Schlagwort: ionentriebwerk

Wie kommt man zu Chiron?

Posted on by Bernd Leitenberger

Wahrscheinlich werden sich 99% der Blogleser nicht vorstellen können, um was es bei „Chiron“ geht. Chiron ist ein Planetoid, genauer gesagt (2060) Chiron, so benannt nach einem Zentauren. Schon als ich zum ersten mal von ihm hörte, 1980 als ich mir das „Planetenlexikon“ kaufte, fiel er mir auf. Er war damals der fernste bekannte Asteroid, er zieht seine Umlaufbahn zwischen 1369 und 2820 Millionen km Entfernung seine Kreise, der Perihel ist innerhalb der Saturnbahn, das Aphel außerhalb des Perihels von Uranus, aber noch unterhalb der mittleren Uranusentfernung. Derzeit ist er in 2735 Millionen km Entfernung also nahe des Aphels.

Das war schon damals etwas besonderes und ist es heute noch. Heute kennen wir weitere Planetoiden jenseits des Hauptasteroidengürtels, doch befinden sich fast alle jenseits der Neptunbahn. Daneben gibt es noch den Asteroidengürtel und einige Familien von Asteroiden, die sich innerhalb der Umlaufbahn von Mars befinden wie die Apollo- und Amurasteroiden. Die äußersten der innersten Planetoiden sind die Trojaner die sich in der Entfernung von Jupiter befinden, aber 60 grad vor und nach dem Planeten, dort befinden sich stabile Lagrangepunkte.

Bis heute sind weniger als 10 Asteroiden bekannt, die zwischen Saturn und Uranus ihre Kreise ziehen. Chiron ist mit 218 km Größe der größte dieser Zentauren. Inzwischen hat man bei ihm eine Koma entdeckt, seitdem gilt er auch als der größte bekannte Komet, der wegen seiner großen Entfernung jedoch nie einen Schweif ausbilden wird. Er ist also ein durchaus interessantes Objekt und weitaus leichter erreichbar als die Transneptunobjekte.

Ich habe mich daher damit beschäftigt wie man zu Chiron kommt. Meine Hauptüberlegung gilt der Minimierung der Reisezeit und der Geschwindigkeitsänderungen im äußeren Sonnensystem. Continue reading „Wie kommt man zu Chiron?“ →

Das ideale Ionentriebwerk für die „All-Electric Satellites“

Posted on by Bernd Leitenberger

Nun beginnen sie also ihre Reise die „All Electrric“ Satelliten. Nun wären wir aber nicht im „Wir-Wissen-Es-Besser“ Blog wenn ich nicht da was zu kritisieren hätte. Es geht um die eingesetzten Ionentriebwerke des Typs XIPS der Boeing Satelliten. Mit einem spezifischen Impuls von 3500 s (US-Einheit) sind sie für die Aufgabe nämlich nicht optimal. Dazu erst mal eine kleine Einführung in die Technologie. Es gibt drei grundlegende Typen. Am vergleichbarsten mit dem chemischen Antrieb ist der elektrothermische Antrieb. Hier wird ein Arbeitsgas durch einen Lichtbogen in ein Plasma umgewandelt. Das Plasma hat eine hohe Geschwindigkeit durch die hohe Temperatur. Der Wirkungsgrad dieser Typen ist relativ gering (als Wirkungsgrad definiert man die Energie die im Antriebsstrahl steckt getilt durch die aufgenommene Energie des Triebwerk. Bei lagerfähigem Arbeitsgas ist auch die Ausströmgeschwindigkeit gering. Die elektromagnetischen Triebwerke versuchen diesen Nachteil zu kompensieren indem sie das Plasma durch ein Magnetfeld beschleunigen. Die meisten Triebwerke gehören heute zu den Elektrostatischen Triebwerken. Bei diesen werden die Ionen nicht durch einen Lichtbogen erzeugt sondern durch andere Methoden wie Elektronenbeschuss oder Hochfrequenzfelder. Die Ionen werden dann durch ein Magnetfeld oder elektrisches Feld beschleunigt. Diese Typen haben relativ hohe Ausströmgeschwindigkeiten und Wirkungsgrade. Zu dieser Gruppe gehören auch die XIPS Antriebe. Je nach Ionisierung und Beschleunigung kann man außer diesen drei Kategorien zahlreiche Untertypen unterscheiden. Wie Hall-Effekt oder Kaufmann Triebwerke. Mehr über das ganze in einem eigenen Aufsatz. Continue reading „Das ideale Ionentriebwerk für die „All-Electric Satellites““ →

Der ideale „grüne“ Treibstoff

Posted on by Bernd Leitenberger

Eigentlich wollte ich den Beitrag unter „Münchhausens Kolumne“ ablegen, aber dann fiel mir nichts ein, was gegen ihn sprechen sollte. so kommt er unter Satire und Fiktion, wobei das Fiktion der passende Oberbegriff ist. Seit einigen Jahren hat die Umweltbewegung ja auch die Raumfahrt erreicht und ein Thema sind „green fuels“ oder wie man im deutschen sagen würde umweltfreundliche Treibstoffe. Sie sollen auch bei einer Havarie möglichst umweltverträglich sein. Die Alternativen werden vor allem bei Hydrazinen gesucht, die alle giftig sind. Die NASA untersucht Hydroxylammoniumnitrat als Einkomponentensystem. Gedacht wird vor allem an Satelliten, wobei meiner Ansicht nach aufgrund der Treibstoffmenge Stufen viel interessanter wären. Aber da wird man wohl dann gleich auf LOX/Kerosin umsteigen. Continue reading „Der ideale „grüne“ Treibstoff“ →

Eine Lösung für die ESA als Beitrag für den ISS Betrieb ab 2020

Posted on by Bernd Leitenberger

Da nun ja schon diskutiert wird, die ISS nochmals 4 Jahre länger zu betrieben hat die ESA ein kleines Problem. Für die Verlängerung von 2016 bis 2020 will sie ja das Servicemodul für die ersten beiden Orion Testflüge bauen. Das ist noch nicht in trockenen Tüchern, aber selbst wenn, dann fehlt der Beitrag für 2020 bis 2024. Nun ist offen, ob man dann noch beteiligt ist, schließlich wollen Frankreich und Italien genauso das nicht. Aber nehmen wir mal an, man verlängert. Was nun? Für vier weitere Jahre der NASA Geld bezahlen – dürfte keine Option sein. Eine Neuentwicklung eines neuen Transporters dürfte nicht durchsetzbar sein, das würde zu teuer. also wäre eine Lösung ideal die nicht viel kostet aber von der NASA als Kompensation akzeptiert wird. Continue reading „Eine Lösung für die ESA als Beitrag für den ISS Betrieb ab 2020“ →

Nicht immer ist ein hoher spezifischer Impuls wichtig….

Posted on by Bernd Leitenberger

Was wirklich? Was soll denn das heißen? Nun es gibt tatsächlich eine Ausnahme, nämlich wenn die Energie nicht im Treibstoff schlummert, sondern selbst aufgebracht werden muss, also bei elektrischen Antrieben.

Nun man kann das ganze ganz einfach erklären: Die Energie die man braucht, um Materie auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu beschleunigen berechnet sich nach E = m*v² Continue reading „Nicht immer ist ein hoher spezifischer Impuls wichtig….“ →