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Web Log Teil 467: 22.7.2016 - 25.7.2016

22.7.2016: Die Brennstoffzelle

Ich habe mich ja schon mit meiner Vorstellung der mobilen Zukunft befasst. Meiner Ansicht nach sind Akkus als Energiespeicher aufgrund der geringen Speicherkapazität für Autos ungeeignet und wenn dann eher etwas für -Bikes oder das Elektroäquivalent zu einem Mofa oder Moped. (Viel schneller als 45 km/h die ein Moped erreicht möchte zumindest ich persönlich auch nicht mit einem Zweirad unterwegs sein, denn wenn dann ml die Straßenverhältnisse schlecht sind oder man plötzlich ausweichen muss dann legt es einen beim Bremsen nicht nur hin, sondern das kann dann auch lebensgefährlich werden. Zudem kommt man zumindest innerorts heute auch nicht schneller als mit maximal 45 km/h vorwärts).

Nun ist aber Erdöl begrenzt. Das sind alle fossilen Treibstoffe, aber Erdöl ist am knappsten und die Vorhersagen über Vorräte am geringsten. Man sollte also beizeiten nach einem Ersatz suchen. Theoretisch kann man Erdöl synthetisch herstellen, das hat man auch schon getan (in Deutschland zu Kriegszeiten in Südafrika wegen eines Embargos) aber es ist ineffizient und das so erzeugte Erdöl wird recht teuer sein.

Die für mich am ehesten realisierbare Technologie sehe ich Brennstoffzellen. Brennstoffzellen sind heute auch "in", was mich ein bisschen wundert, denn als ich vor 35 Jahren mich erstmals mit Raumfahrt beschäftigte erfuhr ich das die schon bei Apollo eingesetzt wurden, was damals auch schon 10-15 Jahre zurücklag. Also nach 50 Jahren ist die Raumfahrt noch der Automobilindustrie voraus - bei den Bordcomputern wird es bald umgekehrt sein (der schnellste weltraumtaugliche Prozessor erreicht 200 MHz...).

Brennstoffzellen oder was manchmal auch genommen wird die nicht ganz korrekte 1:1 Übersetzung aus dem Englischen Fülllzellen verbrennen einfach einen Stoff, nur wird die freigesetzte Energie zumindest zum Teil in Strom umgewandelt weil für den Verbrennungsvorgang Elektronen von einer Elektrode zur anderen fließen müssen. Sie benötigen dazu Sauerstoff wie ein Verbrennungsmotor auch. Die Energie ist chemische Energie. Der Strom kann dann einen Elektromotor antreiben. Der Wirkungsgrad ist heute mit 40% nicht sehr hoch, doch ein Ottomotor hat auch keinen höheren. Der Elektromotor hat dagegen einen hohen Wirkungsgrad, braucht meistens deutlich weniger Leistung als ein Ottomotor und der Strom für die vielen elektrischen Verbraucher muss nicht aus der mechanischen Energie des Ottomotors erzeugt werden. So dürfte in der Summe sicher eine Brennstoffzelle nicht schlechter, vielleicht sogar besser als die heutigen Motoren dastehen.

Für das Auto muss der Treibstoff lagerbar sein. Wasserstoff, der in der Raumfahrt eingesetzt wird kommt also nicht in Frage. Was sich eignet sind Füllzellen aus Methanol. Für Laptops hat man schon experimentelle Brennstoffzellen entwickelt die dann einen Akku ersetzen. Der Vorteil ist das man eine kleine Flasche mit 25 bis 50 ml Methan anstatt einem schweren Akku braucht. Die Effizienz wird dadurch limitiert, dass zum einen selbst mit Katalysatoren es eine Temperatur von mindestens 80-100° für die Reaktion braucht, man also Energie in Form von Wärme verliert, es zu Diffusionsvorgängen von Methanol durch die Membran kommt und Kohlendioxydbläschen auch die Reaktionsoberfläche teilweise bedecken.

Methanol ist der einfachste Alkohol. Durch das zusätzliche Sauerstoffatom ist der Energiegehalt allerdings kleiner. Theoretisch sind es 19,7 kJ/kg, Benzin liegt bei etwa dem doppelten Energiegehalt. Direktes Methanol kann allerdings nicht in Brennstoffzellen eingesetzt werden, sondern nur eine wässrige Lösung. Es existieren schon Brennstoffzellen als Stromversorger für Insellösungen (z.B. beim Wochenendhaus ohne Stromanschluss. Da liefert ein 10 l Kanister etwa 9,1 kWh. Das ist bezogen auf den Roh-Energiewert recht schlecht (10 l Benzin lägen theoretisch bei über 100 KWh), jedoch bei der nutzbaren Energie sieht es schon besser aus. Die Energiedichte von etwa 1 KWh/kg ist zumindest etwa 5-mal größer als die von Akkus. Mithin braucht man 5-mal weniger Gewicht. Zudem könnte man es wie Benzin in einem Tank unterbringen. Die Batteriekapazitäten von heutigen Elektroautos liegen bei 40 bis 90 KWh, so was wiegt selbst bei den besten Lithiumakkus (200 W/h/kg) dann schon 200 bis 450 kg. Sie wären durch eine wässrige Methanol-Lösung von 4,5 bis 10 kg Gewicht zu ersetzen und eine normale Tankfüllung hätte dann auch die heutige Reichweite eines Autos.

Theoretisch könnte man das noch optimieren. Das Wasser verdampft bei den Temperaturen in der Brennstoffzelle, ist aber nicht viel heißer als 100". Man müsste es leicht auskondensieren können und bräuchte dann eben zwei Tanks - einen für das Wasser und einen für das Methanol, aus denen müsste man dann die wässrige Lösung herstellen können.

Was offen ist und was wohl die Hersteller beantworten müssen isst, wie langlebig Brennstoffzellen sind und wie sie mit einem schnell wechselnden Antriebbedarf zurechtkommen. Die Brennstoffzellen die ich fand, sind eher für niedrige Dauerlast ausgelegt. Die Brennstoffzellen des Space Shuttles waren aber in der Last gut regulierbar lieferten bis zu 28 kW und konnten 3 Wochen am Stück betrieben werden. Ein Auto könnte in der Zeit rund 67.000 km zurücklegen und ich vermute man hat sie nicht nach jeder Mission erneuert.

Was ich allerdings noch lieber sehen würde als Autos mit Brennstoffzellen wären Mofas und Mopeds mit Brennstoffzellen. Wegen der Effizienz (siehe letzter Blog zum Thema) und weil der enorm laute Motor dieser Fahrzeuge für mich der Hauptnachteil ist. Die sind oft viel lauter als ein Auto mit viel mehr PS.

Rätselauflösung

So nun zur Rätselauflösung, das im Nachhinein zugegeben doch ganz schön tricky war und vielleicht wenn man nicht wie ich alle Bücher hat nur durch raten lösbar ist - dann ist es wenigstens ein echtes Rätsel. Es reicht nicht alle Bücher zu zählen, sondern man muss die Kriterien anwenden. Erstes Kriterium ist, dass nur Bücher zählen der Inhalt nicht in anderen steckt.

"Zusatzstoffe und E-Nummern" ist eine Auskopplung des Mittelteils aus "Was ist drin"

Bei den europäischen Trägerraketen gibt es einige Auskopplungen. Die "Vega" aus Band 2, "Black Arrow, Diamant, Otrag", "Europarakete" und "Ariane 1-4" aus dem zweiten Band. Als Zusammenstellung kommt dazu der online verfügbare Band "Ariane 1-5". Man kann beide Bände und damit auch alle Auskopplungen in dem (nur bei Amazon verfügbaren) Megaband "Europäische Trägerraketen: Von der Diamant zur Ariane 6 " erhalten. Damit reduziert sich die Zahl enorm auf nur einen Band anstatt sieben.

Kriterium 2 ist das Neuauflagen zählen wenn mehr als 25% mehr Inhalt enthalten ist. Das ist der Fall beim Geminiprogramm (68->128 Seiten), der ISS (168 -> 252 Seiten)  und beim ATV. (148 -> 240 Seiten). Knapp gerissen hat das Kriterium die Computergeschichten (316 -> 368 Seiten), da auf den ersten Blick nur weil ich das Format auch gewechselt habe. Ich habe dann ins Manuskript geschaut aber auch die Wortzahl liegt mit 23,7% noch unter den 25.

Raketenlexikon 1+2 wurden zu US-Trägerraketen und internationale Trägerraketen. Aufgrund des größeren Umfangs (600/700 Seiten gegenüber jeweils 392) erfüllen sie auch das Kriterium

Wenn ich daher so eine Bilanz ziehe, gibt es folgende Bücher die beide Kriterien erfüllen.

  1. Gemini Programm Auflage 1
  2. Gemini Programm Auflage 2-4
  3. Die ISS Auflage 1
  4. Die ISS Auflage 2
  5. Das ATV Auflage 1+2
  6. Das ATV Auflage 3
  7. Skylab
  8. Europäische Trägerraketen: Von der Diamant zur Ariane 6
  9. Raketenlexikon 1
  10. Raketenlexikon 2
  11. US-Trägerraketen
  12. Internationale Trägerraketen
  13. Curiosity und Phobos Grunt
  14. Was ist Drin?
  15. Dies ist kein Diätratgeber
  16. Was sie schon immer über Ernährung wissen wollten
  17. Fotosafari durchs Sonnensystem
  18. Fotosafari durch den Raketenwald
  19. Computergeschichten

Die richtige Antwort ist somit 19.

Wenn ich die Frage anders formuliert hätte in der Art "Wie viele Bücher von mir müsste man kaufen um den Inhalt nicht irgendwann mal doppelt zu haben" wäre es vielleicht eindeutiger gewesen. Das wäre folgende Liste: (zum Notieren für euren nächsten Einkauf).

  1. Gemini Programm Auflage 2-4
  2. Die ISS Auflage 2
  3. Das ATV Auflage 3
  4. Skylab
  5. Europäische Trägerraketen: Von der Diamant zur Ariane 6
  6. US-Trägerraketen
  7. Internationale Trägerraketen
  8. Curiosity und Phobos Grunt
  9. Was ist Drin?
  10. Dies ist kein Diätratgeber
  11. Was sie schon immer über Ernährung wissen wollten
  12. Fotosafari durchs Sonnensystem
  13. Fotosafari durch den Raketenwald
  14. Computergeschichten

Damit hat Aaron Kunz gewonnen. Weil aber es ein bisschen Tricky war, denn der Gesamtband der europäischen Trägerraketen entstand ja nach den Einzelbänden, wäre also genau genommen keine Auskopplung will ich auch Maik ein Buch zukommen lassen, denn zählt man so kommt man auf 20 Bücher. Bitte meldet euch per Email mit euren Buchwünschen und Adressen. Da ich bei BOD veröffentliche (ohne Belegexemplare) bekommt ihr sie dann über Amazon zugestellt.

26.7.2016: Buchkritik: Eugen Reichl, die N-1

Nach den bisherigen Erfahrungen mit Reichl, der in den Büchern die ich bisher von ihm habe jede Menge Sachfehler drin hat (bei Rechtschreibfehlern bin ich weil ich es selbst nicht perfekt hinbekomme relativ großzügig), war das erste Mal, das ich mit einem Textmarker ein Buch gelesen habe und alles markiert habe was ich fachlich für falsch fand. Sehr bald fanden sich auf fast jeder Seite ein bis drei Markierungen. Dabei behandelt das Buch in großen Teilen nur Geschichte, nicht gerade das was mein Schwerpunkt ist.

Hier ein paar Dinge aus den ersten Seiten als Beispiel für das ganze Buch.

Auf S.12 wurde im Februar 1960 Kennedy Präsident und das löste nach Ansicht des Autors Anfang Januar eine Versammlung aller fürs Raumprogramm verantwortliche  durch Chruschtschow  zu sich um auf die erwartete Erhöhung des Weltraumetats (Lyndon B. Johnsons Position war schon vorher bekannt) zu reagieren. Hübsche Geschichte. Nur wird der Präsident immer im Januar in einem ungeraden Jahr vereidigt, Kennedy am 20.1.1961. Das ist also ein Jahr später. Im Januar 1960 war er noch nicht mal Kandidat. Das ist ein Hauptkritikpunkt an der Schreibweise von Reichl. Er verwebt Geschichten. Geschichten die stimmen, die aber nicht unbedingt etwas miteinander zu tun haben wie hier die Reaktion Chruschtschow s auf Kennedy die gar nicht möglich war weil Kennedy noch nicht Präsident war. Gluschko schlägt bei dem Treffen eine Superrakete aus sieben R-9 als erste und vier als zweite Stufe vor. Das wäre ein sehr ungünstiges Stufenverhältnis. Ich habe bei der Recherche nichts darüber gefunden und bei dem Schub der RD-111 Triebwerke hätte die Kombination wahrscheinlich mit Nutzlast nicht mehr abheben können.

Auf S-16 explodierte bei einem Start einer Marssonde (mit der Molnija) das RD-108 Triebwerk der vierten Stufe. Dummerweise ist das RD-108 aber nicht in der vierten Stufe sondern den vier Außenblocks der R-7. Auf S.17 meint der Autor, dass Hydrazin und NTO die Neddelinkatastrophe verursacht hätten "ein Unfall dieser Art sich nie ereignen können". Tja meinen kann man viel. Die NASA meinte NTO/Hydrazin wären so sicher. dass man bei Gemini keinen Fluchtturm braucht den alle anderen Raketen mit LOX/Kerosin haben, auch sowjetische und auch die SLS und Falcon 9. Gerade das sich zwei Stoffe bei Kontakt entzünden ist ja der Vorteil: es gibt keine explosiven Gemische die viel schlimmer als eine gleichmäßige Verbrennung sind. Das wenn es zu einem Brand bei einer Rakete mit über 100 t Treibstoff kommt, alle die in der Nähe arbeiten tot sind ist allerdings in jedem Falle gegeben. Nur wäre bei LOX/Kerosin wahrscheinlich durch die Explosion noch die Staranlage und einiges im weiteren Umkreis hinüber. Daes Thema der "hochtoxischen" Kombination kommt dann noch ein paar Mal vor. Reichl hat hier wohl die Ausführungen seiner Vorlage übernommen, aber in diesem Falle keine eigene Meinung eingebracht. Tatsache ist das Hydrazine toxisch, aber nicht hochtoxisch sind. Das kann man anhand der Sicheitsdatenblättern nachprüfen. NTO ist ätzend. De Fakto sind 200 t eines Stoffes immer gefährlich, man kann auch von 200 t Wasser erschlagen werden. Kerosin, das nach Reichls Ansicht harmlos ist, wird für Flammenwerfer und Napalm verwendet. Er bemerkt seine Fehler nicht einmal wenn er vom Fehlstart der zweiten N-1 mit den (nun ja so harmlosen Treibstoffen) schreibt und den Schäden die die Explosion angerichtet wurden. Da sollte ihm eigentlich klar werden dass jede Rakete mit viel Treibstoff gefährlich ist. Schließlich kamen bei der Explosion einer VLS (und Feststofftriebstoff gilt vergleichen mit LOX/Kerosin nun wirklich harmlos) ja auch fast 30 Personen ums Leben. Weiter hinten schreibt er dass bei der Explosion der N1 direkt über der Startplattform die Steppe kilometerweit mit toten Tieren übersät wäre. Doch zu denken gibt ihm das nicht. Es gibt eben hochtoxische Treibstoffe und harmlose Treibstoffe und damit Basta. Im Allgemeinen zieht sich ein Schwarz-Weiß Gegensatz meist durch Vergleich untermauert durch das ganze Buch. Reichl hat seine Meinung und die vermittelt er neben den Tatsachen.

Während hier Reichl die Argumentation seiner Vorlagen übernimmt steigert er ansonsten gerne. Er benutzt Adjektive um Dramatik hineinzubringen "knochenbrecherische 10g", offensichtlich reicht die 10 g Angabe nicht aus. Viel häufiger aber verziert er Tatsachen mit eigenen Nebensätzen. Über die R-9 schreibt er nach den Tatsachen dass die Rakete sehr unzuverlässig in Tests war "Ihr ruf als schwarzes Schaf der Truppe war damit besiegelt" ... (nach Ausmusterungsbeschluss) "opferten sie mit großzügiger Geste ihre 27-Einsatz-einheiten dieser Rakete und waren in Wirklichkeit heilfroh sie endlich losgeworden zu sein". Die Übertreibungen und Einschübe um Dramatik reinzubringen sind auch eine Hauptursache für die vielen Grammatikfehler, denn dadurch ergeben sich oft schwer zu lesende Schachtelsätze.

Ab und zu versteigt er sich auch. So spekuliert er um eine Vertuschung von Operationsfehlern bei Koroljows Tod und zweifelt an der Diagnose, dass er, nachdem man einen faustgroßen blutenden Tumor der bis in das Becken hineinwuchs, innerhalb weniger Monate eh an Krebs gestorben wäre. Auch ohne Arzt zu sein, würde ich dies bei einem faustgroßen schon ins umliegende Gewebe sich ausbreitenden Tumor, aber doch als wahrscheinlich annehmen. Aber das wäre wohl nicht spannend genug.

Ebenso kennt Reichl offenbar die Seelenbefindlichkeiten der beteiligten Personen inklusive Koroljows. Er beschriebt nicht nur dessen Entscheidungen, sondern gibt auch gleich einen Grund dafür. Diese hätten seinem "Ego entsprochen", sonst wäre er nicht mehr die Nummer 1 gewesen etc.  Ich bin mir sicher, das dies so nicht in den Quellen steht. Ich habe solche Autobiografien schon gelesen und in allen wird nie über persönliche Befindlichkeiten der Hauptpersonen geschrieben. Eine eigene Meinung hat jeder. Wenn man seine Autobiographie veröffentlicht, eine der Hauptquellen für Reichl, steht die natürlich drin. In einem Sachbuch erwarte ich aber keine eigene Meinung, zumindest halte ich es bei meinen Büchern so. Wenn ich meine sie einbringen zu müssen dann mache ich es in einem eigenen Kapitel oder Abschnitt. Sie hier einfach in den Text zu integrieren halte ich für äußerst unprofessionell. Nach eigener Aussage auf seinem Blog will er die Sehnsucht an der Raumfahrt wecken. Nach dem Studium mehrerer seiner Bücher die voll vor solchen persönlichen Urteilen sind (und es werden eher im Laufe der Zeit mehr) scheint er Raumfahrt selbst nicht für interessant genug zu halten, sonst müsste er sie sie noch mit Übertreibungen und persönlichen Einschätzungen ausschmücken.

Schwer zu lesen ist es auch, weil Reichl sich keine Mühe gemacht hat die im Deutschen üblichen Bezeichnungen zumindest in Klammern zu setzen, damit man weiß von was die Rede ist. Ich nehme mal an selbst unter den technisch vorgebildeten Lesern werden die meisten nicht "8K72" und "8K78" den deutschen Namen der Trägerraketen zuordnen können. Dazu gehören auch 1:1 Übersetzungen aus dem Englischen wie oben die "Einsatz-einheiten". So etwas sollte einem "ausgewiesenen Fachmann" (Eigenwerbung Reichl) nicht passieren. So bemerkt er nach zwei Lexika über Trägerraketen auch nicht das in Russland viele Triebwerke mit "RD-" anfangen und postuliert ein "RK-858" als Triebwerk für den Mondlander.

Besonders gehäuft in allen Reichl-Büchern sind Fehler bei Zahlen. Vielleicht sieht er sie als Betriebswirt, sein erlernter Beruf, als austauschbar an. Sie sind aber wichtig. Dabei gibt es nicht so viele Zahlen in seinen Büchern. Das Buch über die N-1 hat z.B. nur drei Tabellen. Zahlen sind tückisch. Ich kenne das: Tabellen überspringt man gerne bei der Korrektur, da meckert auch nicht die Rechtschreibprüfung. Man kann auch nicht alle Werte von Triebwerken auswendig kennen und übersieht leicht Zahlendreher oder Vertipper. Doch bei Reichl fällt nicht nur die Häufung auf, es sind Fehler die müssten beim ersten Korrekturlesen auffallen wie das obige Datum (1960 statt 1961), Triebwerksbezeichnungen mit Fehlern (RD-108 anstatt S1.5400, RD-38 anstatt RD-58). Viele sind nicht durch Tippfehler erklärbar, z.B. ist das Viertstufentriebwerk der Molnija eben kein RD-108 sondern ein S1.5400. Die Häufung weist auf einen Mangel an Sachkenntnis hin. Vergleiche sollen wohl wenn Zahlen nicht ausreichen die Herausforderung unterstreichen. So vergleicht Reichl die Masse des Mondlanders mit dem von Apollo - der ist über doppelt so schwer. Das klingt zuerst nach einer enormen Herausforderung dann noch genügend Masse für die Kabine zu haben. Doch schon eine halbe Seite später erfährt man das beim russischen Mondprojekt Block D den Großteil der Abbremsung durchführt, auf den Treibstoff entfiel aber auch beim US-Pendant die meiste Masse Um die Herausforderung bei den Triebwerken drastischer zu machen vergleicht er die Brennkammerdrücke der Hauptstromtriebwerke RS 260/253/NK-33/43 mit denen des Vulcain - das arbeitet aber mit dem Nebenstromverfahren bei dem bei so hohen Drücken die Leistung wieder deutlich absinken würde, weil das Verfahren nicht nutzbares Gas für den Druckaufbau braucht. So etwas sollte einem Fachmann nicht passieren.

Nach der Kritik nun etwas mehr zum Inhalt. Der Titel führt ein wenig in die Irre. Es geht nicht nur um die N-1 Das Buch umfasst vielmehr das ganze bemannte Raumfahrtprogramm der Sowjets, etwa beginnend ab 1960. Mit der Entwicklung der N-1 ging es ja erst mehrere Jahre später los. Das liegt wohl an der Hauptquelle für Reichl, dem vierbändigen Werk von Boris Tschertok, das in Englisch unter dem Titel "Rockets and People" erschienen ist. Es ist eine Geschichte des der russischen Raumfahrt aus autobiographischer Sicht. Diese Sicht hat Reichl weitestgehend übernommen und gibt sie wieder. Fakten technischer Art hat er wohl von Siddiqi, Asif A übernommen der zwei Bücher über das sowjetische Mondrennen geschrieben hat. Alle sind übrigens kostenlos von der NASA herunterladbar.

Das Buch erfährt in der Sprache einen jähen Bruch: ab S.128 wechselt der Ton vom schwafeligen und ausschmückenden in einen anderen, prägnant, auf technische Daten konzentriert. Es war der Teil, den ich nach den bisherigen Erfahrungen mit Reichls Büchern als erste aufgeschlagen habe, neben mit eine Ausgabe meines eigenen Buchs über Trägerraketen. Und siehe da, die gleiche Vorgehensweise wie schon in den beiden anderen Büchern über Raketen die von ihm habe: er hat meinen Text übernommen. Anders als Gutenberg stellt er die Sätze etwas um sodass sie nicht wörtlich identisch sind, aber die Arbeit hält sich in Grenzen. Ich vermute das gilt auch für den Rest des Buches. Das würde das Übernehmen der Argumente Korolojows ohne Diskussion erklären sowie die 1:1 Übersetzungen. Das pikante dabei: er übernimmt sogar Fehler von mir ohne sie in Frage zu stellen. Ich (hatte) auf meiner N-1 Seite die maximale Füllmenge des Erststufen-LOX-Tanks mit 1.375 t angegeben bei 1.100 m³ Volumen. Reichl schreibt die Füllung betrüge aber nur 1.250 t. Keine Ahnung wie ich auf die 1.375 t gekommen bin, wahrscheinlich Rechenfehler oder Tippfehler, aber bei der spezifischen Dichte von 1,141 passen maximal 1255,2 t in den 1100 m³ großen Tank. Eine Google Recherche nach "N-1 Block-A 1375" liefert dann auch genau einen Treffer: den meiner Webseite. Schöner kann man Plagiate nicht mehr nachweisen.

Das zeigt leider wie meiner Meinung nach Reichl seine Bücher erstellt. Er übernimmt existierende Quellen, liest ein paar Sätze, schreibt die Sätze etwas um und ergänzt um eigene meistens wichtende Formulierungen, die den sonst trockenen Text wohl dramatischer klingen lassen sollen. Dabei macht er wirklich viele Fehler. Nun sind fast alle Raumfahrtautoren Assemblier in der Hinsicht, dass nur wenige Zugang zu Archiven haben oder Zeitzeugen direkt befragen können. Meine Bücher entstehen ja auch durch Recherche. Aber die Kunst liegt meiner Ansicht nach darin die Fakten nehmen und nicht einfach die anderen Bücher nachzuerzählen oder einzukürzen. So etwas würde bei den Aufsätzen die ich in der Hauptschule noch machen musste wohl eine ganz schlechte Note ergeben um so schlimmer wenn man mit der Vorgehensweise Bücher publiziert.

Zum Inhalt selbst. 144 Seiten über die N-1 kann man schreiben, vor allem wenn das Format eher klein ist und Bilder knapp die Hälfte davon ausmachen. Reichl hat aber kein Buch über die N-1 geschrieben. er hat ein Buch geschrieben über das russische Mondprogramm beginnend ab etwa 1959 (obwohl die N-1 erst vier Jahre später Gestalt annahm) mit einem Schwerpunkt auf der N-1. Das heißt es ist vorwiegend ein Geschichtsbuch. Man erfährt relativ wenig über die Technik, sehr viel über die Projektgeschichte. Ich habe irgendwann einmal den Faden verloren wer nun gerade mal das Politbüro überzeugt hat. Der ganze erste Teil liest sich wie eine Dauerauseinandersetzung zwischen den Chefkonstrukteuren um die Unterstützung der politischen Führung. Geschichtlich sicher höchst interessant, für mich nun eher nicht mein Interessensgebiet. Da dieser Teil auch zahlreiche Redundanzen beinhaltet so wird mindestens dreimal auf je einer halben Seite das russische System skizziert und dessen Mängel verglichen mit der straffen NASA-Organisation wäre mir lieber gewesen mehr über die N-1 zu erfahren oder es noch etwas mehr zu kürzen und auch mehr über den Mondlandekomplex zu schrieben, der in wenigen Seiten abgehandelt wird. Dazwischen gibt es Einschübe über die Technik der N-1 und den Ablauf der Mondlandung. Relativ kurz weggekommen ist die Entwicklung der N-1 man erfährt zwar einiges über Modelle und Investitionen, doch nur wenig wo es Probleme bei der Entwicklung gab und wie diese verlief. Kurz nach dem Beschluss über die Entwicklung geht es dann auch schon mit den Testflügen los. Die Konzepte der Konkurrenz Modelle die Gluschko und Tschelomei skizzierten fehlen komplett.

Für wen ist das Buch und für wen ist es nichts? Das Buch ist sicherlich etwas für alle die sich für Raumfahrtgeschichte interessieren. Alle Alternativen gibt es nur auf Englisch und sie durchzulesen dauert schon wegen des Umfangs deutlich länger, zudem gibt es keines das sich nur mit der N-1 beschäftigt. Die meisten haben eine umfangreichere Sicht auf das russische Weltraumprogramm.

Mit weniger technischen Daten als den Büchern über Raketen, die ich schon von ihm habe, sind die Fehler deutlich weniger geworden. Es gibt nun nicht mehr einen pro zwei Seiten sondern gefüllt einen auf 10 Seiten.

Mit der wertenden Sprache und der fehlenden Tiefe - es wird nur erzählt, nur wenig erklärt, eignet sich das Buch am besten für Einsteiger, allerdings nicht absolute Einsteiger den Fachbegriffe werden verwendet aber nicht erklärt.

Das Buch ist nichts für die die sich mehr für die Technik der N-1 beschäftigt. Sie kommt definitiv zu kurz. Für mich (und auch Basis meiner Erläuterungen zur N-1) ist nach wie vor der Band N-1 Herkules von Przybilski / Wotzlaw aus dem Jahre 1996 der Standard. Der Informationsgehalt ist um eine Größenordnung besser, es ist fachlich korrekt und mit einem, Vorwort von W.P, Mischin offiziell abgesegnet. Man muss zudem die wertende Schreibweise des Autors, die nicht zu einem Sachbuch passt, mögen. Ich glaube aber selbst dieses Publikum würde sich über weniger Fachfehler freuen. Zumindest sie würden sich leicht durch einen fachkundigen Korrekturleser vermeiden lassen. Da Herr Reichl bei dem größten europäischen Luft- & Raumfahrtkonzern arbeitet fällt es einem schwer zu glauben, dass er im gesamten Betrieb niemand findet, der sein Manuskript zumindest auf Fachfehler durchforstet. Unverständlich warum er darauf verzichtet. Die Grammatikfehler und Schachtelsätze sind eine andere Baustelle. Sie sind sein Stil und wie ich selbst weis, nur schwer auszumerzen. Damit wird der Leser (wie bei mir) wohl leben müssen.

Was gibt es an Alternativen? Man kann seine Quellen lesen, so "Rockets and People", vor allem Band 4, schon alleine der ist aber dreimal so umfangriech. Dazu noch Challenge to Apollo von Asif Siddiq. Wer es noch gebraucht erhalten, kann für den ist "N-1 Herkules","Entwicklung und Absturz einer Trägerrakete" sicher auch eine Alternative, vor allem wenn man mehr Wert auf Technische Ausführungen Wert legt. Es behandelt aber auch das Thema Mondmissionen umfangreicher und geht mehr auf die Vorentwicklungen ein. Zusammen mit denen auf die Geschichte fokussierten Monografien kommt man zu einem umfangreichen Bild - aber muss auch sechsmal so viel lesen wie bei diesem Kurzband.

24.7.2016: Erste Regel für den Notfall am Computer: Null Emotionen

Derzeit lese ich von Eugen Reichl "Die N1 Moskaus Mondrakete". Dazu gibt es wenn ich fertig bin noch eine Buchkritik. Dabei bin ich auf folgendes gestoßen: "Trotzdem war es ein Mirakel der sechziger Jahre. Das Telemetriesystem war in der Lage auf 14 Frequenzen und 320.000Kanälen eine Datenmenge von 9,6 Gigabytes pro Sekunde zu senden und zu empfangen".(S.136 unten) Das fand ich erstaunlich und glaubte zuerst an einen Irrtum. Heute können wir über 10 Gigabit Ethernet gerade mal ein Zehntel der Datenmenge transferieren. 10 Gigabyte pro Sekunde das ist das doppelte das ein Core eines Haswells oder Skylake im Burst-Betrieb vom Hauptspeicher transferieren kann. WLAN kann mit einer Antenne auf 40 MHZ breiten Kanälen maximal 150 MBit/s transferieren. Selbst mit 14 Kanälen käme es nicht auf 9,6 Gigabyte pro Sekunde.

Doch kann sich Eugen Reichl irren? Schließlich ist er ja ein "ausgewiesener Fachmann" der an der "Schnittstelle zwischen Wirtschaft und Technik" sitzt und sich so in beiden Bereich bestens auskennt. Er macht jährlich hunderte von Vorträgen, schreibt Bücher und hat einen Blog. Ich habe ihn nach dem Material gefragt, es durchgelesen und weiter recherchiert und heraus kam unglaubliches.

Diese enorme Datenmenge wurde nicht nur übertragen. Sie musste auch verarbeitet werden. Nach dem ersten Fehlschlag der N1 konstruierte man ein Computersystem, das die Daten in Echtzeit auswerten konnte. Mit dem damaligen Stand der Technik war das nicht einfach. Die erste Version von 11K47 (einen offiziellen Namen bekam das Computersystem nie, in Russland gibt es nur "Erzeugniscodes") belegte eine 60 x 20 m große Halle. Im 2400 Schränken waren jeweils 15 Verarbeitungseinheiten untergerbacht. Die 320.000 Verarbeitungseinheiten, man würde bei uns Computer sagen, verarbeiteten jeweils die Signale eines Kanals, sodass der Datendurchsatz auf 30.000 Werte pro Sekunde sank, eine auch damals handelbare Menge.

Mit 11K47 fing man an die N-1 neu zu konstruieren. Man teilte den Rechner auf um verschiedene Probleme anzugehen. Man berechnete die Parameter der NK-33 und 43 Triebwerke, die dann in Testläufen erstaunliche Zuverlässigkeit erreichten und bis heute Rekordwerte bei spezifischem Impuls, Lebensdauer, Schub/Gewicht und anderen Parametern halten. Doch die Mühe war umsonst. Das Politbüro hatte beschlossen das nach der erfolgreichen Mondlandung der Amis das Programm eingestellt würde und man die Existenz der N-1 verschweigen würde. Die N-1F die mit 11K47 konstruiert wurde wurde nie fertiggestellt, die verbliebenen Teile verschrottet oder umgewidmet zu Garagendächern oder Spielplätzen.

Die Spezialisten die 11K47 programmierten, beschlossen sich zu rächen. Denn  11K47 war einzigartig. Russland wollte die Mondrakete verschrotten, den Computer wollten sie aber behalten. Sie machten Modifikationen an den Programmen und sie berechneten zuerst neue Versionen der NK-33 und 43 für den Serienbau. Auch sie sollten nicht umsonst entwickelt werden. Sie waren für einen Ersatz der R-7 vorgesehen. Ein erstes Los von 72 Triebwerken wurde produziert und in einer Halle gelagert. Doch es fehlte das Geld für diese Rakete. So wurde auch die Produktion der NK-33 eingestellt. Diese Versionen des NK-33 enthielten kleine Fehler, die erst beim Flug auftreten würden. Die NK-33 wurden Ende der Neunziger an Aerojet verkauft und dann bei der Antares eingesetzt, versagten dreimal schon im Teststand und einmal im Flug.

Es gelang 11K47 der Regierung als Lösung anzupreisen viele Dinge zu berechnen. Vom militärischen Bereich bis zur Ökonomie. Und da die Programmierer beibehalten wurden, konnten sie ihr Zersetzungswerk fortsetzten. 11K47 berechnete ein Kampfflugzeug das Mach 3 erreichte - man pries es als allen westlichen Mustern überlegen an, doch die Mig 25 war so teuer und hatte eine so geringe Triebwerkslebensdauer dass sie sich als Milliardengrab entpuppte. Mit 11K47 wurde ein Raketenabwehrschild entworfen. Er hätte funktioniert, aber verschlang ebenfalls Milliarden und konnte nur Moskau schützen. Es gelang 11K47 durch Fortschritte in der Technik zu verkleinern und Anfang der Achtziger Jahre passte der Computer in ein Zimmer und wurde nun in Serie hergestellt. Es wurden Programme entwickelt, mit denen man die Produktion und Ökonomie steuern konnte. Doch noch immer waren die Spezialisten beseelt von der Rache an der N-1 Einstellung. Die Programme machten genau das Gegenteil des erwarteten. Die Programme waren korrekt, doch die Vernetzung zwischen den Produktionsstätten zur Abstimmung und damit den Computern wurde ausgenutzt um die Produktionszahlen zu manipulieren. So wurden einmal Kämme en Maß produziert, ein Kombinat. dass dagegen die Kunststoffe für Zahnräder in Konsumprodukten brauchte bekam kaum Kunststoff und musste seine Produktion herunterfahren. Diese Kunststoffkleinteile benötigten aber Zig andere Fabriken die dadurch ihre Produkte ebenfalls nicht herstellen konnten und es eine Verknappung an Konsumgüter jeder Art gab. Damit dies nicht auffiel, wurden zwei Bereiche ausgespart: der militärische Bereich und die Schwerindustrie. Da diese nun Effizienzsteigerungen aufweisen konnte, suchten die politisch verantwortlichen die Ursache bei korrupten Managern oder dem Alkoholismus der Bevölkerung.

Die Folgen waren nun viel schwerwiegender. Es gelang innerhalb weniger Jahre die Wirtschaft zum Kollaps zu bringen. Selbst Gorbatschow konnte mit Perestroika und Glasnost das Ruder nicht mehr herumreißen. Russland brach zusammen. Das Team, das den 11K47 konstruiert und programmiert hatte, war nun arbeitslos. Doch sie hatten einen einmaligen Erfahrungsschatz, die meisten machten ihr Wissen zu Geld und wechselten in die USA. Dort übernahm sie zuerst DEC. Sie entwickelten dort den Alpha-Prozessor und eine neue Version des VMS Betriebssystems für diesen Prozessor. Als DEC von Compaq übernommen wurde gingen die Softwarespezialisten zu Microsoft und entwickelten dort das Betriebssystem NT4, das die Basis des heutigen Windows ist. Die Hardwarespezialisten gingen zu AMD und entwickelten dort den Athlon. Er war erheblich schneller als der damals ebenfalls neu erschienene Pentium 4 von Intel. Er erreichte es durch mehr parallel arbeitende Einheiten - mit der Synchronisation von vielen Einheiten hatte die Entwickler des 11K47 ja Erfahrung genug. Danach verliert sich ihre Spur. Fachleuten erscheint es aber unwahrscheinlich das man heute Supercomputer mit tausenden von CPU's effizient synchronisieren könnte, ohne deren Wissen.

So zehren wir heute noch vom Wissen der Konstrukteure des 11K47.

25.7.2016: Schweine im Weltraum erobern das All

Eine Frage die sich mir bei der Lektüre von Eugen Reichls Buch über die N-1 stellte, ist die ob Russland jemals das Wettrennen zum Mond gewinnen konnten. Es war ja in Wirklichkeit kein Wettrennen. Offiziell hatte Russland nie ein Mondprogramm. Die NASA hatte die Deadline von Kennedy als Fristvorgabe und sie konnte nicht wissen, wie weit Russland ist. Wenn also irgendjemand ein Wettrennen hatte, dann Russland, die immer unterrichtet waren wie weit die NASA ist. Reichl baut über das ganze Buch hinweg einen Spannungsbogen auf indem er NASA-Leistungen und russische Leistungen vergleicht. Das geschieht ihm auch recht gut, obwohl man wenn man objektiv sich die Fakten ansieht man sagen muss das Rennen war aus bevor es begann.

Kurze Antwort weil ich keinen Spannungsbogen hinbekomme, wenn ich mich nur auf Tatsachen beschränke: Das Rennen war gelaufen bevor es begann und zwar aus folgenden Gründen:

Zeit: Das NASA Programm begann nicht mit Kennedys Rede. Ab Finanzjahr 1962 flossen die Mittel richtig, in dem Jahr wurden dann auch die Hauptaufträge vergeben. Die Saturn I befand sich aber damals schon in der Entwicklung und hatte den ersten Testflug in Block I Konfiguration (funktionierende Erststufe, Ballast als Zweitstufe) hinter sich. Auch das F-1 befand sich bei Kennedys Rede schon in einem frühen Entwicklungsstadium. Auf russischer Seite gab es erst den Beschluss am 3.8.1964. Damit hatte Russland schon vom Start  weg 3 Jahre verloren. Das ist insofern unverständlich, als dass man sehen konnte das die NASA das Mondprojekt auch anging. Die NASA machte Öffentlichkeitsarbeit. Fortschritte und Details fanden ihren Niederschlag in Fachaufsätzen. Groß wurden zwei neues Astronautengruppen präsentiert, die 1962/63 rekrutiert wurden und die ja auch irgendwann mal starten mussten. Selbst wenn man das alles nicht glaubt: die NASA hat einen Haushalt, der wird veröffentlicht und das drastische Ansteigen dessen muss selbst ungläubige vom Mondprogramm überzeugt haben. In einer Dokumentation die ich sah, hat der Geheimdienstchef nachdem er die Apollo 11 Landung in (nur für eingeweihte verfügbaren) Fernsehen gesehen hat, den Auftrag gegeben. alles aus den Archiven rauszusuchen was man der Regierung über das Apolloprogramm weitergeleitet hat. Es kommt ein großer Stapel zusammen. Nicht umsonst: wenige Tage kommt die Anfrage von ganz oben was denn der Geheimdienst über das Programm wüsste und berichtet hatte - er legt den Stapel vor und es gibt keine Fragen. Die Regierung hat die Tatsachen einfach viel zu lange ignoriert.

Organisation: Die NASA etablierte ein strenges Management dass das Projekt überwachte. So etwas gab es in Russland nicht. Stattdessen gab es verschiedene Kombinate geleitet von "Chefkonstrukteuren" welche miteinander rivalisierten. damals waren Jangel, Tschelomei und Gluschko ebenso mächtig wie Koroljow. Koroljow hatte die erste ICBM konstruiert, doch die folgenden stammten nicht von ihm. Gluschko war der wichtigste Triebwerkskonstrukteur. (Alle Bezeichnungen in dem Sinne, dass sie Manager von Betrieben waren die diese Produkte fertigten - natürlich entwickelt eine Einzelperson keine ICBM) Auch diese Rivalitäten verhinderten lange Zeit dass man die N-1 konstruierte. Es gab zu viele rivalisierende Projekte anderer Konstrukteure wie die UR-700 oder R-56 und die Führung konnte sich nicht für eines entscheiden. Die NASA handelte zudem klug. Sie verteilte die Last. Das Apollo-Programm wurde von verschiedenen Firmen durchgeführt. Die Saturn wurden vom MSFC konstruiert, die Produktion erfolgte später durch Boeing, North American und McDonnell-Douglas gefertigt, ebenso der Mondlander von Grumman und das CSM von North American. So waren viele Luftfahrtfirmen beteiligt, die Last verteilt und auch der Erkenntniszuwachs verteilt zudem gab es nicht die in Russland üblichen Rivalitäten. dagegen fertigte das OKB von Koroljow den größten Teil des Mondprojektes. Reichl führt dann noch die Heimlichkeiten in Russland an (niemand durfte wissen wo das Teil eigentlich landet), demgegenüber wüsste in den USA (angeblich) jeder wie wichtig seine Arbeit für die Sicherheit der Astronauten ist. Das würde ich nicht als Argument übernehmen. Zum einen fertigte Russland ja auch sehr zuverlässige Trägerraketen mit dieser Heimlichkeit - R-7 und Zyklon übertrafen damals westliche Muster an Zuverlässigkeit wie die Delta, Atlas und Titan. Zum zweiten erinnere ich mich noch an eine Szene in den Memoiren von Kelly wo der Grumman-Manager für den Mondlander einen Unterauftragnehmer besucht und entsetzt sieht wie dort Batterien von angelernten Hilfskräften montiert werden. Sie rauchen bei der Arbeit und die Asche wird in den Batterien mit verbaut ...

Die fehlende Organisation zeigt sich auch daran dass Russland drei Projekte parallel durchführte: das einer bemannten Mondumrundung (Zond), anspruchsvollen Mondsonden als "Alibi" man hätte nie ein bemanntes Programm gehabt (Luna 15-24) und eben das N-1 LOK/LK Projekt. Es wäre besser gewesen eines richtig zu machen.

Dazu wäre auch zu erwähnen das es in dem Sinne nie ein ziviles Weltraumprogramm gab. Die ersten Projekte wie Sputnik und Wostok konnte Koroljow  noch als "Dual-Use" dem Militär schmackhaft machen (Wir müssen die R-7 sowieso testen warum nicht mit einem kleinen Satelliten?). Am Mondprojekt hatte man kein Interesse, es gab keinen militärischen bedarf für eine Rakete mit der Nutzlast. Selbst die Proton entstand ursprünglich um eine 25 MT Bombe zu transportieren. So fehlte auch die politische Unterstützung. Das ist bis heute eigentlich so geblieben. Es gibt eigentlich nur ein ziviles Programm wenn es öffentlichkeitswirksam ist. So startet Russland kaum wissenschaftliche Satelliten. Planetensonden auch kaum noch seit es da keine Erstleistungen mehr erbringen kann und nur das bemannte Programm ist öffentlichkeitswirksam und wird weiter verfolgt.  Selbst Buran/Energija entstanden als militärische Projekte und sollten mal Weltraumwaffen stationieren.

Finanzierung: Das Apolloprogramm war nicht wie heutige Programme durch das Budget begrenzt sondern von der Zeit. Es galt die Deadline einzuhalten. Geld gab es in Masse. So wurden anfangs mehrere Entwicklungen parallel gestartet und später die beste Vorentwicklung ausgewählt. Es entstanden enorme Teststände um alles vor dem Flug zu testen. Um Zeit zu sparen gab es enorm viele Tests die parallel erfolgten. So wurden Unmengen an Testtriebwerken gebaut um die Tests parallel abzuwickeln. Das N-1 Programm war dagegen immer unterfinanziert. gerade die komplexe erste Stufe wurde gar nicht getestet obwohl man alleine durch die Interaktion von 30 Triebwerken etliche Probleme erwarten konnte.

Konstruktion: Die N-1 scheiterte wegen der vielen Triebwerke in der ersten Stufe. Wie bekannt, weigerte sich Gluschko schubstärkere Triebwerke konstruieren zu lassen. Doch auch hier der Punkt: übergeordnete Organisation fehlt. Diese hätte ihn dazu zwingen können oder austauschen können - Gluschko ist schließlich Manager und legt den Kurs fest, die Konstruktion übernehmen tausende anderer in seinem Kombinat. Die NK-Triebwerke von Kusnezow waren weder zuverlässig noch schubstark genug. Das haben sie inzwischen auch bei der Antares beweisen. Auch wurden sie nicht mal vor dem Einbau getestet - es wurde nur von einem Los zwei Triebwerke getestet, der Rest ohne Test eingebaut. Das Steuersystem KOORD brachte weitere Unfallursachen hinzu, anstatt die Sicherheit zu erhöhen und zuletzt war die N-1 zu klein. Ihre genaue Nutzlast ist nicht ganze bekannt, aber mit den veröffentlichten Daten liegt sie in etwa um ein drittel unter der Nutzlast der Saturn V. Das ergab weitere Probleme, zumal ansonsten russische Raumschiffe eher schwerer als die westlichen Gegenstücke waren. So wurde Gewicht eingespart wo es ging und es gab sehr riskante Lösungen. Die riskanteste war der Abstieg. Der sollte durch Block D erfolgen, der dann in geringer Höhe (2-4 km über dem Boden) abgetrennt wurde und dann erst würde das Mondlandertriebwerk ein erstes Mal gezündet. Ich finde diese Vorgehensweise haarsträubend. Selbst wenn die N-1 erfolgreich geflogen wäre, so hätte es da noch einige Überraschungen gegeben. Nicht anders war es ja im Apolloprogramm: die Saturn V war nach zwei Testflügen im April 1968 qualifiziert. Gelandet ist man aber erst ein Jahr später weil vor allem der Mondlander noch nicht soweit war. Wenn ich im Zeitrückstand bin hätte ich eher eine noch größere Rakete gebaut, dann habe ich mehr Reserven bei der eigentlichen Nutzlast und kann mich hier gegen Überraschungen durch Redundanz oder Treibstoffreserven absichern und so die Testflüge bis zur Mondlandung abkürzen. Die N-1 hatte in der ersten Version nicht mal die Nutzlast für die Mondlandung. Diese hätte knapp die N-1F erreicht, vor Einstellung des Projektes überlegte man sogar ob man diese nicht in zwei getrennten Starts starten sollte.

Kurzum: Es war schon vom Start weg klar, dass die Russen nie siegen konnten.


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