Boeing CST-100 / Starliner

Eine Präsentation von Boeing zum Layout der CST-100:
http://www.ispcs.com/files/tiny_mce/file_manager/presentations/reiley.pdf

Man bekommt einen Eindruck über die Dimensionen und Komponenten, ohne das Maße und technische Daten genannt werden.

Vernünftig finde ich, dass bis zum Ankoppeln an eine Raumstation nur 8 Stunden und von der Abkopplung bis zur Landung 6 Stunden eingeplant sind.

Auch die Intergration des Startabbruchsystems in das Raumschiff könnte vorteilhaft sein. Braucht man das System nicht, kann man den Treibstoff im Orbit verwenden.

Auch die Intergration des Startabbruchsystems in das Raumschiff könnte vorteilhaft sein. Braucht man das System nicht, kann man den Treibstoff im Orbit verwenden.

Das habe ich mir auch mal gedacht,
allerdings will man das nicht standartmäßig ins Flugprofil einbinden, sondern voll betankt wieder auf die Erde zurückkehren lassen und wieder verwenden...

Naja, die LAS-Pusher-Motoren müsste man ja sonst erneueren... Aber für den Falle eines Notfalles würde man das LAS natürlich schon verwenden, bevor man in den unendlichen Weiten des LEO strandet...

ich sehe nicht, dass das LAS-Pusher-System wiederverwendet wird. Nur die Kapsel selbst kommt schließlich zurück.

Bist du dir da sicher, runner02? Laut Zeichnung handelt es sich bei den vier Triebwerken am Heck um die LAS Escape Thrusters, und die sehen mir überhaupt nicht abwerfbar aus, ebenso wie die seitlich angebrachten Gondeln mit den LAS Roll Thrusters und LAS Pitch/Yaw Thrusters.

Die Servicesektion mit all ihren Thrusters mag komplett abwerfbar sein, womit tomtom Recht hätte, aber das geschieht sicherlich erst nach dem Deorbit Burn. Die CST-100 müsste sich also im Falle eines Aborts mit ihren eigenen Triebwerken retten, die auch im normalen Betrieb zum Manövrieren benutzt werden. Das LAS wäre damit also keine "tote Masse" mehr, die man immer mitschleppt und trotzdem hofft, niemals benutzen zu müssen.

Da bin ich mir nicht mehr so sicher.

Ist schon lange her, aber ich habe mir gedacht, den nicht zu verwenden, wäre doch Blödsinn...

Naja, ich kann mich auch irren.

Für mich sieht das LAS auch nicht wiederverwendbar aus. Wenn ich das PDF durchschaue, fällt mir auch das Hitzeschild auf. Das wird sich ja wie bei Dragon auch an der Unterseite und nicht an der Spitze befinden. Der LAS-Ring wäre für den Wiedereintritt somit im Weg und müsste (spätestens) vor dem Deorbit abgetrennt werden.

N'abend,

meiner Meinung nach dürfte es sich bei den 4 LAS Escape Thrustern um Feststofftriebwerke handeln. Glaube ich auch auf dem Test-Photo zu sehen. Für einen Escape im Fall eines Versagens des Trägers braucht man sofort einen sehr hohen Schub, um sich blitzschnell aus dem unmittelbaren Gefahrenbereich zu entfernen. Flüssigkeitstriebwerke sind dafür nicht geeignet, wären auch sehr viel größer.

Werden die Thruster nicht für einen Notfall verwenden, kann man einige (2) von ihnen für den Reentry Boost benutzen, so wie man es - ähnlich- bei den Gemini-Kapseln gemacht hat. Zwei Fliegen mit einer Klappe. 
Die beiden anderen Booster sind dann das Backup.

Verloren sind sie anschließend in jedem Fall !

MfG
roger50

Ich gehe auch davon aus, das man sie für den Deorbit Burn verwenden wird. Zurückkehren kann man mit diesen Triebwerken auf keinen Fall, da sie über keinerlei Hitzeschutz verfügen. So wie sie im Bild zu sehen sind, würden sie nie den Wiedereintritt überstehen, sondern beim Wiedereintritt zerstört werden.

MR

So wie sie im Bild zu sehen sind, würden sie nie den Wiedereintritt überstehen, sondern beim Wiedereintritt zerstört werden.

Eben. Genau wie bei Apollo wird das gesamte Versorgungmodul nach dem Reentryburn abgetrennt und verglüht komplett beim Wiedereintritt. Nur die eigentliche Kapsel kehrt zurück zur Erde, landet an Fallschirmen und setzt dann dank der Luftkissen dann weich auf.

Gruß
roger50

Auf dem Bild der Folie 5 sieht es aber nicht nach einem Feststofftriebwerk aus.
Ein Meilenstein von CCDev sollte die Auswahl des Abort Escape Systems (pusher oder tractor type) und eine Abort Hardware Demo Test sein, die man wohl auf dem Bild sieht.
Boeing scheint sich also auf ein flüssigkeitsbasiertes Pusher-System festgelegt zu haben.

Drehen wir das Ganze einmal herum: Wenn die LAS Escape Thrusters feststoffbasiert wären, könnte man sie vielleicht nach der Abtrennung von der Raketenoberstufe noch aktivieren und damit Geschwindigkeit aufbauen. Spätestens danach wären sie aber ausgebrannt und folglich nur noch tote Masse, die für die weitere Mission hinderlich wäre. (Es sei denn, man könnte Feststofftriebwerke inzwischen abschalten.) Wo sind denn aber die Triebwerke für Bahnmanöver oder Deorbit Burn? Etwa darunter?

Von daher vermute ich auch ganz stark, dass diese Triebwerke einen flüssigen Treibstoff verwenden. Der Name stört mich ein klein wenig, da der nur auf die Verwendung bei einem Abort hinweist. Als Flüssigtreibstofftriebwerke dürften sie auch für alle Manöver zur Verfügung stehen. Auf jeden Fall meine ich mich erinnern zu können, dass wir über so etwas schon einmal in einem anderen Zusammenhang geredet haben. Es ist ja kein Dogma, dass LAS-Triebwerke immer auf festem Treibstoff beruhen müssen.

N'abend,

Ruhri

Es ist ja kein Dogma, dass LAS-Triebwerke immer auf festem Treibstoff beruhen müssen.

Prinzipiell richtig. Da mich das Thema jetzt reizte, habe ich heute mal ausgiebig zum Thema LAS (Boeing-Version) gegoogled. Wie es scheint, basiert das Konzept tatsächlich auf einem hypergolen Antriebssystem. Bin mal auf technische Details gespannt, sobald die bekannt sind.

Korrekt bleibt, daß diese 4 Triebwerke im Falle eines Aborts einen sehr hohen Schub erzeugen müssen, der für Manöver im Orbit völlig überdimensioniert ist. Man kann also davon ausgehen, daß diese 4 engines NUR für den Abort benutzt werden (können).

Wo sind denn aber die Triebwerke für Bahnmanöver oder Deorbit Burn?

Die sind deutlich erkennbar in den 4 seitlichen Pods untergebracht. Man erkennt in der von tomtom verlinkten Präsentation alleine 4x5 Triebwerke, die für den Deorbit Burn genutzt werden können.

MfG
roger50

Nun eine kleine Überlegung zu den Triebwerken: Wenn die Boeingkapsel 6 Tonnen wiegt (Annahme) und die Beschleunigung sagen wir mal 10g betragen soll, dann müssen die 4 Triebwerke ca. 600kN Schub erzeugen (= 1 Ariane 4-Viking Triebwerk). Also jedes der 4 ca. 150kN Schub. Die Triebwerke dürften auch noch druckgetrieben sein, da eine Turbopumpe zu lange zum hochfahren braucht. Das limitiert den Brennkammerdruck oder die Tanks werden sehr schwer. Damit werden die Triebwerke nochmal größer.

Wenn hypergole Treibstoffe versendet werden, sollten die kleinen und Groden Triebwerke aus einem Reservoir versorgt werden. Der Treibstoff für die starken LAS und ein Fluchtmanvöver steht damit auch den kleinen Thrustern zur Verfügung und kann über diese für ein gemächliches De-Orbit-Manöver genutzt werden.

Wenn hypergole Treibstoffe versendet werden, sollten die kleinen und Groden Triebwerke aus einem Reservoir versorgt werden. Der Treibstoff für die starken LAS und ein Fluchtmanvöver steht damit auch den kleinen Thrustern zur Verfügung und kann über diese für ein gemächliches De-Orbit-Manöver genutzt werden.

Ohne jetzt das Dokument genau gelesen zu haben, aber seit ihr sicher, das es flüssige Treibstoffe sind? Ich halte das für sehr zweifelhaft.

Feststofftriebwerke sind für ein Rettungssystem optimal geeignet, weil sie recht klein sind und einen sehr großen Schub in sehr kurzer Zeit erzeugen können. Sie werden gezündet und sind praktisch sofort voll da. Genau das, was man für ein Rettungssystem braucht.

Bei Flüssigtreibstoff hat man dagegen eine Menge Nachteile. Der Schub ist niedriger, die Triebwerke brauchen etwas, um in Gang zu kommen. Triebwerke mit Pumpenförderung brauchen etwas, um den vollen Schub zu erreichen, bei Triebwerken mit Druckgasförderung ist dagegen der Schub begrenzt. Ihren Vorteil der besseren Leistungsfähigkeit können sie dagegen in so einer Situation nicht nutzen. Im Gegenteil, die Zeit, die das Triebwerk braucht, um den vollen Schub zu erreichen und die Kapsel auf einen sicheren Abstand zu befördern, ist bei Flüssigkeitstriebwerken erheblich größer und könnte je nach Art des Unfalls sogar zu lang sein. Aktuell gibt es noch nicht mal eine Entscheidung über den Träger, aber es kommen mit Sicherheit Flüssigkeitsraketen (EELV, Falcon 9) zum Einsatz. Ein mögliches Szenario für einen Startunfall wöre eine Triebwerksexpkusion bei der Zündung wie beim Zenit Fehlstart von Sealaunch, wo der Träger noch auf der Rampe explodiert ist. Dort müsste das System sofort mit follem Schub zünden, um die Kapsel noch irgendwie in eine sichere Entfernung zu bringen, ehe die zweite Stufe (vermutlich LH2 / LO2) hochgeht. Ob man das mit Flüssigkeitstriebwerken schafft?

Zudem muss der Schub der Triebwerke auch nicht verloren sein. Feststofftriebwerke erbringen einen recht genau definierten Schub, sie könnten nach der Trennung vom Träger für das Einsteuern in die Umlaufbahn verwendet werden. Es müssen ja nicht alle Triebwerke gleichzeitig gezündet werden, je zwei Stück, diagonal versetzt, sollten gleichzeitig gezündet werden können und könnten zb für die Tirkulierung der Bahn nach der ersten halben Umkreisung verwendet werden. Ist nach meiner Sicht wesentlich sinnvoller als gerade dort Flüssigkeitsraketen einzusetzen, wo ihre Vorteile nicht zum Tragen kommen, ihre Nachteile aber um so mehr.

Schau dir das eine viel sagende Bild (Foto eines Testlaufs) in der Präsentation an ... das ist kein Feststoff.


Flüssigtriebwerke können auch viel Schub liefern, und wenn man "bündelt". Sie liefern aber nicht per se wenig Schub.

An einer Stelle gab es auch die Aussage von Reiley, dass das Pusher-LAS bzw. der Treibstoff einsetzbar wäre für die ISS-Orbit-Anhebung. Ob das mit Festtstoffraketen auch gehen würde?

Interessanterweise geht Boeing auf das Pusher-LAS in seiner aktuellen Presseerklärung (sh. Thread CCDev / tobi453) überhaupt nicht ein, obwohl das ja im Laufe des Jahres 2010 ein Kernelement des Boeing-Designs war und hierzu Meilensteine definiert wurden. Mit etwas Phantasie könnte man meinen, dass Boeing selbst Zweifel gekommen sind.
http://boeing.mediaroom.com/index.php?s=43&item=1557

Schau dir das eine viel sagende Bild (Foto eines Testlaufs) in der Präsentation an ... das ist kein Feststoff.


Flüssigtriebwerke können auch viel Schub liefern, und wenn man "bündelt". Sie liefern aber nicht per se wenig Schub.

Kernproblem bei Flüssigkeitstriebwerken ist aber, das sie nicht sofort bei der Zündung voll da sind, sondern ihren Schub langsam aufbauen, was sie für ein Rettungssystem weniger geeignet erscheinen lässt. Zudem ist der Maximalschub bei Flüssigkeitstriebwerken mit Druckgasförderung begrenzt, da natürlich der Brennkammerdruck immer kleiner als der Förderdruck sein muss. Bei Triebwerken mit Turbopumpen dagegen ist die Anlaufphase zu lange, ehe diese Triebwerke den vollen Schub bringen.

Klar können auch Flüssigkeitstriebwerke sehr hohen Schub bringen und sie haben auch einen höheren spezifischen Impuls, aber sie erreichen den Schub nie so schnell wie ein Feststofftriebwerk und gerade das sehe ich als Problem dabei an. Beim Rettungssystem geht es um Sekundenbruchteile, da kann 1 s schon über Leben und Tod entscheiden. Dort braucht man zu 100 % zuverlässige Triebwerke. Ich bin sonst kein Fan von Feststofftriebwerken, aber beim Rettungssystem sind sie sinnvoll.

Wie man hier sieht:



soll die Antriebseinheit mit zur ISS. Das macht für mich nur Sinn, wenn man die Triebwerke unterwegs oder anschließend auch verwenden möchte. Sonst wären sie ja nur Ballast, oder?

Das macht für mich nur Sinn, wenn man die Triebwerke unterwegs oder anschließend auch verwenden möchte. Sonst wären sie ja nur Ballast, oder?

Das seh ich anders. Systeme, um nur diese Pusher abzuwerfen verkomplizieren das System und machen es beim Start schwerer. Es dürfte sinnvoller sein, die Technik einfach zu halten und die LAS-Triebwerke dranzulassen. Genug Treibstoff hat man auf jeden Fall, da ein Startabbruch viel Treibstoff verbrauchen würde, wahrscheinlich sogar mehr als ein regulärer Flug. Vermutlich würde ein Abwurf dieser Triebwerke das System einfach zu teuer machen. Der Vorteil von CST-100 liegt ja gerade in der konzeptionellen Einfachheit.

mfg websquid
_{PS: Regst du dich nicht immer über zu komplizierte Systeme auf?}

Vielleicht kann man dann wenigstens den Treibstoff in die ISS umpumpen. Das System wird ja ein paar Tonnen Masse umfassen. Wäre es in einem Block, könnte ich mir den Abwurf als vergleichsweise einfach realisierbar vorstellen (siehe Abtrennung des Progress-Serviceteils von Poisk). Natürlich würde sich die NASA erst wieder ein kompliziertes System (schwingungsgedämpft und elektronisch gesteuert) einfallen lassen. Ich denke aber, das geht auch einfach. Insofern kann ich Dein PS-Argument nicht nachvollziehen.

Letztlich muss man es ja ohnehin abwerfen, nämlich vor dem Wiedereintritt.

In dem Block sind aber auch die Triebwerke für den normalen Flug drin. Die kannst du erst abwerfen, wenn der Wiedereintritt eingeleitet ist

Ich kann mir einfach nicht vorstellen, dass es „einfach“ sein soll, einzelne Triebwerke aus dem Block zu entfernen. Da müssen dann schließlich Treibstoffleitungen etc getrennt werden und du verursachst in kritischen Bahnen Weltraumschrott, wenn du jedesmal vier Triebwerke in der Umlaufbahn rausschmeißt (außer CST-100 muss den Orbit zirkularisieren, dass weiß ich jetzt nicht)

mfg websquid

... außer CST-100 muss den Orbit zirkularisieren, dass weiß ich jetzt nicht ...

Ich denke, das wissen die Boeing-Leute auch noch nicht.

GG

... soll die Antriebseinheit mit zur ISS. Das macht für mich nur Sinn, wenn man die Triebwerke unterwegs oder anschließend auch verwenden möchte. Sonst wären sie ja nur Ballast, oder?

Jein. Die Triebwerke wiegen zwar etwas, aber nicht sehr viel. Die Treibstofftanks und die ganzen Kontrolleinrichtungen werden ja ohnehin für die Lageregelungstriebwerke benötigt.
Hauptvorteil eines solchen LAS-Pusher-Systems ist, daß man es praktisch bis zum Eintritt in den Orbit benutzen kann, also auch noch während der Brennphase der letzten Stufe. Konventionelle Escape-Raketen (Apollo, Orion, Sojus) werden immer schon sehr früh abgetrennt, danach hat die Besatzung keine Fluchtmöglichkeit mehr, wenn dann was schief geht. Insofern bietet dieses System viel länger Sicherheit.

Vielleicht kann man dann wenigstens den Treibstoff in die ISS umpumpen. Das System wird ja ein paar Tonnen Masse umfassen.

Umpumpen geht nicht, da die Kapsel auf der amerikanischen Seite der ISS andockt, da gibt es keine entsprechenden Verbindungen. Außerdem verwendet die ISS nur russische Treibstoffe zur Lageregelung (UDMH/N2H4).

Gruß
roger50