Space Launch System (SLS) - Planung und Processing

... wenn man so ein Riesending mit einmal startet...
und es geht schief - alles futsch...

Die Argumentation dahinter ist zweistufig:

Das Risiko, dass überhaupt etwas schief geht, steigt allgemein halt bei vielen Starts/komplexen Architekturen.
Wenn etwas schief geht, ist die Mission in beiden Fällen wohl gescheitert.

Wenn etwas schief geht, ist die Mission in beiden Fällen wohl gescheitert.

Gerade bei Missionen, von denen viele durchgeführt werden, gilt dies nicht. Wenn man z.B. regelmäßig zum Mond fliegt und ein Teil eines solchen Mondzuges verliert, kann dieses relativ einfach durch ein Element der Folgemission ersetzt werden, so dass nur der relativ kleine Materialwert eines Elements verloren ist. Bei einem HLV wäre dann gleich der ganze Mondzug verloren.

Bei einzelnen Missionen wie einem Marsflug, bei dem man einzigartige Elemente starten muss, ist das Risiko allerdings höher. Auch da wäre aber zum Beispiel eine verlorene Tank-/Frachttransportmission nicht tragisch, sofern man ein Backup zur Verfügung hat.

mfg websquid

Stimmt das eigendlich wirklich? Braucht man wirklich einen 75t+ Träger für eine Mars oder NEO Mission? Würden mehrere Starts eines 20t Trägers es nicht auch tun? Vielleicht gar günstiger sein als die Entwicklung und Produktion eines HLV?

Ist nicht eine Folgerung aus den Erfahrungen mit der ISS, dass weniger, dafür aber größere Module für den Aufbau besser gewesen wären? Und die Grenze bei den ISS-Modulen liegt bei ca. 20 Tonnen.

Um die Entwicklung in der Luftfahrtsbranche für einen Vergleich herbei zu ziehen ist in Wirtschftlicher Hinsicht die Devise "so gross wie möglich" bestimmt kein schlechter Ansatz. Bedingung dafür ist natürlich die Einführung einer Serienproduktion für die HLV-Raketen um die Produktionskosten zu senken und die dazu gegebene Auslastung in Form von regelmässigen Starts. Ansonsten wäre die Entwicklung mit den dafür anfallenden Kosten in der Tat nicht zu verantworten.

Aus konstruktiver Sicht lassen sich kleine Module bestimmt auch genug stabil bauen um die Kräfte für einen Mond- oder Marsflug aufnehmen zu können. Da so ein Unternehmen auch nicht im Monatsrythmus erfolgen wird, bin ich auch gegen eine teure Man-Rated HLV-Entwicklung.

Aus konstruktiver Sicht lassen sich kleine Module bestimmt auch genug stabil bauen um die Kräfte für einen Mond- oder Marsflug aufnehmen zu können.

Das ist richtig, aber nicht der entscheidende Punkt. Den Hauptgrund, warum man sich eher größere Module wünscht, hast du selbst genannt:

Um die Entwicklung in der Luftfahrtsbranche für einen Vergleich herbei zu ziehen ist in Wirtschftlicher Hinsicht die Devise "so gross wie möglich" bestimmt kein schlechter Ansatz.

Genau das gilt auch für den Bau von Modulen: Größere Module sind effektiver. Es fallen weniger Arbeiten an, um Module zu verbinden, man muss nicht so viele Dockingports etc. verbauen. Das lohnt sich aber natürlich nur, wenn man diese dennoch (wie auch den Träger) in (kleiner) Serie produzieren kann. Wenn das nicht machbar ist, könnten eben so gut kleine Module verwendet  werden. Das ist halt auch die Abwägung, die man vor dem Bau eines SLS machen muss: Gibt es die entsprechenden Nutzlasten? Im Moment sind die nicht in Aussicht...

mfg websquid

Wenn man ein großes Modul will, sollte man entfaltbare Module wie die von Bigelow nehmen.

Größere Module dürften auch leichter sein als mehrere kleine.
Ferner bedeuten kleinere Module auch mehr Außenbord Einsätze um sie miteinander zu verbinden.(s. ISS)

Wenn man ein großes Modul will, sollte man entfaltbare Module wie die von Bigelow nehmen.

Wie sollen sie denn deiner Meinung nach ausgerüstet werden?
Auf der Erde geht es schlecht da sie zusammen gefaltet keinen großen innenraum bieten dürften.

Mfg Collins

Die Ausrüstung könnte nach dem Modul hochgebracht werden, oder man packt die Ausrüstung in die Mitte als harten Kern und der Wohnraum entfaltet sich drumherum.

Womit sich dann wieder die Frage stellt, was sich eher lohnt: Ein großes, voll ausgestattetes Modul zu starten, oder ein großes leeres und dafür mehrere weitere Aufbauflüge. Dann hat man wieder die Nachteile vieler kleiner Module, weil man hier eine Reihe von Versorgungsflügen durchführen muss.

Wenn man die Ausrüstung als Kern mitnimmt, hat man bei einem großen Modul sowieso schon die Masse, die ein HLV erfordert, erreicht.

mfg websquid

Servus,

Wie groß müssten denn die Module für eine Marsmission überhaupt sein?
Irgendwer muss doch vorher mal eine Art "Lastenheft" schreiben!? Danach folgt dann die Planungsphase incl. "Pflichtenheft", in der dann die Spezifikationen genauer erarbeitet werden bzw. verschiedene Möglichkeiten bewertet werden!

Wie werden solche Projekte angegangen?

Macht es Sinn ein Fahrzeug zu entwickeln ohne zu wissen was es transportieren soll?
Was ist wenn man ein HLV baut das am Ende nicht reicht um zum Mars zu kommen?

mfg h-j

Was ist wenn man ein HLV baut das am Ende nicht reicht um zum Mars zu kommen?

Wenn ein Atomtriebwerk entwickelt wird, dann reicht es eventuell doch.
Oder man braucht einfach 2 HLV-Starts...

Ist nicht so einfach, das so pauschal zu sagen....

Macht es Sinn ein Fahrzeug zu entwickeln ohne zu wissen was es transportieren soll?

Dann dürfte man aber gar nichts machen, denn die Post-Obama-Administration haut mit Sicherheit wieder alle Pläne zum Fenster raus...
Wenn wir Glück haben, dann bleibt wenigstens das HLV...

Ein Marsraumschiff wird minimal 300t wiegen, Entwürfe wie das MK700 kommen auf bis 700t. Für sowas wird man mit Sicherheit mehr als nur ein oder zwei HLV-Starts benötigen. Diese Anzahl braucht man für eine Mondmission, ein Marsflug ist ein ganz anderes Kaliber

Ich bin einfach der Meinung, bevor man etwas entwickelt, bei dem man nicht weiß wofür, sollte mans lieber gleich sein lassen! Das ist rausgeschmissenes Geld, das dann wiedermal für größere KOMPLETT durchgedachte Projekte fehlt!

Daher kommen m.E. auch die ständigen Kostenexplosionen bei solchen Projekten! Man will es auf biegen und brechen machen und setzt viel zu optimistische Zahlen an; Später wirds dann teurer und entweder der Steuerzahler legt noch ne Schaufel drauf oder es wird eben wieder eingestampft, wobei dann Mrd Dollar futsch sind!

das Problem ist das bei Entscheidungsträgern wenn es um den nächsten Wahlkampf / Lobbyinteressen wie z.B. Arbeitsplätze im Wahlkreis geht komplett der Verstand aussetzt.

Die NASA würde sicher gerne zum Mond / Mars fliegen, technisch gesehen traue ich denen auch zu es zu schaffen. Vorraussetzung dafür wäre aber das man ihnen das entsprechende Geld zu Verfügung stellt und nicht ständig in die technische Umsetzung reinredet obwohl man keine Ahnung davon hat.

Die letzten Jahre hat man eh den Eindruck das alles was bewilligt wird ein großes Subventionsprogramm für die US-Raumfahrtindustrie ist bei der am Ende nichts rauskommt.
Jetzt sollen es private Unternehmen richten, wobei ich nicht glaube das die bemannte Raumfahrt mit denen am Ende viel billiger wird sobald sie auf dem Sicherheitsniveau sind das die NASA für bemannte Flüge fordert.

das Problem ist das bei Entscheidungsträgern wenn es um den nächsten Wahlkampf / Lobbyinteressen wie z.B. Arbeitsplätze im Wahlkreis geht komplett der Verstand aussetzt.

Das ist doch ein wenig sehr drastisch formuliert. In den USA herrscht nun mal ein reines Mehrheitswahlrecht. Gewählt werden Kongressabgeordnete nur direkt über die Mehrheit der Stimmen in ihren Bundesstaaten, und nicht wie bei uns, über eine Liste. Und für die Wähler zuhause geht es immer zuerst nur um die eigenen Interessen, nicht um das übergeordnete Gemeinwohl.

Von "Verstand aussetzen" kann also nicht die Rede sein, sondern nur vom  Setzen anderer Prioritäten. Dieses Mehrheitswahlrecht ist zwar gerechter als unser Verhältniswahlrecht, es führt aber zu deutlich stärkeren regionalen Egoismen.

andere Prioriäten zu setzen ist völlig in Ordnung, dann sollen sie es aber auch so sagen und nicht so rumeiern wie in den letzten 5 Jahren.

Sprich:

- Wir geben die eigene bemannte Raumfahrt bewusst auf für mindestens die nächsten x Jahre da zu teuer, stattdessen kaufen wir uns bei den Russen ein.

- Es macht kein Sinn ein HLV zu entwickeln ohne konkrete Nutzlasten / Programme, deswegen lassen wir das solange sein bis wir die entsprechenden Programme auflegen und finanzieren können.

- private Firmen sollen in x Jahren den Frachttransport zur ISS übernehmen, in y Jahren bemannte Flüge, bis das nicht Eintritt wird es letztere nicht geben.

- eingespartes Geld aus dem nicht mehr vorhandenen bemannten Bereich könnte in viele andere Dinge gehen, Grundlagenforschung, unbemannte Programme, Entwicklung neuer Technik, etc

Aber statt das offen zu sagen baut man lieber öffentlich Luftschlösser ala Constellation / Ares I & Ares V / etc.
Die Programme werden dann nach einigen Jahren immer mal wieder aus Mangel an Geld eingestellt, was dazu führt das Milliarden verbrannt wurden ohne das man am Ende irgendwas dafür hat.

Die Programme werden dann nach einigen Jahren immer mal wieder aus Mangel an Geld eingestellt, was dazu führt das Milliarden verbrannt wurden ohne das man am Ende irgendwas dafür hat.

Ein Mangel an Geld? Wohl eher kaum!

Eher ein Mangel an dem Wille, etwas mehr Geld herzugeben.

Dieses Mehrheitswahlrecht ist zwar gerechter als unser Verhältniswahlrecht, es führt aber zu deutlich stärkeren regionalen Egoismen.

Off topic: Will hier keine Politikdiskussion anfangen, aber das Gegenteil ist der Fall. Durchs Mehrheitswahlrecht gehen bei jeder Wahl teilweise 70% der Stimmen verloren. Bei einem Verhältniswahlrecht zählt jede einzelne Stimme.
Es mag für die Bürger vor Ort einfacher sein, sich an Personen zu orientieren, aber gerechter ist hier deutlich das falsche Wort!

P.S.: Wir haben ja auch kein reines Verhältniswahlrecht, so nebenbei. Schön wärs

Es geht ja nicht vorallem um Größe = Abmessung, sondern um Größe = Masse. Die Dichte z.b. eines Stationsmoduls wie Destiny wird sich nicht großartig verändern, wodurch es eine durch Aerodynamik und Statik bestimmte Obergrenze der Abmessung und Masse eines Einzel-Modules gibt.

Sowohl bei der 70t Variante, als auch bei der 100t Variante tragen die meisten Starts mehrere Module. Das schwerste Einzel-Modul im HEFT (Seite 17 - http://nasawatch.com/archives/2010/09/human-explorati.html) ist die Cryogenic Porpulsion Stage und wiegt leer 13t, betankt 60t. Alle anderen Einzel-Module sind um Klassen leichter (~30t).

Wirklich notwendig ist eine hohe Nutzlast also nur für die CPS. Wenn man über ein orbitales Treibstoffdepot verfügen würde, könnte man sich um diese Notwendigkeit herumdrücken. (interessant dazu: http://www.launchcomplexmodels.com/Public/DIRECT/Propellant%20Depot/20030067928_Zero_Boil-Off_Storage_for_Depots_in_LEO.pdf und http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/2004/TM-2004-213390.pdf).

So ein Depot würde die Notwendigkeit für ein HLV beseitigen. Man brächte nur ein "MLV" mit einer Nutzlast von 20-50t für die anderen Module der Missionen und der Crew. Ausserdem würde neben dem Satellitenmarkt ein neuer (wenn auch kleiner) Markt für Treibstofflieferungen entstehen auf dem sich alle Möglichen Träger tummeln können, da man Treibstoff ja in verschiedenen Stückelungen zum Depot bringen lassen kann (5t, 10t, 20t z.b.).

Das würde die Startrate einiger US-Träger steigen. Da so die Fixkosten besser verteilt werden und ein wenig Konkurrenz aufkommen könnte (bei entsprechendem Management), könnten die Kosten pro Start sinken. Davon könnten auch andere NASA Missionen profitieren.  "Könnten" den: die meisten aktuellen Träger werden schon nahe der maximalen Produktionskapazität hergestellt - um die Kapazität zu erhöhen, sind Investitionen notwendig, wodurch die Fixkosten wieder steigen

Als Backup für die Treibstofflieferung würde das MLV zur Verfügung stehen, so das man sich nicht von Newcomern wie SpaceX abhänig machen muss - die Abhänigkeit vom Produzenten des MLV bleibt natürlich bestehen

Trotzdem: Ich würde die HEFT Missionen gerne mal mit diesem Konzept kalkuliert sehen, um die Kosten zu vergleichen. Würde es billiger sein, ein Depot + MLV zu entwickeln und für einige (viele - den man braucht etwa 120t Treibstoff pro Mission - HEFT s.17) Starts bestehender Träger zur Treibstofflieferung zu zahlen als das Ganze mit einem HLV wie in HEFT dargestellt zu machen? Da man seid der Komission nichts konkretes mehr davon gehört hat, glaube ich aber das sich das nicht wirklich rechnet - bzw. aus anderen Gründen nicht mehr in Betracht gezogen wird.

Als dritte Alternative würde ich gerne mal sehen wie so eine NEO / MARS Mission der NASA mit einem wiederverwendbaren, nuklearen electric porpulsion system aussehen würde, weil ich ja eh nix von chemischen bemannten Missionen hinterm LEO halte - das Zeug wiegt einfach zu viel...

@runner, Fabi, Knebel,...: Auf die "Entscheidungsträger" zu schimpfen ist immer einfach. Große Missionen wie eine Mars-Mission vernünftig zu planen dagegen nicht. Bisher ist das noch keinem gelungen, den auch die russischen Konzepte sind Träume an einer Wand. Ich sehe die Suche danach, wie man solche gigantischen Projekte vernünftig plant und budgetiert als essenziellen Bestandteil der Grundlagenforschung in der bemannten Raumfahrt an. Ich wage sogar zu behaupten, das der Herausforderungsmix aus Politik, Wirtschaft  und Projektmanagement größer ist, als die technologische Herausforderung!

Aber wir schimpfen doch nicht auf die Entscheidungsträger! Da is die komplette Nasa gefordert, nicht nur ein Bolden usw! Entweder will ich auf den Mars/Asteroid oder nicht;

Wie du schon schreibst würde ich auch gerne mal Alternativen zu einem teueren neu entwickelten HLV sehen... Dafür sogar noch weiter gehen, z.B. die Module mit Delta IV Heavys raufbringen, is zwar kein HLV aber ein Träger der entwickelt ist und zur Verfügung steht!
Vorteile:
-Es muss kein neuer Träger entwickelt werden
-Durch die Verwendung der Deltas sinken die Kosten für diese nochmals
-Es kann sofort mit der Entwicklung der Module begonnen werden--> Zeitersparnis

Nachteile:
-mehr Starts erforderlich
-kleinere Module
-die Astronauten müssen trotzdem irgendwie rauf, Kooperation mit Russland? oder selber z.B. mit Dragon auf ner Atlas?

Würde das - zumindest Kostenmäßig - günstiger sein als eine komplette Neuentwicklung, wenn auch mit mehr notwendigen Starts?

mfg

Dafür sogar noch weiter gehen, z.B. die Module mit Delta IV Heavys raufbringen, is zwar kein HLV aber ein Träger der entwickelt ist und zur Verfügung steht!

Die Delta 4 Heavy kann die CPS nicht liften. Wenn man die kleiner macht, statt 60t eben 20t braucht man mehr als 6 Starts alleine für die chemischen Antriebstufen und ihren Treibstoff! Dadurch wird das Verhältnis Strukturmasse zu Treibstoffmasse wieder schlechter - auch ein Nachteil kleinerer Träger. Auch die meisten der anderen Missions-Module sind für die Delta 4 Heavy zu schwer.

Wenn man die ganzen 300t der Mission (die im HEFT beschrieben ist) mit Delta 4 Heavy starten will, braucht man mehr als 15 Starts a $250mio = 3,75 mrd und das ist ziemlich sicher mehr als die Entwicklung eines HLV und deren 3 Starts kosten würde.

Abgesehen davon braucht man für 15 Delta 4 Heavy Starts 45 RS-68 Triebwerke, kann aber aktuell nur 20 pro Jahr herstellen. Der Transport des Treibstoffes würde sich also entweder über mehr als 2 Jahre hinstrecken - ohne Depot-Technologie Unmöglich ODER man müsste die Produktionskapazität mehr als verdoppeln - wodurch die ganze Sache noch einmal um einiges teurer wird. Nene - die Delta IV Heavy ist da nicht zu gebrauchen.

Nach all dem lesen und recherchieren in den letzten Tagen komme ich für mich zu dem Schluss: Für das Missions Konzept was aktuell auf dem Tisch liegt braucht man einen HLV mit mindestens 70t. Man müsste schon was an dem Konzept ändern (Treibstoffdepots hinzufügen, stärker auf elektrische Antriebe setzen, etc) damit man um die Entwicklung eines HLV herum kommt.

Die bei der NASA wissen schon was sie machen. Es freut mich das ich wenigstens einige der Gedankengänge die dabei eine Rolle gespielt haben (grob und im Prinzip) nachvollziehen konnte.

Wenn ich nun noch verstehen würde warum man all den chemischen Mist mitschleppen will, anstatt mal wirklich Richtung wiederverwendbarem EPS zu schauen wäre ich glücklich. Noch glücklicher wäre ich allerdings wenn ich es nicht verstehen, sondern das Gegenteil beweisen könnte...

Entweder will ich auf den Mars/Asteroid oder nicht;

Die wollen schon, können aber (noch) nicht - aber das wird sich schon noch ändern.

Da wäre ja noch die Möglichkeit einer Delta IV Heavy mit 7 Grundstufen... hab doch mal gelesen, dass sich das entwickeln ließe. Könnte bis zu 100t in den LEO bringen.

zum chemischen Mist... 

Nach den neuen russischen Überlegungen wird es keine Marsreise mit chemischen Antrieb geben.
1. wegen der Masse an notwendigen Treibstoff für hin und zurück
2. wegen der Reisezeit (man schätzt eine Reduzierung durch kernenergetische Antriebe auf 1/3)

Die Kalkulation der Masse / Größe für die reine Lebenserhaltung für 6 Mann Besatzung ist schon ziemlich weit. MARS 500 ist ja auch ein Test der kompletten Geräteausstattung für die Lebenserhaltung (außer Energieerzeugung). Selbst eine Modulgröße könnte man erkennen...

Wenn man also nur diesen Bereich betrachtet... - das bekommt man nicht mit einem Träger hoch.

Und dazu kommen noch Antrieb / Energieversorgung, Lander...

So ein "Schiff" wird man auch nicht für nur eine Mission bauen...

Ist zwar jetzt nicht direkt zu SLS, aber zur Abschätzung notwendiger Trägerkapazitäten...

Zitat Wikipedia Delta 4

Durch das Anbringen von GEM-60-Feststoffboostern und weiteren Modifikationen an der bestehenden Delta-IV-Heavy-Rakete kann eine Nutzlastkapazität von etwa 50.000 kg für eine niedrige Umlaufbahn erreicht werden. Durch die Bündelung mehrerer CBCs kann die Nutzlastkapazität noch weiter gesteigert werden, allerdings sind dafür grundlegende Überarbeitungen der Startanlagen und der Infrastruktur nötig. Eine zukünftige Delta IV Heavy mit insgesamt sieben gebündelten CBCs könnte bis zu 100.000 kg in den erdnahen Orbit bringen.

Im Gegensatz zu den hier diskutierten Neuentwicklungen hat die Delta IV eine hohe Realisierungswahrscheinlichkeit. Der geforderte Nutzlastbereich wird erreicht, und die Entwicklung wird um einen Faktor 10 geringer sein.

Aber die USA möchte gar keinen neuen Trager sondern nur Arbeitsplätze schaffen.
Meie Pognose ist man wird 10 Milliarden versenken und danach mit leeren Händen da steheh.