Mars Wiederaufstiegsstufe

Ich halte CO+LOX eher für keine Lösung,

Eben.
Deshalb ja meine #96

Zuerst einmal: ich glaub da auch an kein CO/O Triebwerk. Zuerst wird es wohl auf eine O Synthese + mitgebrachten Treibstoff hinaus laufen.  Von da aus wird man direkt zur Methan Synthese wechseln.

Ich finde sehr wohl, solange da auf der Erde nix ist, was sauber ca 20 Min. brennt, kann man eine Technologie für Menschen auf dem Mars nicht mal in Erwägung ziehen.

Das heißt: so lange es auf der Erde noch nicht erprobt ist sollte man es auch nicht für einen Einsatz in Erwägung ziehen ?

Also schließen wir für den marsflug deep space habitate,  MDV MAV, methantriebwerke, und space tugs aus?
Viel Spaß bei der Reise!  :p

@Redundanz: natürlich ist die für eine Marsmission wortwörtlich lebensnotwendig. Aber trotzdem kein showstopper.

Die iss steht unter wesentlich stärkeren Beschuss als die marsoberfläche.  Und trotzdem. Hat sie noch nicht sonderlich viel an energieertrag eingebüßt.

Und gerade Pv kann man sehr gut ausfallsicher auslegen.

Das heißt: so lange es auf der Erde noch nicht erprobt ist sollte man es auch nicht für einen Einsatz in Erwägung ziehen ?
Also schließen wir für den marsflug deep space habitate,  MDV MAV, methantriebwerke, und space tugs aus?
Viel Spaß bei der Reise!  :p

Zum Einen gehts mir um eine Komponente, die schlichtweg noch lange nicht auf dem Mars entwickelt (!) und hergestellt werden kann. Bis man überhaupt mal ein Triebwerk dort herstellen kann, vergehen eh noch x Jahrzehnte.
Zum Anderen, wo steht, daß ich die anderen Sachen ausschließe? Aber wird man wirklich so kühn sein,  und deep space habitate,  MDV MAV, methantriebwerke, und space tugs nicht auf der Erde bzw. im LEO ausprobieren und hinschicken, sondern einfach auf dem Mars drauflosbauen? Bis dort Entwicklungs- und Fertigungskapazitäten für kompliziertere Sachen vorhanden sind, brauchts wohl noch 'ne Weile. Erst ist mal relative Grobschmiedearbeit zwecks Installation mitgebrachter Feintechnologie angesagt. Und das noch lange.

@Redundanz: natürlich ist die für eine Marsmission wortwörtlich lebensnotwendig. Aber trotzdem kein showstopper.

Vollkommen klar. Aber von Redundanz zu reden ist hier nicht so beliebt 

Die iss steht unter wesentlich stärkeren Beschuss als die marsoberfläche.  Und trotzdem. Hat sie noch nicht sonderlich viel an energieertrag eingebüßt.

Aber da kann man doch eher mal dran herumfrickeln. Und hat es ja auch schon tun müssen. Da nicht andauernd Transporter hops gehen, hat man auch schnell mal ein Ersatzteil oben. Selbst wenn mal ein größeres Steinchen einen ganzen Flügel abreißt, kann man aufgrund des Aufbaus abschotten (q.e.d.) Kurzum, man kann die ISS nicht mit einem Marshabitat vergleichen.
Abgesehen davon - hat man wirklich schon mal die ca. Fläche der ISS auf dem Mars abgesteckt und eine "Beschußmessung" in  Hinsicht Intervall und Partikelgröße vorgenommen? Oder wie kommst Du auf stärkeren Beschuß ?

Die Solarenergieerzeugung ist auf gar keinen Fall gefährdet. Selbst wenn mal ein Treffer einen Quadratmeter beschädigt, spielt das doch bei vielen tausend Quadratmetern keine Rolle. Habitate haben eine erhebliche Widerstandskraft und können bei Bedarf von innen geflickt werden. Selbst wenn größere Meteorite in der Nähe des Asteroidengürtels häufiger sind, ist das Risiko auf der Erde von einem Blitz getroffen zu werden, größer.

Reichlich Sonden sind direkt durch den Asteroidengürtel geflogen. Von Mikrometeoritentreffern weiß man, aber noch keine ist in ihrer Funkton ernsthaft durch Treffer beeinträchtigt worden.

Bitte dran denken was das hier für ein Tread ist:

Funktionsstörunges sind soweit bekannt wohl auf irgendwelche Unzulänglichkeiten bei der Konstruktion oder Produktion und Tests zurückzuführen.
Auch nur ein Kilogramm LOX für den Rückflug mitzunehmen macht sicher keinen Sinn, man sollte sich einfach mal überlegen was man für eine Masse an Treibstoff benötigt. Wasserstoff mitzunehmen kämme wohl auch nicht in Frage, wie soll man den den Transportieren?
Methan ginge natürlich, aber die Frage ist, ob man den für eine MCT (was anderes fliegt eh nicht vor 2035) mitnehmen sollt?
Selbst wenn es nur 30t sein sollten die zurückfliegen, so müssen die wohl um mehr als 10km/s beschleundigt werden, oder?
Einstufig geht das sicher nicht, bei 10km/s braucht man ca. 420t Treibstoff, also fast die Masse vom gesamten Treibstoff einer F9. Selbst kombiniert mit Methantriebwerk und nachdem MCT den Mars verlassen hat mit SEP sind das immer noch über 60t Treibstoff.
Ob man sowas mit einer Stufe bis zur Erde schaffen kann ist auch die Frage.

Mit dem Starship haben in einigen Jahren ein Mittel zum Mars zu kommen. Auch Punktgenaues Landen scheint möglich zu sein.

Das mit der Kraftstoffproduktion wird aber wohl noch lange dauern. Hier ist man noch sehr, sehr weit vom Ziel entfernt.

Ein Konzept für eine Wiederaufstiegsstufe welche als Nutzlast inkl. Kapsel u. Treibstoff mit einem Starship zum Mars fliegt wäre dann eine sinnvolle Lösung.
Würde dann in Summe 3 Statrships benötigen. eins zur Landung der Crew, eins zum Transport der Wiederaufstiegsstufe und ein drittes im Orbit für den Rückflug. 

Ob  eine Aufstiegsstufe aber unter 100 Tonnen möglich ist, ist mir nicht klar.

Mit dem Starship haben in einigen Jahren ein Mittel zum Mars zu kommen. Auch Punktgenaues Landen scheint möglich zu sein.

Das mit der Kraftstoffproduktion wird aber wohl noch lange dauern. Hier ist man noch sehr, sehr weit vom Ziel entfernt.

Ein Konzept für eine Wiederaufstiegsstufe welche als Nutzlast inkl. Kapsel u. Treibstoff mit einem Starship zum Mars fliegt wäre dann eine sinnvolle Lösung.
Würde dann in Summe 3 Statrships benötigen. eins zur Landung der Crew, eins zum Transport der Wiederaufstiegsstufe und ein drittes im Orbit für den Rückflug. 

Ob  eine Aufstiegsstufe aber unter 100 Tonnen möglich ist, ist mir nicht klar.

Hi, ich könnte mir sowieso vorstellen, das da weiter verbesserte (optimierte ) Raptoren
 V4, V5 u.s.w.  konstruiert werden. Bei EM. eingendlich ganz klar :-)
Gruß Kalle

Das hat aber keine Auswirkung auf die Aufstiegsstufe. Musks Angaben für die Triebwerke sind nahe an dem was Physikalisch möglich ist. Für  den wideraufstieg wird ja nicht das ganze Starship gebraucht. Nutzlastbucht würde durch Aufstiegsstufe ersetz, die Spitze von einer abgespeckten Dragon. Die Untere Hälfte bleibt auf dem Mars. Bei der Marsscherkraft könnten dann 1 Raptor reichen um die Aufstiegsstufe anzuschieben. Vielleicht kann man auch Merlin nehmen dann würde mehr Treibstoff in das Volumen passen.

Natürlich sind da die unterschiedlichsten Szenarien mit unterschiedlichsten "Wiederaufstiegsstufen" denkbar, aber das derzeitige Konzept von EM/SX baut halt auf das "gegenwärtige" Starship und Treibstoffproduktion auf dem Mars.
Eine bemannte Landung soll erst erfolgen, wenn diese Produktion gewährleistet ist.

Generell muß bei einem Projekt dieser Grössenordnung eh von vorne herein klar sein, daß eine erhebliche Gefahr für das Leben der Astronauten besteht. Auch gibt es keinerlei Sicherheit, daß auch nach einer erfolgreichen Landung eine Rückreise wie geplant angetreten werden kann. Die "Marsonauten" müssen sowohl hardwaremäßig wie psychisch darauf vorbereitet sein viele Jahre auf dem Mars zu verbringen und evtl. auch dort zu sterben.
Das ist im Grunde genommen genauso wie es schon vor hunderten von Jahren war, als die Menschen immer wieder zu neuen Ufern aufbrachen und auch bei Apollo wars ebenso. Nur gibt es halt, so wie immer schon(!), Menschennaturen die das Abenteuer reizt und andere, die lieber warm hinter dem Ofen sitzen und wenn sie tatsächlich mal rausgehen sollten dies nur mit Regenschirm und Reiseapotheke (bzw. fertiger "Wiederaufstiegsstufe") tun, oder gleich nur ihren Roboter losschicken  .
Natürlich vermindert genaue Planung und doppelte Redundanz das Risiko, aber das sollte nicht auf Kosten der Zeit und der schlußendlichen Durchführung gehen.
Und zu komplex darf es auch nicht werden, sonst passiert das gleiche wie zu den Anfangszeiten der amerik. Raumfahrt oder z.B. beim MSR.
Aber damit schweife ich schon wieder mal ins OT ab. Sorry.

Sehe ich auch so.
Hätten Lewis und Clark darauf bestanden, dass am Pazifik ein voll ausgerüstetes Schiff für eine sichere und komfortable Rückfahrt liegt, bevor sie am Missouri losfuhren, wäre es nie geschehen.
Kann doch jeder selbst entscheiden, ob er das Risiko eingehen will. Bei der derzeitigen Sicherheitsfanatik in der Öffentlichkeit und vor allem bei der NASA passiert vor allein eins: Nichts.
Nein, ich will keine Astronauten in ungetestenen Vehikeln in den Tod schicken. Aber ohne jedes Risiko geht nichts, und es sich ja immerhin Freiwillige, sie sich und den Geräten das zutrauen.

Hat eigentlich mal jemand öffentlich durchgerechnet, ob ein voll aufgetanktes Starship (ohne Booster) von der Marsoberfläche in den Marsorbit kommt?

Grob geschätzt hätte das das Starship V1 locker gekonnt:
Das Starship erreicht ein Delta-v von gut 5,5 km/s (IFT 4-6), für einen Marsorbit reichen ca. 3,5 km/s. Luftwiderstand und Gravitationsverluste sind auch viel niedriger. Hätte wohl auch noch für den Transfer zur Erde gereicht (Fluchtgeschwindigkeit Mars 5,0 km/s).

Grob geschätzt hätte das das Starship V1 locker gekonnt:
Das Starship erreicht ein Delta-v von gut 5,5 km/s (IFT 4-6), für einen Marsorbit reichen ca. 3,5 km/s. Luftwiderstand und Gravitationsverluste sind auch viel niedriger. Hätte wohl auch noch für den Transfer zur Erde gereicht (Fluchtgeschwindigkeit Mars 5,0 km/s).

Danke!
Dann hat sich die Frage, welche "Wiederaufstiegsstufe" künftig zum Einsatz kommt, meiner Meinung nach erledigt. Fragt sich nur noch, ob der Treibstoff dafür mit einem oder mehreren weiteren Starships gelandet wird oder eine Mars-Treibstofffabrik in Betrieb genommen.

Für die Landung von Treibstoff würde wohl ein Starship mit Treibstoff nicht ganz reichen, auch wenn da 200 t drin wären.
Ins Schiff passen angeblich über 1.200 t (300 t Methan + 900 t Sauerstoff)

Da wird man um eine Treibstofffabrik auf dem Mars nicht umhin kommen.

So viele ungelegte Eier zu nicht gebauter Hardware für nicht desingte Missionen. Mal ehrlich, eine Marsmissionen mit einem Rückstart eines Starships oder wie auch immer genannten Stufe von der Marsoberfläche ist doch bis auf weiteres science fiction. Mir fehlt hier ein wenig der Realitätsbezug. Oder eben eine realistische Perspektive. Mit Blick auf Sinn und Machbarkeit bemenschter Marsmissionen in den nächsten zwei Jahrzehnten.

Ja, "To the moon!" da gibt es eben verschiedene Sichtweisen auf "Sinn und Machbarkeit bemenschter Marsmissionen in den nächsten zwei Jahrzehnten".
Mag das auch gegenwärtig noch sehr nach SF klingen, aber da ist doch schon sehr viel in der Entwicklung und die Zukunft rückt mit jedem Tag um 24 Stunden näher.   

Wenn du morgen Eier haben willst, mußt du heute die Hühner füttern! 

Streng genommen ist alles, was hier über die Zukunft diskutiert wird, Science Fiction. Erst recht eine "Mars Wiederaufstiegsstufe", aber so heißt der Titel des Themas nunmal. Wir können hier entweder über "ungelegte Eier" diskutieren oder es ganz lassen; etwas anderes bleibt nicht.

Zitat von: thunder5 am 03. Januar 2025, 20:35:39

Grob geschätzt hätte das das Starship V1 locker gekonnt:
Das Starship erreicht ein Delta-v von gut 5,5 km/s (IFT 4-6), für einen Marsorbit reichen ca. 3,5 km/s. Luftwiderstand und Gravitationsverluste sind auch viel niedriger. Hätte wohl auch noch für den Transfer zur Erde gereicht (Fluchtgeschwindigkeit Mars 5,0 km/s).

Danke!
Dann hat sich die Frage, welche "Wiederaufstiegsstufe" künftig zum Einsatz kommt, meiner Meinung nach erledigt. Fragt sich nur noch, ob der Treibstoff dafür mit einem oder mehreren weiteren Starships gelandet wird oder eine Mars-Treibstofffabrik in Betrieb genommen.

Hat es nicht. Denn die Kraftstoffproduktion gibt es nicht. Wenn jemand zum Mars will und wieder zurück wird man da was entwickeln Müssen. Ich denke außerhalb der SX-Hardcorefans die jede Ankündigung glauben, wird eine apolloartige Mission als wahrscheinlicher betrachtet. Es ist absehbar, dass dank Starship in eine, Jahrzehnt 100t Nutzlast auf dem Mars stehen werden. Dafür, wird man dann wohl eine Wideraufstiegsstufe Bauen.
Das Musk und auch viele andere die Treibstoffproduktion als Lösung sehen, ist so. Aber ob das in den nächsten 50 Jahren klappen wird, sehe ich als unwahrscheinlich an. Die kleine Lösung hingegen wäre in 10 Jahren machbar, wenn das Starship die Wiederverwendung schafft und 100 Tonnen Nutzlast hin bekommt.

Das Musk und auch viele andere die Treibstoffproduktion als Lösung sehen, ist so. Aber ob das in den nächsten 50 Jahren klappen wird, sehe ich als unwahrscheinlich an.

Ich verstehe deinen Pessimismus in dieser Sache nicht. Soweit ich das Konzept verstehe gibt es da nichts, was heutzutage technisch nicht umsetzbar wäre. Das ganze zusammen zu bringen und am Mars aufzubauen erscheint mir machbar. In deutlich weniger als 50 Jahren.
Als vorsichtiger Mensch denke ich mir natürlich, dass die dutzenden Starshiplandungen mit den nötigen Materialien und Robotern dazu auf den Mars bringen - die Treibstofffabrik damit zusammenbauen. Und dann erst die ersten Menschen kommen. Allerdings könnte man sich auch die Frage stellen, wieso Marskolonisten jemals wieder zurück zur Erde fliegen sollten - aus der Sicht ist eine Treibstoffproduktion vielleicht gar nicht sooo die 1. Priorität.

Sowohl die NASA wie SX wollen bemannt zum Mars (und zurück!).
Beide wissen, daß dafür die Treibstoffproduktion vor Ort (ISRU) benötigt wird. Ja, das ganze "Methan-Triebwerke-Treibstoff-Projekt" wurde doch gerade deshalb entwickelt, weil Methan voraussichtlich auch auf dem Mars herstellbar sein wird (neben der besseren Wiederverwendbarkeit der Methantriebwerke).
Das Prinzip ist seit über hundert Jahren bestens bekannt und zahlreiche Wissenschaftler arbeiten bereits seit Jahren an dem Problem dies auch ausserhalb der Erde umzusetzen, ja auf der ISS wurden bereits entsprechende Versuche erfolgreich durchgeführt. Es darf als sicher angenommen werden, daß auch auf dem Mars Methan (und Sauerstoff) herstellbar ist. Die Frage ist natürlich wann und in welchen Mengen, aber das muß die Praxis zeigen.
Sicher werden bereits die ersten Starships die demnächst unbemannt auf dem Mars landen sollen entsprechende Testanlagen dabeihaben.
Sollte die Produktion dann auf die Dauer nur in geringen Mengen durchführbar sein, wird möglicherweise ja tatsächlich eine kleinere/leichtere Wiederaufstiegsstufe entwickelt, und/oder der Treibstoff in ausreichender Menge mitgeführt/angeliefert werden müssen.
Da jetzt allerdings genauere Vorhersagen zu treffen ist für uns sicher obsolet, wenn zz. noch nicht einmal die damit direkt befassten Spezialisten was genaueres sagen können. Wilde Spekulationen bringen uns sicher nicht weiter.

Marskolonisten mögen tatsächlich nie wieder zurückkommen, aber werden die ersten "Marsonauten" auch schon "Kolonisten" sein?
Zumindest die Option zur Rückkehr sollte vorhanden sein, schon aus psychologischen Gründen.

Für die weitere Zukunft sehe ich eh ein ganz anderes Prinzip:
Kleine Zubringerraumschiffe für Marsboden <-> Raumstation im LMO,
Raumchiffe mit künstlicher Schwerkraft und/oder neuartigem Antrieb für Raumstation-LMO <-> Raumstation-LEO,
Zubringerschiffe zum Erdboden.
Chemische Antriebe für interplanetare Reisen sind einfach nicht effektiv genug und der dazu benötigte Sauerstoff kann auf dem Mars viel besser anderweitig verbraucht werden!

Der Mars hat nur ein Drittel der Schwerkraft der Erde zu bieten. Wäre mit vorhandenen Werkstoffen unter diesen Umständen ein Weltraumaufzug realisierbar?

Mit Kohlenstoff-Nanoröhren in genügender Zahl ließe sich so ein Lift auf/um dem Mond bauen, heißt es hier:https://arxiv.org/pdf/1908.09339

Damit verbliebe der Großteil der Technik in einer Umlaufbahn.

Für den Lift gibt es einen eigenen Faden.

Das ISRU funktioniert ist ist bekannt , halt nur unter Laborbedingungen. Um hier 200Tonnen Methan und Sauerstoff zu erzeugen benötigt man aber eine Anlage im Industriellen Maßstab.  Und das Wasser muss auch erst mal geschürft werden also auch Bergbauequipment. Das wird nix für einen ersten Bemannten Flug. Sowohl die ISRU Anlage, Stromerzeugung und Bergbau werden Menschen benötigen. Diese Lösung ist für eine Langfristige Planung auf 50 oder 100 Jahre hin geplant.
Will man aber in 10 Jahren bemannt zum Mars, muss der Treibstoff mit gebracht werden. Kann man leugnen, wird dann aber daran nichts ändern. Zumal wenn die Starships wirklich so billig werden wie geplant, ist es doch egal ist, ob dann Zwei auf der Marsoberfläche verbleiben, um eine kleine Crew dort hin zu bekommen.

Angenommen man besteht auf ISRU für den Treibstoff der Aufstiegsstufe.
Dann müssen vermutlich vorher 50 bis 100 Starships die industriellen Anlagen liefern. Alles muss redundant sein, da ja niemand zum reparieren da ist.  Und ein Onewayticket ohne Rückkehr wird es im Westen nicht geben.  Würde man aber ein mit einem Schiff Landen, das Zweite mit einer kleinen Wiederaunstigsstufe versehen und ein Drittes im Orbit belassen für den Rücktransfer, dann könnten Menschen von Anfang an beim Aufbau der Industriellen Anlage dabei sein. Was die Komplexität wohl um Größenordnungen reduzieren würde.

Für den Lift gibt es einen eigenen Faden.

Diesen hier?
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3573.1000

So weit ich ihm gefolgt bin ging es da hauptsächlich um einen Lift von der Erde in den Orbit - und den Vorschlag, es vielleicht erst mal auf dem Mond zu probieren. Falls das Konzept in der Vergangenheit auch schon als Bestandteil einer Mars-Mission vorgeschlagen wurde ist mir das entgangen.

Lies es komplett, auch der Mars ist dabei. Der Lift ist aber Schritt 1000, ISRU Schritt 100, ich rede vom nächsten Schritt. Ich würde gerne eine Marslandung sehen. Wenn man aber nicht mit Schritt 1 beginnt wird das eher nichts zu meinen Lebzeiten.

Für den Lift gibt es einen eigenen Faden.

Aber hier ist er als Alternative zur Wiederaufstiegsstufe genannt, das ist ja wohl legitim.

Das ISRU funktioniert ist ist bekannt , halt nur unter Laborbedingungen.

"in situ resource utilization" ist definitionsgemäß nicht unterLaborbedingungen möglich, es sei denn, du willst das Labor verarbeiten. Vermutlich meinst du das Methan-/Sauerstoff-Herstellungsverfahren. Das ist ausgereift und funktioniert auch großtechnisch, es muss "nur" für Marsbedingungen angepasst werden. Und eine Möglichkeit gefunden werden, an die Mars-Rohstoffe u kommen. Vielleicht Bergbau, vielleicht aber auch an passender Stelle alles verfügbar.

Will man aber in 10 Jahren bemannt zum Mars, muss der Treibstoff mit gebracht werden. Kann man leugnen, wird dann aber daran nichts ändern.

Ich zitiere mich selbst:
"Fragt sich nur noch, ob der Treibstoff dafür mit einem oder mehreren weiteren Starships gelandet wird oder eine Mars-Treibstofffabrik in Betrieb genommen."
Niemand hat, soweit ich das hier gelesen habe, jemals geleugnet, dass Treibstoff mitgebracht werden könnte.

Würde man aber ein mit einem Schiff Landen, das Zweite mit einer kleinen Wiederaunstigsstufe versehen und ein Drittes im Orbit belassen für den Rücktransfer,

Noch einfacher wäre, eines zu landen und zu starten (braucht nur 1x Lebenserhaltung und alles andere), und mit dem zweiten den Treibstoff dafür zu liefern. Ob man ein drittes überhaupt braucht - wurde ja gerade vorgerechnet, dass selbst ein V1-Starship ohne Booster Mars-Fluchtgeschwindigkeit schaffen sollte - ist fraglich.

Deswegen sollte man  den Apollo weg gehen,
und eine Leichte Kapsel von einer Wiederaufstiegsstufe hoch befördert zu bekommen.
Ein Starship ob V1 oder V3 ist halt keine gute SSTO Option, da die Trockenmasse zu hoch ist.
Und selbst wenn man darauf bestehst ist es nicht ein Schiff zum Tanken sondern sehr viele da du die 150 bis 200 Tonnen Trockenmasse in den Orbit bekommen musst.

Nur wenn der Treibstoff durch ISRU zur Verfügung steht macht ein Wiederaufstieg mit Starship Sinn.

Vorher aber nicht. Eine Dragon ohne Hitzeschutz und ohne Superdraco und Fallschirme sollte unter 10t Wiegen. Um die hoch zu bekommen würde ein Nutzlastbucht des Starships als Volumen der Aufstiegsstufe ausreichen.

Wenn man partout nur Starship einsetzen will, dann wird es einen riesen robotisierten Industriekomplex auf dem Mars benötigen, denn dann muss es ziemlich Voll getankt werden.