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Web Log Teil 370: 4.2.2014 - 7.2.2014

4.2.2014: Der Januar, Englisch und Alice Schwarzer

Ab und an schaue ich mal nach wie viele Besucher es gibt und da hat der Januar einen neuen Rekord aufgestellt. Im Blog waren es nicht mal so viele: unter 24.000 noch unter dem Rekord von 26.500, aber über die ganze Webseite waren es 90.000. Meistens gibt es ein Ereignis, das für den Andrang verantwortlich ist, aber diesmal konnte ich nicht eine besondere Seite ausmachen. Ich habe dann mal bei Alexa.com nachgesehen ob sich das dort auch wiederspiegelt. Deren Ranking soll ja die tatsächlichen Besuche widerspiegeln, was etwas schwierig wird, wenn man nicht das Surfverhalten aller Besucher kennt oder zumindest die Weiterleitungen durch Suchmaschinen, was wohl selbst bei den laxen US-amerikanischen Datenschutzrichtlinien widerspricht. Aber auch Alexa sieht mich jetzt auf Platz 23.498 in Deutschland. Das ist relativ hoch, sonst bin ich meist unterhalb der 30.000. Dann interessierte mich ob das ein genereller Trend ist, dann schaue ich immer nach wie Raumfahrer.net gerankt ist, weil diese Website auch nur deutschsprachige Inhalte hat (die anderen deutschen Raumfahrtsites die ich kenne und die nicht von Regierungsorganisationen kommen haben ja auch meist englische Inhalte), aber dort hat sich nichts geändert und sie sind derzeit 57.367. Normalerweise ist Raumfahrer.net vor mir platziert, wenn auch niemals weit vorne.

Ich habe im Januar einiges neu veröffentlicht, vor allem aber begonnen Programme zu verbessern und sie mit einer englischen GUI zu versehen. Drei habe ich schon im Januar geschafft. Ich werde nicht alle machen, aber zumindest die mit wenigen Dialogen. Ich habe ein bisschen darüber nachgedacht beide Versionen zu pflegen und die integrierte Übersetzung der IDE zu nutzen, aber das erschien mir zu aufwendig. Da ich bisher die meisten Rückmeldungen zu meinem (bis vor wenigen Monaten einzigen) Programm mit englischer GUI bekam denke ich lohnt es sich.

Und schwupps bin ich schon beim zweiten Thema, das mir auch aufgefallen ist. Ich bin Teil einer Generation die zwar englisch in der Schule hatte, aber die Sprache eigentlich wenn man nicht gerade in den Urlaub in englischsprachige Länder fuhr meistens nicht mehr im Alltag brauchte. Es gab schon immer Jobs wo man englisch können musste, aber sie waren zu meiner Zeit noch recht dünn gesät. Mein englisch brauchte ich erst wieder als das Internetzeitalter in der zweiten Hälfte der neunziger begann. Entsprechend viel habe ich vergessen, aber für Texte mit dem Wortschatz von Adenauer (angeblich 1000 Worte) reicht es noch. Mich hat dann erstaunt das viele meiner Studenten kein oder nur wenig englisch können, was man merkt, wenn man englischsprachige weiterführende Quellen empfiehlt, aber ich kann mich auch an GNTM erinnern wo einige Modells kein englisch konnten und das wird ja in den USA gedreht. Warum ist das im Internetzeitalter möglich? Fast alles was ich lese ist auf englisch. Nun es ist ganz einfach: die wenigsten nutzen das Internet zur Recherche sondern treiben sich auf Social  Media Plattformen rum oder wenn sie recherchieren, dann reicht eine Zusammenfassung die man auch in deutschen Medien oder der Wikipedia findet. Alle großen Plattformen haben länderspezifische Seiten oder Domains, während man früher eben nur Google.com hatte und kein Google.de. Das heißt heute reicht im Internet bis zu einem gewissen Level Deutsch und tief bohren tun die wenigsten.

Auf der anderen Seite ist das Internet auch die Chance das einem das Englisch auch nützt. Meine Nichte schaut Serien in der Originalsprache an, sie findet die Synchronisation schlecht und sie will oft nicht warten bis sie in Deutschland laufen. Das bedeutet, man kann im Zeitalter des weltweiten Netzes noch provinzieller sein als in den Achtzigern oder es gibt endlich mal einen Sinn für eine Fremdsprache.

Tja und dann ist noch die Sache mit Alice Schwarzer. Das ganze ist ja sehr mehrschichtig. Ich will nur zwei Dinge ansprechen. Das eine ist das sie sich selbst angezeigt hat, die Steuer auf die Zinserträge (das Geld selbst war versteuert) für 10 Jahre nachgezahlt hat und damit ist für das Finanzamt die Sache erledigt und sie regt sich auf, dass sie nun "kriminalisiert" wird. Der erste Skandal ist das das tatsächlich so richtig ist. Nach eigenen Angaben hat sie das Konto in der Schweiz seit den "achtziger Jahren" also mindestens 23 Jahren, mit der Möglichkeit das es 33 Jahre sein können. Sie zahlt aber nur die Steuern für 10 Jahre nach und muss keine Geldbuße entrichten. Da es sich um eine fortgesetzte Hinterziehung gibt, greift keine Verjährung und bei einem so langen Zeitraum, wenn man es über zwei Jahrzehnte nicht für nötig hält, das anzuzeigen hätte ich eine Strafe erwartet. Angesichts der Selbstanzeige keine Haftstrafe, aber zumindest eine saftige Geldstrafe. Sie will nun ja das eingesparte Geld in eine Stiftung einbringen, doch das ist nicht das gleiche. Man kann es sich nicht aussuchen wofür man die Steuermittel ausgibt und wenn man sie spart, wofür man sie ausgibt. Wäre es ihr wirklich ernsthaft gewesen, um die Steuerehrlichkeit so hätte sie alle Einnahmen versteuert, zumindest das hätte man verlangen können von jemand der sonst es so mit Moral hat.

Das zweite ist nun wie sie das darstellt. Ja Frau Schwarzer ist ein Opfer, kein Täter. Es kann ja nicht anders sein, denn in ihrem Weltbild sind Frauen immer Opfer. Nun eben ist sie wieder mal das Opfer einer Medienkampagne. Kürzlich sah ich sie bei Maischberger, wo es um Prostitution ging und da bekam ich eine Kostprobe ihres verschrobenen Weltbildes. Denn auch Prostituierte sind alle Opfer und keine macht das freiwillig. Also es ging nicht um die Frage, ob man es gern macht (das kann man sicher auch von vielen anderen Arbeiten sagen), sondern ob es jemand freiwillig macht und das ist nach Frau Schwarzer nicht der Fall.

Nein liebe Frau Schwarzer, sie sind kein Opfer und die Medienkampagne gibt es nicht weil sie Frau sind, sondern weil sie von hohem Ross immer über andere richten und nun rauskommt, das sie Jahrzehntelang ein Verbrechen begangen haben (ja Steuerhinterzug ist ein Verbrechen, das genauso bestraft wird wie andere Betrügereien und das ist es ja auch). Sie sind Täter und das Echo das es nun gibt resultiert daraus, dass sie das nicht einsehen wollen oder können, weil wahrscheinlich in ihrem Weltbild es nur Schwarz-Weisskategorien gibt und Frauen immer auf der wissen Seite sein müssen.

5.2.2014: Die Euroflotte

Der heutige Aufsatz ist (fast) nichts neues. Ich will in einem kleinen Aufsatz mal zusammenfassen welche Möglichkeiten wir heute haben ohne große Investitionen die vom CSG gestarteten Raketen an neue Nutzlasten anzupassen. Mit einer Ausnahme geht das nur in Richtung größere Nutzlasten. Es rächt sich eben, das das modulare System der Ariane 4 fehlt, daher würste ich das in geweisser Weise nach.

Fangen wir mit der Vega an. Es gibt hier zwei einfache Erweiterungsmöglichkeiten. Die erste ist es die zweite Stufe Zefiro 23 als Booster hinzunimmt. Da die Brennzeit kürzer als die der ersten Stufe ist verändert dies nicht die Spitzenbeschleunigung.. Entsprechende Überlegungen gab es schon. Das hebt die Nutzlast in den Referenzorbit von 1500 auf 2200 kg bei zwei und auf 3000 kg bei vier Boostern. Die zweite Möglichkeit diiex es gibt ist es die Qualifikation der Zefiro 16 Stufe nachzuholen. 1998/99 hatte diese schon zwei Zündungen absolviert, als man noch die Vega etwas kleiner plante und stellte das 2002 ein, als die heutige Zefiro 23 aus der Zefiro 16 entstand. Man könnte sie zwischen der Z12 und Z9 einführen oder die Z23 ersetzen. Das gibt zwei Möglichkeiten die für 1400 und 2000 kg Nutzlast stehen. Kombiniert mit den Boostern kann man so die Nutzlast auf 2700 bzw. 3500 kg Nutzlast steigern. So erhält man folgende Konfigurationen:

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
136106150049085601695
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
119579674312746
212579118452839
31114859152903
4110444943095

Rakete: Vega + 2 X Z23

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
188398221049085601695
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11147378111212746
212579118452839
31114859152903
4110444943095

Rakete: Vega + 2 X Z23 + Zefiro 16

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
206371287349084881695
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11147378111212746
212579118452839
311731013102839
41114859152903
5110444943095

Rakete: Vega + 4 x Z23

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
240619284949085601695
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11198960148112746
212579118452839
31114859152903
4110444943095

Rakete: Vega + 4 x Z23 + Zefiro 16

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
258588350849085601695
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11198960148112746
212579118452839
311731013102839
41114859152903
5110444943095

Rakete: Vega + Zefiro 16

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
153883196749085601695
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
119579674312746
212579118452839
311731013102839
41114859152903
5110444943095

Rakete: Vega / Zefiro 16

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
141852142149085601684
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
119579674312746
212579118452839
311731013102839
4110444943095

Die Rakete ist nun skalierbar zwischen 1400 und 3500 kg Nutzlast.

Kommen wir zur Sojus. Bei der Sojus gibt es ebenfalls zwei Möglichkeiten. Zum einen der Start ohne Booster wie bei der Sojus 1. Das NK-33 wird zwar nicht mehr produziert, aber man überlegt es schon durch das RD-191 der Angara zu ersetzen, das etwas schubstärker ist. Das zweite ist das Ersetzen der Fregat durch die europäische H10 Stufe der Ariane 4. Der Durchmesser der Sojus ist fast derselbe wie bei der Ariane 4, sodass man die Stufe nur wieder bauen müsste. Bei der Sojus 1 kann man Block L ersetzen, ansonsten die Fregat. Es gibt dann noch die Variation auch bei der Sokus 2 Block I zu ersetzen. Bei der Sojus 1 steigt so die Nutzlast auf über 3600 kg, was äquivalent einer der mittleren Vega Konfigurationen ist. Bei der Sojus 2 sind alle Kombinationen mit der H10 (egal ob nur Fregat oder auch die zweite Stufe ersetzt wird) besser als die Ausgangsversion. Mit der H10 sind bis zu 5200 kg möglich womit die Sojus in den Bereich mittelgroßer Nutzlasten vorstößt.

Rakete: Sojus 1

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
1633553000450078022408
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1112770081003247
212815527753520

Rakete: Sojus 1 / H10

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
1492753665450078022408
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1112770081003247
211341018104365

Rakete: Sojus 1 Volga

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
1606951400170086632646
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
1112770081003247
212815527753520
3117408403011

Rakete: Sojus 2a

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
31370326401740102282024
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11177648151363129
219972565453129
312565028603188
4163009503207

Rakete: Sojus 2a

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
31370326401740102282024
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11177648151363129
219972565453129
312565028603188
4163009503207

Rakete: Sojus 2a + H10

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
32249947761740102282024
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11177648151363129
219972565453129
312520022553188
411341018104365

Rakete: Sojus 2a / H10

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
29650739841740102282024
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11177648151363129
219972565453129
311341018104365

Rakete: Sojus 2b

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
31687832401740102282089
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11177668151363130
219972565453130
312820527053520
4163009503207

Rakete: Sojus 2b + H10

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
32556452661740102282090
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11177668151363130
219972565453130
312775522553520
411341018104365

Rakete: Sojus 2b / H10

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
29642538821740102282090
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11177668151363130
219972565453130
311341018104365

Bei der Ariane gäbe es die Möglichkeit die kommende ECS-B Oberstufe zu optimieren, die es ja noch nicht gibt, doch ich nehme mal an sie kommt in der geplanten überschweren Version. Hier sehe ich zwei Erweiterungsmöglichkeiten, Die naheliegende ist es zwei Vega Erststufen als Booster zu verwenden. Sie machen die Rakete rund 190 t schwerer. Da Ariane aber mit einem hohen Schubüberschuss startet  würde sie auch ohne die gezündeten P75 abheben. Sie werden dann wie bei der Ariane 3 wenige Sekunden nach dem Start gezündet. Das hat einen Riesenvorteil: Die Startanlage muss nicht modifiziert werden, da die abgase nicht auf den Boden treffen. Die Rakete muss aber angepasst werden. Wie bei der Atlas 2AS muss man an der oberen Befestigung der P84 ein Band um die Rakete ziehen welche den Schub auf die Hülle verteilt. Ich habe dafür mal 1000 kg bei der Leermasse der EPC zugeschlagen. Die beiden P80 erhöhen die GTO Nutzlast auf 14,7 t. Damit hat man eine Option für den Transport zweier schwerer Satelliten. Es würde sogar für drei mittlere Satelliten reichen wenn man sie Speltra wieder einführen würde. Dann ständen 13,5 t für die Nutzlast zur Verfügung, so viel wie drei 4,5 t Satelliten wiegen. Allerdings wird man diese wohl nicht gleichzeitig angeliefert bekommen. eher wird es eine Option für den Transport von Galileo sein - man könnte 10-11 Stück auf einmal starten z.B. je fünf oben und unten, sofern der Platz ausreicht. Ich habe auch eine Variante mit 4 P80 aufgeführt, von denen aber zwei dann beim Start gezündet werden. Das macht Umbauten bei der startplattform nötig. Alternativ müsste man die Geometrie der EAP ändern, sodass sie beim Start mehr Schub liefern. Das wurde ja schon gemacht beim Übergang Ariane 5G zu Ariane 5E allerdings nur bei einem Segment. Man müsste für eine Mindestbeschleunigung den Schub von 11700 auf 13100 kN steigern. Denkbar (hier nicht berücksichtigt) wäre auch ein Betrieb der P80 nach den EAP.

Die zweite Möglichkeit wäre ein größerer Umbau der EPC. Mit einem zweiten Vulcain 2 Triebwerk und einem angepassten Schubrahmen hätte die Stufe genügend Schub um bei der Abtrennung ein  1,16 g  Level zu erreichen. Das müsste die heute hohen Gravitationsverluste von 2400 m/s (Ariane 5 hatte nur 1500 m/s) reduzieren. Nimmt man eine Reduktion auf den Mittelwert zwischen der Ariane 4 und heutigen 5 an, so wird selbst bei einer um 3 t höheren Trockenmasse (1,9 t Vulcain 2, 1,1 t schubrahmen und Subsysteme) die Nutzlast um 1,1 t steigern. Nimmt man die angegebene Nutzlaststeigerungen bei Vulcain 3 Versionen mit weniger Schub als Basis so müsste es sogar noch mehr sein. Da allerdings das Vulcain 2 die teuerste Einzelkomponente ist, wird dies wahrscheinlich nicht ökonomisch sein, aber vielleicht eine Llsung wenn man zwei schwere Satelliten kombinieren kann und sonst Einzelstart durchführen müsste.

Rakete: Ariane 5 ECB

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
794515120002465102282372
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11557000750002692
21188850141004256
313420060004560

Rakete: Ariane 5 ECB + 2 x P80

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
989398147512475102282246
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11748372896622705
21189600151004256
313420060004560

Rakete: Ariane 5 ECB + 4 x P80

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
1182036161121970102282372
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
119402041046782720
21189550153554256
313420060004560

Rakete: Ariane 5 ECB 2 Vulcain

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
799421131562465102281980
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11557000750002692
21192600171004256
313420060004560

In der summe hat man drei Raketen mit Nutzlasten von 1400 bis 3500 kg in SSO, 2640 bis 5200 kg in GTO und 12 - 13,5 t in GTO. Es gibt nach wie vor die Lücken, sie sind aber geringer geworden.

Buchkritik: Robotic Exploration of the Solar System Part I

Wie die Bezeichnung Part I schon verrät, gibt es noch einen Part II, sogar einen Part III. Dieser Teil deckt die Raumsonden seit Pioneer 1 bis zu Voyager 2 ab. Teil 2 dann 1982 bis 1996 und Teil 3 1997 bis 2009. Ein vierter Teil ist auch geplant und soll Ende des Jahres erscheinen. Obwohl es dann insgesamt über 2000 Seiten sein werden, wird die Buchreihe nicht alles abdecken. Das liegt zum einen dran, dass schon mal 100 Seiten auf Quellen, Glossar und Index entfallen. Es liegt aber auch an der Zielsetzung des Buches.

Bei einem Buch über die Erforschung des Sonnensystems durch Raumsonden kann man verschiedene Schwerpunkte setzen. Man kann die historische Perspektive sehen, das heißt sich auf die Projektgeschichte konzentrieren. Man kann sich auf die Erforschung der Planeten konzentrieren, dann stehen die Ergebnisse der Sonde und ihre Mission am Zielplaneten im Vordergrund. Oder man kann sich auf die Raumsonden konzentrieren und ihre Technik beschreiben.

Dieses Buch konzentriert sich auf die Mission der Raumsonden, ohne das aber die Ergebnisse der Planetenforschung im Vordergrund stehen. Sie werden vielmehr eingepflegt in den Ablauf. eine andere Vorgehensweise wäre bei der Struktur auch nicht möglich, denn das Buch ist chronologisch gegliedert. Es fängt also mit der ersten Raumsonde Pioneer 5 und endet mit Voyager 2. Die Zeitangabe im Titelk bezieht sich auf den Start, denn Voyager 2 passierte ja Neptun erst 1989 und das ist auch Bestandteil des Buchs. Es gibt so systembedingt Sprünge, wenn eben 1972/73 erst Jupitersonden (Pioneer 10+11), dann eine Merkursonde (Mariner 10) und dann Marssonden (Mars 4-7) dran sind.

Es ist leicht zu lesen. Es gibt viele Abbildungen, darunter auch etliche die ich bisher nicht kannte und die von den üblichen abweichen. Wer also an dem Format Freude hat und sich vor allem über die Misionen und Ergebnissen beschäftigen will, dem kann man zu dem Buch bedingungslos raten. Aber es gibt auch einige Nachteile. Die meisten Bücher die ich kenne und die sich mit Raumfahrtgeschichte beschäftigen, sind relativ sparsam mit technischen Daten, vor allem Zahlenangaben. Das ist hier nicht so. Das ist positiv, aber man hat alles in den Fließtext eingestreut. Einen Fehler den ich bei meinen ersten Büchern auch gemacht habe um ihn dann zu korrigieren und seitdem arbeite ich nur mit Tabellen. Sie machen sowohl das finden von Daten einfacher wie auch das Lesen.

Der zweite Nachteil ist, dass die Überschriften nicht sehr hilfreich sind wenn man eine bestimmte Raumsonde sucht. "The first success" oder "Hot and Hotter" sind solche Beispiele. Der Hauptnachteil ist aber, dass die Beschreibung sehr unterschiedlich umfangreich ist. Das erste Kapitel über Vorbeiflugsonden deckt alles bis 1970. Das zweite dann Orbiter und Lander und das dritte nur Voyager. Das erste Kapitel ist 97 Seiten stark, das zweite 190 und das dritte 150 Seiten. Sicher kann man mehr über Voyager schreiben als über Pioneer 6, aber das Ungleichgewicht ist doch sehr ausgeprägt. Es mag dem Publikumsinteresse entsprechen das sicher mehr über prominente Projekte wie Viking und Voyager erfahren will als über nicht so populäre wie Pioneer Venus, aber wenn ich ein vierbändiges Werk, das den Anspruch hat alles abdeckt schreibe, dann würde ich darauf achten dass auch ältere oder vergessene Missionen etwas ausführlicher gewürdigt werden. Was das Buch nicht enthält sind die Mondsonden. Sie sind der Inhalt eines weiteren Buches.

Ein Fazit fällt schwer. Auf der einen Seite ist es sicher etwas für Leute die sich für die Raumsonden und ihre Missionen interessieren und auch einige technische Daten haben wollen. Gerade die findet man wegend er schlecht gewählten Überschriften schlecht und da es als linear zu lesendes Buch ausgelegt ist, ist da auch nicht hilfreich. wer sich primär über die Raumsonden selbst informieren will für den ist es nichts, auch nicht für den der die Erforschung der Planeten in der Gesamtheit sieht, also welche Missionen wurden weshalb geplant, welche Ergebnisse brachten sie und wie hat sich das auf weitere Missionen ausgewirkt. Das findet man kaum und dafür hätte man die Gliederung ändern sollen und nach Flugzielen (Venus, Mars ... ordnen müssen).

Ich habe es gebraucht gekauft für rund 25 Euro, das wäre auch ein angemessener Preis. Der vorgeschlagene Preis von 37,50 bis 48,50 Euro, je nach Band halte ich für überhöht, auch weil der Textanteil durch zahlreiche Abbildungen nicht so hoch ist wie man bei dem Umfang erwartet. In der Summe hängt die Beurteilung von den Erwartungen ab. Wer an den Missionen interessiert ist und sich an der Gewichtung nicht stört kann 4-5 Amazonsterne vergeben. Wer wie ich gerne mal nachschlägt und auch meint das ältere Missionen nicht unwichtig sind würde wohl 3 Sterne geben.

7.2.2014: Wir brauchen keine effizientere Technologien...

Vor kurzem hat die NASA die Entwicklung der Stirling Technologie für die Stromgewinnung aus Wärme eingestellt. Die offizielle Begründung ist recht einfach: für die geplanten Missionen reicht das Plutonium aus, auch weil man nun beschlossen hat die "Produktion" neu aufzunehmen.

Dazu mal eine kleine Geschichte der RTG, also Radioisotopen Thermogeneratoren. Die ersten wurden Mitte der Sechziger Jahren eingesetzt. Nach dem Ende des Apolloprogrammes kam es nur noch zum Einsatz in Raumsonden (Die ALSEP Messstationen hatten auch RTG zur Stromversorgung). Das Grundprinzip ist seit den ersten Elementen unverändert geblieben: Kleine Pellets aus Plutoniu-238 werden von Thermoelementen umgeben, das sind zwei Metalle die durch die Erhitzung Strom abgeben. Der Wirkungsgrad ist ziemlich schlecht und liegt bei den heutigen RTG bei unter 6%. Dann werden die Pellets sowie größere Module und der RTG jeweils von verschiedenen Schutzschichten umhüllt die vor allem die Freisetzung bei einem Unfall verhindern sollen.

Billig waren RTG nie, das liegt daran dass das Isotop Np-237 nur in kleinen Mengen in Kernbrennstäben entsteht. Ein 1000 MW "verbraucht" 25.000 kg an Brennstäben, die aber nur 10 kg Neptunium, dagegen 230 kg Plutonium. Man muss daher Brennstäbe aufarbeiten, das Neptunium abtrennen, dann die reinen Neptunium Stäbe erneut in einen Reaktor einführen der eine hohe Neutronenstrahlung hat. Durch den Einfang eines Neutrons entsteht dann Pu-238.  Die USA haben jetzt beschlossen etwa 1-2 kg des Materials pro Jahr über 10 Jahre neu zu erzeugen. Das kostet jährlich einen zweistelligen Millionenbetrag.

1977 kosteten dei beiden RTG für die Voyagermission 17,736 Millionen Dollar, das sind gerechnet auf heute 68,20 Millionen Dollar für 27 kg Plutonium. Beim MSL, dem letzten Einsatz kostete ein RTG der das MSL antrieb dagegen 36 Millionen Dollar bei 3,5 kg Plutonium. Noch extremer wird das Verhältnis bei den Entwicklungskosten. Addiert man die dazu so liegen die Voyager RTG bei 23,6 Millionen Dollar, die MMRTG von Curiosity dagegen bei 171 Millionen Dollar. Zu dem Punkt unten mehr.

Das bedeutet das Material ist im Laufe der Zeit deutlich teurer geworden. die USA haben bis 1989 selbst Pu-238 produziert. Dieses wurde in den Galileo und Ulysses Raumsonden eingesetzt. Danach haben sie das Material von Russland bezogen, was relativ preiswert war (16 kg für 32 Millionen Dollar). Die entsprechenden Reaktoren in Savannah River, speziell für die Produktion von waffenfähigem Material gebaut wurden abgeschaltet. Noch teurer wird nun die Neuproduktion sein, die wahrscheinlich 10 Millionen Dollar pro Kilogramm kosten wird. Ein RTG mit der derzeitigen Technologie liefert pro Kilogramm Material nur etwa 35 Watt Leistung. Eine Raumsonde mit einer Leistung von 500 Watt braucht also Material in einem Wert von über 140 Millionen Dollar.

Daher fehlte es nicht an Ideen für eine andere Technologie. Das waren früher Alkalimetall RTG, bei denen Natrium verdampft. Dabei trennen sich zum Teil die Elektronen ab und können direkt zur Stromgewinnung genutzt werden. AMTEC hätten einen Wirkungsgrad von 16% gehabt und das wäre eventuell noch steigerbar gewesen. Danach hat man begonnen die Stirling Technologie zu entwickeln.

Der Stirlingmotor ist eine relativ alte Technologie und sehr robust. Er wird auch in unwirtlichen Gegenden eingesetzt um im Brennpunkt eines Parabolspiegels aus der Wärme Strom zu erzeugen. Seit einigen Jahren entwickelte man an dieser Technologie und aus den SRG (Stirling Radioisotope Generator) wurde schon der ASRG (Advanced SRG). Nun hat man es eingestellt. Seit 2008 hatte die NASA 272 Millionen Dollar für die ASRG Entwicklung ausgegeben, das einstellen spart nun weitere 170 Millionen, fertiggestellt war das Design eine Qualifikationseinheit ist teilweise fertiggestellt.

Aus der Logik der NASA ist die Einstellung logisch: Man hat nur eine Mission konkret geplant, die RTG in den nächsten 10 Jahren einsetzt, das ist ein Nachbau des MSL. Dieses braucht einen MMRTG der 3,5 kg Plutonium braucht. Die Reserven (so genau Weiß man es nicht, eventuell weil man auch Plutonium mit Pu238 gleichsetzt (es sind immer kleine Mengen der anderen Isotope enthalten)) sollen je nach Quelle zwischen 13 und 16 kg liegen, also genug für 4 MMRTG. Zwar diskutiert man schon seit längerem über Missionen zu Europa oder Titan, auch weitere Marslander und Kometensonden könnten nukleare Energiequellen brauchen, doch genehmigt ist keine und nun läuft ja wieder die Produktion an die dann die Reserven auffüllt. Was man dabei aber gerne vergisst: Mit den ASRG hätte man eine Technologie gehabt die nur 25% des Materials benötigt. Das hätte die Kosten gesenkt. Geplant ist eine Wiederaufnahme von 1,5 kg pro Jahr. Das kostet anfangs 30 Millionen Dollar. Wahrscheinlich wird es wenn die Produktion mal läuft billiger werden, aber setzen wir mal 10 Millionen Dollar pro Kilogramm an, so bedeutet der einsatz der ASRG, dass die derzeitigen Vorräte von 16 kg nicht 160 Millionen Dollar wert sind, sondern weil man viermal länger damit auskommt 640 Millionen Dollar. Man spart also 480 Millionen Dollar ein wenn man ARSGB einsetzt, aber nur 170 Millionen wenn man die Entwicklung einsetzt. Das ist natürlich nur ein grobe Hausnummer nicht nur wegen der Kosten, sondern weil das derzeitige Plutonium schon 20 Jahre alt ist und so seine Wärmeproduktion durch den natürlichen Zerfall um 17% gesunken.

Man kann die Sache auch anders sehen: Wenn RTG durch weniger Plutonium billiger werden, ermöglicht das vielleicht eher Missionen die sie einsetzen. Bei den heutigen Preisen kostet das Plutonium für eine Mission wie die Cassini rund 900 Watt braucht alle 250 Millionen Dollar, dafür könnte man schon fast eine kleinere Mission bauen. ASRG würden die kosten auf 60 Millionen senken. Das sind selbst bei einer 1 Milliarde Dollar Sonde schon 20% der Gesamtkosten. Dabei ist dies nicht das einzige. Genauso steht die Entwicklung von Solarkonzentratoren, die man nicht nur für die Erzeugung von viel Leistung braucht, sondern auch eine Alternative für Missionen bis zum Jupiter zu Plutonium sein können.


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