Raumfahrträtsel 23
Heute ein weiteres Raumfahrträtsel von einem Blogleser der nicht genannt werden will:
1.) Warum war die Landestufe der Apollo-Mondfähre mit Goldfolie
eingewickelt?
2.) Hat das Triebwerk der Landestufe der Apollo Mondfähre einen Krater
auf dem Mond hinterlassen?
Ich denke das ist leicht zu lösen, also bitte auch eine etwas ausführlichere Erklärung damit alle was von den Rätseln haben. (Ihr könnte ja dazu übergehen eure unverstandenen Raumfahrtfragen als Rätsel zu stellen)…
Ich beschränke mich mal auf Frage 2.)
Nein, das Triebwerk hat keinen erwähnenswerten Krater hinterlassen. Zunächst mal ist zwar die Mondoberfläche recht staubig, wird aber in ein paar Zentimetern Tiefe schon recht fest, weshalb auch weder Astronauten noch die Fähre selbst Probleme mit zu tiefem Einsinken hatten.
Weiterhin darf man nicht von der Vorstellung ausgehen, welcher Schub für ein Raumfahrtzeug von der Größe der Apollo Landefähre auf der Erde notwendig wäre. Der Mond hat nur ca. 1/6 der Schwerkraft der Erde, dementsprechend schwächer ist auch das Triebwerk.
Das Triebwerk brannte auch nicht bis zum Aufsetzen, sondern wurde kurz nach Kontakt der Landesonde angeschaltet. Die Fähre brauchte noch eine gewisse Geschwindigkeit beim Aufsetzen, damit die Landebeine auseinandergedrückt wurden.
Zuletzt und am wichtigsten: auf dem Mond herrscht ein Vakuum. Die Abgase expandieren sofort nachdem sie die Düse verlassen haben viel mehr, als sie es in einer Atmosphäre tun würden, wo man eher einen nach unten gerichteten Abgasstrahl hat. Das ist auch etwas, was regelmäßig von Mondlandungslügenverschwörungstheorieanhängern nicht verstanden und als Argument gegen eine Mondlandung verwendet wird.
Zur Expansion der Gase kann man sich gut mal folgendes Video ansehen und die Form des Abgasstrahls bei ca. 6:50 und bei 8:10 vergleichen. Zum späteren Zeitpunkt ist die Saturn 5 bereits in dünneren Luftschichten, so dass der Strahl viel breiter wird.
http://www.youtube.com/watch?v=zGNryrsT7OI
Da ich das jetzt alles ohne weitere Recherche heruntergeschrieben habe, freue ich mich über eventuelle Korrekturen!
Nö stimmt fast alles. Nur nicht die Passage mit der „gewissen Geschwindigkeit“. Die Beine hatten über 1 m lange Proben mit Sensoren (siehe Bild)
Sie dienten dazu das Triebwerk zu stoppen bevor es zu nahe am Boden war. Das Aufwirbeln von zu viel Staub sollte nämlich vermeiden werden, weil er auch in die Düse und Brennkammer des Aufstiegstriebwerks geraten könnte, was als Sicherheitsrisiko galt.
Also ich wollte nicht ungenannt bleiben, kleines Mißverständnis 😉 die Rätsel waren von mir. Das ist eine super Erklärung für #2, vielen Dank!
Gruß,
Thorsten
Dann sollte man Mails nicht mit
„Ein eifriger Blog-Leser…“
beenden. Daraus schließe ich dass man den Namen nicht veröffentlicht haben will. (Durch die Mailadresse ist er ja bekannt)
Und zu Frage 1:
Die Strahlung der Sonne liefert in Erdentfernung ungefähr 1100 und nen bisschen Watt pro cm². Das ist ne ganze Menge und alles Material würde sich ganz schön erhitzen.
In der Landestufe sind neben Treibstoff auch noch Helium, Sauerstoff, Wasser etc. Eine Erwärmung würde entweder massivere Tanks (Druckanstieg) oder ein verdampfen und entweichen der mitgenommen Flüsigkeiten erfordern. Bei der gewichtskritischen Mondlandefähre ist die dünne, goldbedampfte Mylarfolie leichter. Gleichzeitig gehört sie zum Micrometeoritenschutz.
Anderes Thema istt das Landegestell, daß auch mit Folie umwickelt ist. Die beweglichen Teile müssen natürlich thermisch geschützt sein, auch die Hauptstreben, die im inneren Stossdämpfer aus Honeycomb hatten, durften sich nicht verziehen. Aber der Rest? oder war das einfach einfacher alles zu umwickeln?
Das Problem stellte übrigens nicht der Aufenthalt auf dem Mond dar, sonder der Transfer im freien Weltraum. Aus diesem Grund gab es auch den sog. „Grillmodus“. Das ganze Gefährt (C/SM,LM) wurde in eine langsame Längsrotation versetzt, damit nicht immer eine Seite der Sonne zugewandt war. Nur bei Mannöver oder Highspeed-Datalinks wurde der gestoppt.
Mist. Immer vergess ich den entscheidenden Punkt 😉
Das Verhältniss von Refektionsfähigkeit zu Gewicht war 1969 bei goldbedampfter Mylarfolie am besten.
Bei der Mondlandefähre kam hinzu, dass die Mondoberfläche aus dunklem Material sich auch hitzt so wie Asphalt in der Wüste. Auch diese Strahlung musste abgeschirmt werden. Es reicht die Landestufe zu isolieren, weil die Oberstufe durch die Elektronik und ihr Kühlsystem für eine Verteilung der Wärme sorgte (die Rückseite ist ja bekanntlicherweise nicht angestrahlt und kühl ganz schön ab.
Goldbedampfte Mylarfolie wird für diesen Zweck übrigens heute noch bei Satelliten eingesetzt. Siehe hier;
Die Vorderseite (Passagierseite) lag im Schatten, die Elektronikseite in der Sonne 😉
Ergab sich a) aus der Himmelsmechanik, also Umkreisung im Uhrzeigersinn, Landung am Mondmorgen und b) aus der Landetechnik: Der Pilot sollte den Schatten des LM sehen, um die Höhe abzuschätzen.
Frage zur Mylarfolie: Wird Gold als Metal genommen, da es so „elastisch“ ist? Hab mal gelesen, daß mit Gold rein aus den Materialeigenschaften die dünnsten Drähte gezogen werden können, andere Metalle würden früher reißen. Daraus könnte man ableiten, daß mit Gold die geringsten mechanisch stabilen Schichtstärken möglich sind.
Welches andere Metall kennst Du, das in dünnsten Schichten absolut oxidationsstabil ist?
Gusseisen 😀
Das mit dem oxidieren ist aber nur innerhalb der Atmossphäre ein Problem 😮
Heutzutage gibt es auch laminiertechniken, um das zu verhindern.
Es bleibt die Frage: Welche hervorstechenden Eigenschaften hat Gold als Reflektionsschicht, obwohl vom Augenschein eine silbrige Oberfläche eine höhere Reflektion hat. Wie sieht es z.B. in anderen Wellenbereichen aus?
Laminieren macht es schwerer. Oxidation gibt es auch im Weltraum, dazu kommen auch Veränderungen durch UV Strahlung. Gold hat im IR Bereich eine hohe Reflexionsfähigkeit, das ist der wesentliche Grund für den Einsatz. Im sichtbaren Bereich ist es gar nicht mal so hoch. Das Gold ist übrigens aufgedampft und keine feste Schicht. Auch das klappt nicht mit jedem Metall.
Hab da noch zwei Links gefunden.
http://de.wikipedia.org/wiki/Rettungsfolie#Aufbau
http://en.wikipedia.org/wiki/Space_blanket#Manufacturing