NASA Flagship Technology Demonstration - (Game Changing Technologies)

Bei der NASA Pressekonferenz am 1(?). Februar hat Bolden ja schon von "Game Changing"-Technologien (deutsch: spielverändernde Technologien) gesprochen, mit denen die Exploration deutlich günstiger werden soll. Was genau hat er damit gemeint? Jetzt gibt es hier die Details ab Seite 11:
http://www.nasa.gov/pdf/428439main_Space_technology.pdf

Bei dem "Game Changing"-Technologieprogramm handelt es sich um ein Programm, das 2011 mit ca. 120 Millionen und danach mit knapp über 300 Millionen Dollar finanziert wird. Dabei können sich von einem Principal Investigator geführte Teams aus Firmen, Universitäten, Forschungseinrichtungen mit einer Idee bewerben. Dabei soll eine Technologie innerhalb von 2 Jahren mit max. 45 Millionen Dollar auf "Technologiebereitschaftsstufe" (engl: Technology Readiness Level) 3-4 gehoben werden, eventuell auch mit 75 Millionen $ und einem dritten Jahr auf Stufe 5-6. Bei diesem Programm soll es in erster Linie um "High risk / High Payoff" Technologien gehen, also Technologien mit großen Risiko aber auch großem Nutzen bei Erfolg. Dabei muss der Fortschritt ständig nachgewiesen werden. Bei ausbleibebendem Fortschritt oder Nichteinhalten von Zielen/Meilensteinen wird das entsprechende Projekt eingestellt. Da das ganze sehr riskant ist, erwartet man nicht, dass alle Projekte erfolgreich sind.

Bei der Bewerbung muss der PI folgende Fragen (Konzept entwickelt von Heilmeier, siehe Wikipedia) beantworten:

- What are you trying to do? Articulate your objectives using absolutely no jargon.
- How is it done today, and what are the limits of current practice?
- What's new in your approach and why do you think it will be successful?
- Who cares? If you're successful, what difference will it make?
- What are the risks and the payoffs?
- How much will it cost? How long will it take?
- What are the midterm and final "exams" to check for success?

Deutsch in etwa:
- Was versuchen Sie zu erreichen? Erklärung ohne Fachjargon.
- Wie wird es heute gemacht, was sind die Grenzen?
- Was ist neu an Ihrem Ansatz und warum glauben Sie wird es erfolgreich sein?
- Wen kümmert's? Bei Erfolg, welchen Unterschied macht es?
- Was sind Risiken und Nutzen?
- Wie viel kostet es? Wie lange dauert es?
- Was sind mittelfristige und finale Tests um den Erfolg festzustellen?

Themengebiete sind z.B. fortschrittliche Weltraumantriebe, Antennen, Teleskope, Energieerzeugung/übetragung, robotische "Konstruktionssysteme", Energiespeicherung und Kommunikation mit hoher Bandbreite.

Das ist sicherlich eines der überraschensten NASA Programme, es soll an den DARPA Technologieprogrammen orientiert sein. Bin mal gespannt, wie erfolgreich das Programm ist.

Nur um das ein wenig ins Verhältnis zu setzen: Für 2011 werden 120 Millionen Dollar veranschlagt.
120 Millionen Dollar ist der Stückpreis für einen, taktischen Bomber vom Typ F-117.
Daraus kann man erahnen wie viel wenig "Game Changing" Technologie man mit diesem Geld entwickeln kann.
Dementsprechende "Erfolge" kann man auch erwarten.

Gruß,
KSC

Im NSF-Forum wurde ein interessantes Dokument zur Organisation des NASA Chief Technologist verlinkt:
http://www.spacepolicyonline.com/pages/images/stories/Braun_-_NASA_OCT_March_9_ASEB.pdf

Man stellt sich das wie ein NIAC2 vor. NIAC gab es von 1998-2007 schon einmal. Warum das eingestellt wurde und jetzt wiederbelebt werden soll, weiß ich aber nicht.
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=5891.0

Mir scheint, man will sich in Zukunft einfach mit vielem beschäftigen, dass dann in Konkurrenz steht. Von dem Begriff "Game-Changing" bin ich immer noch verwirrt, ob der wirklich seriös ist.

Unter dem neuen NASA Programm gibt es 4 Flagship Technology Demonstration (FTD) - Missionen:

• FTD 1 - Advanced In-Space Propulsion Demonstration
  
  
• FTD 2 - In-Space Propellant Transfer and Storage Demonstration
  
  
• FTD 3 - Inflatable ISS Mission Module Demonstration
  
  
• FTD 4 - Aero-Assist Demonstration
  
  

Mehr Informationen gibt es hier in den entsprechenden PDFs:
http://nspires.nasaprs.com/external/solicitations/summary.do?method=init&solId={980D21C5-AF8F-7252-C1BA-507EA54906BB}&path=closed

Na da haben wir sie ja endlich unsere "Game changing Technologies" 

Alle vier sind jetzt keine wirklich neuen Ideen, aber zumindest welche, die schon lange nach Umsetzung ins Praktische schreien.

Ich habe den Thread mit dem schon existenten zu "Game Changing Technologies" zusammengeführt.

In der Tat sind die vier FTDs (für die fleißigen Mitleser hier ) nichts neues, aber auf jeden Fall wichtig. Die Wiedereintrittstechnologie ist sogar zwingend Notwendig, um mal was größeres auf dem Mars zu landen.
Ein bischen überrascht hat mich, dass die Aufblasbaren Module doch wieder mit dabei sind und auch "zeitnah" an der ISS getestet werden sollen.

Ohne das geplante schlecht reden zu wollen, aber unter "Game Changing" stelle ich mir persönlich was anderes vor ... aber vielleicht sieht man das als US-Bürger auch enthusiastischer

Aber wenn das nach Plan alles klappt, bin ich der letzte der meckert.
_{na vielleicht können sie noch die Mondbasis als FTD5 für mich aufnehmen ...}

Was heißt AR&D? Advanced research and development?

Klingt für mich nach einem guten Projekt. Alle 4 Technologien sind Schlüsseltechnologien, teilweise in Bereichen die die USA bisher sträflich vernachlässigt hat. Besonders freue ich mich das Transhab weiter entwickelt wird. Ein großer und ehrbarer Efrolg für Bigelow.

AR&D steht für Automated/autonomous rendezvous and docking.
Hier nochmal eine Präsentation zu den Projekten:
www.nasa.gov/pdf/457439main_EEWS_FlagshipTechnologyDemonstrations.pdf

Die Begeisterung muß man aber etwas einschränken, diese Projekte gehören zum Bereich Exploration und da werden noch 4,5 Mrd $ gesucht zur Finanzierung der Orion CRV Entwicklung.

ISRU hat mir hier gefehlt, bis es dann unter: ''Mögliche Nutzlasten zum Mars'' auftauchte.


Ich dachte, ein Roboter, der Sauerstoff aus Mondgestein extrahieren sollte, sollte ursprünglich dabei sein?


Ansonsten: Gute Arbeit, gute Technologien (obwohl Nerva das auch war, und schlussendlich abgeschlossen wurde ohne Anwendung)

na vielleicht können sie noch die Mondbasis als FTD5 für mich aufnehmen ...

Bitte, Bitte!
Nur was willst du damit demonstrieren? Eine Marsbasis vielleicht?

Aber wenn das so umgesetzt wird (und nicht für Orion geopfert wird), kann dieses Projekt schon einiges bewirken, denke ich.

mfg websquid

Also für Orion sollte man das nicht opfern. Denn mit Orion hat man auch nicht mehr als die Privaten (irgendwann mal) haben werden. Solange tuts die Soyus auch noch (auch wenns ne bittere Pille für den Nationalstolz ist...)

Mit diesen Technologien aber könnte man großes Vollbringen.

Guten Morgen,

von Seiten ULA und NASA gibt es ein Konzept für einen Depot-Demonstrator im LEO für 2015:
http://www.nasaspaceflight.com/2010/08/nasa-commercial-combine-outline-ftd-propellant-depot-plan/

Man würde auf bestehende Technik der Centaur-Oberstufe und die Atlas V (551) zurückgreifen. Zusammengesetzt wäre das Depot aus LH2-Modul, Missionsmodul und LO2-Modul. Alle wären wie eine "Handel" verbunden. Für die Demonstration würde man die Treibstoffreste in der Centaur nutzen. Im Einzelnen sähen die Bestandteile dann so aus:

LO2-Modul
Das Modul besteht quasi aus der Centaur der Atlas. Ca. 8t LO2-Rest würden in den LH2-Tank umgepumpt werden.

Missionsmodul
Das Modul nimmt die Avionik, Subsysteme, Lagekontrolle und Energiesysteme auf. Es könnte ähnlich wie bei LCROSS aus einer Modifikation des Nutzlastadapters bestehen.

LH2-Modul
Das Modul wäre die "eigentliche" Nutzlast, würde aber auch auf der Technologie der Centaur beruhen. Nach dem Start würden ca. 2t LH2-Rest aus der Centaur umgepumpt werden. Man würde so wenige Verbindungen wie möglich zur restlichen Struktur erlauben und diese kühlen, u.a. mit Verdampfungskühlung. Die gesamten Struktur wäre von einem entfaltbaren Sonnenschild umgeben.

Das gesamte Gespann könnte in einem Orbit langsam rotieren, und so u.a. das Ablagern und Beruhigen der Flüssigkeiten unterstützen. Man geht von einer Verdampfung von ca. 0,01% pro Tag aus und würde die Gase zur Lagekontrolle nutzen, wobei dieser Wert anscheinend unter der täglich dafür notwendigen Menge läge.

CRYOTE
Ab 2012 könnte man eine kleine Mission CRYogenic Orbital TEst (CRYOTE) als Sekundärnutzlast auf einem Start mitfliegen lassen. CRYOTE könnte ähnlich LCROSS einen kleinen Tank im Nutzlastadapter besitzen, der nach dem Start Rest-LH2 erhält und speichert. Mit dieser Mission könnte man einzelne Technologien verifizieren, während der o.a. Demonstrator eine Gesamtarchitektur testet.

Wenn ich den Artikel richtig verstanden habe, bekommt man hier nahezu 'gratis' Treibstoff...
Der Wasserstoff und Sauerstoff, der bei den EELV's im Orbit noch übrig bleibt (und sonst in den Weltraum entlassen wird!), wird hier eingetankt und gespeichert... Also Resttreibstoff als Ressource!

Die Idee ist sehr gut, aber eins verwirrt mich: Was ich herauslesen hab können, wird zb. das Orion-Modul an den Speicher gekoppelt und fliegt mit diesem zum Mond, NEOs,...
Die ganze Masse mitnehmen? Und dann muss man ja ständig neue Speicher bauen, da man die aus dem Mondorbit (NEOOrbit) sicher nicht mehr zurücknehmen wird (Gewichtseinsparungen)...

Naja, sonst müsste man allerdings wieder Tanks mitnehmen beim Orionmodul, was käme wohl billiger? Diese Tanks müssten dann nur minimal isoliert sein, wenn man den Treibstoff gleich verwendet... Aber für die Rückkehr bräuchte man dann wieder Hydrazin oder neue Speicher beim NEO/Mond...

Hallo runner,

greif doch nicht in der Euphorie immer gleich nach den Sternen. Was du sagst, steht nicht in dem Artikel.

Es ist ein Demonstrator, der explizit und nur die Treibstoffe der Centaur nutzt, um dann seine eigenen Depotfähigkeiten zu demonstrieren. Mehr macht man damit nicht, es ist noch keine Gesamtarchitektur für ein einsatzfähiges Depot, es ist eine Technologiemission. Da wird nie etwas andocken und in einem echten Depot würde man nicht die Resttreibstoffe nehmen, sondern eine ordentliche Versorgungslogistik organisieren, abgestimmt auf eine kommende Mission.

Vielleicht hast du zu sehr auf die Bilder geschaut?   

Es ist ja hier auch nicht der Sinn das Depot als eine Art Zusatztank auf die Mission mit zu nehmen. Wenn es mal soweit kommt (also praktikabler Fall in einer Mission) wuerde man durch das Depot z.B. eine Rakete mit einer leeren oder nahezu leeren Oberstufe starten koennen, die man dann erst im All dort betankt. Dadurch koennte man dann Mission durchfuehren fuer die man eigentlich viel groessere Schwerlasttraeger gebraucht haette.

Dadurch koennte man dann Mission durchfuehren fuer die man eigentlich viel groessere Schwerlasttraeger gebraucht haette.

Aber dafür hat man 2-5 normale Raketenstarts gebraucht...
Resttreibstoff wäre da schon sinnvoller...

Naja, da war ich wohl ein klein bischen zu optimistisch...  

Stufen mit Resttreibstoffen wird es quasi nicht geben. Im Normalfall nutzt man den gesamten Treibstoff und unterstützt den Satelliten so beim Einmanövrieren in seine Zielbahn, um so sein Leben zu verlängern.

Außerdem "stranden" die Stufen in allerhand Orbits. Von "selbst" kommen die nicht zum Depot, und wenn dann nur mit hohem energetischem Aufwand. Nach der "Umfüllung" würden sie dann als passiver Schrott in der Nähe des Depots kreisen, auch nicht gut .

Insgesamt würde eine Oberstufe, die das alle leisten soll (manövrieren, annähern, docken), extrem komplex werden.

Als Revolutuionäre Technologie (Game Changing) wird ein neues Triebwerk bezeichnet, dass mit einer ungiftigen, lagerfähigen Treibstoffemulsion NOBFX betrieben wird, die sich obendrein selbst unter Druck setzt. Damit wird der Aufbau eines Triebwerks deutlich vereinfacht. Auch müssen beim Be- oder Enttanken nicht mehr so strenge Sicherheitsanforderungen gestellt werden.

Ein entsprechendes System soll Ende 2012 mit einem HTV oder Dragon zur ISS gebracht und dort ausgiebig getestet werden.

http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/10082011165150.shtml

Nur nochmal als Ergänzung: NOFBX ist ein "Nitrous-Oxide Fuel Blend", also eine Mischung aus Lachgas (N2O) und unbekannten anderen Flüssigkeiten/Gasen. Die genaue Zusammensetzung ist geheim aber ich vermute mal stark, dass mehrere Kohlenwasserstoffe (vielleicht auch noch ein wenig Sauerstoff?) mit dem Lachgas vermischt werden. Auf diese Weise sind Treibstoff und Oxidator schon vermischt, es fehlt nur noch die Zündenergie, also wie bei Feststoff nur hier halt in einem gasförmigen/flüssigen Zustand. Das Lachgas ist Oxidator und liefert die selbstbedrückenden Eigenschaften.

Hier gibts weitere Infos:
http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrous_oxide_fuel_blend
http://www.aiaa.org/pdf/industry/presentations/Greg_Mungas.pdf

Auf jeden Fall ein interessantes Projekt, das eine Menge Potential hat. Es gibt wohl auch schon Gespräche mit SpaceX die MMH/NTO Draco Triebwerke langfristig auf NOBFX umzurüsten. Wenn der Isp wirklich über 300s im Vakuum ist wie sie behaupten, dann ist das durchaus eine kleine Revolution. Wäre auch insbesondere für bemannte Kapseln/Raumfähren interessant, da nach der Landung keine Vergiftungsgefahr (z.B. durch Hydrazin) mehr besteht. Durch die niedrige Toxizität ist das natürlich auch viel günstiger handzuhaben/zu Transportieren etc.. als MMH/NTO.

Danke Tobi

Ebend wollte ich nach einer Erläuterung für den Wundertreibstoff fragen

Ich hatte angenommen, dass der Treibstoff für die Super-Draco-Triebwerke angedacht ist (bzw. allgemein für Startabbruchsysteme). Immerhin sieht man in Animationen ja hin und wieder, wie eine Dragon-Kapsel auf den Triebwerksstrahlen auf der Erde oder dem Mars landet. Aber eigentlich kann man das Gemisch dann auch gleich für alle Triebwerke verwenden.

Das Testtriebwerk hat (wenn ich das korrekt mitbekommen habe) eine Düse aus Karbon. Ist das neu oder gibt es schon andere Triebwerke mit Karbondüse?

Die Super-Dracos und die normalen Dracos benutzen denselben Treibstoff, also entweder beide MMH/NTO oder beide NOBFX. Das Problem ist bei NOBFX ist man ja erst am Anfang und MMH/NTO ist eine etablierte Kombination bei der es viel Erfahrung gibt. Daher wird es sicher noch mehrere Jahre dauern bis man da wirklich wechselt.

Cool...

Aber, wenn Brennstoff und Oxidator schon im Tank vermischt sind, brennt das dann nicht in die Tanks zurück, die dann expoldiern? Oder ist es in den Tanks zu kalt, sodass die beiden Stoffe nicht reagieren?

Die Entzündungstemperatur liegt wohl über 700 °C. So warm sollte es im Tank nicht werden.