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Web Log Teil 463: 8.6.2016 - 17.6.2016

8.6.2016: In der Disko spiel'n sie Spliffco,

Ich will heute mal zur Auflockerung einen kurzweiligen Blog verfassen, ohne Vermittlung von Wissen. Wer das erwartet oder ein Raumfahrt, Ernährungs- und Computerthema kann gleich weiter springen.

Ich habe kürzlich eine Dokumentation auf Eins Festival über Disco gesehen. Fritz Egner und eine PULS Moderatorin die ich nicht kenne haben verschiedene Leute gesucht die Discomusik gemacht haben. Der Beitrag begann damit dass Disco heute wieder ganz "in" sein soll und es wurden einige Beispiele genannt. Am klarsten ist das wohl beim Megahit von Daft Punk "Get Lucky". Beide Moderatoren haben dann Veteranen der Discozeit besucht, darunter Georgio Moroder oder Nile Rogers. Ich fand ihn ganz interessant auch wenn so ein bisschen offen blieb warum Disco so erfolgreich wurde und es wieder verschwand. Dafür wurde viel Zeit auf die Clubszene in New York verwendet. Immerhin ist er erheblich besser als einer von Arte nach dem Disco keine Musikrichtung sondern eine Emanzipationsbewegung von Schwarzen, Schwulen und Feministinnen war.

Wie bei jedem Musikstil muss natürlich klassifizieren. Inzwischen gibt es ja auch ein Genre Tag bei MP3-Dateien. doch wenn ich da meine eigene Suchmaschine anschmeiße ist nur wenig bei mir Disco. Das Tag ist gesetzt bei einigen Alben von Boney M, Chic und einigen Einzeltiteln von Gloria Gaynor und Janet Jackson. Nach dem Beitrag ist das charakteristische der Basis-Drum "Four on the floor". Ich habe das bisher immer an der relativ charakteristischen Gitarre festgemacht die so ganz anders klingt als normale Gitarren. Sie ist deutlich zu hören sowohl in Dafts Punkt "Get lucky" wie auch in allen Stücken wie z.B. von chic "Le Freak". Sogar in der Titelmelodie von San Franzisco (obwohl von 1972) setzt sie nach einigen Sekunden nach der ersten Gitarre ein.

Chic ist eine meiner Lieblingsgruppen, doch ich hätte sie nie unter Disco eingeordnet, sondern eher unter funk. Ich verstehe ja zugegebenermaßen nichts von Musik, ich höre sie einfach nur und sie gefällt mir oder nicht. Für Funk fand ich charakteristisch die Verwendung von Streichinstrumenten die aber wie ich inzwischen weiß auch ein Element von Disco ist. für Disco standen für mich vor allem relativ monotone Musikteppiche mit wenig Text als Tanzmusik. Die Beispiele dafür haben alle den "Munich Sound" von Giorgio Moroder wie Donna Summer, Silver Convention aber auch Boney M. von Frank Farian, wobei die zu Karriereende stark in den Schlager abglitten.

Dank der Sendung weiß ich das vieles was ich höre Disco ist denn zu meinen Lieblingsgruppen gehören Chic, Kool and the Gang, KC & the Sunshine Band. Was isst das tolle an Disco? Meiner Meinung nach ist es einfach Musik zu der man sich gut bewegen kann. Das muss nicht tanzen sein. Ich höre Musik gerne beim Spazierengehen, Radfahren und arbeiten. Vor drei Wochen habe ich einen neuen Weg in unserem Ferienhaus zusammen mit meinem Bruder verlegt. Ich war verantwortlich 2,5 t alte Platten zu stapeln und 2,5 t neue Platten von der Palette zu bringen, kurzum ich bin etwa 200-mal mit jeweils 14 oder 21 kg Gewicht herumgelaufen. Das ging mit Musik viel besser als ohne, als ich mal kurzzeitig den MP3Player vergessen hatte. Letztes Jahr hatte ich auch einen wasserdichten MP3 Player beim Schwimmen, leider ist zwar der Player immer noch wasserdicht, aber die Kabel haben inzwischen einen Wackelkontakt. Disco ist eine Super Musik für alles was mit Bewegung zu tun hat und sie animiert auch etwas flotter sich zu bewegen.

Daher erfahrt ihr heute meine Top 20 der Disco-Hits. Wer übrigens noch Vorschläge jenseits der bekannten Interpreten (Gaynor, Summer, Tramnps, Jacksons, KC, Kool &Gang, Chic, Sister Sledge) hat der möge sie mir nennen. Dann kann ich meine Sammlung komplettieren. Damit es fair bleibt habe ich pro Interpret nur einen Titel genommen.

1: Good Times von Chic

Chic hat viele tolle Lieder. Das bekanntest ist wohl "Le Freak", ein typischer Disco Song. Good Times halte ich für den einflussreichsten und auch einen sehr guten. Der Basis-riff ist unzählige Male kopiert worden und findet sich in so unterschiedlichen Liedern wie "Don't Stop me now" von Queen, "Rappers Delight", "Last night a dj saved my life" von Indeep, "Ein Jahr" von Fehlfarben, "Alpenrap" von der EAF. Und das Lied ist toll nicht nur zum Bewegen sondern in der Extended Version auch zum Chillen. Es gibt keinen Titel von Sister Sledge, da diese auch von Nile Rogers produziert wurden und bis auf die Stimmen sehr Chic ähneln.

2: Got to give up von Marvin Gaye

Das Lied ist nicht so so schnell und hat jetzt nicht auch den Beat aber von der Stimmung und dem gleichmäßigen Klangteppich ein Superlied wenn ich abends mal eine Kräutermischung aus dem Vaporizer inhaliere. Da unterstützt es die entspannende Wirkung. Der Rhythmus wurde von Thicked in Blurred Lines kopiert - das kostete eine Strafe von 7,4 Millionen Dollar, wohl mehr als man mit der Kopie einnimmt. So viel wird heute ja nicht mehr pro Titel umgesetzt als vor 20 oder 30 Jahren.

3: Celebration von Kool and the Gang

Mein Lieblingslied von Kool and the Gang. Wirklich gut gemacht mit dem Hintergrundchor auch wenn er nur "Ja-huu" macht und ein gutes Beispiel für Kools Ansatz bei dem er zwar den Basisrythmus von Disco nahm aber ihn melodisch weiterentwickelte.

4: Crying in the discotheque von Alcazar

Eines der wenigen Beispiele wo ein Cover besser als das Original ist. Das ist von Sheila B. Devotion aus dem Jahr 1979. Die Kopie ist schneller und aggressiver und die Stimme von Sheila ist auch nicht sehr tragend. Der Spund selbst stammt von Nile Rogers, der nicht nur für Chic die Songs schrieb und hier noch öfters begegnen wird.

5: Shame Shame Shame von Shirley and the Company

Ein eingängiger Beat, ideal zum Laufen oder Radfahren. Auch wünscht man sich eine etwas kräftigere Stimme, doch die "Company", die Männerstimme, reist das wieder raus.

6: Disco Inferno von den Tramnps

Der wohl bekannteste Hit der Tramnps, auch einer ihrer  besseren, das Repertoire ist sonst eher ruhiger, öfters mal ins Schlagerartige abgleitend. Bläser bringen hier den richtigen Pep

7: Funky Town von Lipps Inc

Mir gefällt von dem Stück die schöne Kombination Synthesizer  am Anfang mit Streichern im Mittelteil. Ich bin ein Fan von Orchestern zusammen mit Pop Musik und so mag ich auch ELO und die späten Beatles Lieder mit diesen Elementen sind auch ihre besten.

8: YMCA von Village People

Der wohl bekannte und erfolgreichste Discohit überhaupt. Auch der beste der Village People. Viele andere waren doch mehr lau. Man muss nur mal "Go West im Original und von den Pet Shop Boys vergleichen. Das das eine Gruppe speziell für Schwule ist habe ich erst kapiert als sie in der Police Academy I karikiert wurden. Ich fand das angesichts der verrückten Kostüme in den Siebzigern normal.

9: Do you wanna go to party von KC & the sunshine Band

Auch ein Leid das zum Chillen hervorragend ist oder wenn man schon etwas getrunken hat. Der relativ gleiche Klangteppich lässt einen schnell in Gedanken abrutschen, wenn nicht: den Refrain "Party" kann man auch noch mit benebelten Sinnen mitsingen.

10: Get Lucky von Daft Punk

Unbenommen, ein toller Disco-Titel, sauber gespielt, könnte auch von 1980 sein. Er kommt bei mir in der Platziung so weit hinten, weil die Stimme von Pharell viel zu hoch und zu wenig voluminös ist. Selbst der Vocoder macht da noch eine bessere Figur.

11: Fame von Irene Cara

Von Irene Cara kenne ich eigentlich nur ihre Musik zu Musikfilmen, doch mit den beiden Titeln war sie sehr erfolgreich. Fame hat den Beat die Aggressivität die ein echter Fetzer braucht, schließlich ist er im Film mit einer Tanzszene auf der Straße und über Autos verknüpft.

12: Don'r leave me this Wy von Thelma Houston

Ebenfalls ein schöner Discotitel, bei dem auch mal die Stimme stimmt.

13: You sexy Thing von Hot Chocolade

Alle Elemente von Disco: Disco Gitarre, deutlicher bass-Drum, Streicher und trotzdem ein bisschen rockig

14: Hot Stoff von Donna Summer

Die erfolgreichsten hits von Summer (I feel love und love to love you baby) gefallen mir gar nicht. Hot stoff ist komplexer hat nicht nur den refrain und die eintönige Meoldie

15: Voulze Vouz coucher avec moy - Christina Aquilera

Auch hier ist die Covereversion erheblich besser als Original, auch wenn es nicht einen so großen Unterschied wie beim Spacer gibt. Das Stück ist einfach fetziger.

16: Knock on Wood von Ami Steward

Das besondere ist der Mittelteil bei dem man wohl wirklich Holztrommeln genommen hat

17: I am what i am von Gloria Gaynor

Bei Disco kommt man nicht an Gloria Gaynor vorbei. Doch dir frühen Titel gefallen mir alle nicht. "Never can say goodby" wurde sehr oft viel besser gecovert, vor allem etwas schneller und ausdrucksstärker als das Original. I am what i am hat auch einen Text der mir gut gefällt.

18: Don't Stop until you get enought von Michael Jackson

Michael Jackson hat in den ersten beiden Alben Off the Wall und Thriller noch viel Disco gemacht. Ich habe einen nicht so bekannten Titel ausgesucht. Besser gefällt mir Beat ist, doch da entfernt er sich schon stark ins rockige

19: Let's Dance von David Bowie

Die beiden letzten Titel sind mehr Beispiele dafür wie Disco andere Musikrichtungen beeinflussten. Lets Dance ist auch David Bowies erfolgreichstes Album. Er hat sich später von ihm distanziert und es zu kommerziell genannt. Die Titel darauf sind aber eine perfekte Mischung von Rock und Disco. Die Songs stammen - na von wem? Von Nile Rogers.

20: Voulez Vous von Abba

Auch eine Supergruppe wie Abba konnte sich dem Disco Trend nicht entziehen und mit Voulez Vous ist Benny und Björn ein schöner Titel gelungen. Er zeigt sehr deutlich ihre musikalische Wandlungsfähigkeit.

8.6.2016: Mit Ionentriebwerken vom LEO in den GEO

Nachdem ich mich in meiner Serie über den Einsatz von Ionentriebwerken bisher immer mit Raumsonden beschäftigt habe kommt nun die Erdumlaufbahn dran. Hier gäbe es viele Anwendungsmöglichkeiten. Die offensichtlichste ist es vom LEO in den GEO zu manövrieren oder (energetisch fast gleichwertig) vom LEO in den Galileo-Orbit. Ich will in diesem Beitrag die Chancen aber auch die Folgen beleuchten. Bisher gab es das nur bei einigen Satelliten, die auch nicht vom LEO in den GEO wechselten, sondern vom klassischen GTO in den GEO. Dazu später mehr. Damit wir ein konkretes Rechenbeispiel haben, habe ich die Daten von BRISat dem nächsten Start von Ariane 5 übernommen. Der Satellit hat eine Startmasse von 3540 kg und eine elektrische Leistung von 9,5 kW nach 15 Jahren. Die Trockenmasse ist unbekannt, doch Satelliten dieser Bauart bestehen typisch zu mehr als 50% aus Treibstoff. Tanks und Triebwerke wiegen auch etwas sodass man von etwa 1590 kg Trockenmasse ohne Antriebssystem ausgehen kann, eventuell weniger.

Eine mit Ionentriebwerken ausgestattete Alternative braucht weniger Treibstoff. Genau ist das erst bei einer Simulation berechenbar. Doch im Worst-Case Szenario ist es die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen LEO und GEO (4600 m/s) + Lageregelungstreibstoff für 15 Jahre (1000 m/s). Das wäre bei einem spezifischen Impuls von 30 bis 42 km/s und 20% Tankmasse (Treibstoff ist in der Regel Xenon Druckgas das macht schwere Druckgastanks notwendig) eine Startmasse von 1,9 bis 2 t. Zwischen 30 und 42 km/s liegen die spezifischen Impuls heutiger eingesetzter Triebwerke, die meisten so um 35 bis 39 km/s.  Nimmt man an, dass man die 9,5 KW Leistung voll für den Antrieb nutzen kann (es ist die Leistung am Ende der Lebenszeit, d.h. bei Beginn ist sie höher) so kann man ausgehend aus einer 400 km Kreisbahn den Aufstieg simulieren.

Ich erhalte für einen spezifischen Impuls nach 316 Tagen eine Ellipse von 35.543 x 36.002 km. Das ist fast eine Kreisbahn, da sich die Sonde hochspiralt. Der Geschwindigkeitsbedarf beträgt 4573 m/s bei einer Restmasse von  1793,3 kg. Für 30 km/s sieht es deutlich besser aus: Ellipse von 35779 x 36000 km nach nur 221 Tagen. Restmasse diesmal nur 1716,9 kg. Da der Treibstoffbedarf viel kleiner ist als bei chemischen Triebwerken würde man um die Transferzeit zu reduzieren auf Triebwerke mit einem niedrigeren spezifischen Impuls ausweichen. Der PPS 1350 Antrieb von SMART-1 hat einen spezifischen Impuls von 16 km/s. Es ist einer der kleinsten spezifischen Impuls die derzeit verfügbar sind. Bei ihm würde eine beim Start 2394 kg wiegende Nutzlast in 132 Tagen den GEO erreichen. Für rund 400 kg Mehrgewicht reduziert sich also die Reisezeit von 221 auf 132 Tagen. Das kann sich bei Satelliten mit denen man Geld verdient durchaus rechnen.

Durch das Spiralen ist die Bahn energetisch ungünstig. So beträgt hier der Geschwindigkeitsunterschied rund 4580 m/s, nur wenig unter der Geschwindigkeitsdifferenz der Bahnen von 4659 m/s.. Chemisch sind es bei gleicher Starthöhe 3859 m/s. Eine Verbesserungsmöglichkeit ist es daher, mit einer elliptischen Startbahn zu beginnen. So kann man auch die Nutzlastkapazität der Rakete voll ausnutzen. Nicht genutzte Nutzlast wird als höhere Startgeschwindigkeit genutzt, das entspricht einem höheren Apogäum. Da beim Spiralen aber auch das Apogäum angehoben wird ist die Praxis einen normalen GTO zu nutzen nicht sehr sinnvoll. Ich habe dies trotzdem mal getan. Dieselbe Nutzlast in einem Standard-GTO ausgesetzt und dauernder Betrieb der Ionentriebwerke würde eine Bahn mit einem Perigäum von 36000 km nach 60 (16 km/s spezifischer Impuls) bis 129 Tagen (42 km/s) erreichen. Das Apogäum hat sich dann aber auf 107.000 km Höhe verschoben. Das ist nicht das was man will. Es gibt zwei Lösungen. Das eine ist das man eine elliptische Bahn nimmt, aber das Apogäum unterhalb des GEO liegt. Dann kann es ansteigen. Allerdings kann man so nur eine kleine Überschussgeschwindigkeit mitnehmen. Bei 30 km/s z. B. ein Start mit 8 km/s anstatt 7,7 km/s. Wenn man eine höheres Apogäum hat, muss man die Betriebszeit einschränken. Hat man bei 30 km/s z.B. ein Apogäum bei 31,600 km und betriebt das Ionentriebwerk nur oberhalb von 31000 km Distanz. So dauert das hochspiralen zwar 1 Jahr 15 Tage, aber das Apogäum steigt nur auf 39000 km, eine kleine Geschwindigkeitsdifferenz von 61 m/s die man leicht wieder abbauen kann.

Nun erklärt sich warum die bisherigen Satelliten in einem SSGTO landeten. Liegt das Apogäum in 66.000 km Höhe so hat man viel mehr Zeit für den Betrieb oberhalb von 36000 km Höhe wo man stärker das Perigäum anhebt. In weniger als 169 Tagen könnte man bei einem Betrieb in nur 61000+ km Höhe den GEO erreichen, wobei das Apogäum nur auf 73.000 km steigt. Das muss man dann in einer zweiten Phase wieder abbauen um eine 36000 km hohe Kreisbahn zu erreichen. Im Normalfall würde man das kombinieren, d.h man hebt zuerst das Perigäum an, aber nicht auf Höhe des GEO sondern etwas tiefer bei 30.000 bis 35.000 km Höhe. Danach betriebt man das Ionentriebwerk in diesem Bereich mit Schub gegen die Bahnrichtung und senkt das Apogäum ab, wobei das Perigäum immer noch weiter ansteigt und so die endgültige Bahnhöhe erreicht. Ich vermute derartige Strategien wird man auch bei den bisher gestarteten Satelliten angewandt haben. Wenn man das Perigäum in 30.000 km Höhe anhebt braucht man 169 Tage dafür, davon nur 51 Tage Betriebszeit. Weitere 83 Tage braucht man um das Apogäum abzusenken, auch hier nur 27 Tage reine Betriebszeit. Das ist ein Nachteil von Ionentriebwerken. Sie heben immer beide Bahnelemente an. Das findet man auch bei Sonnenumlaufbahnen, doch weil hier die Zeit zum Durchlaufen einer Bahn viel länger als im Erdorbit ist hält sich dies in Grenzen. Nur wenn man immer im Perigäum oder Apogäum den Antrieb einschaltet kann man das verhindern, doch dann braucht man ewig um die endgültige Bahn zu erreichen.

Es bleibt noch der Abbau der Inklination. Da die Impulse von Ionntriebwerken recht gering sind, kann man nicht die vektorielle Geschwindigkeitsaddition bei dem Anheben des Perigäums voll nutzen. Aufgrund der Bahngesetze ist aber der Energieaufwand proportional zur momentanen Geschwinddigkeit. Das bedeutet es ist am günstigsten vor einer Bahnanhebung im Apogäum die Inklination abzubauen. Auch dies ist ein Grund warum die bisher gestarteten Satelliten (alle vom Cape aus gestartet) SSGTO erreichten, denn dann liegt die Bahnneigung bei 28 Grad. Beim CSG wären es nur 3-5 Grad je nach Aufstiegsbahn. In 66.000 km Höhe beträgt die absolute Geschwindigkeit dann aber 972 m/s vergleichen mit 1611 m/s beim Apogäum in 36000 km Höhe, das entspricht einer Reduktion des Antriebsbedarfs um 40 %.

Fragt sich noch, warum man diese Strategie einschlägt. Ich kann keine Erklärungen liefern, nur Vermutungen. Das eine ist die in dieser Branche sehr ausgeprägte konservative Haltung die sich auch in anderen Bereichen zeigte: 1974 wurden die ersten Apogäumsantriebe mit flüssigem Treibstoff eingefügt der einen höheren spezifischen Impuls als die festen hat, mehr Flexibilität bietet und keinen festgelegten Impuls hat, 1992 starteten immer noch Satelliten mit Feststoffantrieb. Das zweite ist dass man so die Passage des Van Allen Gürtels mit den Strahlenschäden an Solarzellen und Elektronik minimiert. Natürlich wäre hier ein etwas größerer Solar-Generator der die Verluste auffängt und eine Abschirmung für die Elektronik beim eingesparten Gewicht drin. Was mich vor allem erstaunt ist, dass ein Hauptargument der Branche nicht so viel zählt: Mit den Satelliten wird Geld verdient je länger sie im Tranferorbit sind desto größer der Ausfall. Dadurch das das Ionentriebwerk aber nur während eines Teil des Orbits arbeiten kann, sind die Zeiten länger, in der summe genauso lang als wenn man sich gleich heraufspiralt.

Vielleicht ist die Erklärung sehr einfach: Die Trägerentwicklung verlief bei denen Trägern, die auf dem freien Markt die meisten Nutzlasten akquirierten immer nach der Nachfrage, sprich der Größe der Kommunikationssatelliten. SpaceX hat ihre Falcon in der Leistung so gesteigert, dass sie jeden Satelliten transportieren kann, die erste Version konnte nur sehr kleine Satelliten transportieren, Russland hat der Proton eine Oberstufe spendiert, die größere GTO-Nutzlasten als block D hatte und Ariane wurde schon immer nach den Nutzlasten ausgelegt, zuletzt Ariane 6 die im Entwurf zuerst etwas kleiner war, doch nun doch 11 t transportieren soll. Eine Änderung ist nicht zu erwarten, die Vulcan oder auch die projektierte Rakete von ATK werden für hohe Nutzlasten ausgelegt, die Falcon heavy setzt hier sogar einen neuen Rekord. Würde die Branche nun eine Kehrtwende machen, ILS, Arianespace und SpaceX könnten ihren Laden schließen.

Nun würde ein Satellit von 1,9 bis 2,2 t Gewicht im LEO äquivalent zu 3,6 t im GTO sein. damit wären fast alle bisherigen Träger zu groß. Die größten Satelliten wiegen heute 7 t. Ein Träger mit 4-5 t LEO-Nutzlast könnte sie transportieren, damit könnte eine Sojus die gleiche Nutzlast wie heute eine Ariane 5 transportieren. Die heutigen Träger mit LEO-Nutzlasten von 20-23 t sind um den Faktor 3-4 zu groß. Da die Branche aber immer zwei LSP haben möchte ist sie in einem echten Dilemma. Das erklärt sich aus der Tatsache das die GTO Nutzlast meist nur 33-40% der LEO-Nutzlast beträgt und im GEO kommen dann nur noch die Hälfte der GTO-Masse an. so beträgt die GEO-Nutzlast ein Fünftel bis Sechstel der LEO-Nutzlast, bei Ionentriebwerken sind es 66-80%.

Für die Anforderungen der Branche wären neue Ionentriebwerke eine Lösung. Es gibt mehrere Technologien. Die heutigen ionisieren ein Gas nichtthermisch und beschleunigen die Ionen dann durch ein elektrisches Feld. Ein Plasmatriebwerk das thermisch ionisiert und das Plasma normal expandiert hat einen viel geringeren spezifischen Impuls. Sie können Werte von nur 8000 bis 15000 m/s aufweisen. Das klingt zuerst nach einem Nachteil. Doch ein Antrieb mit 8000 m/s wäre die Startmasse äquivalent zu der heutigen GTO-Masse, nur eben im LEO (also 2,5 bis 3-fache Nettonutzlast). Je kleiner der spezifische Impuls aber ist desto schneller ist man im GEO. Bei 8000 m/s ist man bei 3540 kg Startmasse in nur 83 Tagen im GEO, dort noch mit 1997 kg Restmasse. Bei 10% Trockenmasse bleibt dann noch Treibstoff um die Geschwindigkeit um 874 m/s ändern. Kurzum - man wäre schneller im Zielorbit, trotzdem würde man viel an den Startkosten sparen. Was bleibt ist aber dass man auch hier einen Träger braucht, der zwischen 4 und 7 t in den LEO transportiert und das kann heute nur die Sojus.

12.6.2016: Zum Mars und in den Orbit - die Juni Nachlese von SpaceX

Es gibt wieder einige Neuigkeiten von SpaceX. Während die meisten darauf warten, wann die Firma nachdem die Bergungen der ersten Stufe nun klappen, zum zweiten Schritt übergeht und auch mal einen Satelliten mit einer gebrauchten Stufe startet gibt es dazu wenig neues. Offensichtlich überlegt man erst mal was man verlangen könnte. Es gibt zwar die Zahl 30% von Gwen Shotwell, aber so richtig fest steht die nicht. Vielleicht hat die Firma aber auch noch keinen Interessenten der auf ihre Preisvorstellungen eingeht. SES hat sich ja schon öffentlich geäußert, wollte aber 50% Abschlag. Tja man hätte eben nicht öffentlich äußern sollen, das die erste Stufe 80% der Kosten der Rakete ausmacht, da kann der Kunde ausrechenn wie viel bislliger er den Start haben kann, wenn die wiederverwendet wird.

Solche alltäglichen Dinge sind natürlich nichts für den CEO, der aufs Große und Ganze und die Zukunft der Firma schauen muss. Er hat nun erstmals einen Zeitplan für den Aufbruch zum Mars genannt: 2024 werden die ersten SpaceXnauten starten, 2025 ankommen. Ab 2018 wird die Firma jedes Startfenster nutzen, also 2018, 2020, 2022 und eben 2024. Es muss eine größere Mission werden, denn Fragen ob die Astronauten nur in einer Dragon aufbrechen werden, wie von MarsOne geplant, verneinte er wegen des geringen Platzes.

Die NASA wird für die 2018-er Mission nichts bereitstellen, dafür ist die Zeit zu Knapp, man könnte die 2020-er Mission für EDL-Tests nutzen. EDL steht für Entry Decent and Landing also die Systeme für die weiche Landung auf dem Mars. Der Schiaparelli Lander auf Exomars 2016 ist z.B. eine reine EDL-Testmission. Was genau blieb offen, vielleicht einige Sensoren an Bord der Dragon, aber von wissenschaftlichen Instrumenten war nicht die Rede.

Die meisten Neuigkeiten, wenn auch nicht offiziell, gibt es zu dem nebenläufig geäußerten Satz von Musk, das er in 4-5 Jahren in den Orbit aufbrechen würde. Wer SpaceX kennt weiß das sie alles selbst machen wollen, so kam natürlich die Frage auf, wohin in den Orbit. In der Tat schwirren schon Gerüchte über SpaceX nächsten Schritt, eine Weltraumstation durchs Netz.

Die noch unbemannte Station (DS-9 fiel als Namensvorschlag nicht auf fruchtbaren Boden) wird derzeit entwickelt und soll bis 2020 gestartet werden. Geplant ist derzeit eine Station deren Basiselement ein 4,60 m große, 11 m lange zylindrische Röhre mit einem Koppeladapter im CBM Format ist. Gedacht war ursprünglich an eine umgebaute Falcon 9 Oberstufe, doch bot diese zu wenig Platz. Die neue Röhre wird 50% größer, zur Gewichtsersparnis wird sie aus Kohlefaserverbundwerkstoffen gefertigt, anstatt wie die ISS-Module aus Aluminium. Die erste Cargo-Mission wird dann einen würfelförmigen Kopplungsadapter im Trunk mitführen. Er stellt an jeder Seite eine weitere Kopplungsstelle zur Verfügung. Damit kann man dann 5 weitere Elemente ankoppeln. Drei werden weitere Röhren sein, die dann etwa 500 m³ Raum für maximal 7 Astronauten zur Verfügung stellen. Je eines eine Dragon für die Besatzung die Versorgungsgüter Eine Nutzung eines aufblasbaren Moduls schied aus, da dieses dann von Bigelow gekommen wäre oder es zu lange gedauert hätte die Technologie selbst zu perfektionieren.

Ein Ziel der Station ist es ein Lebenserhaltungssystem für den Mars zu erproben. Es arbeitet mit einem geschlossenen Kreislauf. Lediglich das Kohlendioxyd muss regeneriert werden. Dazu wird man bei den bemannten Missionen die Station mit der Oberstufe und Treibstoffresten ankoppeln und das Kerosin (später Methan) umpumpen. Es wird zu Kohlenstoff reduziert und der Wasserstoff bildet im Sabatier-prozess aus Kohlendioxyd Wasser und Sauerstoff. Zur Absicherung gibt es auch einen LOX-Tank der mit dem Rest-LOX der bei den CRS-Missionen immer vorhanden ist gefüllt werden kann. Zuerst wird Kerosin genutzt, nach Umrüstung der Falcon 9 dann Methan, das auch auf dem Mars eingesetzt werden soll.

Mit steigendem Ausbau wird dann auch die Besatzung von anfangs 3 auf 7 Personen erhöht. Sie haben im Endausbau 720 m³ Platz, weniger als bei der ISS aber viel geräumiger als bei einer Marsmission. SpaceX rechnet mit Weltraum Tourismus und will mit 20 Millionen Dollar pro Ticket die Station finanzieren. Das geht so billig, weil SpaceX nur die Station selbst sowie die Oberstufen neu fertigen muss. Die Firma rechnet wohl damit, genügend geborgene  Falcon 9 Erststufen zu haben, um alle Starts abwickeln zu können ohne eine neu produzieren zu müssen. Schon jetzt gäbe es genügend Stufen um die Starts im ersten Betriebsjahr  durchzuführen. Die Versorgungskapseln werden geborgene CRS-Kapseln sein. Davon gibt es auch genügend und 4-5 kommen pro Jahr hinzu. Die Mannschaftstransporte werden mit den bemannten Dragon 2 des CCDev Programms durchgeführt die es auch ab 2018 geben wird, wenn die Flüge beginnen. Die NASA will für beide Programme jeweils neue Kapseln sodass bei jedem Flug eine Kapsel für die neue Raumstation rausspringt. So halten sie die Eigenkosten in Grenzen. Es gibt sogar Spekulationen, dass SpaceX ihre Raumstation in einem ähnlichen Orbit wie die ISS platzieren könnte. Dann könnte die Firma bei einem CCdeV Flug zuerst drei Astronauten auf ihrer Station absetzen und dann vier bei der ISS, mehr Sitze bucht die NASA ja nicht. Die kosten für diese drei Plätze für SpaceX wären gleich Null. Es wäre abrer sehr riskant, denn für sie gäbe es keine Rückkehrmöglichkeit bis die ISS-Besatzung sie abholt.

Ob die Station wirklich kommt, darf angesichts der vielen SpaceX Ankündigungen aber bezweifelt werden: von dem 1000-Satellitenprojekt das man vor 2 Jahren großspurig angekündigt ist hat man in den letzten zwei Jahren - Moment ich schaue noch mal genau nach, damit man mir keine Fehlinformation unterstellen kann - nichts, also absolut gar nichts mehr gehört und selbst die Falcon heavy kommt vier Jahre zu spät. Vor allem macht die Station wenig bis keinen Sinn im Hinblick auf die Marspläne. Das einzige was mit dem Mars zu tun hat ist das Lebenserhaltungssystem und das kann man auch im Labor testen.  Auf der anderen Seite scheint es eine tolle Möglichkeit sein Geld zu verdienen, denn von den Versorgungsstarts und Starts der Besatzung muss SpaceX nur die Oberstufen bezahlen, alles andere wird nochmals verwendet. Dazu kommen die Stationselemente die aber über viele Jahre und Besatzungen genutzt werden können. Das passt schon eher zu SpaceX.

13.6.2016: Was ist billiger - passiv oder Aktiv?

Die Diskussion über die Milliarden die mit Fußball umgesetzt werden hat mich auf eine Idee gebracht, und zwar mal das passive konsumieren von Fußball mit einer aktiven Tätigkeit in der gleichen Zeit zu vergleichen. Eigentlich wollte ich, da ja Orakeltiere zu WM/EM-Zeiten so in Mode sind, meinen gefräßigen Kater für ein Orakel einspannen, aber bei den ersten 4 Spielen hat er kläglich versagt: er nimmt reproduzierbar immer das von mir rechte Leckeli zuerst.

Daher geht es heute darum die Kosten des Fussball-Guckens mit sinnvollem Sport zu vergleichen. Ich habe nicht Fußball genommen, weil man dies nicht in jedem Alter machen kann, nur zu bestimmten Zeiten möglich ist, man auch Talent braucht und es die Verletzungsgefahr gibt. Stattdessen habe ich drei Sportarten genommen, die man ohne Problem fast immer ausüben kann in jedem Alter und die erwiesenermaßen gesund sind: Gehen, Radfahren und Schwimmen. Alles drei betriebe ich. Mit Gehen habe ich letztes Jahr im Juli angefangen, als ich lange ziemliche Rückenschmerzen hatte. Bis Mai bin ich jeden Tag eine stunde gegangen, 10 Minuten davon gelaufen. Seitdem habe ich es eingestellt, weil ich eine Saisonkarte fürs Freibad habe und jeden tag 60 bis 90 min schwimme, das reicht mir dann an Sport. Schwimmen tue ich regelmäßig seit 10 Jahren, Im Winter gehe ich immerhin 2-3 Mal in der Woche für zusammen etwa 4 Stunden schwimmen. Radfahren betriebe ich nicht als Sport, aber ich habe kein Auto und die Schwimmbäder sind in den Nachbarorten. So komme ich alleine mit dem Einkaufen auf 30 km im Winter und 90 km im Sommer pro Woche.

Warum geht es? Um eine Kostenaufstellung. vom Gefühl her müsste etwas was man nur passiv konsumiert ja eigentlich billiger sein als eine aktive Tätigkeit: Für die Sportarten braucht man Ausrüstung oder Eintritt. Fürs Fernsehgucken nichts außer der schon vorhanden Glotze. Aber machen wir mal den Test. Erst mal zu den Kosten für die Sportarten:

Fürs Gehen braucht man nur fürs Gehen geeignete Schuhe. Man kann sich mit Fitnessklamotten und teuren Modellen Von Adidas und Puma aufmotzen, aber einfache Schuhe reichen. Ich habe zwei Paar die nach einem Jahr beide erneuerungsbedürftig sind. Eines in Größe 42 für den Sommer und ein besser gefüttertes in Größe 43 für die dickeren Socken im Winter. Ich kaufe sie bei Aldi, aber selbst wenn man 50 Euro pro Paar ausgibt sind das nur Kosten von 100 Euro für Schuhe pro Jahr.

Beim Fahrradfahren braucht man zuerst ein Fahrrad. Das muss kein Rennrad sein. Im Durchschnitt kostet ein Fahrrad in der Neuanschaffung 450 Euro. Dazu kommt noch ein Helm. Runden wir großzügig auf 500 Euro auf. Wenn es 5 Jahre hält (meiner Ansicht nach länger) und man 100 Euro pro Jahr für Reparaturen und Inspektion ansetzt ist man bei 200 Euro pro Jahr.

Durch den Eintritt ist Schwimmen erst mal teurer. Ich gehe mal von meinem Verhalten aus: Im Sommer von Mai-September eine Saisonkarte für 80 Euro und danach 132 Euro für eine 25-er Karte. Da man die gleiche Zeit verbringen soll wie vor der Glotze habe ich angenommen, dass man 2 Spiele pro Woche anschaut, auch in der spielfreien Zeit, durch Pokalwettbewerbe und Länderspiele kommt man leicht auf den Durchschnitt. Das sind 3 Stunden Fußball die sich in 3 Schwimmbadbesuchen zu je 1 Stunde niederschlagen. Ich schwimme aus Sparsamkeitsgründen meist länger (auch weil ich erst mal ne halbe Stunde bis zum nächsten Bad mit dem Fahrrad unterwegs bin) aber die meisten schwimmen nur eine Stunde lang. Das macht dann in 30 Winterwochen 3,6 25-er Karten zu 132 Euro, also 475,2 Euro + 80 Euro für die Sommerwochen von Mai bis Mitte September. Als Ausrüstung braucht man dann noch zwei Badehosen die liegen bei 25 Euro. So ist man bei 580 Euro jährlichen Kosten.

Was kostet Fußball konsumieren? Die Bundesliga kostet bei Sky 37,49 pro Monat. Für die anderen Spiele (Europa League) habe ich spontan nichts gefunden, das gibt es nur als Einzelticket. ich nehme mal 50% des Preises der Bundesliga an, es sind zwar beliebtere Spiele, aber auch weniger. Das wären dann 674,82 Euro pro Jahr. In einer ersten Übersicht sieht es dann so aus:

Aktivität Kosten/Jahr
Gehen 100,00 €
Radfahren 200,00 €
Schwimmen 580,00 €
Fussballschauen 674,82 €

Doch das ist ja nur ein Aspekt. Nach dem Sport duschen viele, weil man schwitzt. Nur beim Schimmern kann man das schon im Bad erledigen. Ich habe bei Radfahren und Gehen daher noch 30 l Wasser pro Duschen gerechnet die von 13 auf 40°C erhitzt werden. Geschehen soll dies elektrisch (Worst Case) bei 3 Euro/m³ Wasser und 26 ct/kwh. Dazu kommen 12 Duschgele (eines pro Monat) zu 1,25 Euro, und zwei neue Handtücher (zu 7 Euro) pro Jahr. Das sind dann 89,40 Euro Stromkosten, 32,85 Euro Wasserkosten, 15 Euro fürs Duschgel und 14 Euro für die Badetücher. Zusammen also 151,25 Euro pro Jahr. Die entfallen beim Fensehgucken und Schwimmen, das ändert die Aufstellung wie folgt ab:

Aktivität Kosten/Jahr
Gehen 251,25 €
Radfahren 351,20 €
Schwimmen 580,00 €
Fussballschauen 674,82 €
So verlieren Fahrradfahren und Schwimmen etwas von ihrer preislichen Attraktivität. Doch das ist noch nicht alles. Man verbrennt ja auch Kalorien. Für 1 Stunde Bewegung liegt der Energieverbrauch der Tätigkeiten bei:

Aktivität Energieverbrauch pro Stunde und Kilogramm gewicht
Gehen 4 km/h 14,6 kJ/kg/h
Radfahren 15 km/h 22,6 kJ(kg/h
Schwimmen 32,6 kJ/kg/h
Fussballschauen 2,3 kJ/kg/h

Ich habe jeweils die niedrigsten Tabellenwerte genommen, 4 km/h beim Gehen sind ein gemütliches Tempo, ähnlich beim Fahrradfahren. Beim Schwimmen war kein Tempo angegeben. Man muss die Differenz zum Sitzen beim Fussballschauen nehmen und verbraucht bei 70 kg Körpergewicht und 3 Stunden pro Woche dann folgende Energiemengen zusätzlich pro Woche:

Aktivität kJ/Woche bei 3 h und 70 kg
Gehen 4 km/h 2583 kJ
Radfahren 15 km/h 4263 kJ
Schwimmen 6363 kJ
Fussballschauen 0 kJ

Würde man diese Energiemenge nicht ausgleichen, so würde man beim Schwimmen fast 12 kg Gewicht im Jahr verlieren. Im Normalfall essen die Leute auch etwas, weil Sport hungrig macht. Glücklicherweise sind Knabbereien und zuckerhaltige Getränke billig. Ich habe 1,5 l Limonade und den Rest der Energie in Süßigkeiten/Knabbereien gerechnet die maximal 1 Euro/2500 kj kosten.(Schokolade und Kekse haben in etwa 2000-2300 kJ/100 g) 1 l Limonade hat rund 1720 kJ, 1,5 l übertreffen dann schon den Energiebedarf, dene man durchs Laufen hat. Beim Fahrradfahren darf man dann noch eine dreiviertel Tafel Schokolade oder 80 g Kekse in der Woche essen, beim Schwimmen immerhin 170 g Schokolade. Die Kosten halten sich also in Grenzen zusammen mit den Kosten für Getränke (59 ct die 1,5 l Flasche) und Essen ist man bei der Endaufstellung:

Aktivität Kosten/Jahr
Gehen 281,93 €
Radfahren 420,88 €
Schwimmen 699,08 €
Fussballschauen 674,82 €
In der Summe ist also Fussballschauen genauso teuer wie dreimal in der Woche Schwimmen gehen, Gehen ist fast halb so teuer und Fahrradfahren liegt dazwischen. Das ist natürlich nur ein Aspekt. Da herumsitzen nicht gerade gesund ist, müsste man eigentlich noch die Kosten für spätere Krankheitsbehandlungen bzw. verkürzte Lebenszeit kalkulieren. Doch die sind individuell unterschiedlich und wahrscheinlich nur für das ganze Volk berechenbar.

Ich glaube auch kaum das man Geld sparen kann, wenn man anstatt eines Sky-Abos in die nächste Kneipe geht. Denn dort muss man zumindest was trinken, vielleicht isst man auch was und das dürfte teurer sein als dass Sky-Abo.

14.6.2016: Bin ich froh, dass ich nicht Ernährungslehre studiert habe

Auf das Thema kam ich als ich vor einigen Wochen Maischberger angeschaut habe. Das Thema war Zucker und in der illustren Runde bekamen die beiden Pro-Zucker Protagonisten ziemlichen Gegenwind. Im Prinzip erzählte jeder aus seiner Erfahrungswelt. Vor allem als einer der beiden Protagonisten darauf hinwies, dass es nach Studienlage keinerlei Beweise dafür gibt, das Zucker per se ungesund ist wurde nicht akzeptiert. Den einzigen Anflug von Selbstzweifel zeigte ein Diabetiker, der darauf hinwies das sein Blutzuckerspiegel auch stark anstieg, wenn er nur etwas aß das Fett und Eiweiß enthielt, wie ein Steak.

Ich habe mein Abi nicht direkt gemacht sondern zuerst nach der Hauptschule über die Berufsfachschule als Zwischenstufe nachgeholt. Da ich in derbHauptschule keine Ahnung hatte was ich machen sollte und mir komischerweise Masseur als toller Beruf vorkam bin ich auf einer hauswirtschaftlichen Berufsfachschule gelandet und dann dort in der Schule geblieben und habe das hauswirtschaftliche Gymnasium genommen. Das hat einen schlechten Ruf gehabt, ich habe oft von "Puddinggymnasium" gehört, obwohl man nichts mit Kochen zu tun hat. Der einzige Unterschied war das Chemie und Ernährungslehre ein Pflicht-LK war und das war vom Lehrstoff her vor allem Biochemie. Inzwischen heißt es "Ernährungswissenschaftliches Gymnasium".

Ernährungslehre machte mir viel Spaß, ich habe das Fach geliebt und gerne gelernt. Damals spielte ich mit dem Gedanken Ernährungslehre zu studieren, das wäre sogar sehr nahe möglich gewesen, da die uni Hohenheim der übernächste Ort ist. Ich befürchtete damals, da das Fach ein NC-Fach ist keinen Platz in Hohenheim zu bekommen und wegziehen wollte ich nicht. Ich habe mich dann für Chemie entschieden als das nächstliegende Nicht-NC Fach. Bald bemerkte ich, dass die Chemie mir zu theoretisch war, vor allem der Bezug zur Natur fehlte den ich in er Schule so geliebt hatte. Man also mit Chemie verstehen konnte, wie der Körper funktioniert, Pflanzen aus Sonnenlicht Zucker erzeugen etc. Ich schaute mir schon das Studium in Hohenheim an und erkundigte mich darüber wie und ob ich wechseln könnte, als der Studienberater der Uni Stuttgart mir dann die Möglichkeit bot zur Lebensmittelchemie zu wechseln. Das habe ich nie bereut und dort waren die Inhalte genauso das was mich interessiert, vielleicht mit Ausnahme des Lebensmittelrechts das nicht sehr viel mit Naturwissenschaft zu tun hat.

Seit 2009, seitdem ich selbstständig bin und mir den Luxus leiste, nur einige Monate im Jahr zu arbeiten, spiele ich mit dem Gedanken doch noch Ernährungslehre zu studieren. Nicht um es als Beruf auszuüben, sondern mehr zu Selbstverwirklichung, so als "Rentnerstudent", ist selten, aber es gibt einige z.B. hat unser ehemaliger Ministerpräsident Erwin Teufel ja auch nach Amtende Philosophie studiert. Seit ich mich für meine Bücher näher mit Ernährungslehre beschäftige, jenseits der biochemischen Grundlagen, mehr mit dem was die Leute interessiert, wie den Grundfragen "Ist das und das gesund oder nicht" habe ich doch meine Zweifel bekommen ob das Studium das richtige für mich ist.

Chemie ist eine Naturwissenschaft. Damit ist sie logisch und Behauptungen, Theorien oder Modelle sind experimentell nachprüfbar. Das ist nicht immer einfach und oft kann man nur einen kleinen Teil richtig modellieren, aber es geht. Chemie ist mir schon deswegen sympathisch, weil es mehr Experimente und weniger Theorien gibt, es gibt nicht so viel Mathematik, wie z.B. in der Physik. Natürlich kommt man auch in der Chemie schnell an experimentelle Grenzen. An dem Institut wo ich studierte, machten die Doktoranten Forschung an Maillard-Produkten. Das sind Reaktionsprodukte von Eiweiß und Kohlenhydraten. Wir haben als Studenten drüber gewitzelt, dass jeder Doktorand mindestens ein neues Maillard-Produkt finden muss. Als ich studierte hatte man da schon über 100 gefunden. Doch die werden mit einzelnen Aminosäuren und Einfachzuckern bestimmt. Keiner wird modellieren können, was auch nur passiert wenn man ein bemehltes Fleischstück nur 1 Sekunde lang anbrät (die Maillardprodukte sind unter anderem für die braune Farbe von angebratenem Fleisch verantwortlich). aber man kann eben jeweils sehen was einzelne Verbindungen machen. Das Wesen der Chemie ist es grundsätzliche Vorgänge zu erklären und von der Makrowelt in die Mikrowelt einzutauchen.

Das Grenzproblem der Ernährungslehre ist, dass die Fragen die wirklich wichtig sind, alle aus der Makrowelt stammen. Keiner interessiert sich für den Stoffwechsel des Vitamin-A, seine Verbindung mit dem Opsin und wie der Sehvorgang abläuft. Das einzige was die Leute interessiert ist wo Vitamin A enthalten ist und wie viel man davon essen muss. Vor allem aber interessieren die Leute wirklich wichtige Fragen wie "Ist Zucker gesund?", "Welche Ernährung ist die beste". Das ist aber nicht experimentell beantwortbar. Das geht nur durch Studien und die leiden unter Mängeln. Die wichtigsten sind: zu kleine Teilnehmerzahl und zu kurze Dauer. es geht schließlich darum zu sagen ob eine Ernährungsform auf Dauer, also über das ganze Leben gesund ist. Damit dies statistisch relevant ist und man auch die Neigung zu seltenen Krankheiten erfasst, muss man Teilnehmerzahlen in den Tausendern haben und die Beobachtung muss sich über einen Teil der Lebenszeit (wünschenswert >10 Jahre) erstrecken, das wird extrem teuer. Zudem fallen viele Teilnehmer weg, weil man ja in der Zeit seine Ernährung aber auch sonst die Lebensweise nicht ändern darf. Wer Vegetarier wird oder abnimmt, hat seien Lebensweise verändert und damit fällt er aus der Gruppe heraus.

Trotzdem schwirren in den Köpfen immer noch viele "Ernährungsirrtümer" herum die man im letzten Jahrtausend auf Basis kleiner Gruppen und kurzer Beobachtung aufstellte und die heute widerlegt sind. Dagegen anzukämpfen ist wie gegen Windmühlen zu kämpfen. Das hat auch der Experte gemerkt, der darauf hinwies, das die Studienlage nicht hergibt das Zucker per se ungesund ist. (Relativ unbestritten ist das er schnell verdaulich ist und das Belohnungszentrum aktiviert, doch das bedeutet nicht das er ungesund ist). Ich denke er hat dann das zweitbeste Mittel gewählt, das mit dem Internet aufgekommen ist: die Metastudie. Man nimmt sich alle Studien zu einem Thema vor und klopft sie ab auf Gemeinsamkeiten. So bekommt man die größere Teilnehmerzahl zusammen hat aber das Problem dass man die Studien anhand ihrer Methodik und Durchführung und Fragestellung vergleichen muss. Immerhin hat man mit der Methode schon einige Dauerbrenner entkräftet so das Antioxidantien in Megadosen gesund sind. Sie sind es nicht. Viele Antioxidantien senken sind in größeren Mengen sogar die Lebenserwartung.

Für mich stellt sich die Situation so dar, dass die wichtigen Aspekte der Ernährungslehre nun nicht mehr die sind, die für eine Naturwissenschaft typisch. Es gibt kein Modell das ich nachprüfen kann, kein Experiment das ich durchführen kann. Stattdessen bin ich auf Statistiken angewiesen die ich oft nicht nachprüfen kann und andere Statistiken die vielleicht der ersten Studie wiedersprechen und damit rutscht das ganze so in die Richtung der Sozialwissenschaften wo man auch viel Statistik einsetzt um Fragebögen auszuwerten. Ein anderer Punkt sind die Medien die dem Thema viel Aufmerksamkeit widmen, weitaus mehr als anderen Wissenschaften und die extrem unkritisch sind. das hat die ZDF-Doku "Schlank durch Schokolade" beweisen. Wer Medien und ihren "Informationen" über Ernährung glaubt sollte diese Sendung unbedingt mal ansehen. Eine Adaption für Arte findet man auf Youtube. So entstehen aber Vorurteile und anders als bei der Chemie sind die Leute von denen sehr überzeugt.

17.6.2016: Die ersten Details von SpaceX Marsplänen

Sind zumindest in Foren aufgetaucht. Wie vor wenigen Tagen von Elon Musk angekündigt wird die Firma 2018, 2020 und 2022 unbemannte Missionen auf den Weg bringen und 2024 dann die ersten SpaceXnauten auf den Weg bringen.

Das sind nur acht Jahre, wenig Zeit. Man hat zwar in acht Jahren das Apolloprogramm bis zur Mondlandung gebracht, doch dahinter stand ein enormer Geld- und Mittelaufwand, der 1966/67 gipfelte und bis zu 400.000 Personen in den USA involvierte. Wie will SpaceX ähnliche Mittel für eine Marslandung aufbringen, deren Kosten von der NASA äquivalent zum Mondprogramm geschätzt werden?

Nun SpaceX geht wie immer einen eigenen Weg. Zum einen entwickeln sie nicht eine Schwerlastrakete wie die SLS. Stattdessen nutzen sie die schon entwickelte Falcon Heavy. Sie wird bis 2022 in der Leistung auf 70 t LEO-Nutzlast gesteigert worden sein. Dies geschieht durch die Umstellung der Treibstoffmischung auf LOX/LNG und der Einsatz der dafür entwickelten Raptor Triebwerken mit höherem spezifischen Impuls. Ein einzelnes treibt die vergrößerte Oberstufe an, vier Raptoren jeweils die erste Stufe und die beiden Booster.

Für ein Modul das zum Mars gelangt, sind so drei Starts nötig. Die ersten beiden transportieren nur die Oberstufe mit einem Koppeladapter in einen LEO-Orbit. Der größte Teil des Treibstoffs der Stufen wird dabei nicht verbraucht. Die Stufen erhalten eine spezielle "Superisolation", die Methan und Sauerstoff über einige Tage flüssig hält. Dazu trägt auch die Verwendung von unterkühlten Treibstoffen ein, die wenn ein Teil verbraucht wurde dann genügend Volumen haben um beim erwärmen sich auszudehnen. Die tiefe Temperatur verhindert aber den Übergang in den Gaszustand.

Zwei dieser Stufen werden gestartet, erst dann folgt die eigentliche Nutzlast mit einem Mehrfach-Koppeladapter. Es koppelt an die beiden Stufen im Orbit an und zündet zuerst die erste Stufe und gelangt dann in eine 12 h-Umlaufbahn. In dieser wird die nun ausgebrannte Falcon heavy Oberstufe abgetrennt. Beim Durchlaufen des Perigäums nach 12 Stunden zündet die zweite Stufe und transportiert die Nutzlast zum Mars. Drei Starts bringen so 60 t auf eine Mars-Transferbahn. SpaceX hat so eine Schwerlastrakete von rund 210 t Nutzlast durch drei Falcon Heavy ersetzt. Damit dieser Plan aufgeht muss die Firma innerhalb weniger Tage drei Starts durchführen. Das soll dank dann vier Weltraumbahnhöfen (Vandenberg, CCAF, Kennedy Space Center, Brownsville) nach ihren Angaben möglich sein.

2020 sollen weitere unbemannte Missionen auf den Weg zum Mars gebracht werden. Mehrere Dragons werden an verschiedenen Landeplätzen niedergehen. Je zwei werden mit einer Falcon Heavy gestartet. Sie haben einen ausfahrbaren Bohrer, gekoppelt an ein physikalisch-chemisches Labor an Bord. Es soll die Landestellen nach Wasservorräten im Untergrund untersuchen. Das ist die primäre Aufgabe der Mission. Ein weiterer ist der Test eines entfaltbaren oder aufblasbaren Hitzeschutzschildes. SpaceX wird die besten Landezonen anhand Datenmaterial der NASA auswählen, das im Rahmen eines Austauschprogrammes zur Verfügung gestellt wird. Die NASA wird dafür an Bord der Dragon neue EDL-Subsysteme anbringen und ihre Performance untersuchen. Wichtigstes Kriterium ist dass mit hoher Sicherheit viel Eis möglichst dicht unterhalb der Oberfläche ist.

 2022 werden so zwei Nutzlasten zum Mars gebracht. Das eine ist eine Mission mit Vorräten, Gerätschaften. Sie enthält alles sperrige Gerät und die Vorräte für die Rückkehr. Die zweite ist die Station zur Generierung des Treibstoffs. Sie besteht aus einem Landestation mit einem Bohrer und mehreren entfaltbaren oder ausrollbaren Solarpanel und einem angeschlossenen Tank. Die Station bohrt sich in den Permafrostboden, verflüssigt das dort vorhandene Wasser und pumpt es in die Reaktorkammer. Dort wird es zuerst elektrolytisch gespaltet. Der Sauerstoff wird zuerst durch Abkühlen auf -183°C verflüssigt und in einen Vorratstank geleitet, der Wasserstoff wird in eine zweite Reaktorkammer geleitet wo er mit Marsatmosphäre umgesetzt wird und ein Methan/Ammoniakgemisch, vorwiegend auf Methan bildet. Das wird in einem zweiten Tank gelagert. Die Station soll innerhalb eines Jahres den für die Rückkehr benötigten Treibstoff produzieren, rund 150 t. Danach wird der Strom nur noch genutzt um die Treibstoffe flüssig zu halten indem man den Inhalt kühlt, Gase rückverflüssigt und in kleinem Maße Verluste durch neue Synthesen ersetzt. Die Vorerkundung 2020 ist wichtig, weil die Gebiete wo man mit Sicherheit Eis nahe der Oberfläche hat alle in zu hohen Breiten liegen, bei denen die solare Stromversorgung während des Marswinters ausfällt. Es kommen so Landeplätze bis zum 50 Breitengrad in Frage. Phoenix konnte auf dem Mars eishaltigen Permafrostboden nachweisen, doch berindet er sich zu nahe des Pols (und fiel auch aus, als die Leistung der Solarzellen im Winter absank).

2024, bevor die erste bemannte Mission aufbricht, sollte so schon feststehen, ob genügend Treibstoff für die Rückkehr vorhanden ist. Wenn nicht wird die Mission um 26 Monate verschoben. Die bemannte Mission unterscheidet sich dahingehend, dass hier vier Starts einer Falcon Heavy nötig sind. Zwei transportieren wie bisher nur Oberstufen, die dritte das Marshabitat, das eine Scheibenform hat und gleichzeitig als Wohnung für Hin- und Rückfahrt dient. Der vierte ist eine Dragon mit der Mannschaft und einer ebenfalls noch weitestgehend vollen Oberstufe. Hier sind drei Zündungen der noch verbliebenen Stufen nötig. Die Zusatzperformance reicht aus um die Dragon/Habitatkombination auf einen schnellen Marskurs zu bringen bei dem sie den Planeten nach nur 140 Tagen erreichen. Sie landen direkt. dazu werden ausfaltbare Hitzeschutzschilde genutzt die beim Auslösen der Fallschirme abgetrennt werden. erst kurz vor der Landung zündet in 100 m Höhe ein Raprtortriebwerk, das die Restgeschwindigkeit innerhalb weniger Sekunden abbaut, ähnlich wie SpaceX heute die Landungen ihrer Booster durchführt.

 führen etwa 7-20 Tage Untersuchungen durch, pumpen den Treibstoff parallel um und starten danach wieder direkt zur erde zurück. Dort kommen sie nach weiteren 130 Tagen Reise, insgesamt also 280-290 Tagen an. Alle acht Jahre, das erste Mal 2029 gibt es auch die Möglichkeit die Venus bei der Rückkehr zu besuchen. Das verlängert die Mission auf 390 Tage, lässt aber eine etwas höhere Startmasse zu.

Das Konzept soweit bekannt erinnert an zwei Szenarien. Das eine ist der Mars-Direkt Plan von Zubrin, der auch nur ein Habitat für interplanetare Reise und Marslandung vorsieht sowie die Treibstoffgewinnung vor Ort. Verändert wurde es nur in dem Punkt, dass man nicht den Wasserstoff mitführt, sondern vor Ort aus Wasser gewinnt. Das zweite ist die Marsmission die Wernher von Braun plante. Damals Ende der Sechziger Jahre hatte man wenig Erfahrung mit Langzeitaufenthalten im All und plante daher kurze Missionen mit kurzen Aufenthaltszeiten auf dem Mars. Heute plant zumindest die NASA längere Missionen die 2-3 Jahre dauern, energetisch günstiger sind und bei denen man 400-550 Tage auf dem Mars bleibt. die kurzen Missionen haben aber Vorteile: man braucht weniger Vorräte und die Missionsdauer ist mit dem Vergleichbar was heute schon in Raumstationen erreicht wurde.

für SpaceX dürfte als weiterer Vorteil hinzukommen, das die Firma sehr medienfokussiert ist und nach einigen Wochen wird sich niemand mehr für die Marsmission interessieren, warum sollte also ein Aufenthalt auf dem Mars länger dauernd? Anders als die NASA hat die Firma ja keinen Forschungsauftrag. Trotzdem bleibt das Unternehmen ambitioniert. Selbst wenn die Firma die starts vorwiegend mit geborgener Hardware durchführen kann, muss sie doch sehr viel Technologie entwickeln die auf Anhieb funktionieren muss. Offen ist auch wer zum Mars fliegen darf und wie viele es sind. Man kann gespannt sein, was es in den nächsten Monaten für weitere Neuigkeiten gibt.


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