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Web Log Teil 490: 28.1.2017 - 8.2.2017

28.1.2017: Die Lösung für ein überflüssiges Problem: ein Neptun-Orbiter ohne Aerobraking

Wieder will ich mich mal mit einem himmelsmechanischen Problem beschäftigen, und zwar dem, ob man mit der heutigen Technologie in vertretbarer Zeit einen Orbiter um Neptun bekommen kann. Daher zuerst einmal eine kleine Erklärung, warum es da ein Problem geben könnte.

Die großen Planeten haben genug Gravitationskraft, dass man mit relativ wenig Geschwindigkeitsänderung eine große Annäherungsgeschwindigkeit kompensieren kann. In eine Jupiter und Saturnumlaufbahn kann man bei vertretbaren Reisezeiten mit einem Δv von weniger als 1.000 m/s in einen Orbit einschwenken, selbst wenn man sich nicht richtig dem Planeten nähert. Das ist bei Jupiter z.B wegen den Strahlungsgürteln nicht möglich und bei Saturn sind die Ringe im Weg.

Uranus und Neptun haben eine etwa zehnmal kleinere Masse. Daher sinkt hier das „Δv-Korrekturvermögen“ schon deutlich ab. Bei Uranus kann man noch die Ankunftsgeschwindigkeit minimieren: Mit einer Hohmannbahn ist man in 12 Jahren bei Uranus mit einem Δv von 4,7 km/s. Da kann man in eine elliptische Umlaufbahn noch mit einem Δv unter 1 km/s einschwenken, wenn man knapp außerhalb der Ringe bleibt. Bei Neptun dauert aber ein Hohmanntransfer schon 30 Jahre und man kommt mit einem Δv von 4,1 km/s an. Das Δv ist erträglich, doch die Reise dauert zu lange. Startet man mit höherer Geschwindigkeit, so kommt man auch mit höherer Geschwindigkeit an und diese muss man wieder abbauen. Daher geht es in diesem Artikel, ob dies möglich ist.

Wie immer gehe ich von einer konkreten Umsetzung um. Ich habe mir folgendes Mal als Ziel gesetzt:

Ich gehe das Problem rückwärts an, weil ich denke, dass man so am ehesten zu einer Lösung kommt. Das bedeutet, dass ich zuerst mal errechne, welches maximale Δv man bei Neptun abbauen kann.

Man wird in jedem Falle zuerst eine elliptische Umlaufbahn anstreben. In Neptuns System gibt es nur einen Mond, der die Bahn verändern kann. Das ist Triton. Doch er ist deutlich gegenüber Neptuns Äquator geneigt und deutlich kleiner als Titan oder die Jupitermonde. So sollte die erste Bahn eine nicht zu lange Umlaufszeit haben, damit man möglichst bald Triton wieder begegnet, der auch die Bahn nicht so stark verändern wird wie die großen Monde die man bei Cassini und Galileo nutzte. Ich habe eine Umlaufsdauer von maximal 90 Tagen als Grenze gesetzt.

Beim neptunnächsten Punkt gibt es zwei Möglichkeiten. Zum einen kann man auf Nummer Sicher gehen und außerhalb der Ringe bleiben. 1000 km oberhalb des Adamrings ist man bei 64.000 km Abstand vom Zentrum. Die zweite Möglichkeit ist die Äquatorebene, innerhalb der Ringe zu durchstoßen und sich stärker dem Planeten zu nähern. Geneigt wird die Umlaufbahn in jedem Falle sein, sonst kann man sich nicht Triton nähern. Dann könnte man bis auf 1000 km an die Wolkenobergrenze rangehen, das ist ein Abstand von 26.000 km vom Zentrum. Im beiden Fällen wird man sich auf 4,3 Millionen km vom Neptun entfernen. Bei 1000 km Abstand darf man sich mit maximal 6,6 km/s nähern. Im zweiten Fall sinkt die maximale Annäherungsgeschwindigkeit auf 5,2 km/s.

Der zweite Schritt liegt nun in einer Bahn zu Neptun die diese Restriktionen einhält. Die erste Simulation ist eine hyperbolische Startbahn die, das 10 Jahreskriterium einhält. Beim Start mit 42.800 m/s relativ zur Sonne erreicht man Neptun in 10 Jahren mit 4,1 km/s relativ bei einer Annäherung auf 64.000 km vom Zentrum und 2,9 km/s, wenn man sich auf 3.000 km an die Wolkenobergrenze nähert (da das Triebwerk auch noch Zeit zum Brennen braucht, habe ich bewusst nicht die 1.000 km genommen die noch etwas günstiger liegen).

Erstes Ergebnis: Ohne Swing-By nur mit einer hyperbolischen Bahn ist die Sonde in 10 Jahren zu Neptun zu bringen und dass noch mit einer vertretbaren Annäherungsgeschwindigkeit.

Doch nun kommt der Wermutstropfen. 42,8 km/s relativ zur Sonne (13 km/s mehr als in der Erdbahn) das bedeutet aus einer 186 km bahn heraus ein Δv von 17,06 km/s relativ zur Erdoberfläche. Keine US-Trägerrakete könnte mehr als einige Hundert Kilogramm auf diese Geschwindigkeit beschleunigen (New Horizons wurde von der Atlas 551 mit zusätzlicher Oberstufe auf nur 16,5 km/s beschleunigt und wog nur 480 kg).

Der zweitbeste Weg ist daher ein Swingby. Es bietet sich Jupiter an. Jupiter hat mit Neptun ein gemeinsames Startfenster alle 12 Jahre. Bei der Simulation zeigte sich als Phänomen, das man die beste Bahn mit einer Annäherung auf rund 200.000 km erreicht. Darunter wird man zwar stärker beschleunigt aber auch umgelenkt, sodass man sich zuerst einmal wieder stärker nach innen bewegt, anstatt nach außen. Bei einer Geschwindigkeit von 39.420 m/s solar und einer Annäherung auf 210.552 km an Jupiter ist man nach 9 Jahren 358 Tagen bei Neptun. Bis zum Jupiter ist man 1 Jahr 227 Tage unterwegs. Das entspricht ungefähr der Reisezeit von Voyager 1 zu Jupiter und korrespondiert mit einer Startgeschwindigkeit von 14.645 m/s. Die Atlas 551 transportiert 1433 kg auf diese Geschwindigkeit, die Delta IVH 2.260 kg. Das wäre also noch möglich, zumindest wenn man die Delta IVH einsetzt.

Der zweite Punkt ist nun, ob auch die Ankunftsgeschwindigkeit stimmt. Die Simulation ergibt eine Relativgeschwindigkeit von 6,2 km/s in 39.000 km Entfernung von der Planetenoberfläche und 4,5 km/s in 3.000 km. Bei einer sehr starken Annäherung an Neptun könnte die Raumsonde also noch in eine Umlaufbahn einschwenken. Die Bahn außerhalb der Ringe ist so nicht möglich.

Es ist aber knapp. Gerade mal die Delta 4H könnte die Raumsonde starten, und in einen Orbit gelangt sie nur, wenn man sich Neptun stark nähert. Steht allerdings mal die SLS zur Verfügung so wäre ein Neptunorbiter mit einer kurzen Flugzeit eine mögliche Nutzlast. Man würde sie dann wahrscheinlich um eine weitere Stufe, wie eine Centaur erweitern.

Nun schlägt also der Zeitpunkt, wo man zu meinem Lieblingsantriebskonzept übergeht und das sind Ionentriebwerke. Ich greife das heutige Vorgehen auf und beginne damit erst im Sonnenorbit. Nun stehen relativ viele Träger zur Verfügung nicht nur die leistungsfähigste verfügbare. Ich habe mal die Falcon 9 genommen und bei ihr eine Nutzlast von 5,7 t auf die Fluchtgeschwindigkeit errechnet. Da die Daten spekulativ sind (es gibt keine Stufenvoll- und Leermassen von SpaceX) bin ich mal von 5 t ausgegangen, das lässt noch etwas Spielraum.

Wovon man nun abrücken muss, ist der 10-Jahrezeitraum, denn es dauert noch länger ,Jupiter zu erreichen. Ich habe als Basis für eine Modellation Folgendes angenommen:

Mit etwas Probieren kam ich dann auf folgende Eckdaten:

Unter diesen Umständen wiegt die reine Sonde dann noch 2.144 kg. Das sind etwa 90 kg zu wenig, aber es entfällt auch der Adapter zur Stufe der bei Galileo 156 kg wiegt. Zudem hatte ich ja am Anfang mit 700 kg Reserve gerechnet.

Nach 1 Jahr 129 Tagen ist der Treibstoff in 573,6 Mill. km Entfernung verbraucht. Nach 2 Jahren 23 Tagen wird Jupiter erreicht. Die erste Bahn ist eine 215,89 x 1093,51 Mill. km Bahn in etwa im Aphel vergleichbar der Bahn ohne Ionentriebwerke.

Jupiter wird in 338.500 km Entfernung passiert und nach 8 Jahren 345 Tagen, insgesamt also 11 Jahren 3 Tagen wird Neptun erreicht. Bei einer Annäherung auf 39.000 km beträgt dann die Geschwindigkeitsdifferenz 5,25 km/s und auf 1000 km Annäherung sind es 3,65 km/s. Auch hier: in eine Bahn mit einem neptunnächsten Punkt direkt über den Wolken reicht es, für eine Bahn außerhalb der Ringe wird es knapp.

Eine Lösung kann es sein, das Massenbudget von 5,7 t voll auszunutzen. Das entspricht dann 2.444 kg für die Sonde, die, wenn man dies in das Antriebsmodul steckt, rund dann etwa 400 m/s mehr Geschwindigkeit liefert. Das Zweite ist eine langsamere Bahn mit einer geringeren Ankunftsgeschwindigkeit. Erlaubt man im zweiten Fall z.B. eine Gesamtzeit von 12 Jahren anstatt etwas über 11 Jahren, so sinken die abzubauenden Geschwindigkeiten auf 3,3 bzw. 4,8 km/s. Damit ist man sicher in einer Umlaufbahn, auch wenn man außerhalb der Ringe bleiben will. Gleichzeitig sinkt die Startgeschwindigkeit. Für den chemischen Fall z.B. auf 38.960 m/s solar = 14.376 m/s relativ zur Erdoberfläche. Die Delta IV Heavy kommt so auf 2.690 kg. Bei der Atlas V 551 reicht es mit 1.690 kg trotzdem noch nicht.

Insgesamt zeigt sich: Ins äußere Sonnensystem kommt man entweder schnell, aber dann mit hoher Relativgeschwindigkeit, die viel Treibstoff zum Abbremsen benötigt oder es dauert lange. Daher gibt es ja auch die Überlegung die Atmosphäre zum Abbremsen zu nutzen. Dieses Aerocapture wurde aber bisher noch nie probiert. Im Prinzip stattet man die Raumsonde mit einem ausreichend großen Hitzeschutzschild aus und muss sie nun so lenken, dass sie die äußere Atmosphäre so streift, dass sie genug Geschwindigkeit für einen Orbit abbaut (bei Neptun in etwa 5 km/s) aber gleichzeitig nicht nach unten sinkt, wo sie bald verglühen würde. Ich denke ohne genaue Kenntnis der Dichte und Temperatur der Atmosphäre und eine wirklich genaue Navigation um den richtigen Abstand einzuhalten, wird das zu riskant. Dazu muss man die Sonde auch aktiv steuern, denn durch das abbremsen wird sie sonst von alleine zum Planeten hin sinken. In den nächsten Jahren sehe ich noch kein Aerocapture. Wenn dann prognostiziere ich wird man es zuerst bei der Erde einsetzen: Will man eine Marsbodenprobe in einen niedrigen Orbit bringen, um sie z.B. von Astronauten bergen und versiegeln zu lassen, dann müsste man rund 4 km/s abbremsen. Andererseits ist die Erdatmosphäre, die am besten bekannte, es gibt für die genaue Navigation die Möglichkeit GPS zu nutzen und es gibt noch eine Realzeitunterstützung durch Bodenstationen mit Radarhöhen- und Geschwindigkeitsmessung. Auf all das müsste eine Sonde bei einem anderen Planeten verzichten.

2.2.2017: Bemannte Raumfahrt – Rückschritt anstatt Fortschritt

Die unbemannte Raumfahrt feiert dieses Jahr das 60-Jährige Jubiläum. Sie kann stolz zurücksehen, denn man hat enorm viel erreicht. Selbst wenn man berücksichtigt, das wir heute für größere Satelliten und Raumsonden starten können, ist der Fortschritt doch enorm. Eine Cubesat kann heute deutlich mehr als die „Pamelmusensatellit“ Vanguard 1. Die Firma Planetlabs baut ein Netz aus Erdbeobachtungssatelliten nur aus Cubesats auf. Nimmt man Kommunikationssatelliten, so sind sie nicht nur größer und haben mehr Sender, sie arbeiten auch viel länger als früher. Dasselbe gilt für Raumsonden. War man in den Sechziger Jahren noch froh, wenn eine Raumsonde ein Jahr lang arbeitete, so planen wir heute Missionen, die erst nach einem Jahrzehnt am Ziel ankommen.

Vor allem im Nutzen/Gewicht scheiden heute Satelliten viel besser ab als früher. Die Auflösung der 10 t schweren Hexagon Satelliten erreicht auch ein 2 t schwerer Worldview Satellit. Bei Raumsonden ist der Verglich schwerer, weil es früher nur Vorbeiflugmissionen gab, doch auch hier ist der Gewinn enorm, wenn man z.B. New Horizons mit Pioneer 10/11 vergleicht.

Das verdankt man vor allem der Elektronik, die nicht nur in den Computern steckt, sondern auch in den Instrumenten. Ein abbildendes Spektrometer macht mit der gleichen Optik wie ein früher übliches einfaches Spektrometer mit einem Bolometersensor kein einzelnes Spektrum, sondern das eines ganzen Gebietes. Doch Fortschritte gibt es auch in anderen Gebieten. Bei Solarzellen stieg z.B. die Effizienz weniger durch den höheren Wirkungsgrad an, als vielmehr durch Dünnschichtzellen und leichtere Trägermaterialen. CFK-Werkstoffe heben überall Metalle verdrängt und erlauben eine leichtere Konstruktion – nur nicht in der bemannten Raumfahrt. Dort bestehen alle Strukturen immer noch aus Metall.

Doch wie sieht es mit der bemannten Raumfahrt aus. Kann sie auch eine solche Effizienzsteigerung vorweisen?

Leider nein. Auch hier kann man verschiedene Aspekte betrachten. Zum einen natürlich, was der Mensch alles tun kann. Da sieht es lange Zeit sehr gut aus. Die ersten Raumfahrer waren passive Passagiere in ihren Raumfahrzeugen – bei der Wostok konnten sie nicht mal selbst steuern. Bei Gemini wurden einige Experimente durchgeführt und beim Apolloprogramm dürften sie Experimente aufbauen und in Betrieb nehmen, die Landschaft erkunden und Bodenproben nehmen.

Beim Space Shuttle wurden dann in einem Labor Experimente durchgeführt, auch wenn viele nur eine Aktivierung oder Deaktivierung per Hand erforderten und es wurden Satelliten repariert und wieder geboren – Letzteres aber mit Ausnahme der regelmäßigen Hubble-Wartungen nur am Anfang. Experimente im Labor wurden schon bei Skylab durchgeführt. Seitdem geht es bergab. Die Besatzung auf der ISS benötigt mehr Zeit sich selbst fit zu halten und die Station im Schuss zu halten, als sie arbeiten kann. Bei Skylab war das Verhältnis noch umgekehrt. Gerade durch immer weiter automatisierte Experimente wird die Bedeutung des Menschen abnehmen. Die bemannte Raumfahrt reagiert darauf nicht. Dabei haben wir heute Technologien, mit denen man die Menschen im All komplett ersetzen kann, zumindest im erdnahen Raum. Man muss nur zwei Technologien zusammenführen die beide ausgereift sind. Das eine sind Roboter, die es inzwischen auch mit Händen wie beim Menschen gibt und druckempfindlichen Sensoren und das Zweite ist die Virtual Reality. Mit Kameras am Roboter und entsprechenden Handschuhen und einer VR-Brille kann man auf dem Boden die Arbeiten stellevertretend machen. Man sieht, was der Roboter sieht, man fühlt was die Sensoren fühlen und so müsste ein Astronaut ersetzbar sein. Vielleicht geht es nicht so schnell, doch das macht die Effizienz wett. Roboter können 24 Stunden am Tag arbeiten, Menschen wenn man die Zeiten für Training, Schlaf und Essen abrechnet maximal 6 Stunden. Es können mehrere Teams sich abwechseln und einen Roboter rund um die Uhr steuern. Zudem kann man in ein Labor etwa 3-4 Roboter unterbringen ohne das Sie sich behindern. Die ISS böte so alleine 11 Arbeitsplätze im US-Segment. Derzeit werden 3 genutzt. (die anderen 3 Besatzungsmitglieder sind russische Kosmonauten). Bei den Außenbordeinsätzen sehe ich gar keinen Nachteil mehr denn durch die klobigen Handschuhe fühlt man bei einer EVA eher weniger als die Sensoren des Roboters und mehr sehen tut man durch das Visier des Helms auch nicht.

Anders sieht es vielleicht bei Mondmissionen aus (Signallaufzeit 2,5 s – dann dauert alles sehr viel länger, weil man jede Aktion vorausplanen muss und abwarten muss, ob sie auch so erfolgte wie gedacht) und natürlich erst recht bei Marsmissionen. Trotzdem nutzt man diesen Vorteil nicht aus und beschränkt sich auf den erdnahen raum. Dort nutzt man nicht mal mehr die Möglichkeiten der Astronauten aus, die ja auch Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen reparieren könnten. Wahrscheinlich, weil ein neuer Satellit billiger ist und das wirft nicht gerade ein gutes Licht auf die bemannte Raumfahrt.

Betrachtet man die bemannte Raumfahrt unter dem Aspekt der Effizienz, so sieht man auch einen deutlichen Abwärtstrend. Betrachtet man das Gewicht pro Besatzungsmitglied, so ist der Trend deutlich auf dem absteigenden Ast:

 

Raumschiff

Besatzung

Gewicht

Pro Besatzungsmitglied

Mercury

1

1,3 t

1,3 t

Woschod

2-3

5,3 t

1,8 t

Gemini

2

3,8

1,9 t

Apollo

3

13,6 t

4,5 t

Sojus

2

6,6 t

3,3 t

Sojus TMA-M

3

7,2 t

2,4 t

Dragon

4

9 t

2,25 t

Starliner

4

>10 < 12 t

2,5 – 3 t

Orion

2-6

18,6 t

> 3,1 t

Einige Erklärungen: Beim Apollo-CSM schlägt die hohe Trockenmasse des Servicemoduls zu, das ja auch die Treibstoffe und den Antrieb für Mondmissionen aufnimmt. Angegeben wurde die Masse bei Erdorbitmissionen.

Bei Dragon und Starliner gibt es noch keine genauen Masseangaben. Beim Starliner gar keine, aber da das Raumschiff eine Atlas 421 braucht muss sie schwerer als die Nutzlast einer 401 sein und kann so abgeschätzt werden. Ich habe hier 4 Personen angesetzt da dies die Regelbesatzung ist zudem wäre sonst der Vergleich noch unfairer, da alle anderen Vehikel für längere Zeiten ausgelegt sind, während man in den beiden neueren nur zur ISS fliegt und zurück.

Wie man sieht, kommen selbst die modernsten Raumschiffe nicht an die geringe Masse pro Besatzungsmitglied von Mercury, Gemini oder Woschod heran, obwohl aufgrund der Geometrie es gerade anders sein sollte (ein Großteil der Masse entfällt auf Strukturen und da das Volumen in der dritten Potenz zum Durchmesser, die Oberfläche aber nur quadratisch ansteigt, sollte es gerade anders herum sein.

Dasselbe findet man auch bei Raumstationen. Bei den Saljut betrug die Masse pro Person noch rund 9 t, bei Skylab schon 25,5 t und heute bei der ISS sind es 70 t. Hier ist der Trend noch schlechter. Nun kann man argumentieren das liege vor allem am Komfort und mehr Experimenten. Dem ist aber nicht so. Nimmt man nur die nackten Module ohne Innenausbauten, so steht ein MPLM für die Struktur eines ISS-Moduls: Es wiegt 4,6 t bei 72 m³ Volumen. Die Struktur des OWS von Skylab wog 10,6 t bei 275 m³ Volumen, also 15 zu 25 m³ pro Tonne Gewicht. Der Trend geht einwandfrei nach unten, wie man auch am Massebudget von Orion sieht. Würde man eine Saturn V nachbauen, man könnte mit ihr keine Mondlandung durchführen, dafür ist Orion zu schwer.

Die bemannte Raumfahrt ist extrem konservativ. So setzt man nicht mal bei den Transportern, die in großer Zahl gestartet werden, und nur an die ISS angekoppelt werden viel neue Technologien ein. So haben alle Transporter zur ISS eine maximale Nutzlast von einem Drittel der Startmasse und das sogar unabhängig von der Größe (man sollte wie oben aufgrund der Geometrie annehmen, dass ein größerer Transporter pro Volumen für die Fracht einen leichteren Druckbehälter braucht. Nicht mal hier setzt man die aufblasbaren Module ein, die die NASA entwickelt und Bigelow zur Einsatzreife gebracht hat. Auch hier kennt man nicht die genauen Daten, doch das Transhab der NASA bot pro Tonne Masse fast dreimal so viel Volumen wie die Strukturen der MPLM/ATV/Cygnus Frachtmodule. Damit könnte man die Fracht um Dritte erhöhen mit deutlichen Kosteneinsparungen beim ISS-Betrieb. Selbst bei der vorsichtigen Vorgehensweise, bei der man erst was erprobt wäre, der Einsatz auf den Transportern eine gute Lösung die Technik zu erproben. Schließlich kann man diese gut von der ISS abschotten, z. B. die Türen nur öffnen, wenn man aus- und einlädt. Ein Leck wäre so entdeckbar, bevor man die Luke erneut öffnet. Wenn sie sich bewährt, kann man sie dann bei neuen Modulen oder eine Mars/Mondstation einsetzen.

Es gibt nur einen einzigen Vorteil, den die bemannte Raumfahrt hat und die liegt in der Elektronik. Dadurch, das sie Strahlenbelastung innerhalb der Druckhülle so klein sein muss, dass sie für Menschen ungefährlich ist, kann man dort „normale“ Computerhardware einsetzen. Das wird zwar bei den Dauersystemen nicht ausgenutzt, die haben nach wie vor strahlengehärtete Hardware, aber die jeweils mitgebrachten Notebooks für die Besatzung sind normale Notebooks. Als IBM noch die Thinkpads fertigte, gab es darüber ausführliche Informationen. Man hat im wesentlichen Schnittstellen versiegelt oder nicht benötigte Module entfernt, vor allem um Kurzschlüsse auszuschließen. Heute sind es immer noch Thinkpads (nun von Lenovo), aber leider ohne technische Details.

4.2.2017: Die Lösung für ein überflüssiges Problem: Jupiter oder die Sonne?

Seit Längerem suche ich nach der idealen Auslegung einer Sonde, die möglichst schnell das Sonnensystem verlassen soll. Früher dachte ich daran möglichst schnell die Heliopause zu erreichen und zu überschreiten für die Voyager 1+2 rund 40 Jahre brauten. Mittlerweile gäbe es mit den Kuipergürtelobjekten als weitere Ziele. Das hat wieder einige Umbauarbeiten in meinem Programm ausgelöst und das ist dann wie die Renovierung eines alten Gebäudes (die erste Version ist noch datiert von 1987, also älter als mancher Blogleser und lief noch auf einem Z80 Prozessor): Eine Änderung zieht die nächste hinter sich, sodass ich da noch eine Weile arbeiten werde.

Der hyperbolische Exzess

Eine Möglichkeit mit wenig Aufwand viel Geschwindigkeit aufzunehmen ist es, bei hoher Geschwindigkeit nochmals einen Antrieb zu zünden. Eine solche Situation liegt vor, wenn man einen Planeten am nächsten Punkt einen Antrieb zündet, aber auch wenn man in einer sehr elliptischen Umlaufbahn nahe der Sonne einen Antrieb zündet. In beiden Fällen nutzt man den Hyperbolischen Exzess, der letztendlich auf dem Energieerhaltungssatz basiert. Dazu ein Beispiel. Wenn man sich Jupiter auf etwa 1.000 km nähert, so liegt, die Geschwindigkeit immer höher als die lokale Fluchtgeschwindigkeit, die bei 59.169 m/s liegt. Nehmen wir mal an es, wären 60 km/s. Nun zünden wir ein Raketentriebwerk, beschleunigen um 1 km/s auf 61 km/s. Wenn man den Planeten wieder verlassen hat, also die Einflusssphäre, wo die solare Gravitation überwiegt, erreicht, welche Geschwindigkeit hat man dann?

Es ist nicht 1 km/s, das was man addiert hat. Der Grund ist der Energieerhaltungssatz. Vor der Zündung lag die Energie der Sonde bei

E = ½ Mv² = ½ M 60²

Nun steigt v auf v+1000 m/s, und wenn man die konkreten Werte nimmt, dann sind es vorher 1,8 GJ/kg Masse und danach 1,8605 kJ/kg. Folglich bleibt als Energie nach Verlassen des Einflussbereiches des Planeten 60,5 MJ/kg übrig. Stellt man die obige Gleichung auf v um (v = (2E) so ergibt sich als Geschwindigkeit 11 km/s. Das ist also echt lohnend.

Der Tatbestand ist übrigens für einige Dinge gut, sodass man bei zwei getrennten Manövern um einen Satelliten anzuheben weniger Geschwindigkeit aufbringen muss, als der Unterschied der beiden Kreisbahnen ist, oder die Energie die Erde zu verlassen um so geringer ist je erdnäher man zündet. Elektrische Antriebe müssen z.B. in etwa die Geschwindigkeit aufbringen, die sie in der Ausgangskreisbahn hatten, bei einer Zündung ist es dagegen nur die (2 )-1-fache Geschwindigkeit.

Jupiter oder Sonne?

Der Gewinn ist um so größer je höher die Geschwindigkeit ist. Bei den Planeten hat man das Maximum daher bei Jupiter. Mit etwas höherer Startgeschwindigkeit kommt man hier auf bis zu 70 km/s bei der Annäherung. Mit 1 km/s Beschleunigung bleiben dann noch 11,87 km/s übrig, mit 2 km/s noch 16,85 km/s. Jupiter kann aber noch etwas anderes. Er kann die Sonde auf eine Umlaufbahn umlenken, deren Perihel nahe der Sonnenoberfläche liegt. Nehmen wir mal 1 Million km Abstand vom Zentrum an, das sind rund 300.000 km von der Oberfläche entfernt. Das Aphel liegt weiterhin in Jupiters Entfernung (779 Mill. km). Eine solche Bahn hat eine Geschwindigkeit von 514,944 m/s. Das ist nur 330 m/s unterhalb einer Fluchtbahn. Addiert man einen weiteren Kilometer, so ist man auf einer hyperbolischen Bahn. Und im Unendlichen bleiben so 26,285 km/s übrig. Also erheblich mehr als bei Jupiter. Bei 2 km/s sind es 41,51 km/s.

Jupiter hat aber einen anderen Vorteil: Der Geschwindigkeitsgewinn findet in 779 Millionen km Entfernung statt. Dann hat eine Sonde, die bei der Sonne beschleunigt wurde, schon Geschwindigkeit verloren. Ohne Beschleunigung beträgt die Bahngeschwindigkeit bei Jupiter nur noch 662 m/s. Dagegen addiert sich der Gewinn bei Jupiter zu einer viel höheren Startgeschwindigkeit. Doch auch die Sonnensonde hat, wenn sie hyperbolische Bahnen erreicht, eine rasante Geschwindigkeit. Mit 2 km/s mehr ist sie bei Jupiter noch 45,4 km/s schnell und mit einem Kilometer sind es immerhin noch 32 km/s. Das ist deutlich schneller als jede Sonde, die Jupiter verlässt, aber man hat auch den Umweg zur Sonne. Der kostet weitere Flugzeit, um zur Sonne und wieder zum Jupiter zu kommen,

Ich habe daher mal eine Simulation laufen lassen, welche Sonde zuerst 100 AE (15 Milliarden km) erreicht. Dort beginnt ungefähr die Heliopause. Die Startgeschwindigkeit richtet sich nach der Sonnensonde, für sie braucht man mindestens 40.300 m/s solar, damit das Perihel so tief rutschen kann. Das Ergebnis:

Sonde

Jupiter + 1 km/s@ 1000 km

Jupiter + 2 km/s @ 1000 km

Sonne + 1 km/s

Sonne + 2 km/s

Nächste Annäherung an Jupiter

459,2 km

431,3 km

429,633 km

429.633 km

Flugzeit zum Jupiter

1 Jahr 135 Tage

1 Jahr 135 Tage

1 Jahr 136 Tage

1 Jahr 136 Tage

Flugzeit zur Sonne

 

 

2 Jahre 61 Tage

2 Jahre 61 Tage

Flugzeit bis in 15 Milliarden Km

27 Jahre 48 Tage

18 Jahre 87 Tage

16 Jahre 285 Tage

11 Jahre 59 Tage

Gesamt bis 15 Milliarden km

28 Jahre 183 Tage

19 Jahre 222 Tage

20 Jahre 117 Tage

14 Jahre 256 Tage

Kann man sich so stark der Sonne nähern?

In der Summe ist man also bei beiden Geschwindigkeitsänderungen trotz des Umwegs über die Sonne besser, zumal bei noch größerer Distanz die Diskrepanz noch größer wird. Dem muss man die Massebilanz gegenrechnen, denn damit die Sonde nur 334.000 km über der Sonnenoberfläche vorbeiziehen kann, braucht man einen wirklich großen Hitzeschutzschild. Solar Probe+ kommt mit einem kohlefaserverstärktem RCC-Schild mit 11,4 cm Dicke aus, nähert sich aber nur auf 6,2 Millionen km der Sonne (entspricht 344-fach geringer Belastung). Bei diesen Temperaturen kann man das Material noch nehmen (es wird bis 1344°C heiß, beim Space Shuttle war es bis 1620°C zertifiziert). Bei so starker Annäherung wird man wahrscheinlich einen ablativen Schild nutzen. Etwa 6 Stunden 40 Minuten braucht die Sonde um sich von 6,2 auf 0,334 Millionen km nähern, da dürfte einiges abschmelzen. So ist derzeit technisch wahrscheinlich nur eine Annäherung auf 6,2 Millionen km möglich. Mit dieser größeren Entfernung kommt man auf folgende Tabelle:

Sonde

Jupiter + 1 km/s@ 1000 km

Jupiter + 2 km/s @ 1000 km

Sonne + 1 km/s

Sonne + 2 km/s

Nächste Annäherung an Jupiter

459,2 km

431,3 km

1.494.308 km

1.494.308 km

Flugzeit zum Jupiter

1 Jahr 135 Tage

1 Jahr 135 Tage

1 Jahr 137 Tage

1 Jahr 137 Tage

Flugzeit zur Sonne



2 Jahre 167 Tage

2 Jahre 167 Tage

Flugzeit bis in 15 Milliarden Km

27 Jahre 48 Tage

18 Jahre 87 Tage

46 Jahre 163 Tage

20 Jahre 317 Tage

Gesamt bis 15 Milliarden km

28 Jahre 183 Tage

19 Jahre 222 Tage

50 Jahre 102 Tage

24 Jahre 256 Tage

Und schon kehrt sich das Verhältnis um. Die Sonde muss zudem in jedem Falle einen Hitzeschutzschild mitführen. Bei 2 m² Größe würde ein solcher Schild rund 365 kg wiegen (Dicke 11,43 cm, Dichte 1,6 für RCC).

Alternative: Ionentriebwerke

Bei 2 km/s Geschwindigkeitsänderung wird bei einer 1 t schweren Sonde der Antrieb weitere 1,27 t wiegen (Feststoffantrieb, spezifischer Impuls 2850 m/s, Strukturfaktor 10). Anstatt diesen Abtrieb erst bei Jupiter zu zünden, könnte der Jupiter eine Sonde auch erst mal auf eine „normale“ Ellipse mit einem Perihel von 100 Mill. Km schicken. Und dann nahe der Sonne Ionenantriebe einsetzen: Das Resultat bei gleicher Sondenmasse wäre man mit 50 kW Leistung, RIT 2X Triebwerken schon nach 20 Jahren 160 Tagen nach Jupiterpassage in 15 Milliarden km Entfernung. Dabei fiele der Schutzschild weg und die Startgeschwindigkeit wäre mit 38.800 m/s auch kleiner (korrespondiert mit 14.245 / 15.238 m/s), was auch die Nutzlast erhöht.

Der Umweg über Jupiter (man könnte die Ionentriebwerke ja auch gleich nach dem Start einsetzen lohnt sich, weil die Ausgangsbahn schon eine Ellipse ist. So wird man beim Ausweiten das Perihel kaum verändern. Zum Vergleich habe ich eine 5 t schwere Sonde zuerst zur Venus geschickt und dann das Ionentriebwerk eingesetzt. Bei in etwa gleicher Nettonutzlast braucht diese über 30 Jahre um die Distanz zu erreichen. Allerdings korrespondiert dies auch mit einer höheren Startgeschwindigkeit. Zur Venus braucht man nur 11,4 anstatt 14,2 km/s. Der direkte Vergleich wäre eine Sonde auf einer Jupitertransferbahn mit derselben Startgeschwindigkeit. Diese braucht da sie nur während eines Halbastes aktiv ist mit über 41 Jahren deutlich länger. Es lohnt sich also auch für Ionentriebwerke, den Jupiter als Umweg zu nehmen.

5.2.2017: Alternative Fakten von SpaceX

Diesmal von meiner Lieblingsfirma SpaceX die diesen Tatbestand schon einsetzte, bevor das Wort am Montag von Trumps Personal erfunden wurde. Es gibt einen Bericht über die finanzielle Situation der Firma. SpaceX ist ja nicht börsennotiert und muss daher keine Bilanzen veröffentlichen. So gab es bisher keine offiziellen Dokumente über die Finanzsituation der Firma. Nun scheinen interne Dokumente „herausgeleakt“ sein und wurden von der Wall Street veröffentlicht.

Demnach hat die Firma von 2011 ab jährlich ein kleines Plus gehabt. Das endete 2015, als das Jahr mit einem Verlust von 260 Millionen Dollar abgeschlossen wurde. Seitdem schrieb die Firma jedes Quartal Verluste und hat nun auch einen negativen Cash-Flow von 15 Millionen Dollar pro Quartal. Kein Wunder: Die operativen Kosten für die Firma werden auf 800 bis 900 Millionen Dollar geschätzt. Würde die Firma nur von Starts leben, so müsste sie rund 13-15 Start pro Jahr absolvieren, um diesen Umsatz zu generieren. Es sind in der Praxis deutlich weniger, weil einige Starts für CRS sind, bei denen verdient die Firma das zweieinhalbfache und dann kommt noch der 1,9 Milliardenauftrag für CCDev der unabhängig vom Trägergeschäft ist. Der Umsatz (Nicht Gewinn) stieg von 150 Millionen 2011 auf nahezu eine Milliarde Dollar 2014 und sank 2015 um 6%. Das reichte aus, um aus einem kleinen Plus ein dickes Minus zu machen. Für 2016 gibt es noch keine Zahlen. Gemunkelt wird von 740 Millionen Dollar Verlust.

SpaceX liefert alternative Fakten „SpaceX reportedly told The Journal it currently "has over $1 billion of cash and no debt" and, as company representatives have previously told Business Insider, 70 planned launches that amount to roughly $10 billion in projected revenue.“

Wer muss da nicht an Alternative Fakten wie bei Trump denken?

Wer das Trägergeschäft kennt, ist aber von dem Paradoxon nicht überrascht. Bei anderen Launch-Serviceprovidern, zum Beispiel Arianespace ist es so (hier das konkrete Beispiel des Vertragsabschlusses bei Ariane 1, das damals veröffentlicht wurde). Wenn man sich handelseinig geworden ist, wird ein Vertrag unterzeichnet, der einen Startzeitraum als Bedingung enthält, optional kann auch ein fester Wunschtermin gegen Aufpreis gebucht werden. Ab jetzt werden Abschlagszahlungen fällig, typisch alle 3 Monate. Kurz vor dem nominellen Starttermin ist die letzte Rate fällig und dann ist beim Start die Rakete mit allen Services bezahlt. Das ist also wie ein Kreditvertrag, nur zahlt man eben, bevor man die "Ware" erhält und nicht danach. Typischerweise wird bei Arianespace ein Start zwei Jahre vorher gebucht. Das ist auch bei anderen Launch Serviceprovidern die übliche Frist. Es gibt Indizien, dass dies bei SpaceX nicht anders ist. Erste Abschlüsse 2011, erste erfolgte Starts Ende 2013.

Auch bei Starts für CRS ist das nicht anders. Als COTS abgeschlossen wurde, hatte die NASA z.B. schon zweieinhalb CRS-Flüge voll bezahlt, obwohl noch kein einziger folgt, war und ab 2015 weist das Budget keine CRS-1 Mittel mehr aus, die haben Orbital und SpaceX längst erhalten. Ihre Flüge werden sie aber erst 2017 abschließen. Bei Entwicklungsaufträgen wie CCDev oder COTS wird man für Meilensteine bezahlt, die man vorweisen muss. Auch hier ist es eine Vorfinanzierung und auch hier spielt die Zeit SpaceX in die Hände. Sie hinkte bei COTS hinterher und hat vor wenigen Wochen angekündigt, dass man bei CCDev noch ein weiteres halbes Jahr bis zum ersten Flug brauchen wird.

Die Folgen sind: Wenn SpaceX ankündigt, 2015 sagen wir mal 20 Raketen zu starten, kommen bis zu dem Zeitpunkt, wo die Firma das nicht mehr kann, weil eine Rakete explodiert und ohnehin schon utopische Zeitplan gar nicht mehr zu halten ist, laufend Einnahmen, sodass der Umsatz nur um 6% sinkt. Der Einbruch setzt sich aber dann, selbst wenn man die nächsten zwei Jahre alle Zeitpläne hat, fort, einfach aufgrund der Natur der Verträge.

Die Folgen für SpaceX

Wichtiger und schlimmer ist aber das SpaceX 2015 erheblich weniger Startaufträge gewinnen konnte, 2016 waren es noch weniger. Das liegt nicht nur an den beiden Totalverlusten, sondern auch daran, dass schon in den Monaten, die das Geschäft lief, man nie die Starts abwickeln konnte, die für das Jahr geplant waren. 14 bis 20 sollten es pro Jahr sein. 7 waren es 2015 bei 5 Monaten Pause und 8 in den ersten 9 Monaten von 2016. In beiden Fällen weniger als die 1,2 bis 1,7 Starts pro Monat die nötig gewesen wären. Kann die Firma ihre Starttermine nicht halten, so fließen auch weniger Vorauszahlungen und noch schlimmer es gibt keine neuen Kunden, die ja dann nicht damit rechnen können, das ihre Nutzlasten pünktlich starten können.

Die Folgen: Die Firma wie sie schreibt zwar 1 Milliarde in Cash, aber das Geld ist nicht Gewinn, sondern dafür müssen die Starts durchführen. Vorsichtig geschätzt müsste die Firma mindestens 28 Starts 2015/16 durchführen. Es waren mit Fehlstarts 16. 12 Starts darunter 5 CRS-Flüge haben aber dann einen Wert von mindestens 1184 Millionen Dollar. Das ist mehr als die Firma derzeit an „Guthaben“ hat. Wenn ich die noch optimistischere Rechnung von 70 Missionen = 10 Milliarden Dollar nehme, (dann kostet jede Mission 143 Millionen Dollar, also so viel wie ein CRS-Flug, obwohl die meisten Starts immer noch Satelliten befördern) dann sind es sogar 1714 Millionen, die die Firma an Guthaben haben dürfte, denn alle Starts von 2015 und 2016 müssten längst bezahlt sein. Das 1 Milliarde Dollar Guthaben dürfte von Google stammen, das diese Summe im Januar 2015 in SpaceX investierte. Gegenleistung: keine. So gesehen hat die Firma keine aus Verkäufen stammende Einnahmen, aber muss mindestens ein Dutzend Starts durchführen, für die sie kein Geld erhält.

Schlimmer: neue Einnahmen kommen zumindest von Nicht-Regierungsstellen kaum rein. Nehme ich die SpaceX Webseite als Basis, so listet das Launch Manifest 41 Missionen im Januar 2017 (nicht 70, auch dies sind „alternative Fakten“), im Januar 2016 dagegen 48 Missionen (Waback Machine). Gestartet wurden seitdem 9 Nutzlasten, eine ging verloren, das bedeutet: Netto hat die Firma 2016 gerade mal drei Nutzlasten als neue Aufträge gewonnen.

Das bedeutet auch: Die Schätzungen in einigen der verlinkten Artikeln von 740 Millionen Verlust für 2016 sind nicht aus der Luft gegriffen. Wenn man nur drei neue Aufträge ergattert, dann entspricht, das gerade mal 200 Millionen Dollar neuen Einnahmen bei laufenden Kosten von 800 bis 900 Millionen pro Jahr. Ich vermute mal das wird auch ein Thema beim Besuch von Musk bei Trump gewesen sein. Denn sonst trennt die beiden doch mehr als sie verbindet. Rechnet man beide Verluste zusammen, dann ist auch die 1 Milliarde Dollar-Spritze aufgebraucht. Wenn sich nicht schnell was ändert, muss von woanders her eine Finanzspritze kommen oder die Firma wird bald unter Chapter 11 schlüpfen.

Alternative Fakten beim SpaceX Launchmanifest

Die 10 Milliarden Dollar „Backlog“ bei 70 Missionen haben mir keine Ruhe gelassen. Nachdem SpaceX schon, damit man nicht reklamieren kann, dass die Starts, die angekündigt wurden, nicht rechtzeitig stattfinden schon vor Jahren das Launchmanifest auf alphabetisch umgestellt hat reklamiert man nun, wie Donald Trump Missionen die man nie hat.

Die 41 Missionen (nicht 70), die gelistet sind, teilen sich wie folgt auf:

6 Falcon Heavy, davon eine unbezahlt und ein Kunde exiliert nicht mehr: Inmarsat gab am 6.12.2016 bekannt auf Ariane 5 zu wechseln.

10 Falcon 9 Dragon Missionen, davon zwei Dragonlab, die seit 2008 auf dem Manifest stehen. Kunden dafür scheint es keine zu geben, zwei CCDEV Demo und 6 CRS-Flüge

25 Falcon 9 Starts, davon zwei für NASDA und Air Force deren Kosten bekannt sind (112/82 Mill. Dollar). Der Start für Bigelow steht auch seit 2008 im Manifest drin, die Firma hat aber auch zur Atlas gewechselt.

Das heißt man kann mindestens 4 Missionen streichen, die drin stehen und die nicht stattfinden (Bigelow, Dragonlab 1+2, Inmarsat).

Dann bleiben 37 Missionen nicht 70. Alternatives Faktum 1.

Kommen wir zu den Einnahmen. Abziehen muss man die Demomission der Falcon heavy, die wird nicht bezahlt. Ebenso die beiden CRS-Flüge, die sind im Auftrag für CRS mit drinnen. So bleiben:

4 x Falcon heavy je 90 Millionen Dollar

2 x Regierungsstarts für zusammen 165 Mill. Dollar (82 für GPS, 83 für TESS)

6 S Flüge für je 150 Mill. Dollar

22 x Falcon 9 zu je 62 Mill. Dollar

CCDEV Cap 2 mit zwei Demoflügen: 2600 Mill. Dollar

macht zusammen 5389 Millionen Dollar nicht 10.000+

Alternative Fakten – oder nicht ganz so schön gesagt: Märchen.

Wie kommt SpaceX auf die Zahl? Vielleicht rechnet sie noch die Starts für das ominöse Satellitenprojekt hinzu, das sie vor zwei Jahren ankündigte (4400 Satelliten in Polarbahnen). Nur gibt ihr CEO Shotwell selbst zu, dass man da seit Jahren fast nichts macht und auch kaum Leute beschäftigt sind. „“I would say that this is actually very speculative at this point,” Shotwell said of the satellite Internet idea. “We don’t have a lot of effort going into that right now.“

Klar, wenn ich eh einen negativen Cashflow habe, werde ich nicht Geld in Projekte stecken, die erst in einigen Jahren umsetzbar sind und deren Geschäftserfolg auch nicht sicher ist. So ist das Wunschdenken und das scheint bei SpaceX anscheinend wichtiger, als die Realität zu sein. Immerhin kann man nun die Kosten dieses Projektes auf rund 7000+ Millionen Dollar und 30 Starts beziffern.

Anders als bei SpaceX muss man meinen Ausführungen nicht glauben, sondern kann sie anhand der Links auch nachprüfen. So ist das eben mit richtigen und nicht alternativen Fakten.

Alternative Fakten bei den Startpreisen

Auch bei den Startpreisen gibt es alternative Fakten. Die Startpreise sind in den letzten drei Jahren nur leicht gesteigen von 59 auf 62 Millionen Dollar, aber nun gelten sie für Maximalnutzlasten von 5,5 t bzw. 6,5 t in den 28°-GTO. Das bedeutet, dass sie real gestiegen sind, denn die Firma kann sie nur halten, wenn sie die erste Stufe birgt. Die Bergung ist für eine kräftige Nutzlasteinbuße verantwortlich. Für die Wiederverwendung bekommen die Kunden zwar einen Abschlag, aber der beträgt nur 10%, obwohl die Stufe 80% des Trägers kostet. Ich habe mal den tatsächlichen Gewinn (inklusive zusätzlicher Kosten) mit 30% abgeschätzt, dass bedeutet, die realen Kosten sind um 20% gesteigen. Keine Ausnahme, 2007 als die Falcon 9 angekündigt wurde, kostet sie 27 bis 35 Millionen Dollar. Die Startkosten haben sich in 10 Jahren also verdoppelt. Woanders wird es gerade günstiger. ULA hat den Startpreis einer Atlas 401 auf 105 Millionen Dollar gesenkt, Arianespace und ILS ihre Startpreise ebenfalls und die Ariane 6 soll nochmals billiger werden.

Für den Kunden nicht unbedeutend sind die Startverzögerungen. Folgt man dem Launch Manifest von Spaceflight now, so haben die beiden nächsten Nutzlasten ziemliche Verzögerungen. CRS 10 die am 14.2. starten soll war am 13.2. terminiert – aber 2016. Also ein Jahr Verzögerung. Echostar 23, der Ende Februar folgen soll, war für das dritte Quartal geplant. Nimmt man die Mitte des Quartals also den 15.8., dann ist er auch 6 Monate zu spät. 6-8 Monate das ist bei den folgenden kommerziellen Nutzlasten der Normalfall. ULA beziffert den Verlust, wenn ein Kommunikationssatellit 6 Monate anstatt 2 Wochen zu spät den Orbit erreicht, auf 27 Millionen Dollar. Das sind dann bei 6-8 Monaten Verzögerung 29,5 bis 39,2 Millionen Dollar Verlust. Ebenso beziffert man die geringeren Versicherungskosten mit 12 Millionen Dollar. Da es in den letzten 10 Jahren nur bei SpaceX und ILS Versicherungsfälle gab, dürfte das auch auf Arianespace zutreffen. In der Summe ist so ein Start um 41,5 bis 51 Millionen Dollar teurer und damit ist SpaceX kein Preisbrecher. Kein Wunder das sowohl Arianespace, wie auch ULA im letzten Jahr deutlich mehr Starts gewinnen konnten.

Nachdem die Firma ja schon ASAP zweimal auffiel. Zuerst 2010, als man Triebwerksausfälle verschweigen wollte („unexpected Shutdown“) und meinte die Software der Dragon wäre nicht zu validieren, da sie fehlerfrei wäre. Dann schrieb Tom Stafford, Vorsitzender des Panels im Dezember 2015 (also vor der Explosion von Amos 6 auf dem Launchpad, dass er die Praxis die Rakete erst zu füllen, wenn die Besatzung an Bord ist, als gefährlich ansehe und unvereinbar mit 50 Jahren Erfahrungen in den USA und International. Nun hat die GAO festgestellt, das die Turbinenblätter der Triebwerke Risse haben und die Falcon 9, damit die Zertifizierung für bemannte Flüge nicht schafft. SpaceX bezeichnet die Triebwerke als „Robust“ genug. Und wie wimmer: die nächste Version „Block 5“ vorgehen für Ende des Jahres wird’s schon richten. Die wird dann auch zuverlässig genug für bemannte Einsätze sein. Nebenbei: Das LIC-Risiko (Loss of Crew, also Tod der Besatzung) wird bei den kommerziellen Transportern nur maximal 1/270 sein. Als man die Ares I konzipierte, war das Kernargument eines LOC-Risikos von über 1/2000, das Delta 4 und Atlas V mit etwa 1/500 nicht erreichen konnten. Man hat also doch ziemlich Konzessionen gemacht. Immerhin wissen nun die Kunden von SpaceX offiziell das ist derzeit mit einem Vehikel fliegen, das in der Zuverlässigkeit weit darunter ist. Die Atlas hat ein offizielles LOM (Loss of Mission, bei dem geht die Mission aber nicht die Crew verloren, z.B. bei Auslösen des Rettungsturms) für Satelliten von 1:166 und Ariane 5 eines von 1:67. Typisch sind die LOC-Zahlen 5-10-mal kleiner, das bedeutet das schon heute die Falcon 9. Betroffen ist auch ULA, wo man an dem Fallschirmsystem Jritik hatte. Zudem haben beide Firmen enorme Verzögerungen von inzwischen rund 3 Jahren. Im Juni 2016 hatte SpaceX gerade mal 5 von 21 Meilensteinen erreicht. Bei Boeing sieht es mit 15 von 34 deutlich besser aus (24 zu 44%) und das, obwohl SpaceX mit einer schon entwickelten Dragon startete.

Schweigen, wenn die Fakten einem nicht passen

Ein anderes Thema nicht ganz passend zu „alternative Fakten“ aber auch nicht so unpassend ist das Thema: Lügen durch Schweigen. Bei der AFD heißt es ja immer es gäbe die Lügenpresse. Doch viel wirksamer ist es, einfach gar nichts zu schreiben. Es gibt einige Portale die Nachrichten der „Weltraumindustrie“ veröffentlichen. Inzwischen sind zwei bei mir als Startseiten hinterlegt: Spaceflightnow und SpaceNews. Andere waren mir zu überfrachtet oder nicht aktuell. Beide Websites sind US-basiert, aber sie haben den Anspruch alles abzudecken und berichten auch über Firmen, Starts und Projekte anderer Länder. Natürlich wird den US-Aktivitäten mehr Platz eingeräumt, das sieht man leicht bei der Vorberichterstattung über US-Starts die sind selbst bei geheimen NRO-Nutzlasten ausführlicher als über Arianespace Starts obwohl es genauso so viele, wenn nicht mehr, Pressemitteilungen von Arianespace gibt.

2015 fing erstmals Spacenews an, zu vergleichen, wie viele Starts SpaceX gewonnen hatte und wie viele Arianespace. Vorher machte das Magazin das nicht, obwohl es ja den kommerziellen Startmarkt schon lange gab, nur eben ohne Beteiligung von US-Firmen. Die Rechnung war auch so ein Beispiel für alternative Fakten. Bei Arianespace hat man z.B. nur Ariane 5 Starts gezählt, keine Starts der Vega oder Sojus. Das fiel 2015 besonders auf, weil es in diesem Jahr einen Großauftrag über 21 Sojus Starts für OneWeb gab. Auch wurden alle Starts für Regierungsorganisationen wie ESA, CNES, Eumetsat etc. bei Arianespace ausgeschlossen. Dabei bucht die ESA anders als Roskosmos nicht automatisch bei Arianespace. Die Hälfte der Sentinelsatelliten wird z.B. von der Rockot gestartet. Deutschland bucht fast nie bei Arianespace, einen Start für die Bundeswehr hat man bei SpaceX als kommerziellen Start verbucht. Zudem hat man einen CRS-Flug für die NASA als kommerzielle Mission gerechnet: Orbital hatte eine Atlas gebucht als die Antares gegroundet war und flugs wurde dies als „kommerzieller“ Start deklariert. Aber das ist eher ein Beispiel für „Traue keiner Statistik, die Du nicht selbst gefälscht hast“. So kam SpaceNews 2015 zu einem Gleichstand bei den Aufträgen für 2014. Im Januar 2016 (Aufträge von 2015) sah es dann schon anders aus: SpaceX sank auf ein Drittel ab, Arianespace stieg auf zwei Drittel und für 2016? Man hat es wieder eingestellt. Wie vorher als US-Firmen keinen Anteil haben. Wenn einem die Fakten nicht gefallen, dann schreibt man eben keinen Artikel.

6.2.2017: Drei Jahre and Counting …

Die schlechten Nachrichten zu SpaceX reisen nicht ab. Erst zwei Jahre mit eindruckvollen Totalverlusten einer angeblich doch so zuverlässigen Rakete, die besser sein soll als alle anderen auf dem Markt. Dann wird bekannt das schon im Dezember 2015, also mehr als 9 Monate vor der Explosion der Rakete beim Betanken, Tom Stafford vom ASAP vor genau dem die NASA gewarnt hat. Dann wird bekannt, dass schon 2015 die Firma Verluste machte. Ihr eigenes Launchmanifest weist aus, dass sie zwischen 2015 und 2016 Starts verloren haben, vielleicht geben sie nun den Slogan „The Wourld fastest shrinking Launch Service Provider aus“. Nun wird bekannt das die Turbinenblätter Risse haben und die Falcon 9 nicht den NASA-Standards für bemannte Sicherheit entspricht. Die Antwort SpaceX-typisch: Die nächste Version wird’s richten! Klar, die NASA ist gerne Versuchballon für SpaceX und alle bisherigen Kunden bekommen den Hinweis, dass sie ihre Satelliten mit einer noch unausgereiften Rakete starten, die der NASA nicht sicher genug ist.

Meiner Ansicht nach sieht es schlecht aus für SpaceX. Schon 2015 Verluste von 370 Millionen Dollar. Seitdem auch keine neue Finanzspritze von Google. Einbruch der Startzahlen. Mich erinnert das fatal an Sealaunch, der auch wenige Fehlstarts das Genick brachen. Es kann wie bei Sealaunch schnell gehen und ich halte das für wahrscheinlich. Meine Prognose: gibt es bei SpaceX keine Kehrtwende (in dem Sinn, dass nun alles klappt, sowohl von der Termintreue wie auch den Erfolg der Starts) dann geht die Firma vor Ende 2020 in Chapter 11.

Aber es gibt ja noch die Regierung. Zum einen besteht die NASA darauf, dass es immer zwei Firmen gibt, die die ISS versorgen sowohl bei unbemannten wie bemannten Transportern. Dazu kommt das Musk ja einen guten Draht zu Trump hat. Das könnte andere Maßnahmen der Regierung auslösen. So hat Tesla ja schon ein Regierungsdarlehen erhalten. Die gleiche Politik könnte auch die NRO / USAF haben die ja in der Vergangenheit immer zwei EELV-Anbieter haben wollten. Die Delta 4 wird nun ja eingestellt, und da könnte, wenn SpaceX wegfällt, es nur noch einer sein. Auf der anderen Seite kann ich mir nicht vorstellen, das gerade diese Dienststellen die noch extra für zusätzliche „Maßnahmen“ bezahlen die in wesentlichen aber nur eine bessere Dokumentation bedeuten mit der Zuverlässigkeit der Falcon 9 zufrieden sind. Jenseits des Transports von Fracht zur ISS gab es bisher nur wenige Starts seitens der NASA/DoD für SpaceX. Für relativ billige Satelliten oder einen GPS Satelliten, der in Serie gebaut wird. Trotzdem glaube ich nicht, dass man SpaceX fallen lässt. Dafür gibt es schon andere Beispiele in er Vergangenheit so gab es schon Milliardensubventionen an Lockheed und Boeing, als die kurz nach Einführung ihrer EELV-Modelle keine Aufträge akquirierten. Seitdem gibt es auch Fixkostenzahlungen, damit ULA einen bestimmten Mitarbeiterstamm mit der benötigten Qualifikation behält, denn ansonsten würden die Firmen bei Flaute einfach entlassen.

7.2.2017: Reggae und Reizwörter einer Generation

Kürzlich habe ich mir für die langen Winterabende zum Chillen eine Sammlung von Reggaeliedern heruntergeladen. Ich hatte schon vorher festgestellt, dass die Musk ziemlich beruhigend ist. So ziemlich die ideale Musik für lange, trübe Abende, in denen man einfach nur auf dem Sofa liegt, etwas Musik hört und vielleicht noch was nascht. Was mir dann auffiel war, dass die Musik doch ziemlich uniform ist. Klar, Musik wird wegen gemeinsamer Stilelemente in Stile unterteilt. Zu Rock gehört eben eine jaulende Gitarre, gerne auch mal als Solo mitten im Stück. Disco ist anhand der typischen Disco-E-Gitarre erkennbar. Aber sonst gibt es doch innerhalb des Stils eine enorme Anzahl an Variationen. Beim Reggae habe ich das Gefühl es sind nur wenige Grundrhythmen, vielleicht auch nur einer. Es ist eigentlich nur ein Riff. Der typische Riff der Gitarre, wo nach dem herunterstreifen noch eine Bewegung nach hoben kommt.. Ich vermute das kam wahrscheinlich daher, das man durch Marihuana Einfluss vergessen hat die Hand beim Hochziehen von den Saiten abzuheben. Ich glaube auch das die meisten Lieder unter Marihuanaeinfluss entstanden sind. Dazu passen die relativ langsame Melodie und der gedehnte Gesang. Die hat auch einen Vorteil: Wie ich feststellte, ist der Beat genau richtig für einen flotten Rhythmus beim Gehen. Bei schnellerem muss man schon laufen. Fürs Musik Hören aber fast zu langsam. So fand ich zu meinem Erstaunen nicht wenige Songs in der Collection, die ich von anderen Interpreten kannte, so. „Rivers of Babylon“, das im wesentlichen deutlich schneller von Boney M gespielt wird, aber auch „Pass the Kutchie“ als „Pass the Dutchie“, „Now That We Found Love“, „The Tide is High“ (Blondie). Allesamt als Cover erfolgreicher und schneller gespielt.

Was mir noch auffiel ist, dass zumindest nach der Sammlung Reggae eine fast ausschließlich jamaikanische Musikrichtung ist. Gut, viele „Black Music“ wird vor allem auch von „Schwarzen“ gesungen, aber nicht nur, wie Janis Jouplin zu beweisen fähig war. Der einzige ausländische Künstler, der es auf die Sammlung geschafft hat, war UB40 mit ihrem größten Hit Red Red Wine, interessanterweise eine Coverversion eines langsamen Schlagers von Neil Diamond.

Da die meisten Songs doch von schlechter Audioqualität sind, wahrscheinlich von alten Schallplatten gesampelt habe ich noch nach anderen Kompilationen Ausschau gehalten. Leider ist Moderneres in meinen Augen „verhunzt“. Da wird Reggae mit Elektropop gemischt oder es wird drüber gerappt, was eigentlich ein Widerspruch ist, ist Rapp doch eher schnell und Reggae eher langsam. Aber es bestätigt sich mein Urteil über Rap: diese „Musikrichtung“ bekommt jeden Stil klein. Egal worüber man rappt, es klingt danach immer gleich scheiße. Bob Marley gilt ja als der erfolgreichste Reggaekünstler, obwohl er viel zu früh gestorben ist. Er ist auch deswegen erfolgreich, weil er, um in den USA erfolgreich zu sein, seine Songs später mit Popelementen mischte. Mein absoluter Reggae-Lieblingshit „Could you be loved“ ist so ein Beispiel. Das ist eine gute Synthese. Andere Beispiele wären z.B. „Reggae Night“ von Jim Cliff oder „Dreadlock Holiday“ von 10cc. Mit dabei war auch ein Lied das mich an meine Praktikumszeit in der Chemischen Landesuntersuchungsanstalt Stuttgart kurz „Die Anstalt“ erinnert. Das „Praktikum“, eigentlich der letzte Teil des Studiums war sehr anstrengend. Vor allem sich innerhalb eines Jahres das ganze Lebensmittelrecht anzueignen war ziemlich fordernd und die Prüfer – Chemiker, die seit Jahren dort arbeiteten und Spezialisten auf ihrem Gebiet waren, legten die Latten sehr hoch. Damals hörte ich ziemlich oft „You can get it if you really want“, mit Betonung auf „but you have to try, try and try ...“. Immerhin, danach waren alle folgenden Ausbildungen Pipifax.

Mein zweitliebster Reggaesong ist „Vietnam“ von Jimmy Cliff, den ich erst durch die Sammlung schätzen lernte. Er hat alles, was einen guten Reggaesong ausmacht. Eine durchgängige, einfache Reggaemelodie, einen politischen, einfachen Text (auch gerne genommen: alttestamentarische Motive), langsam gesungen und den typischen Backgroundchor mit sehr hellen Stimmen. Bob Dylan bezeichnet ihn als den „besten Protestsong", den er jemals gehört habe.

„Vietnam“ ist auch eine schöne Brücke zum zweiten Teil des Blogs: generationsspezifische Unwörter. Es gibt Wörter, die sind für eine Generation prägend, man kann sie nicht hören, ohne an ein bestimmtes Ereignis oder einen bestimmten Tatbestand zu denken. Vietnam wegen des Kriegs wahrscheinlich für die Generation vor mir. Bei mir sind es Wörter wie „Neutronenbombe“ und „Nachrüstung“. Obwohl ich in den frühen Achtziger Jahren durchaus kein Pazifist war, war ich gegen beides. Ich habe damals von Hoimar von Dithfurt „Nun last uns doch ein Apfelbäumchen pflanzen“. Das Buch beschäftigt sich mit den Menschheitsproblemen, darunter auch Rüstung und Militär und psychologischen Erkenntnissen, die erklären sollen, weshalb wir diese haben. Da erfuhr ich einiges über das Militär und das Rüsten. So, dass man Landminen so konstruiert, dass sie nicht tödlich sind. Begründung: ein verletzter Soldat bindet etliche andere Soldaten, die ihn abtransportieren und versorgen müssen, Zudem senkt ein vor Schmerzen Schreiender die Moral. Für die Nachrüstung spielt ein Wort eine Rolle, das schon Stanley Kubrik auf die Schippe nahm: „Die Lücke“. Wann immer eine der beiden Supermächte in einem Gebiet sich hinter dem Gegner sieht, wird von einer „Lücke“ gesprochen, die man durch "Nachrüstung" schließen muss. Der Gegner sieht dann auch eine „Lücke“ und so schaukelnd sich das Rüsten hoch. So auch bei der Nachrüstung. Es gab damals so viele Atomsprengkopf, das als eine Forschergruppe welche die Folgen eines Atomkrieges berechnen wollte, feststellte, dass man nicht nur für jeden Militärstützpunkt einen Sprengkopf hatte, nicht nur für jede Stadt, selbst mittelgroße, sondern man so viele Atombomben hatte, dass man alle Städte weltweit mit mehr als 100.000 Einwohner bombardieren konnte. Da nun auf die Idee zu kommen, nur weil Russland einige neue Mittelstreckenraketen stationiert, gäbe es eine „Lücke“, kann in meinen Augen nur jemand mit einem sehr beschränkten Geist kommen. Viel gebessert hat sich nicht. Man hat zwar abgerüstet, aber immer noch die Hälfte der damaligen Sprengköpfe. Damals waren es 33.000 weltweit nun sind es „nur noch“ 15.400. Immer noch viel zu viele.

Die Neutronenbombe ist anders als die Nachrüstung ja heute nicht mehr so oft zu hören. Das war eine Atomwaffe die Reagan in Europa stationieren wollte und die auch nur in Europa (genauer gesagt: Deutschland) eingesetzt werden sollte. Das Perverse an der Neutronenbombe ist die Konstruktion. Bei einer normalen Atombombe geht die meiste Energie in die Wärmestrahlung, die dann mit der Hitze und der Druckwelle durch die erhitzte Luft tötet. Bei der Neutronenbombe ist es gerade umgekehrt. Die meiste Energie wird als Neutronenstrahlung freigesetzt. Neutronen sind sehr durchdringend und daher wollte man sie wohl einsetzen, denn vor ihr schützen so keine gepanzerten Fahrzeuge, die relativ gut vor der Hitze und Druckwelle schützen. (Zumindest, wenn man nicht direkt im Zentrum ist). Die Folge: Die Personen sterben an Strahlenschäden, anders als bei einer konventionellen Exlosion dauert dies Tage bis Wochen, es versagen nach und nach alle Organe, weil die Zellen geschädigt sind. Dafür bleibt mehr von der Infrastruktur also Gebäuden, Brücken, Schienenwegen erhalten, je weiter man vom Explosionsort wegkommt. Kurz es ist eine Waffe, die ein Gebiet von Menschen "säubert“, aber alle technischen Geräte und Gebäude bleiben erhalten. Schließlich nützt einem ein erobertes Gebiet nichts, wenn dort alles verwüstet ist. Das war und ist in meinen Augen eine enorme Perversion.

Ich denke für die heutige Generation sind wahrscheinlich Wörter wie „911“ oder Afghanistan ähnliche Reizwörter. Ich glaube sie prägen sich besonders gut ein, wenn man jung ist, wie das ja auch bei vielen anderen Dingen ist. Gottseidank vergisst man auch wieder welche. Wie die leere Worthülse von Kohl über die „geistig-moralische Erneuerung“. Der gute Mensch war ja ein so schlechter Redner mit Schachtelsätzen ohne jegliche Aussage, dass es vielen nicht mal auffiel, als einmal die ARD aus Versehen die Neujahrsansprache des Vorjahres sendete. Andere werden wieder aus der Erinnerung geholt wie „Tschernobyl“ nach Fukoshima und der Fertigstellung des zweiten Sarkophages.

Was sind für euch solche „Reizwörter“?


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