Der ideale Zubringer für die ISS
… und zwar nur für bemannte Missionen. Nun soll ja die Orion durch ein neues System ersetzt werden. Der kommerzielle Crewtransport soll es richten. Doch kann man Menschen wirtschaftlich zur ISS befördern (zumindest im Westen)?
Ja man kann. Indem man die gleichen Überlegungen anstellt wie bei unbemannten Gefährten und dann noch den Sicherheitsaspekt mit einbezieht. Was zählt ist neben der Sicherheit die Kosten pro Crew Sitz, also was kostet es einen Astronauten zur ISS zu bringen? Die Gesamtrechnung könnte natürlich grundsätzlich anders laufen als bei unbemannten Projekten, aber ich vermute es wird nicht so. Und eine Tatsache ist, dass die Kosten pro Raumfahrzeug ansteigen je größer es ist. Man mag ja als Laie denken, wenn ein Satellit doppelt so groß sein kann, dann können die Hersteller ihn billiger bauen. Aber das scheint nicht gegeben zu sein. So denke ich wird ein kleines Gefährt günstiger sein als ein großes. Es wird dann auch eine kleinere Trägerrakete benötigt. Des weiteren haben die Kapseln an die gedacht wird wie Kegelform oder Glockenform eine sehr ungünstige Formgebung, die es anders als bei einem Zylinder nicht einfach erlaubt den zusätzlichen Platz effektiv mit mehr Personen zu füllen (es hat Gründe, warum Passagierkabinen in Flugzeugen zylindrisch sind und nicht kegelförmig….)
Wird ein Servicemodul gebraucht? Wenn es nur zur ISS geht und zurück, dann eigentlich nicht. Das Raumfahrzeug ist dann einige Stunden bis vielleicht 2-3 Tage im All. Dafür reichen einige auswechselbare LiOH Kanister, einige Liter Wasser, etwas Nahrung und einige Urin/Kotbeutel. Für die Stromversorgung je nach Kosten Solarzellen oder Batterien. Es ist mir sowieso bis heute ein Rätsel, wie die NASA in den sechziger Jahren nach 3-4 Umläufen an eine Agena andocken konnte, nach 2 Umläufen zum Mond aufbrechen und heute einige Tage für das Ankoppeln an die ISS braucht. Aber heute geht dort alles viel viel langsamer als damals.
In einer kleinen Kapsel sind die Astronauten natürlich zusammengezwängt, aber das lässt sich für einige Stunden aushalten. Es geht nicht um Bequemlichkeit, sondern einen Zubringer der möglichst wenig wiegt oder bei gegebenem Gewicht möglichst viele Sitze bietet. Ohne Servicemodul offeriert eine Kapsel auch die Möglichkeit der Wiederverwendung – okay die Kapsel ist sicher nicht so teuer, das ist ein Aluminiumhohlkörper, wird der in Serie hergestellt, dann kann das nicht so teuer sein. Aber die ganze Elektronik darin ist nicht gerade billig. Was her muss ist dann noch ein Hitzeschutzschild der ausgewechselt werden kann. Ohne Servicemodul mit auswechselbarem Hitzeschutzschild sollet auch die Wiederverwendung möglich sein
Es gibt sogar die Möglichkeit, dass eine Kapsel billiger als ein unbemannter Transporter ist – zumindest vom Prinzip her. Während dort nämlich alles automatisch laufen muss, kann bei einem bemannten Transporter der Mensch eingreifen und zumindest ein Manöver rechtzeitig abbrechen. Leider ist es in der Praxis genau anders rum. Bemannte Raumfahrzeuge sind immer teurer als unbemannte.
Apollo wog 6 t und hatte bei Rettungsmissionen Platz für 5 Personen, wenn der mittlere Sitz nicht für Ausrüstung genützt wird, sogar sechs. Apollo war dabei groß: 3,90 m Durchmesser, die Sojus fasst auch drei Kosmonauten bei nur 2,17 m Durchmesser. Also für ein paar Stunden als reiner Zubringer wären in einer Kapsel von der Größe der Apollo sicher auch acht Personen unterzubringen.
Die Kapsel wog 6 t. Dazu kommt dann noch Treibstoff und Lebenserhaltungssysteme und die Astronauten. Das macht sicher 2 t aus. Dann ist man bei einem Raumschiff fas kompatibel zu der Falcon und Taurus ist, oder der Sojus wenn man nicht gerade an einer Trägerrakete hängt.
So was ähnliches plant auch Boeing mit dem CST-100. Das wichtigste ist aber nicht die Technik. Das wichtigste ist das es nicht die NASA macht. Warum? Die NASA hat seit dem Verlust der Challenger und Columbia das Muffensausen. Sie hat erkannt das die Shuttles nicht das sichere Gefährt sind, dass sie gerne hätte und vor allem welche Folgen ein Verlust von Astronauten bei ihrer Mission heute auf die NASA hat. Daher geht das Pendel in Richtung übervorsichtig. Trägerraketen die erprobt sind und ohne Fehlstart sind /Atlas V und Delta IV) werden abgelehnt weil sie rein rechnerisch etwas schlechter da sind als eine noch nie geflogene neue Rakete (Ares I). Dazu kommt das die NASA sich selbst beschäftigt. Wenn ein Shuttle heute zur ISS fliegt, dann müssen mindestens vier Astronauten an Bord sein – an einem Raumfahrzeug, das vom Start weg von Computern gesteuert wird und auch weitgehend ohne Menschen fliegen könnte. Eigentlich sollten ja die Leute an Bord der ISS forschen und selbst Touristen wollen keine jahrelange Ausbildung um das Raumfahrzeug zu steuern. Daher sollte an Bord eines Zubringers nur ein Pilot sein – für die Endannäherung und den Notfall.
Was es geben muss sind Standards. Sicherheitsstandards, Doch diese sind leicht zu umreißen:
- Sicherheit durch die Konstruktion: sich selbst stabilisierende Auftriebskörper, Fluchtturm etc.
- Sicherheit durch Redundanz: Wichtige Systeme doppelt auslegen: Triebwerke, Tanks, Leitungen, Computer
- Sicherheit durch Überwachung: Kontrolle aller Parameter
- Sicherheit durch Erfahrung: Testen, Üben und vielleicht jemanden mit dem Bau und Durchführung betrauen, der das nicht zum ersten Mal macht.
Das ist nicht der große Unterschied zu unbemannten Missionen: Auch dort gibt es Standards um zu gewährleisten, dass diese nicht irgendwann verloren gehen. Diese mussten auch erst eingeführt werden, als beide Raumfahrtnationen da Lehrgeld in den frühen sechziger Jahren bezahlten. Es ist nur ein Unterschied in der Zuverlässigkeit oder dem Restrisiko. Jede private Raumfahrtfirma die diesen Standards folgt sollte auch kommerzielle Transporte durchführen können. Man sollte nur seine Finger von Firmen lassen die bei anderen Projekten mal um Geld zu sparen elementare Sicherheitssysteme eingespart haben….
Es muss sich zeigen ob es möglich ist. Wogegen ich bin ist sich auf die Sojus zu verlassen. Mal abgesehen, dass es für die NASA ja nicht politisch in Frage kommt. Aber auch wirtschaftlich macht es keinen Sinn. Was passiert, wenn man auf die russischen Dienste angewiesen ist zeigt das Raketengeschäft: Kaum kann die Sojus von Kourou aus starten und ist sie dadurch auch für GTO Transporte interessant steigen die Herstellungskosten schnell an. ILS hält egal wie hoch der Startpreis von Ariane 5 ist immer einen 30-40% Abstand. Die Russen können Marktwirtschaft und wenn man auf die Sojus angewiesen ist werden sie schnell teurer (wie gerade auch die NASA feststellt).
Aber dann stehen die wenigsten wieder für reiche Touristen zur Verfügung ….
Ich sehe das Problem, das die NASA aktuell übervorsichtig ist, genau so. Wenn man sich an die 60er Jahre erinnert, wo die Astronauten auf Atlas und Titan flogen, die alles andere als wirklich sicher waren, dann sieht man den Unterschied zu heute. Nach der aktuellen NASA Ansicht wäre selbst die Saturn 5 nicht mehr sicher genug, die ja ungefähr die gleiche Zuverlässigkeit aufwies wie die EELV Träger heute. Ehe man versucht, mit exorbitanten Kosten einen extrem sicheren Träger zu entwickeln, sollte man lieber der Bevölkerung klar machen, das Raumfahrt nun mal gefährlich ist und es jederzeit und immer wieder zu Unfällen kommen kann. Egal wie sicher ein Träger oder eine Kapsel ist, jeder Träger hat einmal einen Fehlstart und auch eine Kapsel kann in der Umlaufbahn mal von Weltraummüll oder Mikrometeoriten getroffen werden. Da hilft dann keine noch so sichere Kapsel mehr sondern nur noch Rettungssystem für die Startphase und das Tragen von Raumanzügen. Genügt das immer noch nicht, wie bei Columbia, dann ist da eh nichts mehr zu machen. Auch wenn es hart klingt, aber bei jedem großen Bauprojekt gibt es tödliche Arbeitsunfälle. Bei der Planung von Hochhäusern oder Tunneln kalkuliert man die Anzahl der tödlichen Unfälle und die Entschädigungszahlungen schon bei der Finanzierung mit ein. Warum soll man da für Astronauten eine Extrawurst braten? Eine Kapsel, ähnlich wie Apollo, dazu eine zuverlässige Startrakete wie die EELV mit Rettungssystem für die Kapsel sollte in jedem Fall genügen. Sicherer als der Shuttle wäre es mit Sicherheit, wenn man die Probleme der Sojus mit beachtet, dürfte man auch sicherer werden als die Sojus. Und das alles bei moderaten, vertretbaren Kosten. Aber leider ist man bei der NASA noch immer nicht in der Realität angekommen. Aktuell scheint man bei der NASA nur 2 Systeme ins Auge zu fassen, die sündteure Orion auf der einen Seite und die superbillige Dragon auf der anderen Seite. Ein gesunder Mittelweg fehlt.
Ich persönlich setze da große Hoffnungen auf den Boeing Entwurf. Der Entwurf macht einen durchdachten Eindruck, sie ist leicht genug, das man sich mit einem EELV Träger starten kann und Boeing verfügt über genügend Erfahrung beim Bau von Raumkapseln. Die Frage ist nur, ob die NASA will. Aktuell droht die ganze ISS Versorgung im Chaos zu enden. Durch die nicht nachvollziehbare Entscheidung, die Versorgung der ISS zweifelhaften privaten Anbietern wie SpaceX zu überlassen, weiß heute noch keiner, ob und wie es mit der ISS nach dem Ende des Shuttles weitergehen soll. Noch zweifelhafter ist die Entscheidung, wenn man bedenkt, das auch erfahrene Firmen wie LM oder Boeing tragfähige Konzepte vorgelegt hatten, die heute schon fliegen könnten. Stattdessen kann man jetzt nur hoffen, das OSC die Kastanien aus dem Feuer holt. Setzt man jetzt auch beim Mannschaftstransport trotz erwiesener Unfähigkeit weiterhin auf SpaceX, so kann man die ISS gleich im Pazifik versenken. Die Falcon 9 erfüllt nicht mal die rudimentärsten Sicherheitsvorschriften für den bemannten Einsatz und dürfte nie so zuverlässig werden, dass man ihr Menschen anvertrauen kann. Zudem sind Termine für SpaceX auch nur dazu da, um nicht eingehalten zu werden, so liegt man mit der Falcon 9 mittlerweile 3 Jahre hinter dem Plan zurück.
Nun es gäbe ja zumindest bei der Versorgung noch die internationalen Partner.
Ursprünglich sollten die ja gerade auch dafür da sein, die Last auf mehrere Schulter zu verteilen.
Ein paar Fakten: Die Ausmusterung des Space Shuttles wurde im März 2006 beschlossen. Seitdem weiss die NASA, dass ab 2010 ein Versorgungssystem fehlt. Es kam ja dann das COTS Programm, doch wer die Entwicklungszeiten von bemannten Raumfahrzeugen kennt, weiss das man in 4 Jahren keines entwickeln kann, auch wenn OSC und SpaceX das versprachen.
Logisch wäre es gewesen die internationalen Partner zu bitten für eine Übergangszeit mehr ATV, HTV und Progress zu starten, rechtzeitig vorher um die Vehikel zu produzieren. Eventuell braucht man sie nicht, aber wenn es eine Verzögerung gibt, wie es nun absehbar ist, dann steht die Station nicht auf der Kippe.
Stattdessen verlässt man sich auf noch nicht erprobte Gefährte die hinter dem Zeitplan hinterherhinken und schiebt noch einen zusätzlichen letzten Shuttleflug ein um die Verzögerungen aufzufangen.
Was deine Bemerkungen zu den bemannten Flügen angeht so gebe ich Dir 100% recht. Man sollte nicht vergessen, das es ja auch so Tote gab. Während des Gemini Programmes starben z.B. 4 Astronauten – bei Flugzeugunfällen. Es wäre mal interessant eine Statistik aufzustellen wie viele Astronauten auf der Erde beim Training starben und wie viele im All. Ich wette die erste Zahl ist größer. Ich weiss von mindestens 9 Toten am Boden und ich kenne mich eigentlich bei der bemannten Raumfahrt nur bei den frühen Programmen etwas aus.
Ich gebe Mario und Bernd vollkommen Recht in der Aussage, dass die NASA heute etwas übervorsichtig agiert.
In jedem Beruf gibt es gewisse Risiken, selbst wenn ich in einem Büro sitzte kann ich auf der Treppe stürzen und mir das Genick brechen (auch wenn der Fall eher unwahrscheinlich ist). Meiner Meinung nach gehört das Risiko eines tötlichen Unfalls zum Beruf des Astronauten dazu. Das soll nicht heißen, dass man bewusst unsichere Systeme nutzen soll oder sein Glück herausfordern muss, aber die Sicherheit eines Airliners ist denke ich in der Raumfahrt nicht erreichbar.
Ich möchte noch folgendes zum Thema SpaceX loswerden:
Ich finde es immer wieder lustig wie Befürworter und Gegner argumentieren. Die Gegner werden nicht müde hervorzuheben, dass SpaceX kaum Daten veröffentlicht und sich diese relativ oft ändern (stimmt ja auch). Oft im selben Satz wird dann aber behauptet, dass die Rakete der letzte Dreck sei, nie für den bemannten Einsatz zugelassen werden kann, die angegebenen Leistungsdaten nie erreichen wird, mit der Sicherheit aller Anwesenden in 100km um den Startplatz russisches Roulett spielt, … (übertrieben)
Jetzt frage ich aber ganz kleinlaut: Woher wollt ihr das wissen, wenn es keine Daten gibt …
Die Befürworter wiederum glauben alles, was ihnen Elon Musk hinwirft und halten Ihn für den Heiland unter den Raketenbauern (hat da jemand Steve Jobs gerufen 😀 ).
Ich glaube ich stehe irgendwo zwischen den Extremen mit leichter Tendenz pro SpaceX. Außerdem halte ich es für zu früh die Falcon 9 zu bewerten. SpaceX hat (hoffentlich) viel aus den Fehlern und Problemen der Falcon 1 gelernt. Beim Erststart haben zwar wieder einige Dinge nicht funktioniert, aber ich bin zuversichtlich, dass die Probleme gelöst werden können. Warten wir einfach die nächsten 2, 3 Flüge ab und erlauben uns dann erst ein Urteil zu fällen.
Zum Thema SpaceX / Falcon 9 und bemannte Raumfahrt kann man endlos diskutieren. Zuerst mal folgendes: Die EELV Träger haben zusammen mittlerweile 40 Flüge absolviert. Dabei gab es lediglich 2 nur zum Teil erfolgreiche Flüge, wo die Nutzlast zwar einen Orbit erreichte, aber nicht den vorgegebenen (die wären bei SpaceX als zu 99,5 % erfolgreich deklariert wurden). Alle anderen Flüge, selbst die problematischen Erstflüge gelangen ohne Probleme, eine Bilanz, die selbst die Ariane 5 nicht aufweisen kann. Dennoch genügt das der NASA nicht, laut NASA sind die EELV Träger (die immerhin so sicher sind wie die Saturn 5) viel zu unsicher für einen bemannten Einsatz, so das man lieber mit Milliardenkosten einen völlig neuen Träger entwickelt.
Und jetzt setze das mal in Relation zur Falcon 9. Die Falcon 9 ist als Träger entwickelt wurden, der Nutzlasten so billig wie möglich transportieren soll. Schon beim Vorgänger, der Falcon 1, wurden um zu sparen Systeme wie Stufentrennungsraketen eingespart, die seit 50 Jahren in der Raumfahrt gang und gäbe sind. Schaut man sich die Startpreise der Falcon 9 an, so bleibt da nur ein Schluss, es muss gespart werden, wo es nur geht, um diese Preise auch nur irgendwie zu halten. Weil das Geld für ein großes Triebwerk fehlt, wird die erste Stufe von 9 einzelnen Triebwerken angetrieben. Zum Vergleich: Noch nie war ein Träger mit mehr als 8 Triebwerken in der ersten Stufe auf Dauer erfolgreich. Die Heavy Version der Falcon 9 wird sogar von sage und schreibe 27 Triebwerken in den ersten Stufen angetrieben. Und das bei einem Träger, der so billig wie möglich entwickelt wurde.
Jetzt vergleiche das mal mit den Sicherheitsvorstellungen der NASA. Glaubst du wirklich, eine Behörde, denen die erprobten und zuverlässigen EELV Träger nicht sicher genug für einen bemannten Einsatz sind, würde die Falcon 9 als bemannten Träger auch nur in Erwägung ziehen?
Klar, die Sicherheitsvorstellungen der NASA sind maßlos übertrieben und fast unbezahlbar, auf der anderen Seite sollte man aber mit dem Leben der Astronauten kein russisches Roulette spielen. Ich halte die EELV Träger für einen sehr guten Kompromiss zwischen Kosten und Sicherheit bei einem bemannten Einsatz, bei der Falcon 9 dagegen hätte ich schwerste Bedenken. Das Leben von Astronauten darf man nicht Leuten wie Elon Musk anvertrauen, die sich wie Rockstars aufspielen und nur Starallüren und Publicity im Kopf haben.
Ich stimme dir in fast allen Punkten zu. Aber ich will nicht jetzt schon ein Urteil über einem Träger fällen, der erst einmal geflogen ist. Und das Argument, dass kein Träger mit mehr als 8 Triebwerken bis jetzt dauerhaft erfolgreich war ist für mich keines. Diese Aussage mag schon stimmen, hat für mich aber ein bisschen den Nachgeschmack von Ich kann es nicht, also können es die Anderen auch nicht. Versteh mich nicht falsch, ich glaube nicht, dass die Heavy jemals mit 27 Triebwerken fliegen wird, das würde zu sehr an die N-1 erinnern, aber 9 sollten möglich sein. (und falls das Merlin 2 Wirklichkeit werden sollte, schaut die ganze Sache gleich wieder ganz anders aus)
Das die Angebote der etablieren sicherer und Vernünftiger gewesen wären steht außer Frage. Ideal wäre es denke ich gewesen, wenn man eine etablierte und eine neue Firma gewählt hätte.
@Felix: Die kritische Einstellung gegenüber SpaceX und ihrer Unfähigkeit hängt damit zusammen, dass die Ursachen der ersten drei Fehlstarts bekannt sind, da durch das DoD finanziert gab es einen Untersuchungsbericht. Und das hätte so woanders nicht passieren können. Es fehlten aus Kostengründen Systeme die woanders Standard sind und erst nach den Fehlstarts wurden diese eingebaut.
Selbst SpaceX positiv eingestellte Befürworter wie Chris Kraft sagten in Interviews, dass SpaceX nicht realisiert hat was einen Träger für bemannte Missionen von einem unbemannten unterscheidet und ihre Kostenrechnungen die ja so gerne publiziert werden dann hinfällig werden. Das ist das Grundproblem der Firma: Sie ist ein Startup, mit Angestellten fest von der Uni. Die Erfahrungen die in anderen Firmen stecken und die eben auch sich in entsprechender Stammmannschaft mit hohen Gehaltschecks niederschlagen fehlen. Sie müssen die erst machen und ihre Kalkulation wie auch technische Expertise basiert auf dem was sie schon wissen und vielleicht nicht dem was die NASA will.
Solange übrigens das ASAP (http://oiir.hq.nasa.gov/asap/index.html) sich gegen SpaceX ausspricht werden die zumindest keine Astronauten für die NASA transportieren. Das Panel wurde nach Apollo 1 geschaffen um die NASA unabhängig zu beraten und bisher ist sie immer den Empfehlungen gefolgt.
Bei den COTS Angeboten war es offizielle Politik „kleine“ Firmen zu fördern um neue Konkurrenz aufzubauen, da die NASA mit dem Semimonpol von Boeing und LM sehr unzufrieden ist.