Home Site Map Sonstige Aufsätze Weblog und Gequassel counter

Web Log Teil 425: 19.5.2015 -

19.5.2015: Troja

Seit Homers Illias beschäftigt die Frage ob diese Erzählung eine literarische Erfindung oder der künstlerisch aufbereitete Kriegsbericht ist die Menschheit. Lange Zeit dominierte die erste Sicht. Verständlich, denn wir kennen ja auch andere Geschichten von Helden: In Deutschland die Nibelungensage, in Sumer das Gilgamesch Epos. In allen sind Dinge vorhanden, von denen wir Wissen das es sie nicht gibt wie Drachen, Kappen die unsichtbar machen oder übermenschliche Kräfte und Mächte. Selbst in der Bibel finden wir unglaubliche Geschichten. Von den Plagen die Ägypten zu durchstehen hat, dem Einreisen von Mauern von Jericho durch Trompeten oder der Sintflut. In der Illias spielen auch Götter auf dem Schlachtfeld mit so lag es nahe die Geschichte als Weltliteratur, aber erfunden, abzutun.

Heinrich Schliemann glaubte dran, und fand auch Troja. Allerdings war der Hügel schon vorher als antike Stätte  bekannt  man hatte Reste von Bauwerken gefunden und er bekam den Tipp von einem Engländer. So musste er sich nicht auf die knappen geographischen Angaben der Illias verlassen. Schliemann war so von der Literatur überzeugt, das er Goldfunde wie auch Brandrückstände in der Stadt für Hinweise auf den Krieg und den Schatz des Priamos deutete. Wie wir heute wissen, sind beide Funde aus einer älteren Schicht. In Troja befinden sich mindestens 10 Städte übereinander, deren älteste rund 2950 v.Chr entstand, die jüngste wurde nach Erdbeben im 5 Jahrhundert nach Christus verlassen. Troja VI hätte in etwa das Alter, in dem Krieg spielen würde. Das ist nun kein Wunder: An der Küste liegen oft Städte, vor allem wenn sie an geographisch günstigen Stellen liegen und das ist bei Troja kurz vor den Dardanellen der Fall. Sie liegt daher nahe eines Kreuzpunktes den Schiffe passieren mussten wenn sie ins schwarze Meer und somit in den kaukasischen raum fahren wollten.

Troja selbst wird außer bei Homer nirgends erwähnt. Doch die Region wurde von der antiken Stadt Illias beherrscht, die es gab und hieß daher Ilion. Im griechischen ist dies auch der Name für Troja. Damals dominierte diese Region das Hethhiterreich und eine Stadt namens Wiluscha, die ebenfalls dort liegen sollte und vielleicht identisch mit Illion ist. Interessanterweise wissen wir bis heute nicht, ob die Stadt bei Hisalik nun Illion ist. Das verwundert etwas. Sicher es gab keine Ortschilder, aber man hat die Orte zahlreicher antiken Städte gefunden die aufgegeben oder zerstört wurden. Selbst wenn man diese aus Geschichte tilgen wollte wie dies die Ägypter mit Armana, der vom "Ketzerpharao" Echnaton gegründeten Stadt, taten. Sie wurde komplett abgerissen und die Steine in anderen Bauen verwendet. Gefunden hat man sie trotzdem. Hierdagegen handelt es sich um einen 3500 Jahre lang bebauten Ort und der wurde komplett vergessen?

Klären wird man es nicht können. Schliemann hat auch nicht so viel positives beigetragen denn er ist nicht gerade zimperlich vorgegangen: er hat mitten durch den Hügel einen Graben gezogen bis zu den Fundamenten. Damit hat er alles zerstört was in diesem Bereich lag. Das es ein Hügel ist, zeigt eigentlich die Bebauung über Jahrhunderte, denn die erste Stadt lag noch direkt an der Küste. die folgenden wurden dann auf den Resten der alten gebaut.

Gestern kam dann (wieder einmal)  eine Reportage über Troja, diesmal über den Krieg und die Frage ob es das hölzerne Pferd gab mit drei Thesen: Geheimer Aufenthaltsort für einen Sturmtrupp, kunstvolle Beschreibung eines Rammbocks oder literarische Verarbeitung eines Erdbebens, für das damals Poseidon zuständig war, dessen heilige Tiere Pferde waren. Mir persönlich wäre der Rammbock am logischsten. Warum die Troyer für ein Pferd ihre Mauern eingerissen haben sollten, will mir nicht einleuchten. Wenn man es als Geschenk der Götter ansieht, warum hat man es nicht an Ort und Stelle verbrannt (damals wurden alle Opfer verbannt, wobei man bei Tieren das aber gerne auf Knochen Häute und fett beschränkte und das Fleisch verspeiste). Vor allem halte ich niemanden für so blöd, dass wenn er plötzlich ein Riesenpferd aus Holz vorfindet er meint das käme von Göttern und nicht von den gerade noch dagewesenen Feinden.

Die Rammbocktheorie hat nur den einen Haken, das die ältesten Rammböcke aus dem assyrischen Reich stammten und 3 Jahrhunderte jünger sind. Selbst die Griechen zu Homers Zeiten setzten noch keine ein. Was für mich für eine Geschichte spricht ist der ganze Kriegsverlauf. Die Illias ist ja nur ein kurzer ausschnitt zum Ende eines 10-Jährigen Kriegs. Er beginnt mit dem Raub der schönen Helena. Das ist mit Sicherheit eine Sage, denn selbst wenn man wegen einer Frau in den Krieg zieht, dann will man sie nach 10 Jahren sicher nicht mehr zurückhaben. Schon der zehnjährige Krieg zeigt das etwas nicht stimmen kann, denn in der damaligen Zeit führte man nur während des Frühjahrs und Sommers Krieg. Ein Heer wurde nach der Aussaat zusammengestellt und wenn die Zeit der ernte nahte wieder aufgelöst. Für die Ernte brauchte man jeden Mann und selbst Fürsten waren sicher nicht woanders sondern wollten die dann fälligen Steuern schon selbst eintreiben. Noch Jahrhunderte später war mit Beginn des Herbst bei dann schon stationären Heeren die Zeit gekommen, das man ins Winterlager zog. Bei einem solchen Marsch wurde 9 n.Chr. die römische Armee im Teutoburger Wald niedergemacht.

Wenn man Illion in einem Jahr nicht bezwingen konnte dann sicher nicht in den folgenden, denn vorgewarnt hätte man über das Winterhalbjahr Lebensmittel einlagern und die Besatzung verstärken können. Das zweite ist der beschriebene Krieg. Es sind Schlachten zwischen Einzelpersonen die hervorgehoben werden: Hektor, Achil, Ajax, Patrokolos. Auch wenn das literarische Freiheit ist, so ist eines auffällig: nirgendwo hören wir vor einer Belagerung. Stattdessen verlassen die Einwohner von Troja die Stadt und kämpfen vor den Mauern mit den Griechen. Und das halte ich für absolut dämlich. Der tiefer Sinn einer Mauer ist das sie den Gegner abhält eine Stadt zu erobern. Er braucht Zeit und Gerät um sie zu überwinden. Während der Zeit ist er dem Beschuss von der Mauerkrone ausgesetzt und deren Besatzung kann auch Leitern umstoßen. Im Allgemeinen braucht eine Befestigung nur einen Bruchteil der Soldaten die der Angreifer braucht und kann trotzdem lange Angriffe abwehren. Warum sollte man diesen Vorteil bewusst aufgeben? Mehr noch: Da die Trojer in einer offenen Feldschlacht in etwa so viele Soldaten wie die Griechen aufbringen mussten, muss die Besatzung sehr stark gewesen sein. Würde deise die Mauer verteidigen so wäre es sicher unmöglich gewesen die Stadt einzunehmen. Wir kennen aus der Antike Fälle, wo Städte Belagerungen standhielten oder erst nach langer Zeit erobert wurden deren Besatzung  weniger als ein Zehntel der Stärke es Angreifers hatten.

So erscheint der Kriegsverlauf bis zu dieser Zeit als reine Erfindung, warum sollte es nicht der ganze Kriegsverlauf sein. Vielleicht gab es mal einen Eroberungszug der Griechen nach Illion. Vielleicht war er auch erfolgreich und man konnte eine Stadt einnehmen. Das könnte ein wahrer Kern sein, um den man dann eine Geschichte herumgesponnen hat. Das ist zumindest meine Meinung.

20.5.2015: Der vergessene Planet

Das ist nicht Pluto, das ist mit Fug und Recht die Venus. Dabei gingen die ersten Raumsonden zur Venus. Bei der NASA gab es dann eine Wende, als man nach Mariner 5 wusste, dass es am Boden sehr heiß ist und wahrscheinlich auch ein hoher Druck herrschte. Seitdem gab es von US-Seite nur noch zwei Missionen die Venus als Primärziel hatten: Pionier Venus mit einem einfachen Orbiter und mehreren einfachen Atmosphärenkapseln und Magellan, eine Sonde mit einem Radargerät als einzigen Instrument. Auch sie zur Kostenersparnis vor allem aus anderen Sonden zusammengebaut. Im Westen wäre dann noch Venus Express zu nennen, der neun Jahre lang die Venus untersuchte und Akatsuki, die das einschwenken in den Orbit verpasste und nun eine zweite Chance hat,

Auf russischer Seite sind es erheblich mehr Sonden. Wenn wir nur die erfolgreich gestarteten nehmen 18 Stück (Venera 1-16 und Vega 1+2). Bis auf Venera 15+16 standen vor allem Landesonden auf dem Programm. Das verwundert nicht. Denn bei einer kurzen Betriebszeit von maximal 127 Minuten auf der Oberfläche war Russland mit seinem technischen Ansatz im Vorteil: Die Sonden waren nie besonders ausgeklügelt, dagegen robust, das bewährte sich bei so hohen Temperaturen und Drücken. Es kam auch nicht auf eine ausgeklügelte Computersteuerung an, vielmehr mussten in kurzer Zeit die Instrumente automatisch nacheinander arbeiten, das konnte man auch mit einem Zeitschaltwerk erreichen.

Technisch gesehen ist die Venus ein genauso attraktives Ziel wie der Mars. Das Δv von der Erde aus ist etwas kleiner (etwa 200 m/s), dafür braucht man um in einen ersten Orbit einzuschwenken etwa 200 m/s mehr. In der Summe gleicht es sich aus. Auch bei der Landung hat man es einfacher. Bei der dicken Atmosphäre braucht man nicht mal einen Fallschirm (es bürgerte sich nachdem man von ihr wusste ein, den Fallschirm in 20-30 km Höhe abzuwerfen, selbst dann noch kommt eine Kapsel nicht langsamer auf dem Boden an als eine mit Fallschirm auf der Erde. Man braucht keine ausgeklügelte Sequenz beim Mars und Airbags oder Landetriebwerken. Noch nie ist eine Raumsonde auf der Venus gecrasht -- anders als beim Mars. (Mars 6, Beagle 2, Mars Polar Lander)

Warum also gibt es nicht mehr Missionen zur Venus? Nun man kann nicht aus dem Orbit heraus die Oberfläche erfassen. Zumindest nicht im sichtbaren Licht (Venus Express entdeckte "Fenster" im infraroten, doch die veröffentlichten Abbildungen sind sehr undeutlich. Ich halte angesichts der Atmosphäre von 90 Bar Druck es nicht für möglich ein scharfes Bild der Oberfläche zu bekommen. Wie wenn man durch Wasser den Meeresboden sehen will, wird das Bild verschwommen sein. Mit Radar kann man die Oberfläche erfassen und man hat mit Magellan diese auch auf 30 m genau kartiert. Aus dem Orbit kann man die Atmosphäre erkunden, allerdings auch nur die oberste Schicht. In 70 km Höhe beginnt eine Wolkenschicht die den Blick auf die tiefere Atmosphäre verwehrt. Bei den Bedingungen am Boden (etwa 90 bar Druck und 480 Grad Celsius) ist es wahrscheinlich auch in Zukunft ausgeschlossen, dass man länger als einige Stunden eine Sonde dort betrieben kann. Die USA haben bewusst nur einfache Sonden landen lassen, mit wenigen Experimenten, ohne Kamera. Die Überlegung war wahrscheinlich: "Warum 100 Millionen Dollar in eine Sonde stecken die nur wenige Stunden lebt?".

Was viel wichtiger ist: Mit der Venus kann man kein Geld loseisen. Die NASA hat ja seit 1997 fast jedes Startfenster genutzt und 10 Sondern zum Mars gestartet. Das alles lief unter dem Motto "The Search for Water", so nach dem Motto: Wo Wasser ist da könnte es Leben geben oder zumindest mal gegeben haben. Leben das es mal auf dem Mars gegeben haben könnte, damit bekommt man Gelder. Nicht aber mit einem Planeten gegen den Ein Backofen eine Kältekammer ist. Mit dieser Argumentation versucht man es auch bei Europa. Da gibt es unter der Kruste einen Ozean. Na und wenn da nicht auch Leben ist ...

Meiner Ansicht nach ist die Venus trotzdem interessant. Zum einen wäre einmal die Frage zu klären wie diese Bedingungen zustande gekommen sind. Ein Treibhauseffekt ist ja sicher bei allen Uratmosphären gegeben, doch er muss nicht nur außer Kontrolle geraten sein sondern andere Prozesse angeschoben haben, denn eine Atmosphäre mit 90 Bar Druck und zu 95+% aus Kohlendioxyd ist einiges. Das wiegt 4,8 x 10^20 kg - zum Vergleich der gesamte Kohlenstoff auf der Erde, der zu 99,95% in Gesteinen sitzt macht nur 7,5 x 10^19 kg aus. Selbst wenn die Erde ihre gesamten Carbonatgesteine verloren hätte, sie hätte niemals eine so dichte Atmosphäre aufbauen können.

Die Oberfläche ist relativ jung, das weiß man von den Radaraufnahmen für wirklich große Asteroiden ist auch die Atmosphäre kein Hindernis und es gibt sehr wenige Einschlagskrater. Die Schätzungen gehen von einem Alter zwischen 500 und 800 Millionen Jahren aus. Wir kennen das von der Erde, doch alle anderen Himmelskörper haben sich seit Milliarden nicht verändert.

Offen ist ob es tätige Vulkane gibt. Aus dem Orbit kann man das schwer nachweisen, bis Gase in die hohe Schicht gekommen sind, haben sie sich stark verdünnt und thermische Hotspots kann man durch die Wolken auch schwer nachweisen. Es gibt von Pionier Venus und Venus Express Hinweise auf schwankende Schwefeldioxydkonzentrationen und heißere Gebiete am Boden, aber auch nicht mehr. Kurzum: es gäbe einiges zu erforschen.

Was könnte man machen? Nun natürlich viel, so wurde jüngst ein Flugzeug vorgeschlagen das aber Jahre von der technischen Möglichkeit entfernt ist. Bisher gibt es vom Flügel z.B. nur einen Prototyp mit 2 m Länge - sie müssten 55 m lang sein und die bisher verwendeten Materialen würden auf der Venus zerfallen.

Meiner Ansicht nach kann man die Venus weiter erforschen ohne Milliarden umzusetzen. Erste Raumsonde wäre ein Radarorbiter wie Magellan, nur mit einem höher auflösenden Radar. relativ kleine Radarsatelliten wie SAR Lupe schaffen eine Auflösung von 1 m. So viel braucht man nicht mal. Bedenkt man dass man bisher 30 m erreicht hat wären schon einige Meter ausreichend. Er würde in einer elliptischen Umlaufbahn bleiben. Das hat einen Grund - er dient auch noch als Relais.

Er könnte als weitere Instrumente Fernerkundungsinstrumente mitführen wie dies auch Venus Express und Akatsuki tun.

Die Erforschung der Atmosphäre und der Oberfläche würde dagegen mit "Gelegenheitsmissionen" stattfinden. Damit ist folgendes Gemeint: Die Venus ist ein attraktives Sprungbrett. Sie ist in 4-5 Monaten erreichbar und kann eine Raumsonde um 3-4 km/s abbremsen und beschleunigen. So passierten seit 1989 die Raumsonden Galileo, Cassini und Messenger die Venus um Schwung zu holen. Einige sogar mehrmals. Theoretisch hätten andere Raumsonden sie auch nutzen können so Near, Juno, Stardust, welche die Erde als Sprungbrett nutzten. Würde jede dieser Sonde eine Atmosphärensonde mitführen so könnte man alle paar Jahre ein e absetzen. Dabei denke ich nicht an die großen Kapseln die Russland absetzte, sondern eher die kleinen von Pionier Venus. Jede Sonde würde bei dem Anstieg die Atmosphäre untersuchen. Dazu reichen Thermometer, Barometer, Gaschromatograph/Massenspektrometer, ein Photometer zur Helligkeitsmessung. Eine Kamera könnte in den letzten Kilometern und an der Oberfläche Aufnahmen machen - schon wegen der begrenzten Zeit und der Sicht durch ein dickes Fenster braucht man da kein ausgeklügeltes Exemplar. Die Daten werden über den Orbiter geleitet, das erlaubt relativ hohe Datenraten, höhere als direkt zur Erde oder über die Vorbeiflugsonde.

Vor der Landung setzt die Sonde in der oberen Wolkenschicht einen Ballon ab. Ballone führten schon Vega 1+2 mit sich. Es gibt eine Zone die ist nicht zu heiß und der Luftdruck ist hoch genug. In 49,5 km Höhe herrscht der gleiche Luftdruck wie auf der erde am Boden und eine Temperatur von 66°C. In 52,5 km Höhe sind es 0,6 Bar und 37°C. Das bedeutet ein Ballon der auf der Erde schwebt würde auch dort schweben. Er würde sogar mehr tragen können, da die Venusatmosphäre aus Kohlendioxid besteht mit einer Atommasse von 44 hat es 50% mehr Auftrieb als unsere Atmosphäre. Ein Ballon könnte mit Solarzellen längere Zeit arbeiten, wenn auch nicht ewig (die Ballon von Vega platzten als sie auf der Tagseite ankamen und sich aufheizten, zudem waren die Hüllen nicht resistent gegen UV-Licht. Eine solche Sonde könne in Situ die Atmosphäre analysieren, die Verfolgung ihrer Bewegung gibt uns Hinweise über die Atmosphärenzirkulation.

Es gäbe viel zu tun - doch keiner packt es an. 

21.5.2015: Wie teuer ist ein Start?

Aus Anlass des Verlustes des mexikanischen Satelliten heute mal ein Artikel über Startkosten. Das wichtigste was gerne verwechselt wird sind die Startkosten des Trägers und die für den Kunden.

Warum sind diese unterschiedlich?

Nun zum einen gibt es da mal den Faktor Versicherung. Eine Versicherung trägt einige Risiken: Das offensichtlichste ist der Fehlstart oder inzwischen fast so häufig vorkommend: falsche, meist zu niedrige Orbits. In der Regel wird der Satellit dann als Totalverlust der Versicherung gemeldet. Manchmal kann die Versicherung den nun ihr gehörenden Satellit dann weiterverkaufen, wenn der interne Treibstoff für das Erreichen des Orbits reicht, aber die Lebensdauer reduziert ist, so kann ein solcher Deal möglich sein, z.B. wenn ein Betreiber sowieso einen Satelliten braucht weil ein Nachfolger z.B. in der Fertigung hinterherhinkt. Es gibt noch andere Risiken. So zeigen die ersten Tage meist, ob der Satellit auch funktioniert. Da gab es auch schon Überraschungen wie nicht ausgefahrene Solarzellenausleger und es gibt noch das Risiko das er beim Transfer in den Orbit verloren geht. Das kann auch noch im Orbit passieren und auch das kann man versichern.

Aber der Hauptposten ist natürlich ein Fehlstart. Die Versicherungsquoten sind daher historisch gesehen unterschiedlich hoch. Mitte der Achtziger als einige Ariane Fehlstarts und defekte PAM-Oberstufen zahlreiche Totalschäden verursachten stiegen sie auf ein Rekordhoch von 15-18% des versicherten Wertes. Vor zwei Jahren lagen sie dank über 50 Starts der Ariane 5 ohne Problem (50% des Weltmarkts) und der Tatsache dass die meisten Proton-Fehlstarts nicht ILS und damit westliche Versicherungen tangierten bei 4-5%. Wer neu ist muss mehr zahlen. Bei der ersten Falcon 9 mit SES waren es 12%, also dreimal so viel wie bei ariane 5. Nun dürften sie sicher niedriger liegen. Umgekehrt musste ILS eine Startpreise senken. Sie lagen 2009 bei rund 105-110 Millionen Dollar, der nun gerade schiefgegangene kostete nur 90 Millionen. Damit fängt man die steigenden Versicherungsprämien wieder ab - sofern man noch Kunden gewinnt, denn 2014 gab es keinen einzigen kommerziellen Auftrag für die Proton.

Der zweite Fehler der gemacht wird, ist es die Kosten pro Kilogramm zu berechnen. Ein Satellit hat eine Masse und die Rakete hat eine Nutzlast. Wenn eine Proton mit 6,2 t Nutzlast einen 3,6 t schweren Satelliten transportiert so muss der Kunde trotzdem den ganzen Raketenstart zahlen, auch wenn er nur 60% der Nutzlast nutzt. Daher ist es wichtig die Rakete möglichst maximal auszunutzen. Technisch gibt es zwei Möglichkeiten: Das eine ist es die Nutzlast zu skalieren. Das geht meist durch das Weglassen oder Hinzunehmen von Boostern. Da diese meist preiswert sind, ist die Einsparung gering. Eine Ariane 44L war 30% teurer als eine Ariane 40 bei 70% mehr Nutzlast. Dabei verwendete diese Rakete sogar relativ teure Booster. Aber man kann wenigstens ein bisschen im Preis runter gehen. die 30% lohnen sich, wenn eben die Nutzlast sonst nicht startbar wäre oder die Konkurrenz billiger ist. Leider hat man bei Ariane 5 diese Möglichkeit im Design nicht genutzt. Bei Ariane 6 wird es wieder zwei Versionen geben. Theoretisch gibt es noch die Möglichkeit Oberstufen auszuwechseln, sofern es zwei Alternativen gibt. Bei der Angara wird es mehrere Oberstufen geben mit lagerfähigem und kryogenen Treibstoff. Mal sehen ob diese auch beide genutzt werden. Im Normalfall ist eine Oberstufe meist viel vorteilhafter als die andere. So haben die USA die Agena Ausgemustert und Ariane 5 nutzt fast ausschließlich die ECA-Version.

Die zweite Möglichkeit ist es. eine so große Rakete zu konstruieren das man mehrere Satelliten gleichzeitig starten kann. Bislang bietet dies nur Ariane. Andere Träger haben zwar Doppelstartvorrichtungen in ihren User-Manuals beschrieben, sie wurden aber nie eingesetzt. Proton und Falcon 9 bieten als Sonderfall direkt aufeinandergeschraubte Satelliten an, genauer gesagt: deren Hersteller bucht einen Einzelstart und liefert zwei verschraubte Satelliten an. Das klappt nur wenn beide Satelliten vom selben Hersteller kommen und sind die absolute Ausnahme, bisher gab es wenn ich richtig gezählt habe gerade mal drei solcher Starts.

Die Sache mit den Doppelstarts ist am Abnehmen. Das liegt an der abnehmenden Zahl an Satelliten. Ariane 4 schaffte in den Neunzigern noch 12 Starts pro Jahr, viele mit Doppelstarts. Heute liegt Ariane 5 bei rund 6 Starts pro Jahr. Da Kunden auch nicht ewig lang warten wollen bis ein Gegenstück zu ihrer Nutzlast gefunden ist, dürfte die Zeit der Doppelstarts wohl auslaufen, außer es gibt imn Zukunft mehr Nutzlasten. Die Ariane 6 wird auf jeden fall für Einzel- und Doppelstarts ausgelegt. (6 bzw. 10 t Nutzlast)

Dann ist auch noch wichtig, wie hoch die Nutzlast für den gewünschten Orbit ist. Bei einem zweistufiger Träger wird die Nutzlast mit höherer Energie rasch abnehmen. Das betrifft z.B. die Dnepr, aber auch die Falcon 9. SpaceX gibt die Nutzlast für eine Inklination von 28 Grad an - schließlich startet die Rakete vom Cape aus. Standard ist aber ein GTO mit einer Geschwindigkeitsdifferenz von 1500 m/s, wie ihn Ariane 5 erreicht. Russland hat das gleiche Problem und beide Provider müssen Nicht-Standard GTOs anstreben die energetisch gleichwertig sind die Nutzlast kosten. Bei der Falcon 9 sinkt sie so von 4,85 auf 3,5 t. Beim derzeitigen Eurokurs ist so eine Falcon 9 gar nicht mal mehr so viel billiger als eine Ariane 5. Eine Falcon 9 kostet 61,2 Millionen Dollar bei 3,5 t Nutzlast. Eine Ariane 5 160 Millionen Euro bei 9,7 t im Doppelstartmodus. Bei dem unsinnigen, aber unter Laien verbreiteten, Kriterium "Kosten pro Kilogramm Nutzlast" sind das 17.500 $/kg bei der Falcon und 18,600 $/kg bei Ariane 6.

Wenn man von kommerziellen Nutzern weggehen, die sich den Träger rauspicken können der für ihre Nutzlast am besten ist, zu den nationalen Raumfahrtorganisationen oder anderen nationalen Agenturen wie NRO oder DoD spielt viel mehr eine Rolle ob man eine Rakete für die Nutzlast hat. Besonders die USA haben in den letzten Jahren einige extrem teure Starts gebucht. Da waren die Starts von OCO und Glory mit der extrem teuren Taurus XL (54 bzw. 70 Millionen Dollar). Nun hat man die 600 kg schwere Raumsonde Discover und den noch leichteren Jason-3 mit 550 kg mit Falcon 9 gestartet bzw. wird sie starten. Das ist zwar etwas billiger als die Taurus XL, gemessen an den kleinen Nutzlasten aber immer noch teuer. Eine Vega oder ein russischer Träger wäre bedeutend preisgünstiger gewesen. Aber die USA buchen nur US-Träger, haben aber keinen für mittlere Nutzlasten. In Europa ist man nicht ganz so nationalistisch. Die ESA hat nach Einführung der Vega noch Rockots bestellt und das DLR bucht auch Falcon Starts. Wenn man nur auf nationale Anbieter setzt wird es zwangsläufig teurer. Das ist aber fast überall so. Auch Japan hat Akatsuki und Hayabusa 2 mit der H-2A gestartet, was angesichts deren Performance nur noch 20% der Nutzlast nutzt. Lediglich die ESA nutzt auch russische Träger, einen, die Sojus startet sie sogar vom CSG aus.

Was folgt daraus? Wenn man es national macht sollte man darauf achten auch einen Träger für alle Nutzlasten zu haben, mit drei Typen und einigen Boostern ist das eigentlich hinzubekommen. Wesentlich sinnvoller wäre sicherlich internationale Zusammenarbeit. Man wird sicher nicht dazu kommen, weltweit nur wenige Typen einzusetzen die dafür häufiger fliegen, und Weltraumbahnhöfe gemeinsam zu nutzen, aber man könnte ja mal Kompensationen schließen wie "Ich starte deine Nutzlast mit meinem Träger, dafür nimmst Du bei der nächsten Mission mein Experiment mit"- Manchmal klappt es ja. Jason 3 ist z.B. in Europa gebaut und die Hälfte der Instrumente stammen auch aus Europa. Die andere Hälfte von den USA und der Start wird von den USA finanziert. Es geht doch, leider viel zu selten.

22.5.2015: Wir basteln uns eine überflüssige Rakete

In dem USA, dem Land das angeblich sparen muss, sich aber völlig überflüssige Projekte leistet, will man einen eigenen Träger nur für Cubesats bauen. Ja Cubesats sind der NASA sehr wichtig. Geplant ist nun ja auch noch ein weiterer Deployer für die Raumstation, denn bisher macht die NASA das so: sie packt die Cubesats ins Inneren von Transporter. Dort laden sie Astronauten aus, und entlassen sie durch die beiden installierten Deployer: ein tolles Beispiel wie bemannte Raumfahrt billig und teuer sein kann: billig weil es für die Betreiber der Cubesats verrückterweise die billigste Möglichkeit ist sie ins All zu bekommen. Wenn  sie sie von dem Hersteller der Trägerrakete transportiert haben wollen, kostet das mehr Geld, dann müssen sie für den Service zahlen und auch Strukturen die man an die Rakete anmontieren muss. Die NASA macht es billiger. Natürlich ist es absolut gesehen teuer. Denn die NASA zahlt für 40 t Nutzlast zur ISS beim CRV-Abkommen 3,5 Milliarden Dollar, zwei Atlas 552 Starts die etwa 500 Millionen Dollar kosten würden genauso viel transportieren - nur eben nicht Netto-Nutzlast im Inneren eines Transporters. Und die Arbeitszeit eines Astronauten, die bei 12 h/Tag rund 200.000 $/h Stunde kostet, müssen die Kunden auch nicht zahlen.

Aber folgen wir mal der Idee und überlegen uns - wie würde eine neue US-.Rakete aus dem US-Arsenal aussehen?

Also erst mal ein paar Nebenbedingungen festlegen:

Wo finden wir Informationen? Nun durch die Fusion der Raketenhersteller gibt es nur noch einen Hersteller von kleinen (Feststoff)Stufen: ATK. Flüssige antriebe sind meistens zu groß und auch sehr teuer. Netterweise hat die Fima einen Katalog mit allen technischen Daten im Web. Zum vergleich mit Otto fehlt nur noch der Preis.

Das erste wäre mal eine Abschätzung der Größe. Die Nutzlast ist ein Zehntel der Pegasus XL. Also würde man die Startmasse auch bei einem Zehntel ansetzen, eventuell etwas höher, sie wird ja nicht aus der Luft gestartet., Das wären dann etwa 2,3 bis 2,4 t. Bei einer Nutzlast von 45 kg wären die Stufen bei gleichen Stufenverhältnissen (1:3,3216) dann 150, 500 und 1650 kg schwer.

Passende Stufen wären:

Name Vollmasse Leermasse Spezifischer Impuls
Star 17 (S.44) 153,5 kg 18,5 kg 2807 m/s
Star 30 BP (S-71) 543 kg 32,9 kg 2867 m/s
Star 37 FM (S.77) 1148 73,7 kg 2842 m/s
oder Star 48V (S.84) 2164 kg 138,6 kg 2865 m/s

Es gibt bei ATK keine Stufe die 1500 kg wiegt, daher habe ich die beiden nächst schwereren oder leichteren genommen. Als ich das durchrechnete, stellte sich raus, dass die kleinere Rakete keine Nutzlast hat und die größere nur 26 kg. Dabei habe ich noch folgende realistische Annahme gemacht: Voll- und Leermasse der zweiten Stufe steigen um 100 kg, die der dritten Stufe um 10 kg. Das Zusatzgewicht ist das Steuersystem das in der zweiten Stufe steckt (sonst wäre die Nutzlast minimal) und ein Dralltisch der die letzte Stufe aufspinnt. Die dritte Stufe hat in 10 kg Zusatzmasse nur einen Telemetriesender der einige Messdaten und die GPS-Daten über Geschwindigkeit und Ort sendet. Also muss die Rakete etwas größer werden. Zweiter Ansatz:

Name Vollmasse Leermasse Spezifischer Impuls
Star 24B (S.44) 217,6 kg 17,4 kg 2774 m/s
Star 30 E (S-74) 674 kg 37,4 kg 2867 m/s
 Star 48V (S.84) 2164 kg 138,6 kg 2865 m/s

Diese Rakete hat schon 39 kg Nutzlast. Es bringt am meisten die dritte Stufe zu modifizieren. Eine Star 30A bringt dann 41 kg. Die Rakete wiegt dann 3327 kg, genug um sie von einem Flugzeug aus abzuwerfen, es käme sogar ein Kampfjet in Frage. Beim Abwurf mit Mach 2 und Berücksichtigung der fehlenden Luftreibung kann man 700 m/s abziehen, dann würde die Nutzlast auf 66 kg ansteigen.

Noch ein bisschen etwas bringt eine zusätzliche vierte Stufe, hier ein Star 17A. Auch hier habe ich 10 kg zu Voll und Leermasse addiert. Diese Version kommt dann auf 50 kg ohne Starthilfe. Was die Nutzlast limitiert ist vor allem eben die schwere letzte Stufe, weil 10 kg mehr hier schon einiges ausmachen. Die letzte Stufe wiegt so 24 bzw. 38 kg - fast so viel wie die Nutzlast.

Rakete: Cubesat Launcher 1

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
3324422079001485
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11Star 48V21641392865
21Star 30E7741382867
31Star 24B324382863

Rakete: Cubesat Launcher 2

Startmasse
[kg]
Nutzlast
[kg]
Verkleidung
[kg]
Geschwindigkeit
[m/s]
Verluste
[m/s]
3468502079001477
StufeAnzahlNameVollmasse
[kg]
Leermasse
[kg]
Spez.Impuls (Vakuum)
[m/s]
11Star 48V21641392865
21Star 30E7741382867
31Star 24B324382863
41Star 17A136242812

Die Rakete wäre so leicht konstruierbar, was natürlich nicht heißt das man sie braucht. Man müsste nur bei jedem nicht kommerziellen Start, und davon gibt es alleine im westen ja rund 20 pro Jahr einige Cubesats mitnehmen. Natürlich sind die Bahnen der Träger sehr unterschiedlich. Etwa die Hälfte fliegt die ISS an von den anderen gehen die meisten in einen SSOO oder GRO. Das ist nicht so gewünscht. Die Cubesats wären dann zu lange im Orbit, bzw. der GTO ist für manche Typen auch der falsche Orbit (z.B. für die Erdbeobachtung). Das kann man aber lösen indem man die Cubesats rechtszeitig absetzt. Bei einem SSO nach Erreichen der transferbahn, deren erdnächster Punkt bei rund 200 km liegt, sodass sie bald wieder verglühen. Etwas schwieriger wird es beim GTO. Hier müsste man die Sazelliten während des Betriebs der Stufe abtrennen solange das Apogäum noch nicht zu hoch ist. Doch machbar ist auch so was.


Sitemap Kontakt Neues Impressum / Datenschutz Hier werben / Your advertisment here Buchshop Bücher vom Autor Top 99