Frage zu zukünftigen Raketen-Startkonzepten

Zitat von: Meagan am 13. Oktober 2009, 19:46:40

Allzu oft ist der Mensch die größte Fehlerquelle. Gerade bei der Raumfahrt wird viel getestet. Ich gehe davon aus, daß nahezu jeder mögliche Aspekt der zu berücksichtigen ist von irgendjemanden durchdacht wurde.

Die Sojus wäre sicher mit ein bischen mehr bunter Farbe schöner anzusehen.  Ob Sojus genauso sicher wie das Space Shuttle ist mag ich etwas bezweifeln. Manchmal braucht man auch einfach ein kleines Quäntchen Glück .....

Und wozu russische Technik in der Lage ist, haben wir in Tschernobyl gesehen.

Man kann es drehen und wenden wie man will, ein Raumfahrzeug auf 10km/s zu beschleunigen verbraucht eine Unmenge Energie. Raketen sind und bleiben auch in Zukunft fragile Hightechgeschosse.

Völlig richtig! Man kann es wirklich drehen und wenden, wie man will, man verbraucht eine Unmenge Energie um etwas in den Orbit zu schaffen. Wie soll da ein auf Flugzeugen basierendes Konzept den entscheidenden Vorteil verschaffen? Der Höhengewinn ist minimal, der Geschwindigkeitsgewinn auch. Und Flugzeuge, das wollen wir nicht vergessen, sind und bleiben auch in Zukunft fragile Hightechgeschosse.

Was die Sicherheit angeht, so bestehen rein statistisch zwischen Space Shuttle und Sojus kaum Unterschiede. Das Space Transportation System hat drei schwere Zwischenfälle erlebt, nämlich STS-51-L (Challenger), STS-27 (Atlantis) und STS-107 (Columbia). Diese Zwischenfälle haben den Tod von 14 Astronauten verursacht, es hätten aber auch sehr leicht 19 Tote sein können.

Die Sojus-Kapseln haben fast so viele Flüge wie die Shuttles durchgeführt, darunter vier schwere Zwischenfälle mit insgesamt vier Toten (Sojus 1, Sojus 11, Sojus 18-1, Sojus T-10-1). Die geringere Anzahl an toten Kosmonauten rührt natürlich daher, dass die maximale Anzahl an Besatzung 3 und nicht 7-8 beträgt und ein Unglücksflug solo geflogen worden ist.

Ist aber schon ein wenig unfair die uralten Sojus Unfälle immer und immer wieder hervor zu holen um zu demonstrieren wie "unsicher" dieser Träger ist. Während der Startphase des Shuttles gibt es nach wie vor die ersten 120 Sekunden keine Rettung und ob man bei der Landung nicht wieder etwas "übersehen" hat weis man erst am Schluss - die Sojus ist da weit toleranter vom Aufbau. Ich glaube nicht das das Shuttle rein balistisch landen könnte.

TP

Ist aber schon ein wenig unfair die uralten Sojus Unfälle immer und immer wieder hervor zu holen um zu demonstrieren wie "unsicher" dieser Träger ist. Während der Startphase des Shuttles gibt es nach wie vor die ersten 120 Sekunden keine Rettung und ob man bei der Landung nicht wieder etwas "übersehen" hat weis man erst am Schluss - die Sojus ist da weit toleranter vom Aufbau. Ich glaube nicht das das Shuttle rein balistisch landen könnte.
 

Also erstmal wird niemand hier behaupten können, daß Raumfahrzeuge jemals 100%ig sicher sein werden. Das trifft auf alle Raumfahrzeuge zu. Inklusive "Langer Marsch", "Sojus" oder "Orion".

Außer der Technik gibt es aber noch mehrere Aspekte der Sicherheit. Einer davon ist kaufmännischer Natur, ein anderer ist vom Prestige der eigenen Leistungsfähigkeit geschuldet.

Wenn aus Gründen des Gleichziehens mit dem Konkurenten lebenswichtige Sicherungen weggelassen werden, Tests weggelassen und Missionen radikal vereinfacht werden so ist das der erste Schritt in die Katastrophe.

Ein weiteres Indiz ist der Zustand der russischen Nordmeerflotte. Die Atomuboote liegen im Hafen mit intakten Reaktoren und rosten vor sich hin......

Worauf willst du denn hinaus Meagan?

Was sollen uns rostende Atom-Uboote und das Tschernobylbeispiel sagen? Das das Shuttle sicherer ist? 
Ich kann dir in der Argumentation irgendwie nicht ganz folgen.

Übrigens auch nicht bei deinen ausschließlich russischen Beispielen. Ein ähnlich beliebiges Beispiel -sagen wir mal amerikanischer Fahrlässigkeit- ließe sich genauso finden: z.B. jahrzehntelang ständig mehrere Atombomen rumzufliegen obwohl immer mal eins der Flugzeuge abgestürzt ist.

Aber vielleicht wollen wir wieder zurück zu zukünftigen Startkonzepten kommen? Zu Luft- und Schienenstarts haben wir ja schon mal fleißig diskutiert

Was sollen uns rostende Atom-Uboote und das Tschernobylbeispiel sagen? Das das Shuttle sicherer ist?

Das sind Indizien für finanzielle Engpässe.

Bei der Raumfahrt muß man erfolgreich sein. Es geht um gewaltige Mengen an Geld. Auf die Entwickler kommt ein hoher Druck. Aber Erfolg kann man nicht erzwingen.

Die Shuttle  haben auch schon genug Menschenleben gefordert. Egal ob russisch, amerikanisch oder bayrisch, Raketen sind empfindliche fragile Gebilde. Der kleinste Fehler führt unbarmherzig in die Katastrophe.

Gibt es eigentlich Plasmatriebwerke, die auch in der Erdatmosphäre funktionieren ?

Ich könnte mir vorstellen, daß durch schnell überhitzte Luft ein Rückstoß möglich wäre.

Mal ein paar Anmerkungen bzgl. der letzten Beiträge: Es ist auch unfair, die russische Technik in den Himmel zu loben und die amerikanische als "Schrott" zu verdammen. Wie gesagt, beide Systeme haben ungefähr gleich viele Starts absolviert mit ungefähr gleich vielen Zwischenfällen. Bei den Sojus-Kapseln hatte ich die Probleme mit den Sprengbolzen bei den TMAs und der daraus resultierenden harten ballistischen Landung sogar noch weggelassen.

Die Space Shuttle sind natürlich das modernere System, das in kürzerer Zeit mehr Flüge mit einer höheren durchschnittlichen Besatzungszahl durchgeführt hat. Weitere Vorteil ist das höhere Flexibilität bei der Wahl von Missionsprofilen auf Grund der höheren Leistungsfähigkeit. Nachteil sind die erheblich höheren Kosten und der Punkt, dass eine Modernisierung nur bedingt möglich ist. Dagegen haben die Sojus den Vorteil, dass fast alles fabrikneu ins All geschossen wird, weil nun einmal der größte Teil des Raumfahrzeugs bei jeder Mission verloren geht. Wie Meagan nicht müde wird zu betonen, sind Raumfahrzeuge fragile Gebilde, die zudem noch hohen Belastungen während Start, Flug und Landung standhalten müssen.

Ich habe schon vor einigen Tagen geschrieben, dass die russische Raumfahrt uns allen eine Lektion erteilt, wie man Raumfahrt mit höchstmöglicher Effizienz und Sicherheit betreibt, dass aber niemand sie wirklich lernen möchte, nicht einmal die Russen selbst. Ob die angedachten neuen russischen Systeme jemals zum Einsatz kommen werden, bleibt abzuwarten. Am Ende kommt womöglich doch wieder nur eine neue verbesserte Sojus zum Einsatz.

Chemische Antriebe werden aber vermutlich noch für lange Zeit die einzige Möglichkeit bleiben, in den Erdorbit zu gelangen, da die ganzen Plasma- bzw. Ionenantriebe meines Wissens nicht den Schub haben, gegen Erdanziehung und Luftwiderstand anzukommen. Diese Antriebe spielen ihre Stärken leider erst im freien Fall im luftleeren Raum aus.

Mittlerweile gibt es aktuellere Aussagen. Demnach sind alle vier Generatoren nicht angelaufen. Zwei konnten von verschiedenen Teams repariert werden, obwohl diese keine Arbeitsberechtigung für diesen Bereich des Kraftwerkes hatten und ihre erlaubte Strahlendosis während der Arbeit überschritten wurde. Vattenfall hat diesen Vorfall herabgespielt und teilweise Leute bedroht. Es wäre aber zum GAU gekommen, hätten die Leute nicht schnell und vorschriftswidrig gehandelt.

Die Stufe 2 hat sich im Nachhinein ergeben. Allerdings gibt es Spezialisten, die gerade anhand dieses Falles die Eignung dieser Stufenskala bezweifeln. Falls die Reparatur noch etwas länger gedauert hätte, wäre es eine Stufe 7+ geworden.

http://vorort.bund.net/suedlicher-oberrhein/akw-forsmark---der-beinah---gau-in-schweden.html

Sorry fuers OT, aber selbst Greenpeace schreibt 2009 von zwei Generatoren, ebenso das BMU im September 2006. Beide wuerde man nicht unbeding pro-Kernenergie Einstellungen attestieren.

http://weblog.greenpeace.org/nuclear-reaction/2009/02/sweden_phasing_out_the_phaseou.html

www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/.../3ergaenzung_forsmark.pdf

http://www.analys.se/lankar/Bakgrunder/2007/Bkg%201-07%20Forsmark%20Eng.pdf

In Stuttgart werden Lichtbogentriebwerke entwickelt und getestet. Dabei wird mit hoher elektrischer Spannung ein starker Lichtbogen erzeugt und mit etwa 100 kW am Laufen gehalten. Der Aufbau eines solchen Triebwerkes ist recht einfach, die Temperaturen gewaltig und die Austrittsgeschwindigkeit enorm. Auch der spezifische Impuls kann sich mit bis zu 20.000 m/s sehen lassen.

Aber das Triebwerk selbst und natürlich erst recht dessen Energieversorgung sind so schwer, dass man sowas nicht in die Luft bekommt. Was könnte man da machen? Theoretisch müsste es doch auch in der Atmosphäre funktionieren, oder?

@Martin: Ich hatte vor zwei Wochen eine TV-Reportage gesehen, in der war von einem Totalausfall der Generatoren die Rede. Schlimmer noch als den Beihnahe-GAU fand ich aber die anschließende Vertuschungs- und Einschüchterungspraxis der Betreiber.

Hier gibt es eine kleine Einführung in die Technik:

http://www.irs.uni-stuttgart.de/forschung/elektrische_raumfahrtantriebe/lichtbogentriebwerk.html

Mal ein paar Anmerkungen bzgl. der letzten Beiträge: Es ist auch unfair, die russische Technik in den Himmel zu loben und die amerikanische als "Schrott" zu verdammen. Wie gesagt, beide Systeme haben ungefähr gleich viele Starts absolviert mit ungefähr gleich vielen Zwischenfällen. Bei den Sojus-Kapseln hatte ich die Probleme mit den Sprengbolzen bei den TMAs und der daraus resultierenden harten ballistischen Landung sogar noch weggelassen.

Die Space Shuttle sind natürlich das modernere System, das in kürzerer Zeit mehr Flüge mit einer höheren durchschnittlichen Besatzungszahl durchgeführt hat. Weitere Vorteil ist das höhere Flexibilität bei der Wahl von Missionsprofilen auf Grund der höheren Leistungsfähigkeit. Nachteil sind die erheblich höheren Kosten und der Punkt, dass eine Modernisierung nur bedingt möglich ist. Dagegen haben die Sojus den Vorteil, dass fast alles fabrikneu ins All geschossen wird, weil nun einmal der größte Teil des Raumfahrzeugs bei jeder Mission verloren geht. Wie Meagan nicht müde wird zu betonen, sind Raumfahrzeuge fragile Gebilde, die zudem noch hohen Belastungen während Start, Flug und Landung standhalten müssen.

Komm, das Shuttle ist ein Porsche911 ohne Bremsen und Airbags, die Sojus ein VW Käfer. Wäre das Teil ein unbemanntes System könnte man von einer sehr hohen Zuverlässigkeit sprechen, alle 50 Starts ein Verlust ist kein Wert den man bei unbemannten Systemen als hoch einstufen würde.

Vergleichbarer Zwischenfall heisst leider beim Shuttle tot der Besatzung und bei der Sojus ein paar blaue Flecken.

TP

Du bist wohl auch ein Fan der russischen Raumfahrt, wie? So einfach ist das aber nicht. Immerhin gab es bei den Russen auch zwei Totalverluste bei ungefähr 130 Flügen. Ja, das ist schon lange her, aber es ist nichtsdestotrotz geschehen. Natürlich gab es in den letzten Jahren einige problematische Landungen, einmal sogar ein Eintauchen mit der Durchstiegsluke anstelle des Hitzeschildes voraus. Das hätte sehr leicht ein Totalverlust werden können.

Umgekehrt waren die Schäden an der Atlantis mit denen an der Columbia durchaus vergleichbar. Die Atlantis hat es aber überlebt und wird voraussichtlich nach zwei letzten Flügen ins Museum geschoben. So schlecht sind die Amerikaner also auch wieder nicht. Und um soviele Raumfahrer in den Orbit zu schaffen wie die fünf amerikanischen Fähren, werden die Sojus-Kapseln noch viele Jahre lang fliegen müssen.

Also, lasst uns doch bitte aufhören, hier Ami- oder Russen-Bashing zu betrieben, o.k.? Beide haben viel erreicht, und beide hatten ihre Probleme.

Hier gibt es eine kleine Einführung in die Technik:

http://www.irs.uni-stuttgart.de/forschung/elektrische_raumfahrtantriebe/lichtbogentriebwerk.html

Hab' ich doch längst gelesen. 

Zur Geschichte der Opfer bei Weltraummissionen könnten wir einen eigenen Thred starten.

Ich denke mal, daß die Russen und Chinesen da weit vorn liegen. Die ersten Plätze im Ranking macht ihnen  da wohl keiner so schnell streitig. Zumal sehr viele Fehlschläge vertuscht worden sind.

Vertuschte Fehlschläge? Hast du da genaueres oder ist das VT-Schwurbelei?

Bei den Verlustzahlen an Raumfahrern liegt leider die USA schier uneinholbar vorne. Zählt man die Bodencrews mit hinzu, könntest du bei dem "Ranking" recht haben. Ich denke da nur an die Nedellin-Katastrophe.

Also, lasst uns doch bitte aufhören, hier Ami- oder Russen-Bashing zu betrieben, o.k.? Beide haben viel erreicht, und beide hatten ihre Probleme.

Das Shuttle wurde vorn herein völlig ohne Rettungssystem konzipiert, man hat da ganz nüchtern menschenverachtend Nutzlast gegen die Sicherheit der Besatzung in die Waagschale geworfen zumal das Shuttle auch noch viel komplexer ist als die Sojus Rückkehrkapsel die so einiges weg steckt. Es geht nicht pro und contra irgendwas, das Menschen durch Fehler und Schlamperei umkommen ist den Russen genauso wie den Amis passiert (Apollo1, Sojus1, Sojus11, Columbia) das streite ich nicht ab aber die Besatzung der Challenger ist in meinen Augen eindeutig geopfert worden weil für eine bessere Lösung einfach kein Geld da war.

TP

Wenn mehr Geld dagewesen wäre, wäre das Shuttle eines von denen geworden:

Aber jetzt kann man nichts mehr machen, sondern es nicht wiederhohlen. Und das ist was, was ich mir von der NASA in den nächsten 10-20 Jahren erwarte.

Also der Favorit war ja die DC-3 von Maxime Faget der auch die Mercury, Gemini und Apollo Kapsel designt hat. Und dann später auch das Space Shuttle.

Das Shuttle wurde vorn herein völlig ohne Rettungssystem konzipiert, man hat da ganz nüchtern menschenverachtend Nutzlast gegen die Sicherheit der Besatzung in die Waagschale geworfen zumal das Shuttle auch noch viel komplexer ist als die Sojus Rückkehrkapsel die so einiges weg steckt.

Das hängt von den Risiken ab und wie man sie bewertet. Wenn das System ausreichend sicher ist, braucht man kein zusätzliches Rettungssystem, das ohnehin nur Geld und Nutzlast kostet. Ein Rettungssystem beim Start hätte keinen einzigen der toten Raumfahrer von Sojus1, Sojus11 und Columbia gerettet, und die Probleme bei Challenger waren eigentlich wohlbekannt.

Vertuschte Fehlschläge? Hast du da genaueres oder ist das VT-Schwurbelei?

Bei den Verlustzahlen an Raumfahrern liegt leider die USA schier uneinholbar vorne. Zählt man die Bodencrews mit hinzu, könntest du bei dem "Ranking" recht haben. Ich denke da nur an die Nedellin-Katastrophe.

Auch ich rechne die verlustigen Bodencrews mit dazu.

Die Explosion von "Langer Marsch" wird wohl bisher das schwerste Unglück gewesen sein. Allerdings sind darüber nie wirklich Informationen über das gesamte Ausmaß bekannt geworden.

Schuttle Rettungssystem hin oder her. Oftmals ist es einfach die Sorglosigkeit die zur Katastrophe führt.

Die Titanic war auch unsinkbar und hatte deshalb auch nicht genug Rettungsboote dabei.

....... aber die Besatzung der Challenger ist in meinen Augen eindeutig geopfert worden weil für eine bessere Lösung einfach kein Geld da war.

Das ist eine ernste Anschuldigung, weil es , wenn es stimmt , Mord wäre. Sei bitte vorsichtig mit allzuschnellen Beschuldigungen.

Sie aber auch vorsichtig mir Worten wie "Mord", denn Mord ist in Deutschland:

Mörder ist, wer
aus Mordlust, zur Befriedigung des Geschlechtstriebs, aus Habgier oder sonst aus niedrigen Beweggründen,
heimtückisch oder grausam oder mit gemeingefährlichen Mitteln oder
um eine andere Straftat zu ermöglichen oder zu verdecken,
einen Menschen tötet.

Das ist hier ebenso wenig gegeben.

Sie aber auch vorsichtig mir Worten wie "Mord", denn Mord ist in Deutschland:

Zitat

Mörder ist, wer
aus Mordlust, zur Befriedigung des Geschlechtstriebs, aus Habgier oder sonst aus niedrigen Beweggründen,
heimtückisch oder grausam oder mit gemeingefährlichen Mitteln oder
um eine andere Straftat zu ermöglichen oder zu verdecken,
einen Menschen tötet.

Das ist hier ebenso wenig gegeben.

Sicher hast Du Recht. Dann eben Totschlag oder ..... Ich bin kein Advokat und kenne mich mit diesen Juristereien nicht so sehr aus.

Zitat von: TePe am 17. Oktober 2009, 16:10:36

Das Shuttle wurde vorn herein völlig ohne Rettungssystem konzipiert, man hat da ganz nüchtern menschenverachtend Nutzlast gegen die Sicherheit der Besatzung in die Waagschale geworfen zumal das Shuttle auch noch viel komplexer ist als die Sojus Rückkehrkapsel die so einiges weg steckt.

Das hängt von den Risiken ab und wie man sie bewertet. Wenn das System ausreichend sicher ist, braucht man kein zusätzliches Rettungssystem, das ohnehin nur Geld und Nutzlast kostet. Ein Rettungssystem beim Start hätte keinen einzigen der toten Raumfahrer von Sojus1, Sojus11 und Columbia gerettet, und die Probleme bei Challenger waren eigentlich wohlbekannt.

Offensichtlich war das Shuttle System "nicht" ausreichend sicher um ohne Rettungssystem bei der Startphase aus zu kommen. Wer weis wie oft man trotz Bedenken durch hohen Druck gestartet ist und die Öffentlichkeit nur nichts erfahren hat weil "mal wieder" alles gut gegangen ist.

Es gab aber mindestens einen Sojus Start wo das Rettungssystem die Besatzung gerettet hat.

Wozu haben Autos ABS, Airbag und Gurte? Frisst nur Strom, kann kaput gehen und kostet Geld? Die NASA scheint das jetzt jedenfalls wieder anders zu sehen immerhin kriegt die Orion eine absprengbare Kapsel.

Zitat von: Schillrich am 18. Oktober 2009, 15:10:48

Sie aber auch vorsichtig mir Worten wie "Mord", denn Mord ist in Deutschland:

Zitat

Mörder ist, wer
aus Mordlust, zur Befriedigung des Geschlechtstriebs, aus Habgier oder sonst aus niedrigen Beweggründen,
heimtückisch oder grausam oder mit gemeingefährlichen Mitteln oder
um eine andere Straftat zu ermöglichen oder zu verdecken,
einen Menschen tötet.

Das ist hier ebenso wenig gegeben.

Sicher hast Du Recht. Dann eben Totschlag oder ..... Ich bin kein Advokat und kenne mich mit diesen Juristereien nicht so sehr aus.

Wie wärs mit fahrlässige Tötung?

Wie wärs mit fahrlässige Tötung?

Bitte ! Es geht hier nicht um irgendwelche Schuldzuweisungen. Es ging lediglich um die Aussage, daß es vermeidbar gewesen ist. Und ob dem so ist kann hier niemand beurteilen.

Also laßt die Sache damit bitte auf sich beruhen !

Nach dem Exkurs zu Unglücken: Lasst uns wieder zum "Thema" zurückkehren, so es in dem Thread eins gibt. Geschichte können wir auch woanders diskutieren.

Ich habe mir gerade Gedanken über die Wirtschaftlichkeit eines HLV (Schwerlastrakete) im Bereich von 50 t in den LEO aufwärts gemacht.

Für die Europas "unabhängigen Zugang in den Weltraum" ist es aus wirtschaftlicher Sicht sehr vorteilhaft, dass die Startrate der Ariane durch kommerzielle Aufträge hoch gehalten wird. Würden nur institutionelle Nutzlasten gestartet, wären die Kosten pro Flug sehr viel höher. In den USA dagegen gibt es genug staatliche Nutzlasten um die Flugraten der EELV einigermaßen hoch zu halten.

Ein HLV verstärkt dieses Problem. Man braucht es eigentlich nur für die bemannte  Raumfahrt und ein HLV ist schon allein auf Grund seiner Größe teuer. Eine höhere Startrate könnte hier ein wenig Linderung verschaffen.

Doch was für kommerzielle Perspektiven gibt es in Bezug auf HLVs? Würde es Sinn machen kommerzielle Sats nicht wie heute im Doppelpack, sondern im Sixpack zu starten? Mit einer großen Oberstufe mit 2 Vinci-Triebwerken auf einer Ariane 5 Heavy könnte man bspw. mehrere Sats direkt im geostationären Orbit aussetzen. Anschließend könnten sie mit kleinen Ionentriebwerken ausgestattet ihre jeweilige Position einnehmen. Dafür würde die Apogäumsanhebung wegfallen.

Wie lange würde es denn dauern, die Position eines geostationären Satelliten mit Hilfe eines kleinen Ionentriebwerkes à la SMART-1 um bspw. 20° zu verschieben?

Also schon die Doppelstarts der Ariane 5 werden nicht mehr als Vorteil gesehen. Vor allem nicht für den Kunden der bei Problemen immer auf seine Partner warten muss.

Dieses Problem würde sich bei einem 6-Fach Start enorm verstärken. Zudem könnte man einen Sat mit Ionenantrieb nicht mehr problemlos auf einem anderen Träger starten und wäre so von der Zuverlässigkeit eines einzelnen Trägers enorm abhängig.

Ich bin skeptisch ob kommerzielle Kunden sowas mitmachen würden.