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Web Log Teil 306: 21.12.2012 - 27.12.2012

21.12.2012: Gedanken zum Weltuntergang

Ihr wisst ja alle, heute geht die Welt unter - zumindest wenn man den Maya Kalander falsch auslegt. Dabei sind doch die Mayas Spezialisten im Weltuntergang - ihre Kultur ging schon 1000 Jahre vor dem anvisierten Termin um. Keine Angst, jetzt kommt nicht wie in anderen Blogs oder im Fernsehen eine kurze Geschichte der Weltuntergangsprophezeihungen. Mir war nur eine sympathisch. Sylvester II prophezeite als Papst den Weltuntergang für das Jahr 1000, und als er nicht eintrat wusste er auch warum: Er hatte ihn durch seine Gebete abgewendet!

Daran habe ich mir ein Beispiel genommen: Ich habe mich intensiv um einen Kontakt zu dem Schicksal bemüht (als Buchautor mit Leserzahlen die man an den Fingern abzählen kann, habe ich einen wirklich guten Kontakt zum Schicksal) und kann euch verkünden: Die Welt geht nicht unter!!!

Spaß beiseite: runde Zahlen scheinen sehr populär bei Weltuntergangsprophezeihungen zu sein. Erinnert sich noch jemand an die Hysterie vor 2000, als prophezeit wurde, dass alle Computer wegen des Y2K Bugs ausfallen?

Aber nehmen wir das Thema noch ernst: Wann steht der Weltuntergang an. Nun dass kann man unterschiedlich interpretieren: "Welt" als "Erde" und "Welt" als "unsere Welt = unsere Zivilisation". Der erste Teil ist relativ gut beantwortbar: Unsere Sonne wird wie jeder andere Stern immer leuchtkräftiger werden. Das ist ein Prozess der seit der Entstehung der Sonne abläuft. Als sie das Wasserstoffbrennen vor 4,6 Milliarden Jahren zündete, hatte sie nur 70% der heutigen Leuchtkraft. Das geht so weiter, erst langsam, dann schneller. In 500 bis 800 Millionen Jahren wird die Temperatur auf der Erde über 50°C betragen, höheres Leben ist dann nicht mehr möglich. In 5 Milliarden Jahren leuchtet sie doppelt so hell wie heute.

Danach beschleunigt sich dieser Vorgang. Die Ursache liegt im Verbrennen des Wasserstoffs im Kern. Dabei entsteht Helium als Fusionsprodukt. Da ein Heliumatom aus vier Wasserstoffatomen gebildet wird nimmt mit fortschreitender Fusion die Zahl der Teilchen ab. Im Kern eines Sterns herrscht ein Gleichgewicht aus Gasdruck und Gravitationskraft. Sinkt der Druck durch weniger Teilchen, so drückt die Gravitationskraft den Kern zusammen, das steigert die Temperatur und die Fusionsrate steigt bei höheren Temperaturen nicht linear sondern sehr stark an. Bei der Proton-Proton Kette in der sechsten Potenz zur Temperatur und bei dem CNO Zyklus, der bei der Sonne bisher nur wenig zur Energieproduktion beiträgt sogar in der 15-ten Potenz. In der späteren Phase der Sonne, wenn der Kern weitgehend nur aus Helium bestimmt wird er durch die Gravitation stark komprimiert auf 1/100 des Durchmessers (derzeit: Ein Drittel) und Wasserstoff der vorher außen lag rückt nach - es beginnt ein Schalenbrennen das langsam nach außen wandert. Als Folge wird der Druck auf den dünnen Mantel größer und die Sonne bläht sich auf - sie wird zum ersten Mal zu einem roten Riesen, und erreicht dabei den hundertfachen heutigen Durchmesser, recht also bis zur Merkurbahn. Dies wird in rund 6 Milliarden Jahren soweit sein.

Überschreitet der Kern eine Mindestmasse und Temperatur so zündet das Helium und verbrennt zu Kohlenstoff/Sauerstoff. Das führt dazu, dass der Stern nun wieder schrumpft, er bleibt aber immer noch größer als die Sonne heute. Es ist aber kein dauerhafter Zustand. Sehr bald ist das Helium im Kern fusioniert ist (typisch: etwa 1 Milliarde Jahre) und erneut beginnt ein Schalenbrennen, erneut bläht sich die Sonne auf, diesmal noch weiter. Ob die Erde mal von ihr verschluckt wird, ist offen, die meisten Modelle sehen  sie noch außerhalb der Sonne, doch die Venus erwischt es sicher. Die Umlaufbahn der Erde kann sich auch nach außen verschieben, weil die Sonne in diesem zweiten Roten-Riesenstadium durch Sonnenwinde erheblich mehr Materie verliert als heute. Innerhalb von 50 Millionen Jahren wird sie 30% ihrer Masse verlieren. Dieser Sternenwind könnte aber auch die aufgeheizte Erdoberfläche wegstahlen, eine Atmosphäre und Ozeane besitzt die Erde zu diesem Zeitpunkt schon lange nicht mehr, sie sind längst verdampft und weggeblasen. Falls die Erde nicht innerhalb der äußeren Sonnenhülle läuft (wodurch sie abbremst und verschluckt wird), dann ist sie nun nichts mehr als ein glühender Gesteinsbrocken. Sehr lange dauert bei der Sonne, das rote Riesenstadium aber nicht, denn wenn sich das Schalenbrennen der Oberfläche nähert, dann bewirkt die Energieerzeugung dass der Druck schließlich die äußere, inzwischen auch recht dünne Hülle wegbläst und sie als Rauchring durchs Weltall schwebt. Schließlich ist das Gesamte Helium zu Kohlenstoff fusioniert, und ohne weitere Energieerzeugung zieht sich der Kern durch die Gravitation zusammen, sodass schließlich ein Weißer Zwerg entsteht - in etwa so groß wie die Erde, nur besteht er aus einer halben Sonnenmasse Kohlenstoff und Sauerstoff.

Dann wird's kalt auf der Erde, denn obwohl dieser Kern enorm heiß ist (anfangs über 200.000 K, doch das sinkt schnell auf 30.000 K ab), so ist er doch viel kleiner als die Sonne und seine absolute Leuchtkraft liegt bei einem 1000-stel der Sonne. Es umkreist dann ein eiskalter Planet einen weiß leuchtenden Punkt. Die Sonne wird von uns aus gesehen dann nur noch ein blendend leuchtender Stern sein. Es wird durchaus hell sein, etwa so hell wie sonst in der Abenddämmerung oder unter dunklen Gewitterwolken, doch die ganze Helligkeit wird von einem gleißenden Punkt ausgehen. Ohne Atmosphäre muss das ziemlich eindrucksvoll aussehen, denn der restliche Himmel wird dann schwarz sein.

Soviel über den Untergang der Welt als Erde, morgen dann mehr über meine persönlich Ansicht über den Zeitpunkt der Untergang unserer Zivilisation.

22.12.2012: Gedanken zum Weltuntergang Teil 2

Wie ich schon gestern schrieb, kann man das Thema unter verschiedenen Aspekten sehen. Ein Weltuntergang kann auch der Untergang einer Kultur oder einer Zivilisation sein, das ist nicht unbedingt gleichzusetzen mit dem Untergang der Menschheit. So verging ja auch die Maja Kultur und die Kultur der Khmer, doch die Menschen dort starben nicht alle aus.

Und ich hole mal tief aus und behaupte einfach mal frech, das der Homo sapiens sapiens nicht in Einklang mit seiner Umwelt leben kann, wie dies der Neandertaler über fast eine halbe Million Jahre konnte. Das merkt man schon vor 35.000 Jahren, als er Afrika verließ und sich ausbreitete. Überall wo er hinkam, starben zur gleichen Zeit Großsäugetiere wie Mammuts, Riesenhirsche, Höhlenbären, Wollhaarnashörner aus. Zwar gab es auch eine klimatische Änderung, doch diese Tiere hatten über die letzten 1-2 Millionen Jahren sieben Eiszeiten und Warmzeiten überlebt, und dann sterben sie zufälligerweise aus, wenn der Mensch auftaucht? Sehr viel Zufall. Mit Sicherheit ist die Ausrottung von Tierarten schon in dieser Zeit der Jäger- und Sammlergesellschaften in Amerika belegt. Als die ersten Menschen über eine Landbrücke nach Amerika von Russland kommend einwanderten, breitete sich eine Aussterbewelle von Nord nach Süden, genau dem Fortschritt der Wanderungsbewegung folgend aus.

Schlimmer wurde es mit der neolithischen Revolution, also der Landwirtschaft. Nun konnte erst so etwas wie Arbeitsteilung entstehen, größere Gesellschaften, die nicht von wandernden Tierherden in ihrer Größe beschränkt waren, aber damit einher ging, dass die Kulturen ihren Lebensraum veränderten, sodass nur noch die Pflanzen wuchsen wie für sie interessant waren. Das alles ging in enorm schneller Zeit. Im Mittelmeerraum wurde schon im Altertum das Holz knapp. Dort gab es weniger Wälder, sie wuchsen nicht wie bei uns von selbst wieder nach und die Bevölkerungsdichte war wegen der besseren Ernten höher (und damit auch das Bevölkerungswachstum).

Doch auch Jäger und Sammlergesellschaften können nicht leben ohne ihre Umwelt massiv zu verändern. das es im mittleren Westen der USA die Prärie gab ist ebenfalls dem Menschen zu verdanken. Dort würden sich sonst zuerst Büsche und dann Wald ausbreiten. Die Indianer brannten das Buschwerk regelmäßig ab, damit frisches Grass nachwuchs, das wiederum die Bisons als ihre Hauptnahrungsquelle anlockte.

In den mittleren Bereiten ist heute praktisch fast die gesamte verfügbare Fläche landwirtschaftlich genutzt. Selbst wenn ein ganzer Kontinent neu "entdeckt" wird, kann die Umgestaltung von Wildnis zu vollständiger Agrar/Siedlungsnutzung innerhalb von wenigen Jahrhunderten erfolgen was Amerika und besonders die USA zeigen. Viel mehr Fläche gibt es nicht. Die Subtropen sind für Landwirtschaft oft zu trocken, in den Tropen gibt es keine Humusböden, es ist dort zu nass und heiß. In den hohen nördlichen/südlichen Breiten können wir wegen der Temperaturen keine Nutzpflanzen anbauen, dafür holzen wir nun mit enormer Geschwindigkeit den dort noch wachsenden (und zwar sehr langsam) Wald ab.

Seit einigen Jahrhunderten hat sich der Hunger nach Ressourcen verlagert und wir nutzen immer mehr fossile Energie, also Energie die nicht regeneriert werden kann, anders als Holz, das zumindest im Prinzip nachwachsen kann. Hier ist bei zahlreichen Energiearten absehbar, dass sie bald ausgehen, bei Erdöl hat man das Fördermaximum schon überschritten. Gas gibt es etwas länger Kohle vielleicht noch ein paar Jahrhunderte, doch gemessen an der Existenz des Menschen sind Jahrhunderte nichts. Als Folge verändert sich auch das Klima, was Folgen für alle hat, nicht nur küstennahe Länder (Anstieg des Meeresspiegels) sondern wegen der Veränderung der Umgebungsbedingungen auch und vor allem für die Landwirtschaft. Alle reden von alternativen Energien, doch was ist es wirklich? Wir reden von 20-30% Ökostrom, doch das sind eben dann noch 70-80% Nicht-Ökostrom und von dem vielen Heizöl, Benzin und Diesel redet keiner. Strom ist ja nur eine Energiequelle und bei anderen ist nicht mal eine Alternative in Sicht. In der Praxis hat sich nicht viel geändert.

Daneben haben immer mehr Staaten die Atombombe und die Geschichte lehrt, dass wenn eine Waffe vorhanden ist sie auch eingesetzt ist egal wie furchterregend sie oder die folgen sind. Überhaupt scheint es so, als würden mehr Waffen und "intelligentere" Waffen zu immer mehr Kriegen führen. Man muss nur sehen wie viele die USA alleine nach dem zweiten Weltkrieg geführt haben.

Das Kernübel ist aber das Bevölkerungswachstum. Und da sieht es wirklich schwarz aus. Außer in wenigen Zonen auf der Erde wächst die Bevölkerung rapide. In Europa stagniert sie, das scheint eine Folge des Reichtums zu sein, denn auffällig ist, dass die Bevölkerung um so schneller ansteigt je ärmer ein Staat ist. Ein Paradebeispiel ist Äthiopien, in dem es immer wieder eine Hungersnot gibt. Als ich als Kund dürr war, nannte mich meine Mutter "Biafraner", Biafra, war die Bezeichnung für Äthiopien die sich noch lernte. Bei der Hungersnot 1984/1985 gab es dann Band Aid, und USA for Afrika die für Hungernden in Äthiopien sammelten. Seitdem gibt es alle paar Jahre eine Meldung. Tatsache ist aber auch. das Land ist der größte Binnenstaat der Welt und alleine in den letzten 10 Jahren wuchs die Bevölkerung jährlich um 2 Millionen Menschen auf jetzt 88 Millionen. Selbst in guten Jahren reicht die landwirtschaftliche Produktion kaum aus alle zu ernähren. Das Problem ist so hausgemacht.

Global gesehen ist die Weltbevölkerung seit es den Menschen gibt kontinuierlich angestiegen, daran konnten weder Pest, noch spanische Grippe, noch erster und zweiter Weltkrieg etwas ändern. Im Gegenteil, es geht immer schneller. Vor 10.000 Jahren gab es 5-10 Millionen, vor 2000 Jahren 300 Millionen, vor 500 Jahren 500 Millionen und seitdem steigt sie immer schneller. 1804 waren es 1 Milliarde (Verdopplung in 300 Jahren), 1927 2 Milliarden (Verdopplung in 123 Jahren), 1974 4 Milliarden (Verdopplung in 47 Jahren). 2023 sollen es dann 8 Milliarden sein. Da jeder Ressourcen braucht, und das immer mehr (keiner würde wohl auch nur noch so leben wollen wie vor 100 Jahren!) ist klar, das bei endlichen Ressourcen das in einem Big-Bang enden muss. Heute schon sind die Menschen la "Biomasse", das "massereichste2 Lebewesen auf der Landoberfläche das mehr als 1 kg wiegt. Wir "nutzen" den größten Teil der Erdoberfläche und der Meere und beschränken die "Natur" sprich, alle anderen Lebewesen die es außer uns und einigen Nutzitieren und Nutzpflanzen noch gibt auch "Reservate". So sieht nicht Gleichgewicht aus, so sieht nicht Verhältnismäßigkeit aus, so sieht nicht weitsichtiges Denken und intelligentes Handeln aus. Und daher denke ich wird es gar nicht mehr so lange dauern bis dieses System kollabiert. Das ist - um eine Brücke zum Weltuntergang zu schlagen - wie bei einem Stern: er leuchtet am hellsten wenn er seinen Brennstoff nahezu aufgebraucht hat, bevor er dann verlischt oder als weißer Zwerg endet.

23.12.2012: Spare, spare, Spare!

Die treuen Blogleser unter euch wissen ja, ich habe ein ambivalentes Verhältnis zu Wikipedia. Ich nutze sie wie viele andere auch, gehe aber, weil ich in Themen in denen ich mich auskenne, schon einige Fehler gefunden habe, recht kritisch mit den Artikeln um und nutze sie vor allem als schnelles Sprungbrett zu weiterführenden Quellen, achte also vor allem auf die Referenzen. Alle zwei Jahre sammelt die Wikipedia Geld, das ist man schon gewohnt. Was diesmal allerdings auffällt, ist dass die "Werbung" für Spenden diesmal nur ein der deutschsprachigen Wikipedia zu sehen ist, nicht in der englischen, auf die ich meist von einem deutschen Artikel wechsle (dort sind in der Regel Artikel ausführlicher und mit mehr Referenzen gekennzeichnet). Kurzzeitig kamen für 1-2 Tage die üblichen "Danke" Botschaften, dann ging es weiter mit dem Spendensammeln, offensichtlich hat sich jemand verrechnet und zu früh die Kampagne beendet.

Warum das nur auf der deutschsprachigen Wikipedia der Fall ist, weiß ich nicht, aber hier mal meine Vermutung: Wir haben bei uns doch ziemlich ausgeprägt die "Geiz ist geil" Mentalität. Wenn jemand zu viel für etwas ausgibt ist er je nach Beobachter dumm, zu faul nach was günstigerem zu suchen oder hat zu viel Geld. Also alles irgendwie negativ. Sparsamkeit wird zum Selbstzweck und der ursprüngliche Zweck: ich spare damit ich mir später etwas teureres leisten kann wird vergessen. So ein bisschen färbt das ja auch die Urheberrechtsdiskussion, wo die einen argumentieren, die Künstler und Autoren würden ja schon genug verdienen und wenn es im Internet drin ist sollte es gemeinfrei sein.

Also ich hatte das Thema ja schon mal, da vor allem bezogen auf Lebensmittel, bei denen der Preisunterschied am größten ist zu unseren Nachbarländern. Nicht so hoch ist er bei anderen Dingen wie Elektronik. Vor allem aber das Internet muss wohl gemeinfrei sein. Wie kann man nur für die Wikipedia nur was verlangen? Da arbeiten doch alle für lau dafür! Das Finanzierungsproblem haben auch andere, die Informationen im Internet anbieten, wie Vereine oder Vereinigungen, die aber keine Werbung schalten wollen oder dürfen (mit Werbung ist die Finanzierung kein Problem, die Werbung würde inzwischen auf meiner Website sogar für einen eigenen Server reichen). Andere Einkommensquellen wie die Urheberrechtsvergütung durch die VG-Wort sind bei der Wikipedia auch nicht möglich, da es ja nicht einen Autor gibt. Auf der anderen Seite gibt es im wissenschaftlichen Bereich Systeme, wo man einen Fachartikel wenn man ihn lesen will, bezahlen muss, und das zu Preisen für die man zwei komplette Printausgaben desselben Magazins erhalten würde. Das funktioniert auch, allerdings vor allem deswegen, weil die Kosten meist nicht von Privatpersonen sondern Instituten oder anderen öffentlichen Vereinigungen getragen werden.

Wie mal "Zapp" berichtete, scheinen auch die Zeitungen dieses Dilemma zu haben: Die Printauflagen sind rückläufig und mit dem Internet wird noch nicht so viel Geld verdient, um dies auszugleichen. In der Tschechei, hat man ein Modell gefunden das funktioniert - für Benutzer und Verleger. Anstatt einer Zeitung kann ein Interessierter Leser ein "Abo" für die Bezahlinhalte von einem Dutzend kleinerer oder größerer Publikationen abschließen. Das ist attraktiver und es finden sich so genügend Bezahlnutzer (es gibt auch nicht Bezahlinhalte) dass es sich lohnt. Deutsche Verleger haben wohl noch zu viele Ressentiments zusammenzuarbeiten und wie die Einnahmen aufgeteilt werden, als dass dies möglich wäre.

Ein anderer Effekt, des "Geiz ist Geil" ist das "Kaufe x und bekomme y geschenkt". Das läuft sehr gut. Also kaufe fünf Tafeln Schokolade und bekomme eine geschenkt. Das funktioniert, weil der Verbraucher dann mehr konsumiert, also die fünf Tafeln auf einmal gekauft werden in kürzerer Zeit gegessen, als wenn er sie nacheinander kauft. Wenn ich meine Bücher direkt vertreiben würde, wäre das sogar eine Verkaufsidee: Wer zehn Bücher von mir hat bekommt eines geschenkt. Doch da ich bei einem Printdienstleister nur bei großen Stückzahlen so viel Erlass bekomme, dass ich die Kosten für Porto/Verpackung wieder reinbekomme ist das nur eine theoretische Idee. Eine nach Abschaffung bestimmter festgeschriebener Verpackungsgrößen und Einführung des Grundpreises eingeführte Masche ist auch folgende: Man verkleinere die normale Portion und biete dann die ursprüngliche oder sogar eine kleinere! als "nur für kurze Zeit: 20% extra" an.

Hier im schwäbischen haben wir sogar ein Sprichwort für diese Mentalität: "M'r glaubt gar net wia fual d'r Schwob ausgebä dod wenn'r moint, das'r was spara kennd" (Man glaubt gar nicht, wie viel der Schwabe ausgeben tut, wenn er meint das er was sparen könnte). Traurig, aber war!

24.12.2012: Wünsche an den Weihnachtsmann

Ich habe mir mal überlegt, was ich zu Weihnachten denn besinnliches schreiben könnte, ohne das es zu sehr ins private abgleitet. Doch dann kam mir eine Idee: Meine Raumfahrt-Wünsche an den Weihnachtsmann.

Mein wichtigster Wunsch: ich wünsche mir mehr Planetenmissionen von ESA und NASA, und vor allem welche ins äußere Sonnensystem. 2013 wird von den beiden Raumfahrtagenturen nur MAVEN starten, ein schon um zwei Jahre verschobener Aerologie-Klimaorbiter zum Mars. Raumsonden von Indien und China sind für 2013 angekündigt, doch von denen erfährt man noch weniger als von denen der großen Agenturen und so sind die selbst für interessierte Laien wie mich uninteressant.

Der nächste Wunsch geht an EADS/ESA: Konstruiert eine ESC-B, auf die man als Ariane/Raumfahrtfan auch stolz sein kann, also bitte keine, die wie geplant eine Leermasse von 6-6,2 t hat, sondern eine die in den Regionen liegt die auch andere Nationen erreichen. Als Nebeneffekt sollte auch die Nutzlast ansteigen, was eigentlich ja Anreiz genug sein sollte. Das könnte dann ja dann vielleicht sogar noch die Ariane 6 überflüssig machen. Da die ESA die Stufe ja will, wegen ihrer Wiederzündbarkeit und der dadurch gewonnenen Flexibilität bei wissenschaftlichen Missionen (ich gebe das nur mal so weiter, ich habe selbst meine Zweifel, wie schlüssig diese Argumentation ist) sollte auch hier die Reduktion des Gewichts für noch mehr Flexibilität, vor allem für Planetensonden, wo die Nutzlast ja dann rapide abnimmt, gewünscht sein.

Bei der bemannten Raumfahrt wünsche ich mir nach vielen Jahren mit Hin- und Her eine Planungssicherheit. Die ESA will nun ja das Servicemodul für Orion entwickeln, mit einem engen Zeitplan, schlussendlich werkelt die NASA schon seit 7 Jahren an dem Vehikel rum (in der Zeit hat man in den Sechzigern das komplette Gemini-Programm von der Bewilligung bis zum letzten Flug durchgezogen!), doch wofür Orion denn nun gut sein soll, weiß noch keiner, denn zur ISS sollen ja andere Vehikel fliegen. Da gab es dieses Jahr die dritte Runde der CCDev Ausschreibung, in der sich die NASA wieder nicht auf einen Kontraktor einigen konnte, nun geht es weiter bis zum CDR, doch da dann 2014 über die eigentliche Entwicklung beschlossen wird, glaubt keiner mehr an einen Flug eines der Vehikel vor 2016.

Gleichzeitig wurde die NASA durch Kongressbeschluss zur Entwicklung der SLS verdonnert und was man mit SLS/Orion wohl wirklich machen kann, oder will (wo kommt das Geld dafür her) weiß noch keiner so richtig. Dabei ist noch nicht mal die Verlängerung des ISS Betriebs bis 2020 vertraglich ratifiziert und Nauka, das seit Jahren angekündigte zweite russische Modul, soll angeblich am 11.12.2013v ins All befördert werden. Da der Start sich schon um 4 Jahre verschoben hat, glaube ich eher an 2014, an die Pläne für drei weitere russische Module noch weniger. Folgt man den russischen Nachrichten, so entwickeln sie ja dauernd was neues, von neuen Triebwerken mit exotischen Treibstoffkombinationen bis hin zu Raumsonden. Nur werden ja nicht mal die seit Jahren laufenden Projekte wie eben Nauka, Angara oder Venera-D fertig. Dabei scheinen sie so knapp bei Kasse zu sein, dass die bei der NASA die Verlängerung der Aufenthaltsdauer an der ISS auf ein Jahr durchgesetzt haben, um mehr Touristen ins All zu befördern. Ihr wisst, ich halte sehr wenig von bemannter Raumfahrt, aber wenn man sie betreibt, dann wenigstens richtig und zielorientiert und konsequent.

Zuletzt mein größter Wunsch: mehr Fakten von SpaceX. Wenn man aufmerksam recherchiert merkt man ja einiges. So dass die veröffentlichten Startkosten für die NASA/DoD nicht zu denen auf der Webseite passen (JSAN 2014 für 83 Millionen Dollar, Deep Space Climate Observatory, ebenfalls 2014 für 97 Millionen Dollar und  Space Test Program 2 auf einer Falcon Heavy für 162 Millionen Dollar.  Das sind 79 und 26% mehr als auf der Website angegeben. So muss sich Arianespace, die dieses Jahr 50 erfolgreiche Flüge mit der Ariane 5 in Folge erreicht hat und sieben Starts mit 13 Nutzlasten absolviert hat keine Sorgen machen. Aber die meisten (inklusive der Medien) glauben ja dieser Firma alles, obwohl nur ein Blick auf ihr Launchmanifest zeigt, dass sie viel versprechen und wenig halten. Nach dem Internetrarchiv von Juli 2011 sollten bis Ende 2012 vier Resupplyflüge, der Start im Auftrag von MDA und der Jungfernstart der Falcon Heavy erfolgt sein - gerade mal ein Start aus dieser Liste ist erfolgt. Wer nicht mal für das nächste Jahr korrekt planen kann, der kann mir viel erzählen. Am besten ihr geht mal an die Börse, dann müsst ihr eine Bilanz vorlegen und wahrscheinlich wird er deswegen von Jahr zu Jahr verschoben. Tesla Motors, Musks zweites Unternehmen kommt ja auch dauernd in den Medien. Wer sich ihre Bilanz anschaut, der stellt aber fest, dass sie seit sie an der Börse sind, Verlust machen, 2011 bei 200 Millionen Dollar Einnahmen 250 Millionen Dollar miese. Ich vermute bei SpaceX nichts anders oder den Einsatz des Schneeballsystems - mit den Vorauszahlungen bisherige Unternehmungen finanzieren. Das geht spätestens dann in die Hose, wenn jemand sein Vertragsausstiegsrecht in Anspruch nimmt. Es wird schon gemunkelt, SES wird abspringen, weil SpaceX nicht den fristgerechten Start einhalten kann, obwohl er schon vor zwei Jahren gebucht war. Arianespace wird ihn wohl einfach mit reinschieben können. Na ja eben der Unterschied zwischen Anspruch und Wirklichkeit....

Einen persönlichen Wunsch habe ich noch an den Raumfahrt-Weihnachtsmann: Dass der Abwärtstrend bei meinen Bücherverkäufen sich umkehrt und wieder das Niveau von 2010 erreicht, dann könnte ich mir den Ausstiegsbeschluß auch nochmals überdenken.

27.12.2012: Machen wir es uns einfach .... Nordkorea

Diesen Eindruck habe ich erneut beim ersten erfolgreichen Satellitenstart von Nordkorea gewonnen. Seit 1998 unternimmt Nordkorea Versuche einen Satelliten in den Orbit zu befördern und so lange gibt es bei jedem dieser Starts Proteste, es verwundert nicht dass der südliche Nachbar Südkorea protestiert, schließlich trennt beide eine stark bewachte Grenze. Daran haben auch vorsichtige Schritte der Annäherung nichts geändert. Und natürlich protestiert auch Japan, das schon seit Jahrzehnten zu beiden koreanischen Staaten ein gespanntes Verhältnis hat - nur diesmal umgekehrt. Das beruht auf den Gräueltaten im zweiten Weltkrieg. Das die USA protestieren und es trotz eigener NORAD Daten als ICBM Test ansehen ist auch nicht verwunderlich, denn die USA scheinen nicht ohne irgendwelche Gegner existieren zu können, genauer gesagt - fassbare Gegner in Form von Diktatoren und Staaten. Und da ist ja die Auswahl recht klein geworden. Der Ostblock ist Geschichte, die Diktatoren in Ländern die die USA interessieren (wer interessiert sich schon für Diktatoren in Zentralafrika, außer es gäbe dort Rohstoffe) wurden weniger. Gaddafi ist Geschichte, Fidel Castro hat an seinen Bruder abgetreten der mehr auf Annäherung aus ist, Hussein haben sie hingerichtet. Bleiben nur noch Iran und Nordkorea. Die müssen nun herhalten, um das gewaltige Militärbudget (mehr als das gesamte der folgenden 13 Staaten zusammen!) zu rechtfertigen.

Was mich verärgert ist. unsere Bundesregierung wie viele andere Länder und der UN-Sicherheitsrat unisono auf diese Argumentation eingestiegen sind. Natürlich gibt es die UN-Resolution 1718 von 2006 die Nord Korea jegliche Tests einer "ballistic missle" verbietet. Nur handelt es sich bei einer Trägerrakete um einen "launcher" und nicht eine "ballistic missle" (hier ist die englische Sprache mit zwei unterschiedlichen Wörtern definitiv der deutschen überlegen). Unbestritten ist, dass man mit einer ICBM einen Satelliten starten kann. Das haben zahlreiche Nationen beweisen. Manchmal frage ich mich auch wie intelligent die Medien sind, die kritiklos alles wiedergeben, ohne es wenigstens zu kommentieren. So kam am Sonntag die Meldung dass Südkorea anhand eines Treibstofftanks festgestellt hat, dass die Rakete die USA erreichen könnte. Wahnsinn! Welche Erkenntnis! Hallo? Ist da noch jemand im Land der unendlichen Dummköpfe? Das Ding ist in einen Orbit eingetreten. Was einen Orbit erreicht kann jeden Punkt der Erde erreichen. Herr schmeiß Hiirn ra!

Auf der anderen Seite kann Nordkorea damit nur beweisen, das die Rakete prinzipiell funktioniert. Das wichtigste, die Zielgenauigkeit wird bei einem ballistischen Test mit einem konventionellen Sprengkopf getestet und dafür liefert eine Trägerrakete nur bedingt Daten. Mit "normalen" Stufen erreicht man allenfalls Genauigkeiten vom 1 km, da bei Geschwindigkeiten von 7000 m/s und Distanzen von 8000-13000 km schon Bruchteile einer Geschwindigkeitsabweichung von 1 m/s wie sie heute typischerweise erreicht wird, zu einer Zielabweichung im Bereich von 1 km oder mehr führen. Moderne ICBM haben daher Busse die mit kleinen Hydrazintriebwerken nach dem Brennschluss kleine Bahnkorrekturen durchführen und auch die Sprengköpfe bei MIRV auf getrennte Bahnen senden. Ich würde, wenn ich im US-Verteidigungsministerium sitzen würde, mir nach dem Start eher weniger Sorgen machen: Geplant war ein 500 km hoher kreisförmiger Orbit. Erreicht wurde einer von 494 x 588 km. Gemessen in Geschwindigkeiten sind das 7613 m/s Soll und 7642 m/s Ist, also eine sehr große Abweichung, die dazu führen würde, dass beim Einsatz selbst eine Großstadt verfehlt würde

Wenn man die reale Gefahr betrachtet, so dürfte einem der Konflikt zwischen Indien und Pakistan, beides Atommächte mehr Sorgen machen. Indien hat dieses Jahr auch eine Rakete getestet - eine Feststoff-Mittelstreckenrakete, die anders als die Unha schnell gestartet werden kann. Und Indien und Pakistan bekriegen sich seit Jahrzehnten, während Nordkorea seit dem Koreakrieg keinen Krieg geführt hat. Selbst die Bundeswehr ist seitdem an mehr militärischen Konflikten beteiligt gewesen.

Meiner persönlichen Ansicht nach ist es ein Wettlauf zwischen den beiden koreanischen Staaten, wer als erstes einen Satelliten ins All bringt und der wurde von Nordkorea gewonnen. Signale des Satelliten wurden bei 478 MHz auch empfangen, auch hier lief es suboptimal, er scheint nach optischen und funktechnischer Vermessung zu taumeln.

Einfach macht man es sich auch wenn es darum geht, woher die Technologie kommt. Selbst in der Wikipedia steht der Unsinn drin, weil ja jeder von jedem abschreibt: Die Rakete wäre eine Weiterentwicklung der SCUD. Die von Nordkorea mit Sicherheit bezogene Version SCUD-C hat einen maximalen Durchmesser von 0,89 m und wiegt 6,4 t. Daraus eine Trägerrakete zu entwickeln die zehnmal schwerer und den dreifachen Durchmesser hat, ist nahezu unmöglich. Man kann Raketentriebwerke nicht einfach hochskalieren. Wenn dem so wäre, dann wäre das toll. Wir entwickeln einfach ein Triebwerk im kleinen Maßstab und skalieren einfach hoch. Stattdessen entwickelt man aber neue, weil das nicht geht. Das zeigt schon die Physik. Wenn man den Durchmesser eines Triebwerks verdoppelt, dann steigt die Oberfläche um das vierfache an, aber das Volumen der Brennkammer um das achtfache. Bei ebenfalls vierfachem Treibstoffdurchsatz (verdoppelter Leitungsdurchmesser) müsste der Brennkammerdruck absinken.

Wahrscheinlicher ist, das Nordkorea chinesische Raketen adaptierte, wenn man diese Idee der "Nicht-Selbst" Entwicklung weiterverfolgt. Gemessen am benötigten Schub, aber auch Abmessungen der ersten Stufe gibt es Ähnlichkeiten zur Langer Marsch 1. Dafür spricht auch, das China der letzte Staat war, der Nord-Korea noch wohlgesonnen war.

Andere Spekulationen gehen davon aus, dass die erste Stufe vier Triebwerke der zweiten Stufe einsetzt. Diese scheint (zumindest das ist glaubhaft) aus der Taepodong-1 entwickelt worden sein, mit der 1998 ein Startversuch gemacht wurde. Obwohl es durch Reporter die im April zum Start zugelassen waren inzwischen gute Bilder von der Rakete gibt, ist vieles noch offen. Die Startmasse wird zwischen 80 und 91 t angegeben, der Durchmesser zwischen 2,25 und 2,5 n. Die Höhe zwischen 27 und 32 m. Da nun Südkorea einen Tank aus dem Wasser fischte, kann man einiges präzisieren. Ich hatte mich schon im April versucht anhand der Größen von Arbeitern neben der Rakete deren Abmessungen einzuschätzen, da nun der Durchmesser der ersten Stufe von 2,40 m bekannt ist kann man deren Länge zu 14 m angeben. Die Rakete selbst ist so deutlich kürzer als bei den Prognosen. Wenn die Düse der ersten Stufe nicht noch in der Startplattform hineinragt, was man auf den Fotos nicht genau erkennen kann, dann sind es nur etwas mehr als 26 m. Auch die Startmasse erscheint hoch. Klar ist nur, dass eine Komponente des Treibstoffs Salpetersäure oder Stickstofftetroxid sein muss, das zeigen braune Wolken bei der Zündung. Da der aus dem Meer gefischte Tank mit 7,6 m Länge mehr als die Hälfte der Länge ausmacht, durfte eine Kombination von Stickstofftetroxid mit Hydrazinen ausscheiden, da wären beide Tanks fast gleich groß. Dann bleibt aber kein Platz mehr für ein Triebwerk. Geht man von einer maximalen Länge von 4 m für den zweiten Tank aus, so wären die Kombinationen Salpetersäure/UDMH und Salpetersäure oder Stickstofftetroxid/Kerosin möglich. Üblicherweise wird Salpetersäure/Kerosin angegeben, das ist der bei der Scud B eingesetzte Treibstoff.

Hinsichtlich Leistung sind alle Kombinationen vergleichbar. Ich würde vermuten dass aus wirtschaftlichen Gründen Kerosin eingesetzt wird. Hinsichtlich Masse vermute ich, dass die Rakete wesentlich leichter als angenommen ist. Die Kosmos 11K65 hat denselben Durchmesser und setzt denselben Treibstoff ein. Eine 23,50 m lange Erststufe wiegt da 86,5 t. Bei 14-17 m Länge kommt man dann bei der ersten Stufe der Unha-3 auf 51,5 bis 62,5 t. Die oberen Stufen haben deutlich kleinere Durchmesser (1,48 und 1,25 m). Versuche von mir, den Schub und den aus dem Tank rekonstruierten Salpetersäurevorrat sowie die Brennzeit mit anderen Angaben für chinesische Triebwerke oder modifizierte SCUD Triebwerke in Einklang zu bringen scheiterten. Mit Sicherheit ist die Rakete eher im unteren Teil der Schätzungen anzusiedeln. Bei den beobachteten 1,28 G Startbeschleunigung und 77,6 t Startmasse muss der Schub unterhalb von 1.000 kN liegen, nimmt man noch die bekannte Brennzeit der ersten Stufe beim letzten Start hinzu (104 s), so kommt man bei realistischen Werten für den spezifischen Impuls auf Treibstoffzuladungen von unter 50 t. (Startmasse dann unter 70 t). Ich habe ein paar Stunden versucht die Werte mit anderen Daten in Einklang zu bekommen um den Artikel zu verbessern, doch das klappte nicht. Vielleicht kann man aber auch den Umkehrschluss ziehen, dass die Nordkoreaner selbst ein Triebwerk entwickelt haben, dass eben von dem der Scud oder Langer Marsch 1, die auch gerne als Vorlage genannt wird, abweicht.

28.12.2012: Machen wir es uns einfach: SpaceX

Nachdem ich mich gestern über die einfache Betrachtung bei Nordkorea ausgelassen habe, heute ein anderes Thema auf das die Überschrift auch passt: Machen wir einen Schwenk zu einer anderen Firma die es sich genauso einfach macht: Ihr wisst schon meine "Lieblingsfirma" SpaceX. Ich stöbere ab und an in Foren, meistens weil dort Links zu finden sind die ich sonst übersehen hätte, ab und an lese ich mir auch was durch. Da stellte ich fest, das man heftig debattiert wie den nun die Falcon 9 "v1.1." einzustufen ist: "Einfaches Upgrade" oder "Komplett neuer Träger". Nun es ist doch ganz einfach: Die Rakete heißt "Falcon 9 v1.1". Da Elon Musk aus dem Softwarebereich kommt, hat man die Nummerierung von dort übernommen  und eine 1 nach dem Punkt ist ein Minor Upgrade, wäre es was komplett neues, so wäre es sicher eine  "Falcon 9e" vergleichbar zur "Falcon 1 vs Falcon 1e". Das ist die Sicht von SpaceX. Doch wie der Blogtitel schon andeutet - ich mache es mir nicht so leicht.

Also fangen wir mal an das Konzept auseinander zu nehmen. Vieles ist sicher schon erprobt. Die Stufentrennung, Avionik, das Aufstiegsprogramm, aber auch Konzepte wie die Bündelung von Triebwerken und die mehrfache Zündung eines Triebwerks. Das alles wurde bei der Falcon 9 "v1.0" schon erprobt. Doch es gibt genügend neues. Die bisherigen Falcon 9 haben keine Nutzlastverkleidung gehabt. Es gab nur einen aerodynamisch geformten Deckel, da die Dragon oben mit einem 22,2 m breiten Abschluss endet, der fest an der Dragon angebracht ist und im Orbit abgetrennt wird. Nutzlastverkleidungen sind langweilig, doch sie haben es in sich. Einige Beispiele gefällig? Beim Start von Mariner 9 schmolz die Nutzlastverkleidung und haftete an der Sonde, die so ihre Solarpanel nicht ausfallen konnte. Bei zwei Starts chinesischer Raketen mit westlichen Nutzlasten kollabierten die dafür neu entwickelten größeren Nutzlastverkleidungen und beschädigten die Satelliten irreparabel. Gerade wurde eine Nutzlastverkleidung beim Fehlstart von IS-19 entlastet, doch der Verdacht dass sie früher beim Verlust eines anderen mit der Zenit gestarteten Satelliten verantwortlich sein könnte bleibt. Und beim neunten Start einer Europarakete konnte sie nicht abgetrennt werden und die so zu schwere Nutzlast erreichte keinen Orbit. Die Falcon 9 hat eine Nutzlastverkleidung in einer aerodynamisch ungünstigen Form, da sie breiter als die Rakete ist. Das bedeutet höhere Belastungen. Sie muss erst erprobt werden.

Dann ist da noch die Verlängerung der Tanks. Bisher ist die Falcon 9 mit Nutzlast 48,1 m lang. Nun steigt die Länge auf 69,2 m. Das ist dann schon ziemlich viel. Die Tanks zu verlängern ist populär, doch wenn, dann sind es relativ geringe Änderungen. Die größte mir bekannte ist der Sprung von Ariane 1 auf Ariane 4, als die Rakete um 6 m länger wurde, das sind aber nur 12% der Höhe des Vorgängermodells. Die Falcon 9 wird um 39% länger sein, die Stufen sogar um 42%. Die Startmasse wird um 53% ansteigen. Das ist mit keiner der Modifikationen die es bei anderen Trägern gab, zu vergleichen. Damit verschieben sich aerodynamische Belastungen, Schwerpunkt und etliche andere physikalische Parameter. Das nur als ein "Minor Upgrade" einzustufen, halte ich für verharmlosend,

Die geringen Verlängerungen bei anderen Trägern beruhten auch darauf, dass die Triebwerke ja die gleichen bleiben. Da diese nicht mit enorm viel überschüssigem Schub konzipiert wurden, limitierte dies die Verlängerung, auch wenn man Reserven wie z.B. bei der Ariane 2-3 durch höheren Brennkammerdruck = mehr Schub nutzte. Die Falcon 9 erhält neue Triebwerke. Sie heißen bei SpaceX "Merlin 1D", ebenfalls soll das "d" suggerieren, dass es keine große Änderung ist. Doch sie haben 60% mehr Schub, arbeiten mit einem um 30 Bar höheren Brennkammerdruck und entwickeln 46% mehr Schub. Das sie nicht einfach Variationen des Merlin 1C sein können sieht man an dem angegebenen Schub/Gewichtsverhältnis von 145 zu 1. Das Merlin 1C hat eines von 63 zu 1. Als Folge muss das schubstärkere Merlin 1D weniger wiegen als das Merlin 1C (485 zu 630 kg), was definitiv nicht mit demselben Triebwerk machbar ist. Nebenbei gesagt, habe ich meine Zweifel an diesen Daten. Das Merlin 1D ist nur ein mittelgroßes Triebwerk und es würde das beste Schub/Gewichtsverhältnis aller Triebwerke aufweisen, auch besser als schubkräftigere, größere russische Triebwerke die mit dem geschlossenen Zyklus und hohen Brennkammerdrücken arbeiten (das senkt die Masse, da dann Brennkammer und Düse in den Abmessungen sinken). Das dreimal schubkräftigere und mit 50% höheren Brennkammerdruck arbeitende NK-33 kommt z.B. nur auf 125 zu 1.

Was haben wir also? Neue Triebwerke, die noch nicht flugqualifiziert sind und neue Rekorde an Leistung aufweisen (dabei fielen die Vorgängermodelle mit eher "normalen" Leistungsdaten ja schon zweimal im Flug aus) einen um 50% längeren Träger und eine Nutzlasthülle die noch nicht erprobt ist. Also ich würde das nicht "v1.,1" nennen. Von einer neuen Trägerrakete zu sprechen ginge zu weit, aber nur eine kleine Modifikation ist es sicher nicht. Aber ich mache es mir auch nicht einfach ....


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