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Web Log Teil 223: 24.4.2011 - 27.4.2011

Sonntag den 24.4.2011: Startkosten zum Nulltarif reduzieren

In den letzten Jahren sind vor allem in den USA die Transportkosten stark angestiegen und die USAF finanziert Lockheed-Martin und Boeing auch durch Subventionen. Die Transportkosten sind seit Anfang der achtziger Jahre in der Diskussion. Ich habe einen ganz einfachen, aber trotzdem, das werde ich weiter unter ausführen, unmöglichen Vorschlag, sie zu reduzieren - ohne gravierende finanzielle Aufwendungen. Fangen wir aber erst mal mit einer Analyse an. Hier finden Sie die Starts aller Trägerraketen in den Jahren 2006 bis 2010, also über einen Zeitraum von fünf Jahren.

Submodell Starts Erfolge Einsatzzeitraum
Ariane 5E 27 27 2006 – 2010
Ariane 5G 3 3 2007 – 2009
Atlantis 6 6 2006 – 2010
Atlas V 17 16 2006 – 2010
Chang Zheng 2 13 13 2006 – 2010
Chang Zheng 3 23 23 2006 – 2010
Chang Zheng 4 12 12 2006 – 2010
Delta 7000 28 28 2006 – 2010
Delta IV 10 10 2006 – 2010
Discovery 7 7 2006 – 2010
Dnepr 11 10 2006 – 2010
Endeavour 5 5 2007 – 2010
Falcon 1 5 2 2006 – 2009
Falcon 9 2 2 2010 – 2010
GSLV 4 1 2006 – 2010
H-2A 11 11 2006 – 2010
H-2B 1 1 2009 – 2009
Kosmos C 9 9 2006 – 2010
Minotaur 1 4 4 2006 – 2009
Minotaur IV 2 2 2010 – 2010
Molniya 4 4 2006 – 2010
Mu V 2 2 2006 – 2006
Naro 1 2 0 2009 – 2010
Pegasus XL 4 4 2006 – 2008
Proton K Block DM2 5 5 2006 – 2009
Proton M Block DM 7 6 2007 – 2010
Proton M Breeze M 33 30 2006 – 2010
PSLV 8 8 2007 – 2010
Rockot 7 7 2006 – 2010
Safir 2 1 2008 – 2009
Shaviyt 1 2 2 2007 – 2010
Shtil'-1 1 1 2006 – 2006
Soyuz 2a 8 8 2006 – 2010
Soyuz Fregat 18 18 2006 – 2010
Soyuz U 30 30 2006 – 2010
Start-1 1 1 2006 – 2006
Taepodong 2 1 0 2009 – 2009
Taurus 3110 1 0 2009 – 2009
Tsiklon 2 1 1 2006 – 2006
Tsiklon 3 1 1 2009 – 2009
Zenit 2 1 1 2007 – 2007
Zenit 3LL 4 4 2008 – 2009
Zenit 3SL 12 11 2006 – 2009
Gesamt 355 337

Die Analyse

Es sind 355 Starts, also rund 70 pro Jahr. Engt man diese Liste weiter ein, indem man Modelle zusammenfasst, die technisch vergleichbar sind und sich nur durch Oberstufen oder Booster unterscheiden, so kommt man auf folgende Liste:

Submodell Starts Erfolge Einsatzzeitraum
Ariane 5 30 30 2006 – 2010
Space Shuttle 18 18 2006 – 2010
Atlas V 17 16 2006 – 2010
Chang Zheng 2-4 48 48 2006 – 2010
Delta 7000 28 28 2006 – 2010
Delta IV 10 10 2006 – 2010
Dnepr 11 10 2006 – 2010
Falcon 1 5 2 2006 – 2009
Falcon 9 2 2 2010 – 2010
GSLV 4 1 2006 – 2010
H-2A/B 12 12 2006 – 2010
Kosmos C 9 9 2006 – 2010
Minotaur IV 2 2 2010 – 2010
Minotaur 1 4 4 2006 – 2009
Mu V 2 2 2006 – 2006
Naro 1 2 0 2009 – 2010
Pegasus XL 4 4 2006 – 2008
Proton M Breeze M 45 42 2006 – 2010
PSLV 8 8 2007 – 2010
Rockot 7 7 2006 – 2010
Safir 2 1 2008 – 2009
Shaviyt 1 2 2 2007 – 2010
Shtil'-1 1 1 2006 – 2006
Soyuz 60 60 2006 – 2010
Start-1 1 1 2006 – 2006
Taepodong 2 1 0 2009 – 2009
Taurus 3110 1 0 2009 – 2009
Tsiklon 2 2 2006 – 2006
Zenit 17 16 2006 – 2009
Gesamt 355 337

Es sind insgesamt 28 Trägerfamilien, die 70 Starts pro Jahr durchführen, also durchschnittlich nur 2-3 pro Modell und Jahr. Wer die Aufstellung ansieht, bemerkt, dass es aber deutlichere Unterschiede gibt. Es absolvieren nur 11 Träger mehr als 10 Starts in 5 Jahren, also mindestens zwei pro Jahr. 17 aber weniger. Viele nur einen oder zwei Starts in diesem Zeitraum. Die Sojus alleine absolviert mehr Starts als alle Träger mit weniger als 10 Starts in diesem Zeitraum zusammen, also die 17 am wenigsten eingesetzten Modelle!

Das isst der Hauptgrund, warum die Starts so teuer sind. Es gibt einfach zu wenig Starts pro Modell. Das führt zu enormen Startpreisen für bestimmte Modelle, wie z.b. der Taurus, die nun schon 70 Millionen Dollar pro Start kostet. Meine verblüffende Idee: Wenn man die Zahl der Modelle auf wenige einschränken kann, so wird jeder Start automatisch billiger. Teilt man die Nutzlasten in Gewichtsklassen ein so könnte man folgende Klassen aufbauen:

Nutzlast in LEO Starts Modelle
<1000 31 Falcon 1,Kosmos,Minotaur 1,Naro,Pegasus,Safir,Shavit,Shtil,Start,Taepodong
1.000 - 2.000 kg 20 Minotaur IV,My 5,PSLV,Rockot,Taurus
2.000 - 4.000 kg 25 Chang Cheng 4,Dnepr,Tsiklon
4.000 - 8.000 kg 101 Chang Cheng 2,Delta 2,Soyuz
8.000 - 16.000 kg 95 Atlas V,Delta 4,Falcon 9,GSLV,H-2,Zenit,Chang Cheng 3
> 16.000 kg 93 Ariane 5,Space Shuttle,Proton
Gesamt 355  

Die Einteilung ist nicht perfekt, weil es z.B. bei der Chang-Cheng Serie zahlreiche Submodelle gibt mit unterschiedlicher Nutzlast, ebenso bei Delta und Atlas. Mein Vorschlag ist: Pro Klasse behält man weltweit einen Träger. Die Auswahl muss dann natürlich noch berücksichtigen, dass die Nationen unterschiedlich engagiert sind. Die meisten Starts führen die USA und Russland durch. China folgt als nächstes und Europa ist zwar nur mit einem Modell vertreten, dieses hat aber die Marktführerschaft bei kommerziellen Transporten. Aufgrund der geringen Startzahlen habe ich Japan, Indien und kleine Nationen vernachlässigt. Schon Japan als größte der kleinen Raumfahrtnationen führt nur 4% der weltweiten Starts durch. Daher meine Vorschläge für eine Konsolidierung des Trägermarktes:

Der Vorteil

Der Vorteil sind größere Stückzahlen. Wir reden je nach Typ nun von 4 bis 20 Starts pro Jahr. Das senkt die Produktionskosten durch eine höhere stückzahl. Gemäß der Erfahrungskurve sinken die Produktionskosten nach:

K = K0 * L ln2(n/n0)

K: Kosten von n Trägern, K0: Kosten eines Trägers. n/n0: Anzahl der Träger die verglichen werden. Setzt man n=20 / n0=7 (Ariane 5 vorher, nach Konsolidierung) und L=0,8 so sinken diese auf 71% der Kosten für sieben Exemplare. Bei Trägern mit noch mehr Konkurrenz ist der Effekt noch größer.

Weiteres Einsparpotential

Derzeit betreiben die größeren Weltraumnationen insgesamt 10 Weltraumbahnhöfe. Ein weiterer Kostentreiber sind auch die Kosten um diese zu betreiben. Zwar ist bei allen neueren Trägern die Reduktion der Startkosten ein integraler Bestandteil des Konzeptes - je weniger Personen man dafür benötigt und je schneller dies geht desto billiger wird es. Aber auch hier gibt es Möglichkeiten zu Optimierung. So wird auch ein Weltraumbahnhof für eine bestimmte Maximalstartfrequenz ausgelegt. Diese muss deutlich höher sein  als die Regelfrequenz um z.B. Zeitfenster zu nutzen oder Verzögerungen abzufangen bzw. kurzfristige Aufträge integrieren zu können. ELA3 ist z.B. für acht Starts pro Jahr / minimal 30 Tagen zwischen zwei Starts ausgelegt. Bei vielen alten Trägern sind die Anlagen in Zeiten entstanden, als viel mehr Starts erfolgten und deutlich überdimensioniert. Für die Delta 2 gab es z.B. jeweils zwei Startrampen in VAFB und im KSC - dabei absolvierte diese Rakete weniger Starts als Ariane 5 in diesen fünf Jahren. Die Startanlagen und die Produktionskapazität von Lockheed Martin würden 24 Starts pro Jahr zulassen.

Weniger Weltraumbahnhöfe bedeuten eine bessere Auslastung der Bodenmannschaften. Wenn viel mehr Starts erfolgen gibt es praktisch kaum noch Zwangspausen weil gerade keine Nutzlast ansteht. Kurzum jeder Start wird billiger. Dazu kommt dass man Infrastruktur wie Treibstofflager, Treibstoffgewinnung, technische anlagen, Nutzlastintegration nur einmal vorhalten muss und nicht zehnmal. Es würde ein einziger Weltraumbahnhof reichen, der dann rund 70 Starts pro Jahr mit sehc Typen abwickeln müsste, was mit ein bis zwie Startrampen pro Typ möglich ist.

Ich schlage hier Kourou vor, da nur vom CSG aus alle Bahnneigungen möglich sind und für GTO Transporte der Energiebedarf minimal ist. Es gibt schon Rampen für die Ariane 5 und Sojus. Die Rampe für die Vega könnte für Starts der Rockot oder Falcon9/Minotaur umgebaut werden. Benötigt würden dann nur noch je eine zweite Startrampe für die Sojus und Ariane 5 um die vielen Starts durchführen zu können und je eine für die Lange Marsch/Atlas V.

Man sollte die Kosten nicht unterschätzen. Die ESA zahlt zusätzlich zu den Startkosten der Träger alleine für Ariane 5 rund 100 Millionen Euro zu um die Fixkosten des CSG zu finanzieren. Basierend auf dem Unterschied zwischen Herstellungspreis und Verkaufspreis betragen die Startkosten rund 25-30% der Produktionskosten. Auch diese sollten in dem gleichen Maße wie bei der Produktion senkbar sein.

Eine Vision

... aber eine realistische. Betrachten wir den Markt für größere Verkehrsflugzeuge so gab es früher zahlreiche Hersteller: McDonnell-Douglas, Lockheed, Boeing, Airbus, Iljuschin. Heute gibt es nur noch zwei Hersteller. Das Problem ist das jede Nation ihre eigene Trägerrakete haben will, weil dies prestigeträchtig ist. Wir finden in dem Zeitraum ja auch den Eintritt neuer Staaten mit neuen Trägern wie Iran, Südkorea oder neuen Typen wie der Taepodong. Doch zumindest die Nationen die viele Satelliten starten und die Kosten für den Zugang senken wollen, sollten fähig sein zusammenzuarbeiten um die Kosten zu senken. Schlussendlich müssen ja weder die USA noch Russland auf eigene Träger verzichten, nur werden eben nicht alle Satelliten auf eigenen Trägern gestartet. Die Geheimhaltung bei militärischen Missionen kann man gewährleisten wenn jedes Land ein eigenes Gebäude für die Nutzlastintegration betreibt. Der Satellit wird im Transportkontainer angeliefert und verlässt das Gebäude, eingeschlossen in die Nutzlasthülle, und danach kommt keiner mehr an den Satelliten heran.

Schade nur, dass diese Vision nie umgesetzt werden wird...

Montag 25.4.2011: Buchkritik: Eugen Reichl Typenkompass Trägerraketen

Ich will heute mal eine neue Rubrik eröffnen und Raumfahrtbücher besprechen. Neben aktuellen, die ich derzeit lese, auch empfehlenswerte, die heute nur noch antiquarisch erhältlich sind. Den Reigen eröffnet Eugen Reichls "Typenkompass Trägerraketen". Es ist das erste Buch dieses Autors, das ich mir kaufte, obwohl er schon einige geschrieben hat. Das lag daran, dass er bisher vor allem über bemannte Raumfahrt schrieb und dass ist nicht mein Hauptinteressengebiet und wenn ich da was lese, dann meistens zur Recherche. Die kurzen Typenkompass Werke passten daher nicht so richtig zu mir. Das einzige Buch das mich interessierte war sein Raketentypenbuch, das war mir aber zu teuer. Nun gibt es ein Buch zum Thema Trägerraketen für 10 Euro, also habe ich gleich mal zugegriffen.

Aufmachung

Die erste Überraschung ist der Einband. Auf Amazon sieht das Buch anders aus: Dort findet man auf der Vorderseite eine Abbildung der Saturn V und einer R-7 (wahrscheinlich Vostok Version), auf meinem Buch dagegen eine Proton und eine Delta IV Heavy. gravierender ist das dort vermerkt ist "1957 bis 1980", sodass ich erwartete die Modelle dieser Zeit komplett wiederzufinden. Auf dem Buch das ich in den Händen halte, steht "seit 1957" und es entfällt die Hälfte des Buchs auf die aktuellen Typen und die andere Hälfte auf verschiedene frühere Typen. Wer also mit der Erwartungshaltung das Buch kauft, die Träger von 1957 bis 1980 genauer beschrieben zu bekommen, der macht einen Fehlkauf.

Die Ausstattung ist auf gehobenem Niveau. Das gesamte Buch ist im Farbdruck. Links findet man eine sehr gut gezeichnete Darstellung der Trägerrakete als technische Zeichnung sowie die technischen Daten in einem Kasten. Rechts auf einer Seite dann noch eine Beschreibung der Trägerrakete und ein Foto. Bei den Fotos ist die Qualität durchwachsen. Natürlich ist es schwer von bestimmten Trägern qualitativ hochwertige Aufnahmen zu bekommen, entweder weil sie alt sind oder es keine qualitativ hochwertigen gibt wie von den chinesischen Trägerraketen. Diese Problematik kenne ich auch von meinen Büchern, trotzdem sind die Bilder obwohl kleiner bei bei meinem Buch von deutlich schlechterer Qualität. Man sieht die Rasterung von JPEG-Artefakten. Eine behutsame Hochskalierung mit Kantenschärfung, die ich bei meinen Büchern betreibe, wurde nicht betrieben.

Das Format ist recht klein (20,5 x 14 cm). Das lässt bei zwei Spalten für den Text nicht viel Beschreibung für jeden Träger.

Was auffällt ist die Sprache. Also ich bin ja nicht gerade empfindlich gegenüber Grammatikfehlern, vor allem weil ich selbst viele mache, aber die Sprache ist doch anstrengend. Die Sätze sind lang und oftmals beim zweiten Durchlesen verständlich. Mal zwei Zitate:"Ob Satelliten oder Teile einer Raumstation, Weltraumverpflegung oder Besatzungstransport ins All: Ohne Trägerraketen bliebe das alles auf der Erde". Da muss man den ganzen Satz lesen, bis das eigentliche Subjekt kommt, noch dazu mit zwei "oder". Warum nicht "Ohne Trägerraketen blieben Satelliten, Raumstationen, deren Besatzung oder ihre Verpflegung auf der Erde". Sie ist auch sonst umständlich wie das zweite Beispiel zeigt: "Nachdem das Programm der Europa-Rakete gescheitert war, beschloss die Europäische Ministerratskonferenz am 20 Dezember 1972 das Projekt L3S als Nachfolge-Vorhaben aufzusetzen". Also mir wäre hier ein anderes Verb als "aufzusetzen" eingefallen und der Satz wäre gut in zwei Sätze trennbar gewesen. Das macht das Lesen mühsam.

Die Fakten

Das wichtigste an einem Typenbuch sind die Fakten. Ich will nur anhand von drei Typen die sechs Seiten des Buches ausmachen mal zeigen wie sich hier der Typenkompass schlägt.

Zuerst aber noch einen Kommentar zu den Daten. Eugen Reichl verwendet für den spezifischen Impuls die US-Einheit Sekunden. Es gibt ja auch noch die metrische SI-Angabe, die ich bevorzuge. Egal welche man nimmt, man sollte aber dem Leser erklären, wie man darauf kommt und um was es sich handelt. Eugen Reichl scheibt dazu "Maßeinheit für die güte eines chemischen Antriebssystems. Mit diesem Begriff kann die Qualität von Triebwerken unterschiedlicher Schubklassen miteinander verglichen werden. Der spezifische Impuls wird nach Auflösung der ihm zugrunde liegenden Gleichung in Sekunden ausgedrückt". Alles klar? Für mich klingt das so "alle Zahlenwerte dich gefunden habe waren in Sekunden, deswegen habe ich diese Einheit genommen. Wie sie berechnet wird weis ich leider nicht".

So nun aber zu den Fehlern auf nur sechs Seiten.

Ariane 1-3

Nun zur Delta

Der Autor gibt keine technische Beschreibung der Delta, sondern fasst die Flüge und Differenzen aller Versionen auf einer Seite zusammen. Anstatt nun ein typisches Modell für den Kasten für die technischen Daten zu wählen, entschied er sich für die Delta 5920, die gerade einmal eingesetzt wurde.

Anders als der Autor schreibt setzte die Delta 5920 die Delta K Stufe ein, mit dem Triebwerk AJ10-118K und nicht TRW 201. Voll/Leermasse, Brenndauer, Schub und spezifischer Impuls, also alle Daten dieser Stufe sind falsch. Interessanterweise schreibt Reichl rechts, dass das AJ10 Triebwerk eingesetzt wurde... Das Korrekturlesen ob der Text zu den Daten passt wurde offensichtlich unterlassen.

Falcon 1

Das sind nur einige Fehler, die ich auf gerade einmal 6 Seiten gefunden habe. Es gibt noch mehr. Die Falcon 9 wiegt, wenn man die Stufen addiert, 50 t mehr als die angegebene Startmasse. Bei der Taurus II könnte die Rakete wegen einer um 30% zu schweren ersten Stufe gar nicht abheben, weil der Schub kleiner als das Gewicht ist und so weiter... Das sind die Fehler die mir sofort auffallen. Wenn man jeden Wert nachprüft (wie ich es bei den Delta Starts getan habe, die ich auch nicht im Kopf habe, so summieren sich die fachlichen Fehler auf jeder Seite.

Fazit

Die Aufgabe, alle Trägerraketen zu beschrieben und dies auf 128 Seiten - damit hat sich Eugen Reichl übernommen. Ich halte das bei rund 200 Typen, die weltweit in den letzten 50 Jahren eingesetzt wurden, für unmöglich. Ich fand den Ansatz, den die Amazon Aufmachung hatte, gut: Dieser suggerierte die Beschränkung auf die Typen von 1957 bis 1980. Dann wäre vielleicht noch ein Band von 1980 bis 2000 gefolgt und vielleicht einer mit den aktuellen Typen. So ist es aber zu kompakt. Der Autor ist sich dessen Nachteils bewusst und schreibt; dass er in zukünftigen Auflagen Raketentypen "durchtauschen" will - ich halte das für eine Unverschämtheit. So soll wohl der Leser zum mehrfachen Kauf des Buches animiert werden.

In der Kürze mit zwei Seiten pro Träger fällt es schwer einen Nutzen für das Buch zu finden. Ein mittellanger Wikipedia Eintrag ist umfangreicher. Es bleibt übrig eine aussagekräftige Grafik und ein Typenblatt und Daten von einem Autor, anstatt dem unterschiedlichen Niveau und Format von Wikipedia. Wer sich für Technik interessiert, sollte das Buch nicht kaufen. Man findet über den technischen Aufbau der Träger nichts. Nur über die Einsatzgeschichte.

Aber auch denen die daran interessiert sind, kann ich nicht zu dem Buch raten. Dafür gibt es einfach zu viele Fehler. Auf fast jeder Seite fallen mir offensichtliche Fehler auf, wenn ich anfange alle Daten mit meinen Aufzeichnungen und Quellen zu vergleichen, so erreicht die Fehlerzahl pro Doppelseite schnell zweistellige Werte und das ist nicht tolerierbar.

Dienstag 26.4.2011: Einführung in Teleskope - Teil 2

Diesmal geht es um die Montierung und noch etwas mehr über Okulare. Beides sind Dinge die von Laien gerne ignoriert werden. Das gilt vor allem für die Montierung. Darunter versteht man das Stativ, auf dem ein Fernrohr befestigt ist. Es gibt zwei Systeme: azimutal, das ist wie bei Fotostativen. Die eine Achse ist parallel zum Horizont ausgerichtet, die andere senkrecht dazu. Derartige Montierungen findet man bei kleineren Linsenteleskopen, die man auch für Naturbeobachtungen nutzen kann oder Dobson Teleskopen, dazu später mehr. Sie ist aber für astronomische Belange nicht geeignet. Alle Sterne ziehen durch die Erdrotation um den Himmel. Wer eine Kamera mit B-Einstellung hat kann diese Spuren aufnehmen wie z.B. hier.

Es sind Bögen, da die Erdachse geneigt ist und so geben sie die Erdrotation ab. Azimutale Montierungen erfordern das Bewegen beider Achsen um diesen Bögen zu folgen. Ist nun die Achse genauso zur Horizontalen geneigt wie die Erdachse (bzw. ist sie auf den Himmelsnordpol ausgerichtet), so reicht es, das Teleskop in einer Achse nachzuführen, anstatt in zweien. Daher haben die meisten Teleskope eine parallaktische Montierung, bei der die Achsenneigung der Rektaszensionsachse (der die Sterne folgen) dem Breitengrad angepasst werden kann.

Warum ist eine gute Montierung wichtig? Nun wer einmal einen Feldstecher mit einer größeren Vergrößerung freihändig beobachtet hat, merkt wie nun auch das Händezittern vergrößert wird. so ab 9-10 mal muss man das Ding abstützen. Nun kann man sich leicht ausmahlen wie die Auswirkung ist wenn man 100 oder 200 fach vergrößert. Eine Montierung muss daher sehr viel leisten:

Kurzum, man braucht eine wirklich gute Mechanik und die äußert sich nicht so sehr in technischen Werten, sondern einer guten Verarbeitung. Eine gute Montierung ist anpassbar an das Instrument, z.B. wenn sich der Schwerpunkt durch eine Kamera verschiebt. Sie hat ein leichtgängiges, vibrationsarmes Getriebe für die Nachführung und sie dämpft Vibrationen gut ab. Letztes geht entweder mit massiven Säulen die durch ihre Masse dämpfen, oder den Einsatz von Holz, das gut dämpft. Aluminium-Dreibeine sind dagegen eher ungeeignet.

Die Montierung ist bei den meisten Einstiegsfernrohr oder allgemein den billigen Fernrohren der Schwachpunkt. Eine gute Montierung kostet genauso viel wie die Optik, mit Motoren zur Nachführung sogar noch mehr. Im Billigsegment findet man fast immer schlechte Montierungen. Teilweise werden auch Teleskope verkauft, bei denen der Tubus mehr wiegt als die Montierung erlaubt. Anders als bei Mängeln in der Optik, die man mit etwas handwerklichem Geschick korrigieren kann, ist für den Laien bei der Montierung oft nichts zu machen. Worauf also achten? Nun man sollte sein Teleskop bei einem Fachhändler kaufen, der auch Billigfernrohre im Angebot hat, aber Beratung liefern kann. Dort ist oft auch der Wechsel der Montierung möglich. Oftmals hilft es schon beim Hersteller eine Gewichtsklasse hochzugehen. Worauf man als Einsteiger völlig verzichten kann sind Motoren zur Nachführung oder Computer, die das Teleskop ausrichten. Das gesparte Geld kann man in eine bessere Montierung stecken.

Das zweite sind die Okulare. Es gibt sie in unterschiedlichen Brennweiten und Größen. Fangen wir mit den Größen an. Okulare mit einer langen Brennweite brauchen eine große Feldlinse, das ist die dem Teleskop zugewandte Linse, da sie einen großen Himmelsbereich darstellen. Ab etwa 30-35 mm Brennweite reicht der Durchmesser des Standardokulars von 31,8 mm nicht mehr für die Linse aus und bis etwa 50-60 mm Brennweite benötigt man Feldlinsen von 50,8 mm Durchmesser. Derartige 2"-okulare sind viel größer als die Normalausführungen und entsprechend teuer. Wer ein Teleskop mit einem Öffnungsverhältnis von mehr als 7 hat, benötigt solche Okulare um niedrige Vergrößerungen abzudecken.

Das zweite sind die Bauweisen. Die einfachsten Okulare vom Typ Huygens, Mittenzwey und Kellner sind heute fast ausgestorben. Sie haben nur schlechte optische Eigenschaften. Die heute verbreitetesten sind folgende:

Wer seinen Satz selbst zusammenstellt, dem würde ich zu folgendem raten: Das kleinste Okular sollte dem Öffnungsverhältnis als Brennweite entsprechen. Also bei einem von 6 eine Brennweite von 6 mm aufweisen. Die größte Brennweite entspricht je nach Alter dann 6-7 mal dieser Brennweite, also bei 6 etwa 36 bis 42 mm. Dazwischen sollte es eine oder besser zwei Zwischengrößen geben. Ich würde hier folgenden Satz anstreben: 6 mm, 10 mm, 20 mm, 35 oder 40 mm.

Die niedrigen Brennweiten benötigt man für hohe Vergrößerungen. Hier konzentriert man sich auf die Mitte des Okulars wo ein kleines Objekt studiert wird. Ein Weitwinkelokular ist dann unnötig, weil man mit derartigen Okularen Planeten oder andere kleine Objekte beobachtet. Hier eignen sich preiswerte orthoskopische Okulare am besten.

Das Okular mit 20 mm Brennweite zeigt schon deutlich mehr und wird oft zur Beobachtung ausgedehnter Objekte genutzt. Hier kann man ein Plössl, oder wenn man mehr ausgeben will, ein Weitwinkelokular einsetzen.

Die niedrigste Vergrößerung wird oft für Himmelsspaziergänge genutzt. Ein leichtes Weitwinkelokular wäre also hier angenehm (ist allerdings bei Öffnungsverhältnissen über 8 kaum zu finanzieren). Ich rate wenn der Geldbeutel es zulässt zu Erfle Okularen - das sind einfache Weitwinkelokulare mit rund 65 Grad Gesichtsfeld, wobei es eine Randunschärfe gibt. Sie sind aber noch bezahlbar im Gegenstand zu den hochkorrigierten Varianten.

Wovon ich abrate sind Barlow Linsen. Das sind Vergrößerungslinsen mit dem Faktor 2 oder 3. Man muss dann jedes Mal Barlow Linse und Okular wechseln, was ich als umständlich empfinde. Zudem verschlechtern sie das optische Bild. Mit Hilfe der Kombination von Barlow Linsen mit Okularen kurzer Brennweite kommt man auf die absurd hohen Vergrößerungen von 200 bis 400 fach bei kleinen Teleskopen.

Diese sind nicht nur wegen des kleinen Durchmessers der Optik völlig sinnfrei, sondern auch weil die Luftunruhe Störungen von 1-2 Bogensekunden verursacht. Vergrößert man etwa 100 fach so nimmt man diese Störungen schon deutlich als Unschärfe wahr. Ab und an ist kurzzeitig für Sekundenbruchteile das Bild klar, dann wabert es wieder. Schon aus diesem Grund machen in Mitteleuropa große Vergrößerungen keinen Sinn. (Größere Teleskope haben trotzdem ihre Existenzberechtigung: Das Bild ist dann leuchtstärker, man nimmt mehr Details wahr und bei hellen Objekten sogar Farbe).

Zuletzt noch etwas zu den Dobson Teleskopen. Das sind Newton-Teleskope, bei denen man die Montierung, die bei den anderen Typen etwa die Hälfte der kosten ausmacht eingespart hat. Sie stehen in einem Sperrholzgehäuse, das azimutal über Teflonbeschichtung bewegbar ist. Ich bin kein Freund von Dobsons. Es ist recht mühselig den Tubus so ohne Feinjustierung zu bewegen und vor allem ist da der Tubus nun praktisch am Erdboden ist das Einblickverhalten sehr schlecht wenn man horizontnahe Objekte beobachten will.

Mittwoch: 27.4.2011: "Private Raumfahrt"

Eugen Reichl gehört zu den SpaceX Fans. Das merkt man an dem Buch und wie über SpaceX geschrieben wird und z.B. verglichen wird, z.B. mit der Vega (kein Wort über die jahrelangen Diskussionen über das Konzept und die Befugnisse, nur der Vergleich von Entwicklungskosten (übrigens mit falschen Werten) und Zeitrahmen. Auch kein Wort darüber, dass SpaceX zwei Jahre hinter ihrem Zeitplan hinterherhinken.

Nachdem die Firma nun schon Pläne hat, auf dem Mars zu landen wird es Zeit das gebetsmühlenartige Credo der SpaceX-Fans zu beleuchten. Denn eines taucht immer auf und wird nie hinterfragt: SpaceX sei die erste private Firma die eine Trägerrakete entwickelt habe oder eine Raumkapsel gestartet hat.

Was heißt denn nun "privat"? Alle bisherigen Raumfahrzeuge wurde von "privaten" Firmen gebaut. Mercury und Gemini von McDonnell, Das Apollo CSM von North American, der LM von Grumman, der Shuttle Orbiter von Rockwell und die Orion von Lockheed Martin. Sind diese Firmen denn verstaatlicht worden? Das trifft auch auf die meisten Trägerraketen zu. Einige Ausnahmen gibt es wie die Saturn.

Natürlich gibt es einen Unterschied zu SpaceX. Der liegt darin, dass diese Firmen die Trägerraketen entwickelten (oder ihre Vorgänger die militärischer Natur waren) aufgrund einer Ausschreibung der Regierung. Die beste Firma bekam den Zuschlag. Zumeist gab es auch eine Zusammenarbeit zwischen Militär/Firma oder NASA/Firma. Doch das ist ja auch bei SpaceX gegeben. Sie werben ja sogar mit den Astronauten, die zu der Firma kommen um den Fortschritt zu kontrollieren oder Dinge abzusprechen.

Was SpaceX allerdings unterscheidet ist, dass sie zuerst eine Rakete entwickeln und dann nach Regierungsaufträgen suchen - zumindest in der Außenwahrnehmung. Doch auch hier gab es schon Vorläufer - die OTRAG, SSI oder Kistler machten das auch. SSI hat mit der Conestoga auch eine Trägerrakete fertiggestellt.

Was ich denke und was immer dort mitschwingt, ist so das Robin-Hood Image. Also übertrieben formuliert: Da ist ein genialer Milliardär der finanziert mit seinem Geld eine Firma die den Zugang zum Weltraum konkurrenzlos billig macht und alle Probleme welche die Raumfahrt so teuer machen, löst. Ich möchte nicht bestreiten, das SpaceX so anfing. Bis 2008 gab es von offizieller Stelle tatsächlich nur die Finanzierung der ersten beiden Falcon 1 Starts seitens der Luftwaffe. Und bis zu diesem Zeitpunkt war SpaceX in den roten Zahlen, wie Elon Musk auch selbst zugab.

Die Wende war der COTS Kontrakt der 2008 abgeschlossen wurde. Es folgten die kommerziellen Flüge zur Versorgung der ISS und nun eine 75 Millionen Dollar Zahlung im Rahmen des CCDev Programmes. Natürlich gibt es auch private Aufträge, doch davon wurde bis auf Raksat noch keiner durchgeführt. Im Gegenteil, der erste Kunde sprang wegen Verzögerungen ab und nach einem Prozess muss SpaceX die 7,6 Millionen Dollar Vorauszahlungen zurückzahlen. ORBCOMM könnte bald folgen, da ja die Falcon 1e die für ihre Satelliten vorgesehen ist in der Entwicklung zurückgestellt wurde.

Was SpaceX betreibt und zwar in immer größerem Maße, ist die Anbiederung an die Regierung. Kommerzielle Services zur ISS, Astronautentransport, nun ein Schwelastträger für das DoD. Kommerzielle Aufträge scheinen nur noch ein Zubrot zu sein. Im Mai 2010, als Elon Musk persönlich zahlungsunfähig war, gab die Firma bekannt, das er bisher 100 Millionen Dollar investiert habe, die Regierung aber 350 Millionen. Und das ist der Grund für diese Ausrichtung. Wenn ein kommerzieller Startauftrag abgeschlossen wird, so läuft das so ab. Bei Vertragsunterzeichnung fällt eine erste Rate ab, deren dann weitere folgen bis zum Startzeitpunkt der Start vorfinanziert ist. Damit kann aber nur ein Start vorfinanziert werden, nicht die Entwicklung einer Trägerrakete.

Bei Regierungsaufträgen läuft es anders. Sie vorfinanziert Entwicklungen, die dann bezahlt sind, lange bevor der erste Start ansteht. Deutlich wird das am COTS Programm: Bei Vertragsunterzeichnung bekam Kistler 32,1 Millionen Dollar. Als die NASA drei Monate später feststellte, dass die Firma gar nicht die Finanzmittel für die Entwicklung hatte, war das Geld weg. Auch SpaceX hat vor dem Jungfernflug einer Falcon 9 nach NASA Angaben schon 254 der 278 Millionen Dollar bekommen und jetzt gibt es 75 Millionen Dollar ebenfalls als Vorschuss. Nimmt man alle staatlichen Kontrakte zusammen, so kommt man zu einer Summe von knapp 2 Milliarden Dollar welche die NASA an Vorschüssen investiert (nicht nur in SpaceX, auch OSC bekam jetzt noch eine Finanzspritze für den ersten Start der Taurus II). Da nehmen sich die 100 Millionen Dollar von Musk und die Mittel von Fonds doch klein aus. Anders ausgedrückt: Gemessen an den Investitionen ist die Firma nun zu 90% von der NASA finanziert. Privat sieht bei mir anders aus. Sie versucht auch gar nicht groß private Starts an Land zu ziehen sondern buhlt recht gezielt um Regierungsaufträge. So gesehen sind ILS und Arianespace wohl eher private Firmen und SpaceX eher eine halbstaatliche Firma, die zu 90% von Staatsmitteln abhängig ist.

Die immer schneller kommenden Ankündigungen für immer größere Pläne erwecken in mir aber einen Verdacht: SpaceX handelt wie ein Fall für "Raus aus den Schulden" - um den Betrieb zu finanzieren werden bei Schuldnern immer neue Kredite aufgenommen mit immer größeren Summen. Damit werden die alten zurückgezahlt. Hier sind es immer größere Projekte, die von der NASA vorfinanziert werden und mit denen dann die Entwicklung der anderen Projekte finanziert wird. So folgten auf die 278 Millionen von COTS schon 1,6 Milliarden für die Transporte und nun buhlt SpaceX um das EELV Budget, das bei mehr 1,74 Milliarden Dollar pro Jahr liegt.

Es geht darum immer größere Entwicklungsmittel zu bekommen, auch wenn man niemals die entsprechende Leistung erbringen kann. Wenn selbst China sagt, dass SpaceX ihre Preise unterbietet, dann sollten die Sturmglocken läuten - China ist billig. Nicht umsonst lassen alle Hersteller dort Kleidung, Elektronik und anderes fertigen. Noch immer leben dort viele von Hungerlöhnen und die halbstaatliche CWIC konnte bisher selbst russische Preise daher mühelos unterbieten. Ich vermute die Rechnung geht nur unter den Randbedingungen auf die elon Musk ausführt - 400 Triebwerke pro Jahr, sodass eine echte Serienproduktion ist. klar, würde SNECMA anstatt 7 rund 400 Triebwerke produzieren, so würde angesichts gängiger Standards für industrielle Lernkurven jedes auch nur noch 27% kosten und dann wäre wohl ein Ariane 5 Start auch zu 27% des heutigen Preises möglich (so billig wie dann eine Falcon 9), nur gibt es eben keinen Bedarf nach so vielen Trägern und das scheint Elon Musk völlig zu ignorieren.

Ob das aufgeht? Ich bin skeptisch. Denn irgendwann müssen die vorfinanzierten Aufträge auch ausgeführt werden. Wenn nun die Kalkulation nicht aufgeht, z.B. es nihct die 10 Falcon Heavy und 10 Falcon 9 Starts pro Jahr gibt, es Fehlstarts gibt und man dann den Verlust von Satelliten bezahlen muss,  dann ist SpaceX in richtigen Schwierigkeiten oder man rechnet damit, dass die NASA oder das DoD in einigen Jahren so von SpaceX abhängig sind, dass sie dann die Firma finanzieren - bei Boeing und Lockheed Martin hat das ja auch so geklappt.


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