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Web Log Teil 315: 11.3.2013 - 19.3.2013

11.3.2015: Wie veränderlich ist der Charakter?

Vor einigen Wochen bin ich beim Zappen mal bei "Samatha Who?" hängen geblieben. Die Story ist recht simpel und weils sich immer wieder wiederholt blieb ich auch nicht lange dran. Also: Samantha wacht nach einem Autounfall wieder auf und hat ihr Gedächtnis verloren. Das alleine ist nun nichts besonderes, dass sie es dauerhaft verloren hat, schon  eher. Was aber das Kernstück der Serie ausmacht ist, dass sich Samantha verändert hat: die alte Sam war nur auf ihren eigenen Vorteil aus, hat andere Leute ausgenutzt oder reingelegt. Die neue Sam, hat ab und an "Erinnerungssplitter" an das alte Verhalten und versucht jetzt Dinge von früher gutzumachen und daraus entstehen dann immer die kleinen oder großen Katastrophen. Entscheidend als Aufhänger für den heutigen Blog ist aber, dass die "neue Sam" anders als die alte ist und etwas für andere Menschen tun will und sich nicht vorstellen kann so gewesen zu sein.

Und das glaube ich nicht.

Ich glaube dass man sein Verhalten durchaus ändern kann, mit Disziplin, Selbstreflexion, mehr Nachdenken vor dem Tun, aber was man meiner Meinung nach nicht ändern kann, sind die Gefühle die man primär hat, die den Charakter bestimmen. Wir können nur zulassen dass die Gefühle nicht unser Handeln bestimmen. Ich möchte das an zwei Dingen von mir beleuchten, die mich selber ärgern. Das eine ist, dass ich dazu neige mehr zu kaufen, um was zu sparen. Das klingt idiotisch und ist es auch. Dazu zwei Beispiele: Vor einigen Jahren gab es mal elektrische Zahnbürsten im Angebot und weil die Köpfe nur immer auf ein Basismodell passen habe ich gleich zwei Packs mit Ersatzbürsten, zusammen 24 Stück gekauft. Was passierte? Die Zahnbürste gab den Geist auf, bevor ich auch nur den ersten Pack verbraucht hatte. Der Gedanke dahinter war, dass ich wenn ich keine Ersatzköpfe mehr bekomme ich die Zahnbürste wegschmeißen kann, so gings mir zumindest schon mit etlichen Rasierern. Inzwischen nehme ich übrigens wieder die normale Zahnbürste ohne elektrischen Antrieb.

Derzeit habe ich auch rund 10 Staubsaugerbeutel auf Vorrat, was für ungefähr 3 Jahre reichen sollte, aber immer wenns bei ALDI welche gibt nehme ich einen neuen Pack mit. Immerhin: ich habe den gleichen Staubsauger für unser Ferienhaus gekauft, falls er also mal den Geist aufgibt kann ich die Beutel dort noch einsetzen.

Das zweite ist, dass ich mich enorm ärgere, wenn ich umsonst oder zu viel Geld ausgegeben habe. Also etwas kaufe und kurze Zeit später entdecke, woanders hätte es das billiger gegeben. Oder anderes Beispiel: diesen Winter hat mein Nachbar extensiv viel gestreut, sodass es als der Schnee weg war eine ganze Steinchenschicht auf dem Weg gab und ich bin beim Abbremsen vor dem Rausfahren ins Rutschen gekommen - Bremsen verbogen, Licht kaputt, 80 Euro Reperaturrechnung. Mich machen die 80 Euro nicht arm, aber sie haben mich mindestens zwei Wochen lang geärgert, weil ich, wenn er seinen Dreck wegräumen wäre, ich mir das sparen könnte.

Was ich nun meine ist, dass ich natürlich mein Handeln rational beeinflussen kann, also nachdenken, nicht auf Vorrat kaufen. Sich zu sagen, dass man sich ohne Problem die 80 Euro für die Rechnung leisten kann und es sich nicht lohnt darüber aufzuregen. Doch was ich nicht beeinflussen kann, ist das die Gedanken aufkommen.

Das ist eben der Unterschied zur Serie, dort hat sich ja die Einstellung der Person geändert. Ich denke es ist schwierig, aber nicht unmöglich sein Verhalten nach außen hin beeinflussen. Also eben nicht den Gefühlen und Gedanken nachgeben, sondern nachdenken und sich eben anders verhalten. Aber das man überhaupt einen solchen Gedanken hat, dass kann man nicht verhindern - zumindest denke ich das.

Die einzige Möglichkeit wie sich der Charakter von jemand ändert denke ich ist, wenn sich am Gehirn was verändert. Beispiele dafür gibt es zu Hauf, vor allem durch Beschädigungen des Gehirns durch Verletzungen oder Tumore. Doch soweit ich informiert bin, verändert sich dann nur alles zum schlechten. Aus netten Leuten werden fiese Typen oder bestimmte Eigenschaften wie Mitgefühl fallen komplett aus. Meine Theorie: Wir brauchen das ganze Gehirn oder zumindest viel von der Leistung um zu verhindern, dass wir nicht nur an uns denken und nur kurzfristig an die direkt vor uns liegenden Dinge. Da gibt es ja auch so ein Experiment, das nicht direkt zum Thema passt, aber irgendwie doch: Zwei Studentengruppen wurden einmal in "Häftlinge" und "Wärter" eingeteilt. Die letzteren sollten nur die ersteren beaufsichtigten, entwickelten aufgrund der Situation aber bald sadistische Züge, selbst Leute die sonst sehr freundlich und umgänglich waren. Schalte die Kontrolle durch das Umfeld ab, und das Tier taucht in jedem auf. Genauso denke ich ist es beim Charakter. Ohne laufende Kontrolle durch unseren Verstand würden wir alle wohl den Trieben nachgehen.

Was meint ihr zum Thema?

13.3.2013: Vergrößerung bei Teleskopen

Viellicht hat es der eine oder andere ja schon bemerkt, ich habe auch ein paar Seiten mit Tipps für das erste Fernrohr. Was mir immer wieder auffällt, ist wie viele Leute nur nach den Angaben schauen z.B. der angegebenen Vergrößerung, die bei manchen Exemplaren enorm hoch ist, weitaus höher als bei teureren, größeren Geräten.

Also was ist die maximal sinnvolle Vergrößerung und was muss ich beachten?

Die Frage ist gar nicht so einfach zu beantworten. Nimmt man die optischen Gesetze, so sollte die beste Vergrößerung dann vorliegen, wenn das Verhältnis zwischen Durchmesser der Teleskopoptik und dem optischen System des Auges erreicht ist. Doch während bei Teleskopen der Durchmesser konstant ist, ist er beim Menschen variabel. In der Dunkelheit wird die Pupille bis auf das Maximum geöffnet sein, dass sind bei Kleikindern rund 8 mm, es nimmt dann erst auf 7 mm bei Erwachsenen ab, bleibt bei dem Wert ziemlich lange um bei Älteren noch weiter abzusinken auf manchmal nur 4-5 mm.

Allerdings, und dass ist auch eine Eigenschaft des Auges: wir sehen nicht überall gleich scharf. Wenn wir durch ein Okular sehen, so nehmen wir nur den Teil wahr, denn wir gerade mit dem gelben Fleck, dem schärfsten Teil der Netzhaut fixieren. Nur so groß muss die Austrittspupille des Okulars sein, und diese Zone ist schon bedeutend kleiner.

In der Praxis hat man natürlich schon vor einiger Zeit durch versuche ermittelt welche Vergrößerung am geeignetsten ist. Man kann auf einen Wert der dem Optikdurchmesser in Millimetern entspricht, also bei einer 100 mm Optik 100-fach. Das korrespondiert damit dass man auch für das menschliche Auge bei der Berechnung der Auflösung von einem Äquivalent einer Linse von 1-2 mm Durchmesser ausgeht.

Was passiert jenseits dieses Werts? Also nehmen wir mal an wir haben ein 100 mm Teleskop und können 50-fach, 100-Fach, 200-fach vergrößern. Nun das 50-fache Bild ist sehr scharf, es liegt ja noch unterhalb der Auflösung des Auges, das 100-Fache sollte nun maximal viele Details zeigen und das 200-fache wird nun unschärfer, die Details werden aufgeblasen und verlieren an Kontrast. Vor allem wird auch das Bild immer lichtschwächer denn ein immer kleinerer Ausschnitt wird formatfüllend dargestellt. Das ist auch ein Grund warum kleine Vergrößerungen Sinn machen. Nicht nur beim Suchen wo das Objekt genau ist braucht man es. Viele Dinge sind so lichtschwach, aber ausgedehnt, dass man sie besser mit niedriger Vergrößerung ansieht.

Ein zweites Limit ist wie schon erwähnt der Durchmesser der Optik. Wenn diese 60 mm Durchmesser hat macht eine Vergrößerung um den Faktor 200 keinen Sinn, die Optik kann die Details nicht auflösen die man bei dieser Vergrößerung sehen kann. Nach meiner Erfahrung kann man mit der Vergrößerung noch etwas höher als bei dieser Faustregel (Optikdurchmesser in mm) gehen, aber beim Faktor 1,3 würde ich den Schlussstrich ziehen.

Welche Alltagsfolgen hat das?

Man sollte sich einen kleinen Okularsatz anschaffen, der zwischen der maximal sinnvollen Vergrößerung und der Maximalöffnung der Pupille liegt. Also zwischen 1 mm und je nach Alter 6-8 mm. Die Brennweiten der Okulare kann man durch Multiplikation des Pupillendurchmessern mit dem Blendenwert (Brennweite/Öffnung) des Instrumentes erhalten, also bei einem Newton mit 114 mm Durchmesser und 900 mm Brennweite beträgt er 7,9, oder gerundet 8. Das ergäbe dann Okulare zwischen 8 und 48 bis 64 mm Brennweite. Üblich sind drei bis vier Stück die sich in der Vergrößerung um den Faktor 2-3 unterscheiden, so wäre eine solche Reihe z.B. 8,16,32,64 oder eben, gerundet weil es im Handel diese Brennweiten nicht gibt: 8, 15, 30,60.

Wer einmal Okulare selbst in der Hand gehalten hat, weiß eines: Das Einblickverhalten wird um so besser je größer sie werden, sie werden aber auch immer teurer und schwerer. Das hängt zusammen. Die Pupillenlinse wird immer größer, sodass es leichter ist sie "zu treffen" und auch die Feldlinse, also die, in der Steckhülse, wächst mit. Normale Okulare, also welche mit Gesichtsfeldern unter 60 Grad (darüber spricht man von Weitwinkelokuklaren) können in der 1,25 Zoll Bauform maximal eine Feldlinse 30 mm unterbringen, das entspricht dann einer Brennweite von 32 bis 35 mm. Darüber hinaus braucht man eine 2 Zoll Steckhülse. Das macht das Okular teuer und schwerer und eventuell passt es nicht mehr ans Teleskop weil es nur einen 1,25 Zoll Anschluss hat, oder das Gewicht überfordert die Montierung,

Will man den Bereich der finanzierbar ist ausnutzen, aber bei großen Vergrößerungen noch einigermaßen komfortabel sehen, so kommt man leicht drauf, dass das ideale Öffnungsverhältnis etwa 6, maximal 5 ist. Dann kommt man auf einen Satz mit 35 mm, 20 mm, 10-12 mm und 5-6 mm Brennweite, Alles im 1,25-Zoll Format. Langbrennweitige Instrumente erfordern teuere 2 Zoll Okulare und kurzbrennweitige haben dann bei großen Vergrößerungen sehr kleine Linsen und ein unangenehmes Einblickverhalten.

Manche Hersteller sparen hier und legen eine Barlow-Linse bei, das ist eine Vergrößerungslinse um den Faktor 1,5 bis 3 je nach Brennweite. So kann man aus zwei Okularen 4 machen, wenn die Brennweiten gut abgestimmt sind. Ich halte davon nicht so viel. Man muss immer zwei Linsen wechseln und eine Linse mehr im Strahlengang bedeuten mehr optische Fehler.

Das zweite was die Vergrößerung limitiert ist die Luftunruhe. Nur selten ist die in Deutschland so gut, dass man mehr als Details von 1 Bogensekunde wahrnimmt und dann auch nur für kurze Zeit. 1 Bogensekunde erreicht schon ein Instrument mit 120 mm Öffnung oder eben 120-facher Vergrößerung mehr macht dann auch bei einem großen Instrument keinen Sinn. Es hat übrigens lange gedacht bis sich diese Erkenntnis durchsetzte. schaut man in den Aufzeichnungen von Herschel rein, Si hatte er Okulare mit Vergrößerungen vom Faktor 227 bis 2010! Bei der Entdeckung benutzte er 227-fach, 463 und 927-fach. Er benutzte ein Teleskop mit 6,2 Zoll Öffnung, das sind 158 mm, also 160 fach, vieleicht auch die 227-fach wären die maximale sinnvolle Vergrößerung. So verwundert es nicht, dass er Uranus zuerst als "verwaschenen " Fleck beschreibt....

15.3.2013: Zwischenstand

So, inzwischen bin ich fertig mit dem ersten Korrekturlesen des Buchs "US Trägerraketen", an dem ich seit September an der Fertigstellung arbeite, nachdem es eigentlich seit über drei Jahren in der Mache ist. Wie der Titel schon sagt, wird es unter einem neuen Titel erscheinen und das alte ("Raketen Lexikon Band 1") bleibt auch noch im Handel, zumindest bis Ende 2014 der Vertrag ausläuft. Der Grund ist relativ einfach: mit 1,42 Millionen Zeichen ist der Umfang 250% des alten Buchs. Der Inhalt ist daher erheblich größer und umfangreicher, derzeit bin ich bei 632 Seiten und einem geplanten Verkaufspreis von 49,90 Euro. Damit es bei BOD überhaupt noch erscheinen kann (Grenze: 700 Seiten) musste ich Ränder, Abstande und Schriftgrößen verkleinern und Abbildungen verschieben. Vor allem die nun 8 Punkt kleine Schrift ärgert mich selbst, aber mit 9 rutscht es definitiv über 700 Seiten hinaus.

Den Umfang sieht man schon daran, dass ich fast drei Wochen fürs Durchlesen brauchte, sonst bin ich in weniger als einer Woche durch. Das allerletzte Raumfahrtbuch wird das beste werden, zumindest ist es das umfangreichste und arbeitsintensivste. bisher. Ich denke trotzdem dass man in keinem anderen Buch so viel über US-Träger finden wird. Weder in Deutsch noch in Englisch.

Womit ich noch zu kämpfen habe sind permanent willkürlich eingefügte Seitenumbrüche, Probleme beim Exportieren als PDF (Absturz). Das könnte noch ein Problem werden. Ich werde es wohl irgendwann wohl doch mit der Option "Globaldokument" probieren, dass es anhand von Kapitelüberschriften aufteilt. Wenn das auch nicht klappt habe ich aber ein Problem.

Wie ich da gesehen habe sind nun bei BOD die Konditionen günstiger geworden: Vorher kostete das BOD Classic 39,90 Euro/Jahr und 12 x 1,99 Euro pro Monat (23,86 pro Jahr). Der Vertrag lief über 5 Jahre. Nun sind es nur noch 19 Euro einmalig, 19 Euro pro Jahr und nur noch 2 Jahre Laufzeit, Vor allem haben sie nun endlich ihre ebook Politik überdacht. Vorher gab es als Marge fast den gleichen Betrag wie bei Printexemplare, was die e-Books recht teuer machte. Nun sind es 50% des Nettoverkaufspreises (ohne MWST). Das macht sie drastisch billiger. Wenn ich nur die Hälfte des Printpreises verlange (weniger ist nicht vorgesehen), so liegt die Marge trotzdem um 1 Euro höher als bei den Printexemplaren.

Schön wäre das wenn das auch für die alten Exemplare gelten würde, aber so was sehe ich noch nicht am Horizont. Das wäre auch gut für die Leser. Ich brauche mir nur ansehen wie viel ich von meinen selbst verlegten Büchern bei Amazon verkaufe und von den von BOD verlegten - bei 70% Autorenmarge bei Amazon sind die ersteren eben nur halb so teuer.

Bis Ende April will ich es fertig haben, dann liegt das Thema Raumfahrt hinter mir.

18.3.2013:Die neue Prüderie

Vor einer Woche kam bei Arte einer Dokumentation über den Minirock. Da fiel mir auf das ich seit einigen Jahren keinen mehr in Action gesehen habe. Da fielen mir auch zwei andere Dinge an. Das eine war die erste Zalando Werbung wo der Postbote auf einem FKK Platz die Pakete ausliefert und das zweite die erste Folge von Apartment 23, wo in der ersten Szene die Hauptdarstellerin auch nackt durchs Bild läuft - beides verpixelt.

Dann fiel mir noch Notting Hill, seitdem weis ich das Hollywood Stars "Body Doubles" haben. Charakteristisch für Hollywood ist auch dass man zwar in allen Details zeigt wie sich Leute erschießen, aber wenn es um Sex geht die Szenen so gefilmt sind , dass man nichts sieht was man nicht auch im Freibad sehen könnte.

Nun gibt es kulturelle Unterschiede und es gibt Veränderungen über die Zeit. In den Sechzigern und Siebzigern war die Einstellung der Leute zum Thema "wie viel Haut kann man in der Öffentlichkeit zeigen" eine andere als heute. Dazu kommt, das Miniröcke damals Mode waren und jeder (auch Damen die nicht die Figur für ihn hatten) ihn trugen. Die Werbung war auch früher freier. Hute gäbe es wohl keine Werbung mehr wie für die Seife "Fa" mit dem Mädchen das nackt durch die Lagune schwimmt.

Vielleicht ist es auch eine Gegenbewegung dafür, das man durch das Internet so viel nackte Haut (und noch mehr) sehen will wie und wann man will. Das ist nicht schlimm und das immer wieder das Pendel zurück geht ist auch klar. Doch was nervt ist zuerst Leute nackt zu drehen und dann zu verpixeln. Ich kenne das nur wenn bei einem Interview oder einer Reportage man es nicht vermeiden konnte einen Busen zu zeigen. Meistens wird ja dann aus einem Blickwinkel gefilmt in dem man das nicht sieht was wohl ärgert oder "verboten" ist. So hat "Alfons" mal eine Reportage von einem Nudisten-Wandern gemacht und da ging es  ohne, man sah die Teilnehmer eben nur von hinten oder bis zu den Schultern. Aber in einem Werbespot und einer Serie erst was aufzunehmen und dann zu verpixeln - das geht gar nicht, Es lenkt ab, es hat keinen Nutzen. Bei Zalando gibt es genügend andere Werbespots die beweisen, dass man auch so lustige Werbung machen kann. Bei Apartment 23 hätte die Hauptdarstellerin, wenn man nichts sehen soll auch ein Negligé anhaben können etc.

So nervt es aber nur. Aber vielleicht soll das ja auch sein, denn über verpixelte Ausschnitte regt man sich (siehe dieser Blog) wohl mehr auf als über nackte Haut, außer vielleicht im Land der unendlcihen Prüderie, bei dem schon ein nackter Busen bei einem Foodball Spiel für Aufsehen sorgt....

19.3.2013: Die Crux mit den Feststoffboostern

Ihr habt euch ja rege an Niels Beitrag beteiligt (wie sind übrigens hier alle per "Du", Niels). Ich habe mich bewusst zurückgehalten, wie ich das immer bei Gastblogs mache. Niels hat mich im Vorfeld gefragt, ihm noch Sachen zu nennen, die er nachbessern sollte, aber mir fiel dann so viel ein, das ich es gelassen hätte. So sind meiner Meinung nach die Booster zu dick, verglichen mit der Länge, da der Schub auch von der Oberfläche abhängt (es hat seinen Grund warum alle Feststoffbooster sehr lang und schmal sind). Ich will die Diskussion über die Oberstufe mal nehmen um auf einen Nachteil von Feststoffboostern hinzuweisen. Wenn ich von Boostern rede, dann von welchen die relativ groß sind oder viele kleine, auf jeden Fall sollte ihre Masse im Bereich der Zentralstufe oder darüber liegen..

Derartige Booster induzieren sehr starke Schwingungen an den Stellen wo sie fixiert sind. Diese haben eine höhere Amplitude, als die von Triebwerken mit flüssigen Treibstoffen und eine niedrigere Frequenz. Beides zusammen bringt den Treibstoffstärker ins Schwappen.

Meistens sind Feststoffbooster unten am Schubgerüst und oben in einer Zwischentanksektion oder am Stufenadapter angebracht. Was siond die folgen? Nun im Schubgerüst kann man sie gut abfangen, da sitzen auch die Triebweerke und hier wird schon gedämpft wegen der POGO-Schwingungen. Bei der Intertanksektion übertragen sie sich auf die Tanks, aber abgeschwächt. Bei dem direkten Anbringen an den tanks (Integraltanks) werden sie voll übertragen und bei der Anbringung an dem Stufenadapter ist nur der obere Tank betroffen, allerdings wird auch die darüber liegende Stufe stark durchgeschüttelt.

Was hat das für Folgen. Nun schauen wir uns einige Zentralstufen an. Da wäre zum einen die Ariane 5 EPC. Sie weist ein hervorragendes Voll/Leermasseverhältnis von 13,4 zu 1 auf - Trotz Feststoffbooster. Der Grund : Diese sind am Stufenadapter befestigt, die Stufe muss nur dort strukturell verstärkt werden und oben ist der LOX Tank mit einer schweren Flüssigkeit (Dichte 1,14) und relativ starken Tankwänden. Der unten liegende LH2 Tank ist weniger stark betroffen. So halten sich die Strukturverstärkungen in Grenzen. Es sind einige 100 kg bei der EPC, die z.B. bei der Ariane 5 GS die schon die EPC der Ariane 5E verwendete die Nutzlast wieder leicht sinken ließen.

Doch das Design hat seinen Preis: die obige Stufe wird stark durchgeschüttelt, trotz Vibrationsdämpfungssystem im Stufenadapter. Bei der ursprünglichen EPS mit druckgefördertem Triebwerk und kleinen Tanks mit dicken Wänden war das kein Thema. Doch bei LOX(/LH2 Stufen hat man sehr großvolumige Tanks (etwa viermal bis fünfmal größere als bei LOX/Kerosin oder NTO/UDMH) und dann werden die Tanks durch die geforderte Steifigkeit sehr schwer. Die ESC-A wiegt trocken 4,5 t bei 14,6 t Treibstoff, bei dem Entwurf der ESC-B sind es 6,25 t trocken bei 27,5 t Treibstoff. Zum Vergleich: Niels hat für fast dieselbe Triebstoffmenge mit VEB (die 950 kg kämen noch hinzu) 4 t angesetzt. Würde Niels die Astrium Bremen Vorgaben nehmen, so wäre seine Nutzlast in jeder Konfiguration um 3 t kleiner.

Eine zweite derartige Konstruktion ist die Titan 3/4 Hier sitzen die Booster ach oben am Stufenadapter. Die Erststufe wurde schwerer um 1,9 t was zwar das Verhältnis von 24,4 zu 1 auf 18,5 zu 1 absenkte aber fast nichts ins Gewicht fiel. (5 zu 6,6 t) Die zweite Stufe aber auch: hier stieg die Leermasse stärker um 50% von 2,2 auf 3,1 t an. Selbst bei der darüber liegenden Stufe ist das noch zu bemerken und so ist z.B. die Centaur auf der Titan deutlich schwerer als die Atlas Version. Der Effekt ist aber geringer da die Core 2 praktisch als Flüssigdämpfer fungiert.

An der Zwischensektion werden die Booster bei der Delta 4 befestigt. Obwohl diese nun nicht so groß sind (maximal wiegen sie 136 t bei einem Gewicht der Zentralstufe von 224 t) hat ihr hoher Schub die Folge dass diese stark belastet wird. Die CCB der Delta IV ist größer als die EPC weist jedoch nur ein Voll/Leermasseverhältnis von 8,4 zu 1 auf, also fast doppelt so "schlecht" wie bei der Ariane 5 EPC-. Neben dem schubstärkeren und schwereren Triebwerk geht viel davon auf die dicken Tanks. Dafür weist die Oberstufe die Voll/Leermasseverhältnisse auf, die Niels ansetzt: bei 31,2 t Startmasse wiegt sie leer nur 3,49 t. Das sind 4 t weniger als bei der ESC-B mit fast vergleichbaren Leistungsdaten.

Noch ungünstiger sieht es bei H-2 und H-2A aus, wobei ich hier nicht die Befestigung kenne, aber bei Voll/Leermasseverhältnissen von 8,4 bei H-2, H-2A und H-2B trotz um 100% angestiegener Startmasse immer der gleiche Faktor tippe ich auf einen integralen Tank, sonst hätte die H-2B besser dastehen müssen. Für die Ares V und SLS rechnet die NASA mit Voll/Leermasseverhältnissen von 11:1. Es geht auch anders: Der Shuttle Tank weist ein Verhältnis von 22,8 zu 1 auf, rechnet man die Triebwerke und das Schubgerüst dazu, kommt man immer noch auf 12,7 zu 1.

Noch extremer sind die Belastungen wenn man die Oberstufe direkt auf den Booster setzt. Für die Ares I musste extra ein aktives Vibrationsdämpfungssystem entwickelt werden, damit sich die Astronauten beim Aufstieg nicht verletzen. Doch hat die Oberstufe mit einem Voll/Leermasseverhältnis von 8,9 zwar nicht das niedrige der etwa gleich großen S-IVB oder gar der EPS, aber für eine Oberstufe durchaus bei diesen Umständen einen guten Wert. Die NASA wollte dies durch einen massiven Stufenadapter (Gewicht alleine 4,1 t) und den Einsatz der Legierung 2195 erreichen. Das leitet mich über zu den Lösungen. Wie setze ich Booster optimal ein?

Nun wenn sie angeflanscht werden, dann besser an der Zwischentankverbindung. Das macht die Unterstufe schwerer, doch bei den meisten Typen ist es so, dass die Nutzlasteinbuse pro Tonne mehr Trockengewicht der Unterstufe nur etwa 250 kg beträgt. Dies ist also günstiger als die Oberstufe zu verstärken weil die Schwingungen im Stufenadapter übertragen werden. Man kann auch überlegen für die Zentralstufe wieder zu LOX/Kerosin überzugehen. Die Flüssigkeiten sind dichter, die Tanks daher kleiner und schon wegen des normalen Gewichts dicker. So ist das Leergewicht nur leicht höher (siehe Titan) und der Einfluss der unteren Stufe auf die Nutzlast ist auch nicht so hoch. Wie die Delta IV zeigt bringt dann LOX/LH2 gar nicht mehr so viel mehr Nutzlast. Die Delta IV Heavy wiegt 773  t bei 22,9 t Nutzlast, eine Atlas V HLV nach demselben Bauprinzip 911 t bei 29,4 t Nutzlast, das ist pro Tonne Startgewicht sogar noch günstiger.

Wenn man nun wie der Ariane 5 schon die Problematik hat - was tun? Nun das beste draus machen und das ist es was ich bei Astrium vermisse. Die Firma scheint keinerlei Interesse zu haben Technologien einzusetzen die es schon gibt, nur eben noch nicht in Europa umgesetzt wurden. In diesem Falle:

Zum ersten: Die Stabilisierung mit Innendruck ist nichts neues. Das konnte schon die Centaur. Man erhält mehr Steifigkeit durch Tanks unter Innendruck dabei kann man die Tankwände dünner machen. Vergleicht man Centaur und H10, so ist die Centaur trotz Stahltanks um 20% leichter als die H10. (Masse jeweils ohne Triebwerk). Das müsste bei der ESC-B die Masse um 1,1 t senken.

Die Legierung 2195 wird in der Ares und SLS eingesetzt, schon der Space Shuttle Tank setzte sie ein, damit die Shuttles überhaupt nennenswerte Nutzlast zur ISS bringen können. Bei gleichen Lasten ist die Legierung belastbarer, es sind also dünnere Wände möglich. Sicher ist eine Reduktion der Leermasse um 26% möglich, manche Szenarien sprechen sogar von 40% Beim Space Shuttle SWLTbracht die Nutzung der Legierung nur bei Teilen im LH2 Tank eine Gewichtsersparnis von 14%. Nimmt man die 26% so ist man bei 1,4 t weniger Gewicht.

Nichts spricht dagegen beides zu kombinieren. Druckstabilisierung ist nicht an Stahl gebunden, auch die Ariane 5 EPC setzt diese Technologie ein (nur wird die nicht von Astrium Bremen sondern in Frankreich gebaut) und kommt so auf ihr niedriges Gewicht. Bei der organalen EPC wogt der Tank 8,4 t bei 158 t Inhalt. Bei der ESC-B sind mit etwa 5 t zu rechnen - doch bei nur 27,5 t Inhalt.

Zum Schluss gibt es auch die Möglichkeit die Vibrationen noch stärker zu dämpfen, wie dies ja auch die NASA bei der Ares I vorhatte. Auch das ist günstiger den der Stufenadapter gehört ja noch zur Unterstufe.

Mein Rat an die ESA: Nachhaken und Forderungen stellen. So hat die DLR Astrium Bremen ja auch mit der VENUS Studie für eine neue Oberstufe betraut und als Ergebnis kam dann raus, dass wenn EADS Bremen eine solche bauen würde, sie mit Lagerfähigen Triebstoffen die Nutzlast absenken würde Strukturanteil bei lagerfähigen Treibstoffen: 29,7%, bei orogenen 25,5% (weil das Vinci einen fast zehnfach höheren Schub hat und so eine größere Stufe ermöglicht). So gibts keinen Auftrag. Bei einer zweiten Studie (VENUS II) hat man sich dann Gedanken für die Optimierung gemacht und die Tankform angepasst und weniger strukturelle Elemente gebraucht bzw. die Tanks im Stufenadapter nur durch einen Ring fixiert und plötzlich kam dann EADS Astrium auf nur noch 15% Strukturanteil - doppelt so wenig wie vorher...

Genützt hat es nichts, weil die Stufe nun immer noch nur wenige Hundert Kilo mehr Nutzlast gebracht hätte. Abes es zeigt, die Firma kann es, wenn sie muss. Nur muss man das anscheinend fordern. Wenn man dann noch die VEB in den Stufenabschluss integriert, sollte man die Leermasse um 1500 bis 2000 kg reduzieren können, mit einem besseren Vibrationsdämpfungssystem vielleicht noch mehr, doch der Grwinn ist dann nicht mehr so hoch, da dieses auch die Leermasse der EPC erhöht.

Ich bin ja wie schon öfters im Blog geschrieben, kein Verfechter einer neuen Lösung. Meiner Ansicht nach kann man aus den Teilen die man heute bei der Vega und Ariane 5 hat sowohl einen Träger im Bereich 5 t LEO (etwas unterhalb der Sojus) wie auch eine leistungsfähigere Ariane 5 mit 14-15 t GTO bauen, das wäre dann die doppelte Nutzlast der Ariane 6 womit wieder Doppelstarts möglich wären. Aber wenn, dann würde ich so was machen (ohne genaue Berechnung)

Zentralstufe: LOX/Kerosin: Hier ist das Zusatzgewicht durch Booster am besten verkraftbar. Sie ist so ausgelegt, dass sie ohne Booster nicht abheben kann. Ist das gewünscht, so lässt man wie bei der Ariane 4 einfach Treibstoff weg.

Booster: Maximal 6 Stück. mögliche Konfigurationen: 2,3,4,6. Masse jedes Boosters 50% der Zentralstufe, kurze Brennzeit von etwa 100 s, damit brauchbares Stufenverhältnis, hohe Startbeschleunigung bei geringer Spitzenbeschleunigung und die Möglichkeit bei den 6 Boosterkombinationen zwei im Flug zu zünden.

Oberstufe: LOX/KLH2 mit einem Schubgerüst anpassbar an eines oder zwei Triebwerke wie bei der Centaur. Das erlaubt es den zylindrischen Teil der Tanks einfach zu verlängern und so aus einer Basisstufe eine mit einfacher Treibstoffzuladung und eine mit doppelt so hoher Treibstoffzuladung. Die strukturelle Maximalbelastung wird auf die GTO-Nutzlast der größeren Stufe ausgelegt, das entspriucht dann ungefähr der LEO-Nutzlast der kleineren Stufe.

So müsste man sicher einen Nutzlastbereich vom Faktor 2, eventuell sogar 3 abdecken können. Wenn ich viel Zeit habe (also so nach der Pensionierung) rechne ich das mal durch ....

Ich sehe übrigens, dass mir mein US-Trägerraketenlexikon und meine Bücher sehr von Nutzen sind - alle Daten konnte ich in meinen Büchern nachschlagen.


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