JjPsWHcP&sig=hcKJu6L3pjzu4CaD6_l1c5id8A4&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwjO-b-J66bbAhWEaFAKHeifAYAQ6AEIYjAI#v=onepage&q=thermische%20belastung%20fluggeschwindigkeit&f=false

Was ist dann nun richtig?

Wie hoch ist eigentlich die thermischen Belastungen beim Wiedereintritt des Space shuttle?

Ich habe hier etwas von „nur“ 1600 °c gefunden. Das finde ich aber etwas wenig?

Hier steht aber etwas von 7000 °c

https://books.google.de/books?id=KbSkBgAAQBAJ&pg=PA241&lpg=PA241&dq=thermische+belastung+fluggeschwindigkeit&source=bl&ots=I6JjPsWHcP&sig=hcKJu6L3pjzu4CaD6_l1c5id8A4&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwjO-b-J66bbAhWEaFAKHeifAYAQ6AEIYjAI#v=onepage&q=thermische%20belastung%20fluggeschwindigkeit&f=false

Was ist dann nun richtig?

Die zwei Zahlen beziehen sich auf verschiedene Aspekte:
- 1600°C sind die max. Oberflächentemperatur am Orbiter
- 7000°C sind die max. Lufttemperatur vor dem Raumfahrzeug
Deshalb gibt es hier keinen Widerspruch.