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Web Log Teil 275: 18.4.2012 - 26.4.2012

18.4.2012: Eine neue Gesetzinitiative

Wir haben nun nur noch 3 Millionen Arbeitslose, doch werden wir je Vollbeschäftigung erreichen? Bei der Regierung in Berlin, hat dieses Thema oberste Priorität. Sorge macht vor allem der sogenannte "Bodensatz". So Phillip Rössler: "Wie rechnen mit mindestens 300.000, eventuell sogar 700.000 Personen die nicht vermittelbar sind. Manche wollen gar nicht arbeiten, andere haben nicht die Qualifikation für den Arbeitsmarkt. Derzeit befinden sich viele dieser Personen in Maßnahmen, die dem Steuerzahler viel Geld kosten, aber den betroffenen nichts bringen".

So arbeitet derzeit eine Kommission daran eine Lösung für mehrere Probleme zu finden: Wie findet man eine Beschäftigung für diese Leute, aber wie reformiert man auch unser Strafgesetzbuch, das im Kern noch aus wilhelminischen Zeiten stammt. 

So kam von einem Abgeordneten eine Idee, die derzeit diskutiert wird: Es gibt zahlreiche Delikte die heute noch unter hohen Strafen stehen, für die es aber in der Bevölkerung nicht das Unrechtsbewusstsein gibt, wie Steuerhinterziehung, Fahren unter Alkoholeinfluss (ohne Personenschaden), Fahrerflucht nach einer Sachbeschädigung (ebenfalls ohne Personenschaden). Besonders oft fallen hier gut Begüterte auf, welche diese Delikte begehen und die dann dafür ins Gefängnis müssen.

Der Strafeffekt ist meist gering "Über den Anwalt können Manager und viele andere auch im Gefängnis ihrer Kerntätigkeit nachgehen und Entscheidungen treffen. Sie werden kaum in ihrer Berufsausübung gehindert und anders als bei den einfachen Bürgern kann sie das auch nicht die Existenz kosten. Ich habe mal von jemanden gehört, der wegen Steuerhinterziehung zu zwei Jahren verurteilt wurde, "So einen schönen und langen Urlaub hatte ich noch nie". Das kann nicht sinn unseres Strafrechts sein." sagte ein Mitglied der Beratungskommission über die neue Gesetzesnovelle.

So plant die Bundesregierung daher eine Reihe von Gesetzen zu reformieren und sie durch ein neues Modell zu ersetzen.

Demnach soll es einem zu einer Gefängnisstrafe Verurteilten frei stehen, ob er selbst die Strafe antritt oder stattdessen andere bezahlt. Die Grenze sind , das nur Stafen bis 5 Jahren Dauer und nur welche bei denen nicht die Gesundheit von Menschen geschädigt wurde von dieser Novelle betroffen sind. Gedacht wird an Steuervergehen, Falschaussagen, Betrug, Irreführung der Behörden, verschiedene Verkehrsdelikte, Die Kommission will damit zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Leistungsträger können weiter ihrem Job nachgehen, was für die Allgemeinheit viel nützlicher sei, als sie wegzusperren und die Personen die eigentlich nicht arbeiten wollen oder keine qualifizierte Arbeit bekommen haben eine Anstellung. Allerdings müssen die Rahmenbedingungen des Arbeitsmarktes eingehalten werden: Vorgeschlagen wird eine Bezahlung von 15 Euro (mit Sozialbeitrag des Arbeitgebers eine Belastung von 20 Euro für den Verurteilten) und eine Person darf nur 8 Stunden am Tag und 5 Tage in der Woche arbeiten und hat Anrecht auf 6 Wochen Urlaub. Mit Feiertagen kommt man so zu netto 215 Arbeitstagen zu je 8 Stunden. So muss ein Verurteilter insgesamt 5 arbeitslose für seinen Gefängnisaufenthalt bezahlen die sich dann im Schichtdienst abwechseln. Die Kosten belaufen sich so auf 16.000 Euro/Monat, was sich derzeit nur Spitzenverdiener leisten können. Die für den Personenkreis attraktive Bezahlung (entsprechend brutto 2.400 Euro /Monat) soll dazu führen, dass sie freiwillig ins Gefängnis gehen, wobei dies für jeden ja auf maximal 40 Stunden pro Woche begrenzt ist

Für Gut-, aber nicht Spitzenverdiener soll das Teilzeitmodell angewendet werden. Bei dieser kann der Verurteilte seiner Arbeit nachgehen, sitzt aber über Nacht, an Wochenenden und während des Urlaubs ein. Er benötigt dann nur zwei Stellvertreter, was die monatlichen Belastungen auf 6.400 Euro reduziert. Hervorgehoben wird, dass so viele Selbständige, Ärzte und andere Personen die sich wegen Steuerhinterziehung oder ähnlichen Delikten schuldig gemacht haben weiter der Gesellschaft zur Verfügung stehen. "Wenn der Inhaber eines Kleinbetriebs für 2 Jahre ins Gefängnis gehen muss, dann muss er den Betrieb für immer aufgeben. Seine Existenz ist ruiniert und es stehen noch viele Angestellte und Arbeiter auf der Straße. So dagegen schafft er für diese Zeit sogar zwei Arbeitsplätze", sagte Josef Schlarmann, Vorsitzender der CDU Mittelstandsvereinigung.

Doch nicht bei allen Abgeordneten trifft diese Regelung auf Zustimmung. Vor allem die CSU wehrt sich dagegen, dass sich so viele von ihren Strafen freikaufen können. "Das wäre ein schlechtes Signal für unsere Gesellschaft" so Seehofer. Ein Kompromissvorschlag, der derzeit erarbeitet wird, sieht nun vor, dass nicht die Anzahl der Stellvertreter sich nach ihrer Bezahlung richtet, sondern nach dem Bruttoneinkommen des Verurteilten. Ein Manager der 1 Million Brutto verdient müsste so rein rechnerisch 26 Stellvertreter bezahlen die jeweils 8 Stunden pro Tag, 5 Tage pro Woche einsitzen würden. (1 Million / 3.200 Euro/Monat/12 Monate) Die 6.400 und 16.000 Euro/Monat wären dann nur Mindestbeträge, ab denen das Modell greift. Wer darunter liegt wird in jeem falle seine Strafe selbst antreten müssen.

Dagegen spricht, dass diese Menge an Inhaftierten gar nicht aufgenommen werden kann "Wir haben dazu gar nicht genug Gefängnisse". Derzeit wird diskutiert, ob stattdessen für die Personen die rein rechnerisch zu viel sind dann andere Betätigungen gefunden werden wie Qualifizierungsmaßnahmen oder gemeinnützige Arbeit. Dies wird aber kritisch gesehen. "Wir kennen das schon von Harz-IV, die laufen zum Arzt und bringen ein Attest oder tauchen gar nicht erst auf". Ein FDP Vorschlag zieht daher darauf ab, nur die 5 benötigten Stellvertreter ins Gefängnis zu schicken und den Rest des Geldes als Zuschuss zur Arbeitskasse zu verwenden und dafür den Bundeszuschuss zu kürzen.

Es ist zu erwarten, dass dieses Gesetz massiv von der Opposition angegriffen wird, und ob es den Bundesrat passieren wird, gilt angesichts der existierenden Mehrheitsverhältnis als höchst unsicher.

19.4.2012: Der kürzestes Start im bemannten Weltraumprogramm

Abrennung des Fluchtturms21. November 1960. Kurt Debus zählt vom Blockhaus aus die letzten Sekunden des Countdowns des ersten Flugs des Mercury Programms MR-1 herunter "Three, Two, One, Zwro Fire Liftoff".

Im Kontrollzentrum am Cape verfolgt man den Start, auf die Wand wird das Bild einer Fernsehkamera projiziert, welche die Rakete bei der Zündung zeigt und dann nach oben schwenkt um ihr zu folgen, sie aber schnell verliert.

"Look at the Acceleration of that son of a bitch" sagte Flugdirektor Chris Kraft nach eigenen Aussagen. Folgt man den Memoiren von Gene Kranz, dann hat er den Satz nicht ganz vollendet. Derselbe Gedanke kam aber auch Kranz - wow, wie schnell beschleunigt aber die Redstone, wenn die Kamera ihr nicht folgen kann. Als die Kamera nach einigen Sekunden aber die Rakete immer noch nicht eingefangen hat schwenkt sie zurück zum Startturm und da sitzt sie!

Krafts Gesicht wird rot, man sieht, irgend etwas verwirrt ihn zunehmend und er schreit "Booster, what happend?"

Während er dies noch sagt, sieht man an der Raketen die Sprengbolzen zünden und der Rettungsturm fliegt weg. Kurz darauf ploppen aus der der Bremsfallschirm heraus, gefolgt vom Hauptfallschirm, Aluminiumstreifen regnen an der Rakete herunter und gelbe Leuchtfarbe läuft an der Wand entlang. Zuletzt werden die Reservefallschirme abgeworfen.

"Booster", der für die Überwachung der Rakete verantwortliche diskutiert währenddessen mit der Startmannschaft im Blockhaus - vorwiegend in Deutsch, denn die gesamten Spezialisten sind deutsche Ingenieure aus von Brauns Team, welche die Redstone konstruiert haben, und die nun in der Anspannung wieder in ihre Muttersprache zurückfallen.

Kraft wird zunehmend wütender, weil "Booster", Joachim Küttner nicht mit ihm redet, sondern mit dem Blockhaus diskutiert. Bis er schließlich zu ihm geht, das Headset aus der Konsole zieht und sagt "Booster, speak to me dammit". Dann zurück an der Konsole "the damn Germans still haven't learned who they work for. Everyone in this control room must work for me". Damit waren die Kompetenzen geklärt.

Doch das Problem blieb. Da stand nun eine Rakete, sie hatte gezündet, war kurz abgehoben, dann aber hatte schon das Triebwerk Brennschluss und so stand sie noch auf dem Pad - gefüllt mit rund 23 t Treibstoff und nun nahm der Seewind die Fallschirme auf und zog sie straff - würde die Rakete durch den Zug umfallen? Wie sollte man sie deaktivieren, denn mit dem Abheben waren alle Verbindungen gelöst, aber die Sicherheitssysteme der Rakete - Selbstzerstörungssysteme, etc. waren nun scharf geschaltet und konnten sie eventuell noch sprengen.

Eine heiße Diskussion kam auf. Von Kurt Debus kam der Vorschlag, dass "A man with a gun" Löcher in die Rakete schießen sollte um den Tankdruck im LOX-Tank abzubauen. Die Äußerung, die als Bruchstück auch den Kontrollraum erreichte, führt zu noch heftigeren Reaktionen. Fast jeder hielt es für eine "bad idea" mit einer Kanone auf eine Rakete voll mit Treibstoff zu schießen.  Andere Ideen bestanden darin mit einem "Cherry-Picker", einem Kranwagen, wie für die Arbeit an Telefonleitungen an die Rakete heranzufahren und die Fallschirmleinen zu durchtrennen, weil der Zug die Rakete umkippen lassen könnte. Doch auch das wurde als zu riskant für das Personal angesehen. Schließlich hatte jemand die Idee, die dann auch umgesetzt wurde: Einfach nichts zu tun! Bis zum nächsten Morgen war die Wettervorhersage günstig, die Winde mäßig. Bis dahin wären die Batterien entladen und damit das Sicherheitssystem inaktiv sein und die steigende Erwärmung würde dazu führen, dass sich die Sauerstoffüberdruckventile öffnen würden und die Rakete sicher war.

So kam es dann auch. Am nächsten Morgen fuhr dann ein Team heran, durchschnitt die Fallschirmleinen und dann kletterte Walter Burke, Vizepräsident von McDonnell in die Kapsel armierte die Retroraketen und schaltete die anderen elektrischen Systeme der Kapsel aus. Die Mercury Kapsel hatte eine eigene Stromversorgung, die zu diesem Zeitpunkt noch aktiv war.

Was war technisch passiert? Es gab zwei Kabel die zu der Redstone führten, beide sollten beim Start abgetrennt werden. Das eine Kabel war eine Art "Datenkabel", mit zahlreichen Unterkabeln die zu der Steuerung führten und das zweite war ein Stromversorgungskabel.

Die normale Reihenfolge ist diese: Das Kontrollkabel wird zuerst abgetrennt. Danach folgt das Stromversorgungskabel. Die Verdrahtung der Elektrik war so ausgelegt, dass das Steuerungskabel zuerst abgetrennt werden muss, dann erst die Stromzufuhr. Die beiden Kabel sind normalerweise unterschiedlich lang, eine Differenz von einem halben Zoll (13 mm) liegt zwischen den beiden Längen. Ist dies nicht der Fall, so war die Logik folgende: Es ist aus irgendeinem Grund das Kontrollkabel vor dem Start abgegangen, aber das Stromkabel noch aktiv. In diesem Falle darf natürlich die Rakete auf keinen Fall zünden, wenn nun Leute zur Rakete gehen und das Kontrollkabel wieder anbringen. Also gibt es dann durch die fehlende Erdung des Kontrollkabels einen Stromfluss in einem Relais, das das Triebwerk abschaltet. Diese Logik garantierte, dass die Rakete sicher war, solange bis das Kontrollkabel abgezogen wurde, danach hatte sie aber schon abgehoben und nun war ihr eigenes Flugsystem aktiv.

Es kam nun wie es kommen musste: Man hatte die Kabel der militärischen Redstone durch neue ausgewechselt, die kürzer waren. Nun löste sich das Stromkabel vor dem Kontolkabel ab. Es war einen Zoll kürzer. Das ergab eine Zeit von 21-29 Millisekunden, in denen das Stromkabel noch an der Rakete war, aber das Kontrollkabel nicht. Das reichte aus, das Relais auszulösen und die Redstone schaltete ihr Triebwerk ab. Sie hatte sich nur um etwa 10 cm erhoben (der Flug wurde später als der "Four Inch Flight " berühmt, fiel zurück auf die Startplattform, aber es passierte nichts. Nur einige Finnen hatten sich verbogen und es gab einige Dellen in der Plattform.

Die folgenden Ereignisse waren eine Folge des programmgesteuerten Vorgehens bei Mercury. Das Abschalten des Haupttriebwerks aktivierte die Steuerung der Mercury Kapsel, die nun als erstes den überflüssigen Fluchtturm abtrennte (beim planmäßigen Vorgehen entsprach dies dem Brennschluss der Rakete, die nun ja keine Gefahr mehr darstellte). Das nächste Ereignis sollte die Abtrennung der Kapsel sein. Dies wurde ausgelöst von Sensoren, wenn die Beschleunigung einen Grenzwert unterschreitet. Der Sinn dessen war, dass die Rakete die noch etwas Restschub durch sich entspannende Gase hat, nicht mit der Kapsel kollidiert. Die Kapsel wäre in einer ballistischen Bahn abgetrennt worden, also schwerelos gewesen. Da sie noch am Boden war, maßen die Sensoren eine konstante Beschleunigung von 1 g und lösten nicht aus.

Der nächste Punkt im automatischen Programm war die Auslösung des Bremsfallschirms. Dies wurde durch die Höhe ausgelöst. Sobald eine Höhe von kleiner 3.000 m Höhe erreicht war löste er genauso wie der Hauptfallschirm automatisch aus. Bei einem Druck von 1 bar, erfolgte dies praktisch direkt nach Aktivierung. Programmgesteuert folgte dann die Abtrennung der Aluminiumstreifen für die bessere Verfolgung mit dem Radar sowie wenn die Kapsel auf Meereshöhe angekommen ist die Freisetzung von gelbem Leuchtfarbstoff, den man besser im Wasser sehen kann als die Kapsel.

Das war die positive Meldung: Das gesamte Kontrollprogramm hatte funktioniert! Besonders de Fluchtturm, der vorher bei Tests überhaupt keine gute Figur gemacht hatte. Allerdings entdeckte man einen Fehler im Programm: ein normaler Shutdown des Triebwerks hatte ihn ausgelöst. Das sollte eigentlich nicht passieren. Damit hatte der Astronaut keine Möglichkeit mehr den Fluchtturm zu nutzen um von der Rakete wegzukommen (Beispiel: Die Rakete schaltet ihr Haupttriebwerk im Flug ab und nun sitzt die Kapsel ohne Rettungsturm auf einer Rakete mit einigen Tonnen Treibstoff ....). So bekam die Steuerung eine Sperre, nachdem ein Abschaltsignal erst nach 129,5 s (10 s vor dem normalen Abschalten) den Fluchtturm auslösen konnte.

Die Kapsel und Rakete waren nahezu unbeschädigt, wurden inspiziert und repariert und starteten am 16.12.1960 ein zweites Mal als Mercury Redstone 1A. Hier unten nochmals das Video des kürzesten Raumflugs der USA ....

 

20.4.2012: Das Land mit den vielen Freunden

Ich war dann doch von der Berichterstattung in den deutschen Medien, darunter ARD und ZDF zum Start der Unha doch überrascht. Das US-Raumfahrt-Newsportale und natürlich US-Sender nur von der Long Range Missile berichten, war ja schon klar, aber das ich dann auch bei ARD und ZDF vom "Raketentest" und der "Langstreckenrakete" gehört habe, hat mich dann doch überrascht. Man kann sicher an der nordkoreanischen Darstellung zweifeln. Aber sollte doch neutral berichten, und nicht die Vorurteile anderer übernehmen. Vor allem sollte man vielleicht nicht nur Aufstiegsbahnen und Interviews von parteiischen Personen wie dem japanischen Verteidigungsminister zeigen, sondern vielleicht auch den Satelliten, den die Weltöffentlichkeit ja vorher besichtigen konnte. So langsam frage ich mich ob unsere Medien genauso schlecht wie die US-Medien werden, die hinsichtlich Außenpolitik offensichtlich nur die Regierungsmeinung verbreiten.

Interessant war natürlich dann zu hören, dass die USA als Reaktion auf den Raketentest die Lieferung von Nahrungsmitteln an die nordkoreanische Bevölkerung einstellen. Verwundert hat es mich nicht, denn wann immer die US-Regierung mit einer Regierung nicht zufrieden ist, dann fängt sie an die Zivilbevölkerung zu pisaken. Im Irak starben nach dem Ende des Kuweitkonfliktes etwa 500.000 bis 1,5 Millionen Tote aufgrund des Embargos das vor allem Medikamente zur Mangelware machten. Die meisten Toten: Kinder unter 14 Jahren. Klar, die sind natürlich überzeugte Hussein Anhänger gewesen.

Dann fällt einem natürlich Kuba ein. Wie konnte das Land es denn wagen, US-Konzerne, welche die Leute ausbeuten zu verstaatlichen und nachdem es weder gelungen ist den Führer durch Attentate noch durch eine Invasion zu beseitigen verhängt man ein Embargo über 50 Jahre auf das Land bis es bankrott ist. Klar, das trifft Fidel Castro auch wirklich direkt. Und er ist deswegen auch ganz unbeliebt in Kuba.

Nun ist also Nordkorea dran. Natürlich wird, wenn die Leute noch ein bisschen mehr hungern, die Führung weggeweht werden. Ich denke so ähnlich denken die Amis. Sie waren ja völlig überrascht als die Attentate 2001 ihnen klar gemacht haben, dass sie nicht überall beliebt sind. Nein ihr seid fast nirgendwo beliebt, weil ihr euch benehmt wie der Elefant im Porzellanladen und meint ihr könnte allen Ländern vorschreiben, wie sie zu leben haben, welche Regierung euch genehm ist und welche Außenpolitik sie betreiben dürfen und wenn das nicht der Fall ist, dann gibt es eben Sanktionen, Krieg oder zumindest wird was angedroht. Wenn dann die wenigen politischen Freunde, die ihr noch habt einen fingierten Kriegsgrund einen fingierten Kriegsgrund nennen, dann werden sie als "alt" beschimpft oder zusammen mit Libyen und Kuba genannt.

Mal was für die Amis zum nachdenken. Im zweiten Weltkrieg hattet ihr die tolle Idee, dass wenn ihr fremde Städte in Schutt und Asche legt, dann rebellieren die Leute gegen die Diktaturen und der Krieg ist früher zu Ende. Was zeigte sich? Ausgebombte Leute sind noch mehr auf das Regime und Hilfe angewiesen und statt das die Regierung verhasst wird, richtet sich der Hass gegen die die gebombt haben - bis hin zur Lynchjustiz bei abgeschossenen Flugzeugbesatzungen. Ehrlich gesagt, man braucht kein Psychologiestudium, um das vorherzusagen. Wenn die USA nach dem Krieg hier ein positives Image bekamen, dann war es durch die Hilfslieferungen im Rahmen des Marschallplans.

Man sollte ja meinen, das Politiker was draus lernen. Also vielleicht anstatt Embargos zu machen, massive Lebensmittel und Medikamentenlieferungen auf den Weg bringen. Am besten welche wo überall "USA" drauf steht. Nur mal so als Gedanke, da könnten die Leute in Nordkorea vielleicht auf die Idee kommen, dass ihre Führung auf dem falschen Dampfer ist wenn sie die USA als böse anprangert. Aber da man in den USA erstmal beweisen muss, dass man zu dumm ist um sich selbst die Schuhe zuzubinden bevor man Politiker werden kann, kommt da keiner drauf. Daher stützen alle Maßnahmen ja die Nordkoreanische Regierung die es ja wagt sich mit den bösen USA anzulegen. Und dass man mit der Bezeichnung "Achsxe des Bösen". Androhung von Krieg und dauernden UNO-Sanktionen gerade wohl eher ein Land zum Bau von Atombomben bringt als zum Gegenteil, dass leuchtet nur Leuten mit normalem Menschenverstand ein. Also können wir nicht damit rechnen dass sich die US-Politik ändert.

22.4.2012: Die Sache mit dem EELV

Praktisch ejde Woche kommt in einem der Raumfahrt Newpsortale etwas über das EELV. EELV? Damit wir alle auf dem gleichen Kenntnisstand sind, eine kleine Einführung in die Geschichte des EELV. Mitte der neunziger Jahre initiierte das US-Verteidigungsministerium EELV als Programm. Zum einen wollte es die Kosten für ihre Trägerraketen senken, zum anderen sollte die teure Titan ausgemustert werden. Als Nebeneffekt sollten die US-Träger wieder wettbewerbsfähig werden, nachdem Sie nach der Wiederaufnahme der Produktion nach dem Verlust der Challenger nicht wieder an ihre frühere Marktposition anknüpfen konnten.

Was entstand war die Atlas V und die Delta IV. Doch als diese Träger 2002 zur Verfügung standen, erfüllten sich die Hoffnungen des DoD nur zum Teil. Zwar waren sie billiger als die Titan, die sie ersetzten, aber sie waren erheblich teurer als geplant. So sollte ein Start des kleinsten Atlas Modells 77 Millionen Dollar kosten. Der erste wurde noch für 90 Millionen Dollar abgewickelt, die letzten für 128-136 Millionen. Nun wurde auch Ariane 5 im gleichen Zeitraum teurer (von 100 auf 160 Millionen Euro). Doch dazu kommt noch eine Quersubvention von 1 Milliarde Dollar pro Jahr. Sie dient dazu, dass Boeing und Lockheed Martin erfahrene Mitarbeiter nicht auf die Straße setzen und Fertigungsanlagen schließen. Auch diese ist deutlich höher als die rund 120 Millionen Euro die Arianespace jedes Jahr bekommt.

Seit Ende 2006 treten Lockheed Martin und Boeing nur noch gemeinsam als ULA an. Das Soll die Fixkosten für die Träger senken, brachte aber in der Praxis keine Einsparungen.

Es geht noch weiter. Diese Subventionen werden wohl ansteigen und die Trägerpreise in den nächsten Jahren ebenfalls. Das DoD versucht durch das Kaufen größerer Stückzahlen gegenzusteuern. Auch die NASA ist nicht so begeistert. Das Problem für die NASA ist, dass die Träger für viele wissenschaftliche zu groß und zu teuer sind. Bisher nutzte die NASA für ihre wissenschaftlichen Missionen vor allem die Delta II. Doch das DoD beschloss auch diese nach einer Übergangszeit auszumustern. Sie war bis 2009 nötig, um die aktuelle GPS Generation zu starten. Die neue ist größer und benötigt größere Träger. Die NASA wollte wegen der hohen Infrastrukturkosten die Weiterfertigung der Delta II nicht bezahlen.

So die Situation heute. Die NASA hat vor allem das Problem, dass ihr für ihre wissenschaftlichen Missionen die richtige Trägerrakete fehlt. Sie kann weiterhin die Atlas V in der kleinsten Version einsetzen wie sie dies auch bisher tat. Doch ist dies unnötig teuer. Ihre Nutzlasten liegen in der Delta II Klasse und wiegen erheblich weniger. Anders als für die ISS Transporte, wo es nach noch Backupsysteme gibt wenn ein Transport ausfällt, vertraut sie ihre Forschungssatelliten nur Systemen mit einer ausreichenden Zahl von erfolgreichen Flügen an. Vor ein paar Jahren war sie noch optimistisch, dass Antares (früher Taurus II) und Falcon 9 bis 2013 diese Zahl von Flügen zusammengekommen, nun rechnet man eher mit 2016. Sie überlegt nun einige noch verbliebene Delta II zu kaufen, um die Lücke zu füllen. Diese Flüge werden recht teuer werden.

Die Vorschläge die man von Kommentatoren hört sind relativ einfach: Die Falcon 9 solls richten. So einfach ist es aber auch nicht. Die Falcon 9 soll nach einem NASA Audit 2012 schon 111 Millionen Dollar kosten und hat nur rund 8 t Nutzlast - ausreichend für die NASA, zu klein für das DoD, für die vor allem die GEO Performance zählt, die sehr niedrig ist. das DoD brächte dann die Falcon Heavy. Diese ist noch nie geflogen und wenn man die NASA Schätzungen auf die Falcon heavy überträgt wird sie dann auch nicht mehr viel billiger als die etablierten Träger. Für die NASA gibt es immerhin noch die zweite Option der Antares wenn die Falcon 9 weiterhin mal vorzeitige Triebwerksausfälle hat oder in einem falschen Orbit um die eigene Achse rotierend landet.

Das Hauptproblem ist aber doch ein anderes. Es ist das, dass das DoD darauf besteht zwei Träger zu haben, die beide in der oberen Nutzlastkategorie angesiedelt sind. DoD und NASA haben selbst zusammen zu wenige Flüge für zwei Trägerfamilien und daran ändert sich auch in Zukunft nichts. So werden die nächsten GPS Satelliten nun nicht mehr einzeln sondern in kleinen Flotten gestartet. 2010 gab es nur 7 Starts von beiden Trägern zusammen. Das Grundproblem, weshalb es auch die Zuschüsse gibt ist, dass für diese kleine Zahl von Starts es völlig ausreichen würde einen Träger zu fertigen. Die Europäische Ariane 5 Fertigung ist ausgelegt für 8 Träger pro Jahr. Pad und Fertigung könnten leicht auch 10 bewältigen. Wenn man in die Gegend kommt , dass man nur noch 4-5 Stück eines Trägers pro Jahr produziert, dann steigen die Fertigungskosten rapide an. Daher auch der Zuschuss von 1 Milliarde Dollar pro Jahr. Es sind praktisch die Fixkosten einer Linie die man sonst aufgeben würde. Daran wird sich auch nichts ändern, wenn dann entweder Delta 4 oder Atlas V aufgegeben würden

24.4.2012: The Big Dump Booster

Unter diesem Titel läuft das Konzept das Peter Lange vorschwebt, schon seit Jahrzehnten in der US-Raumfahrt. Ich habe erstmals 1987 nach der Challenger Katastrophe davon gehört. Die Grundidee: ein einfacher aber preiswerter Träger solls richten. Also fangen wir mal an zu rechnen.

Die Grundidee: Wir haben einen rein druckgeförderten Träger. Wir verzichten auf Turbopumpen und Gasgenerator. Der Druck in den Tanks muss ausreichen. Charakteristisch für ein solches Konzept ist, dass der Tankdruck abnimmt, weil sich die Tanks entleeren. Damit dies nicht extreme Werte erreicht, können wir den Tank nur teilweise füllen. Bei der OTRAG war er zu zwei Dritteln gefüllt, das senkt den Tankdruck (und damit auch den Schub) auf ein Drittel ab. Das ist so das Maximum was zulässig ist, sonst können wir keinen Orbit erreichen, weil die Beschleunigung zu gering ist, den mit dem Tankdruck korrespondiert auch die Schubabnahme auf ein Drittel. Natürlich wären andere Füllungsgrade denkbar wie nur halb gefüllt (Schubabnahme auf die Hälfte).

Damit die Tanks dem hohen Druck aushalten können, müssen sie kugelrund sein. Sonst würde der Druck sie zu stark verformen. Die Rakete hat dann in etwa die Gestalt der N-1, also einer Pyramide. Eine Zwischentanksektion verbindet die kugelförmigen Tanks. Diese werden der Größe nach angeordnet. Bei LOX/Kerosin oder NTO/Hydrazin unten der Oxidatortank, oben der Tank des Verbrennungsträgers.

Das Triebwerk ist wohl die größere Herausforderung. Bisher sind druckgeförderte Triebwerke auf etwa 30 kN Schub beschränkt. Das liegt aber nicht prinzipiell an der Technologie, sondern, daran, das es günstiger ist größere Triebwerke mit Turbopumpen zu bauen, weil bei großen Stufen die Tanks sonst schwer werden. Nehmen wir mal an es würde klappen. Wir müssten ein großes Triebwerk kühlen, dass ginge regenerativ, also wie bisher mit Kühlrippen, eventuell auch durch Sublimationskühlung (Beschichtung der Wand) mit einer Filmkühlung indem man an der Außenseite den Verbrennungsträger einspritzt und so eine reduktive, kühle Zone schafft, ich würde aber nicht drauf wetten, dass es bei einem großen Triebwerk klappt. Ich gehe mal von einem moderaten Schub:Gewichtsverhältnis von 40 aus (üblich sind heute Werte von >80 für große Triebwerke).

Bei den Tanks ist es recht schwer Parameter zu finden. Bei der OTRAG waren es je nach Quelle 0,38 bis 1,00 mm starke Tanks. Der Maximalbetriebsdruck betrug 30 bar, der Sprengdruck bei 0,38 mm Wandstärke 40,5 bar (nach Ruppe). als zweites Vergleichskriterium gibt es die Druckschalen der Pionier Venussonden die 3 mm stark waren, aus Titan bestanden und mindestens 90 bar aushielten, wahrscheinlich mehr, schließlich braucht man Sicherheitsspielräume. Ich gehe im folgenden von 2 mm Wandstärke aus Stahl für einen Maximaldruck von 120 Bar aus.

Als Treibstoff habe ich LOX/Kerosin gewählt. So nun mal an das Design:

So komme ich auf folgende Daten: Die Treibstoffmasse wird durch den größten Tank definiert, das ist der LOX-Tank der ersten Stufe mit 62,6 t LOX (5,40 m Durchmesser). Darüber liegt der Kerosintank mit 24,1 t Kerosin (4,40 m Durchmesser). Die zweite Stufe hat entsprechend 12,5 t LOX (3,20 m Tankdurchmesser) und 4,8 t Kerosin (2,00 m Durchmesser).

Die Tanks wiegen dann 1.470 kg / 975 kg und 515 / 202 kg. Rechnen wir noch 500 kg und 100 kg für eine Zwischentankverbindung hinzu, dann haben wir ohne Triebwerke und Steuerung eine Strukturmasse von 2.950 und 820 kg für die beiden Stufen. Geht man von einer Startmasse von 120 t und einer Anfangsbeschleunigung von jeweils 1,3 g aus, so beträgt der benötigte Schub etwa 1560 kN und 300 kN.

Bei einem Schub/Gewichtsverhältnis von 40 beträgt dann das Triebwerksgewicht 3.900 kg und 750 kg. Dazu kommt dann noch das Schubgerüst, Steuerungsraketen und der Stufenadapter sowie die Druckuft. Dann kommt man zu folgender Gewichtsbilanz:

Oberstufe: Steuerung und Bordcomputer 500 kg
Oberstufe: Kerosintank: 5.002 / 202 kg
Oberstufe: LOX Tank 13.150 / 525 kg
Oberstufe Zwischentanksektion 100 kg
Oberstufe: Triebwerk mit Schubrahmen 1.000 kg
Oberstufe Startmasse: 19627 kg
Oberstufe Trockenmasse 2327 kg
Druckluft: 1105 kg
Erststufe: Steuerung und Stufenadapter: 700 kg
Erststufe: Kerosintank: 25.075 kg / 975 kg
Erststufe: LOX-Tank: 64.070 kg / 1.470 kg
Erststufe: Zwischentanksektion: 500 kg
Erststufe Triebwerk mit Schubrahmen: 5.000 kg
Erststufe: Startmasse: 95.345 kg
Erststufe: Trockenmasse 8.645 kg
Druckluft: 6.580 kg

Wie man sieht macht schon die Druckluft hier einiges an Gewicht aus. Sie ist bei der Trockenmasse zu berücksichtigen. Dazu noch später mehr. Der spezifische Impuls ist nach FCEA Simulationen im ungünstigeren Fall (eingefrorenes Gleichgewicht) folgender:

  Anfangsdruck: 100 bar Enddruck: 34 bar
Erststufe: Expansionsdüse :Flächenverhältnis 50 3.300 m/s 3230 m/s
Oberstufe, Expansionsdüse, Flächenverhältnis: 200 3.430 m/s 3.360 m/s

Aufgrund der hohen Trockenmasse wäre die Leistung dieser Rakete bescheiden - lediglich 1.100 kg Nutzlast. Kein Wunder bei einer Brennschlussmasse der Oberstufe von 3432 kg. Auch die Druckluft zählt als Totmasse (sie liefert noch einen kleinen Schub wenn der Treibstoff verbraucht ist, doch das ist vernachlässigbar). Daher ist die erste Optimierung das gleiche wie bei der OTRAG - wir senken den Druck. Dann benötigen wir weniger Druckluft und auch die Wandstärke wird geringer. Hier die Werte für 36 Bar Anfangsdruck und 12 Bar Enddruck (1 mm Wandstärke)

Oberstufe: Steuerung und Bordcomputer 500 kg
Oberstufe: Kerosintank: 4.900 / 100 kg
Oberstufe: LOX Tank 12.870 / 270 kg
Oberstufe Zwischentanksektion 100 kg
Oberstufe: Triebwerk mit Schubrahmen 1.000 kg
Oberstufe Startmasse: 19.370 kg
Oberstufe Trockenmasse 1.970 kg
Druckluft: 368 kg
Erststufe: Steuerung und Stufenadapter: 700 kg
Erststufe: Kerosintank: 24.590 kg / 490 kg
Erststufe: LOX-Tank: 63.340 kg / 740 kg
Erststufe: Zwischentanksektion: 500 kg
Erststufe Triebwerk mit Schubrahmen: 5.000 kg
Erststufe: Startmasse: 94.130 kg
Erststufe: Trockenmasse 7.430 kg
Druckluft: 2.190 kg

Der spezifische Impuls sinkt durch den geringeren Brennkammerdruck ab (3360/3290 und 3240/3170). Doch es lohnt sich: Die Nutzlast ist nun mit 2.400 kg mehr als doppelt so groß. Was sie noch limitiert ist die immer noch hohe Trockenmasse der zweiten Stufe von 2335 kg. Daher wäre eine ideale Konstruktion wohl dreistufig. Dann fällt die Trockenmasse weniger stark ins Gewicht. Mit 36 / 12 Bar sind wir aber schon bei einem Druck der bei Satellitenantrieben üblich ist. Die Frage ist dann natürlich die ob man weiter optimieren soll, z.b. anstatt Druckluft Helium einzusetzen (86% Gewichtseinsparnis bei der Druckluft. Bei der Oberstufe macht das schon mal 317 kg mehr Nutzlast aus.

Eine weitere Optimierung wäre es die Stufenmasse anzupassen, Ich bin von 5:1 ausgegangen, weil dies bei modernen LOX/Kerosin Stufen ungefähr am Idealpunkt liegt. Doch diese Rakete ist die Nutzlast gegenüber "normalen Modellen" etwa um ein Viertel bis Drittel geringer. Optimal wäre sicher ein Stufenverhältnis von 7:1. Die um etwa ein Drittel kleinere Nutzlast ist der konzeptpreis. Vereinfacht kann man sagen - ist die Konstruktion um mehr las ein Drittel billiger als eine konventionelle Lösung, dann lohnt es sich.

Nun die letzte Frage die sich wohl jemand gestellt hat: Warum ich diesmal nicht LOX/LH2 verwende? Schließlich bin ich ja bekennender Wasserstofffan. Nun die Antwort ist relativ einfach: Der Treibstofftank würde enorm groß sein. Bei LOX/LH2 6 zu 1, hätte der Erststufenwasserstoffrank bei nur etwas mehr als 10 t Treibstoff einen Durchmesser von 7,57 m und würde 2035 kg (1 mm Wandstärke) bzw. 4070 kg (2 mm Wandstärke) wiegen. Dazu kommt dann noch die Druckluft die 9732 bzw. 3503 kg bei der Erststufe wiegt. (Bzw. man würde beim Wasserstofftank wohl gasförmigen Wasserstoff einsetzen, das wäre günstiger)

Ein weiterer Nachteil ist der abnehmende Schub. er erlaubt es nicht allzu schwere Oberstufen einzusetzen und bei LOX/LH2 wäre der ideale Stufenteiler wohl noch kleiner. Bei der hier vorgestellten Rakete sinkt der Schub der ersten Stufe von 1.560 kN auf rund 600 kN zum Brennschluss ab - nur noch rund das Doppelte des Startschubs der zweiten Stufe. Es ergibt sich eine lange Brenndauer von 197 s für den Antrieb. Ist die Oberstufe bei LOX/LH2 nun schwerer, so ist die Beschleunigung noch geringer und wir haben sehr hohe Gravitationsverluste, die dann wiederum die Endgeschwindigkeit erhöhen und die Nutzlast absenken.

Das alles sind so gravierende Nachteile, dass es sich kaum lohnen würde auf LOX/LH2 umzusteigen, da die Trockenmasse so viel größer ist.

Wenn ich von Nesselwang mal zurück bin schaue ich mal nach einer "optimierten Lösung". Fürs erste sollte aber das genügen.

26.4.2012: Befindlichkeiten

Zur Füllung der Urlaubslücke noch ein kleiner persönlicher Blog. Derzeit geht es mir gesundheitlich nicht so gut. Ich habe ja schon das Problem, dass immer im Spätherbst meine Laune heruntergeht, ich mag das Wörtchen "Winterdepression" nicht, aber so was ist es in einer leichten Form. das hört dann meistens so rund um Weihnachten auf. Dieses Jahr habe ich auch Probleme mit dem Frühling. Schon seit einigen Jahren (eigentlich seit ich abgenommen habe) habe ich eine ausgeprägte Frühjahrsmüdigkeit. Die hatte ich auch dieses Jahr, aber nicht so stark, wobei sich das aber bei mir noch erfahrungsgemäß bis in den Juni hinziehen kann. Aber dieses Frühjahr ist auch noch die Laune im Keller, und zwar egal ob es nun sonnig ist oder nicht.

Eigentlich ist der Frühling meine Lieblingsjahreszeit. Das meiste was ich im Garten angepflanzt habe blüht nun, das Gras hat satte Farben und es ist warm, aber nicht heiß, aber irgendwie möchte mein Körper mir die Jahreszeit vermiesen. Dazu kommt noch mein Heuschnupfen, den ich auch in zwei Schüben habe. Die erste Saison war schon vorbei - fiel diesmal aber witterungsbedingt sehr milde aus. Und die zweite, stärkere kommt noch im Mai.

Ich habs schon mal thematisiert, aber ich habe das Gefühl, dass so Befindlichkeitsstörungen häufiger geworden sind, seit ich abgenommen habe. Seitdem habe ich auch eine laufende Nase wenn ich mich anstrenge, dafür fielen diesen Winter Erkältungskrankheiten aus, aber das liegt wohl eher daran, dass er nicht wie sonst nasskalt war, sondern eher trocken.

Für euch hat das sogar was gebracht, denn ich konnte mich lange nicht aufraffen das Skript für das zweite Semester zu schreiben. Stattdessen habe ich die 10 Tage in denen ich weg bin, weitgehend mit Blogs gefüllt. sodass ihr nur zwei Tage ohne Blog auskommen müsst. Das geht schneller und ist Kurzweilliger. Dann habe ich noch angefangen einen neuen Mod von Jagged Alliance 2 anzuspielen, was meine Laune definitiv anhebt.

Inzwischen habe ich auch mein eigenes Exemplar der Computergeschichten erhalten, bin aber von den Bildern etwas enttäuscht. Von zahlreichen Personen gibt es aus der Zeit nur wenige Aufnahmen und die habe ich eingescannt und das ist zu sehen. Na ja. Ansonsten ist es ganz okay. Ich bin mal auf die ersten Amazonkritiken gespannt. Eventuell versuche ich bei diesem Buch auch wieder Redaktionen von Zeitschriften auf es aufmerksam zu machen.

Nachdem die letzten drei Quartale die Verkäufe stark rückläufig waren, wenn auch im letzten nicht mehr so stark, scheint nun es wieder anzuziehen: In den ersten 19 Apriltagen haben ich fast die Hälfte des Umsatzes des ganzen letzten Quartals gemacht und das hat gerade erst angefangen.

Drückt mir die Daumen dass im Allgäu das Wetter gut und meine Laune noch besser ist, dass ich mein Arbeitspensum erledigt bekomme....


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