Glaubwürdiger Transport Boden-Orbit

[HMS Fearless]

Ich suche nach einer oder mehreren Methoden um Waren und Personal vom Boden eines erdähnlichen Planeten in eine Umlaufbahn (300-500 km) und gegebenenfalls wieder zurück zu bringen.

Besonders wichtig sind dabei die Faktoren Zuverlässigkeit (kurze Startvorbereitung, all-Wetter-Tauglichkeit) und Wirtschaftlichkeit.

Weiter sollte(n) die Methode(n) zumindest vom Konzept her einer Begegnung mit der Realität standhalten, da es um Hard-SciFi geht

Meine Idee wäre ein SSTO System vom Schlage einer Rockwell X-30

Entweder mit einer Kombination aus SCRAMJET/Raketentriebwerk oder Aerospike.

Zum Start fielen mir ein Trägerfugzeug oder ein System mit überdimensionierten RATO-Boostern ein.


Was meint ihr?

[General Quicksilver]

Du könntest auchg das Konzept eines Weltraumaufzuges heranziehen (was aber nur am Äquator mit einer Gegenstation im Geostationären Orbit funktionieren würde, aber dennoch eigentlich ein "Aussteigen" in allen Höhen ermöglichen würde, was halt eine zusätzliche Beschleunigung der Objekte in den entsprechenden Höhen erfordern würde). Das Konzept wäre, zumindest theoretisch Umsetzbar.....

[McWire]

Meine bisherigen Ideen habe ich in http://www.scifi-forum.de/off-topic/...hnologien.html gesammelt.

Weltraumaufzug ist mein Favorit, insbesondere wenn man es gleich als Netzwerk betrachtet. Man könnte im Orbit Andochstationen für Raumschiffe erreichten, die Aufzüge direkt zur Oberfläche haben. Geht aber halt nur auf vorbereiteten Planeten. Auf unbewohnten Planeten helfen dann nur Hilfsfahrzeuge wie Shuttleschiffe. Beamen scheidet ja aus naheliegendne Gründen aus.

Ansonsten sollte man bei der Raumschiffentwicklung halt solche konstruieren, die auf den Planeten auch landen können.

[HMS Fearless]

Du könntest auchg das Konzept eines Weltraumaufzuges heranziehen (was aber nur am Äquator mit einer Gegenstation im Geostationären Orbit funktionieren würde, aber dennoch eigentlich ein "Aussteigen" in allen Höhen ermöglichen würde, was halt eine zusätzliche Beschleunigung der Objekte in den entsprechenden Höhen erfordern würde). Das Konzept wäre, zumindest theoretisch Umsetzbar.....

Ein Problem hast du bereits angesprochen.
Du kannst nicht einfach im LEO aussteigen, da du noch nicht genug Geschwindigkeit hast. Die benötigte Geschwindigkeitsänderung wäre immer noch beträchtlich.

Wäre es möglich ein Shuttle aussen an den Lift zu hängen und dann in, sagen wir, 200 km Höhe abzukoppeln, wonach es sich selbstständig auf die nötige Geschwindikeit für einen erdnahen Orbit beschleunigt?

Denn gerade für den Transport von Menschen in einen Geostationären Orbit ist der Aufzug ungeeignet, da sich die Kabine tagelang im Van-Allen-Gürtel befinden müsste. Und mit einer Strahlendosis von bis zu 200 mSv/h ist das nicht unbedingt gesund.

Zudem stellt sich die Frage ob in 50 oder 100 Jahren die für den Bau nötigen Materialien bereitstehen.



Mir geht es hier weniger darum verschiedene hypothetische Methoden aufzuzählen, sondern sie auf ihre Machbarkeit hin zu analysieren.

Es interessiert mich also weniger was für eine bestimmte Methode spricht, als viel mehr was dagegen spricht.

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Zpinch(Minimag-Orion)

[HMS Fearless]

Der Orion-Antrieb eignet sich imho aus dem selben Grund nicht für den Start von einem bewohnten Planeten, wie auch Atom- oder Fusionstriebwerke:

Nach dem ersten Start würde dein Raumhafen aussehen wie Hiroshima 1945.

Und da ich nicht will, dass die Umgebung meines Startplatzes für die nächsten 10'000 Jahre Nachts blau leuchtet, muss ich mich eben nach anderen Möglichkeiten umsehen.

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Der Orion-Antrieb eignet sich imho aus dem selben Grund nicht für den Start von einem bewohnten Planeten, wie auch Atom- oder Fusionstriebwerke:

Nach dem ersten Start würde dein Raumhafen aussehen wie Hiroshima 1945.

man kann ja mit einem konventionellen Antrieb in ein paar Kilometer höhe bevor man den Fusionsantrieb zündet

Und da ich nicht will, dass die Umgebung meines Startplatzes für die nächsten 10'000 Jahre Nachts blau leuchtet, muss ich mich eben nach anderen Möglichkeiten umsehen.

ist ja nicht mit einer Spaltungsbombe gezündet->Strahlung minimal

[General Quicksilver]

Ein Problem hast du bereits angesprochen.
Du kannst nicht einfach im LEO aussteigen, da du noch nicht genug Geschwindigkeit hast. Die benötigte Geschwindigkeitsänderung wäre immer noch beträchtlich.

Wäre es möglich ein Shuttle aussen an den Lift zu hängen und dann in, sagen wir, 200 km Höhe abzukoppeln, wonach es sich selbstständig auf die nötige Geschwindikeit für einen erdnahen Orbit beschleunigt?

Denn gerade für den Transport von Menschen in einen Geostationären Orbit ist der Aufzug ungeeignet, da sich die Kabine tagelang im Van-Allen-Gürtel befinden müsste. Und mit einer Strahlendosis von bis zu 200 mSv/h ist das nicht unbedingt gesund.

Zudem stellt sich die Frage ob in 50 oder 100 Jahren die für den Bau nötigen Materialien bereitstehen.

Mir geht es hier weniger darum verschiedene hypothetische Methoden aufzuzählen, sondern sie auf ihre Machbarkeit hin zu analysieren.

Es interessiert mich also weniger was für eine bestimmte Methode spricht, als viel mehr was dagegen spricht.

Ich denke, dass das Anhängen eines Shuttles relativ einfach wäre, man könnte ja schleißlich die "Aufzugskabine" von Vorneherein als Schlitten ausführen, an den das Shuttle nur verankert würde. Dann könnte es in vielleicht 220-250km Höhe ausgeklinkt werden, worauf es sich erstlangsam mit kleinen Schubstößen aus Hilfstriebwerken vom Kabel entfernt und dann in ca 205-210km Höhe kurzzeitig die Haupttriebwerke zündet, um dann auf 200km Höhe die benötigte Geschwindigkeit für einen stabilen Orbit zu erreichen...

Der Van-Allen-Gürtel erübrigt sich bei der von dir gewünschten Höhe von 200km - 500km, da er laut Wikipedia erst bei 700km Höhe beginnt, das Seil muss nur bis in den Geostationären Orbit reichen, benutz müssen die Oberen Bereiche nicht werde (außer z.B. für Materialtransporte)...
Wieso tagelang? In den oberen Atmosphärenschichten könnte der AUfzug eigentlich ohne weiteres auf z.B. 10000 km/h beschleunigt werden, da ja der Luftwiderstand zu vernachlässigen wäre. Das hätte dann zur Folge, das sich die gesammte Reisezeit dann auf z.B. 6h verkürzen würde, (käme auf die Stärke der Beschleunigung und Verzögerung an)...

Theoretisch könnte man das Seil aus allem möglichen machen, die Frage wäre nach dem Sinn (ich habe irgendwie mal was gelesen, das man mit einem Material, was die Doppelte Zugfestigkeit von Stahl hätte (wurde auch genannt), ein solches Seil bauen könnte (dummer weise hätte es im Endpunkt im Orbit 14m Durchmesser und am Boden nur 1mm)). Mit Kohlenstoffnanoröhrenseilen würde das gehen, das derzeitige Problem in der Herstellung ist, das alle par Meter(?) ein Doppelter Gitterdefekt auftritt (2 Kohlenstoffatome fehlen direkt benachbart im Röhrchen), was die Zugfestigkeit doch ziemlich herabsetzt; wenn das aber mal beherscht wird, wäre die Konstruktion wohl auch wirtschaftlich möglich (zumindest soweit ich das von meinem aber doch nciht merh ganz aktuellen Kentnisstatand her weiß).

Du willst sicher sinnvolle Möglichkeiten haben,

Den außer Sinnlosigkeitkeit würde nichts gegen einen solchen Weltraumaufzug sprechen, weil die prinzipielle Konstruktion selbst mit Stahl möglich wäre, nur das das Seil im Orbit dann wohl mehrere Fußballfelder Querschnitt hätte....
Also das Fazit: Möglich ja; Realisierbar ja; Aufwand Nutzen Verhältnis (zur Zeit) (sehr) schlecht;



Könnte man nicht eigentlich für so niedrige Orbits nicht auch erdgebundene Superhohe Strukturen errichten? 200km sind zwar viel, aber ich würde es nicht für völlig unmöglich halten?

[Schlachti]

Eine Art große Railgun wäre auch eine Möglichkeit schnell und billig Material ins Weltall zu schießen. Man müsste dazu dann auch eine standartiersierte Raumkapsel mit Antrieb bauen. In die Kapseln kommen dann Menschen oder Material. Durch die Rießenrailgun wird die Raumkapsel dann auf Fluchtgeschwindigkeit beschleunigt und ins All geschossen. Dort angekommen kann sie dann ihren eigenen Antrieb zünden und an einer Raumstation oder einem Raumschiff im Orbit andocken. Man kann die Kapsel dann demontieren. Oder man konstruiert sie so, dass sie wie ein Space Shuttle fähig ist wieder auf dem Planeten zu landen. Dann kann man mit ihr wieder Personal oder Material zurückschicken.

[HMS Fearless]

Ob der Aufwand und die Risiken eines Aufzuges das wert sind, wage ich zu bezweifeln.


persönlich halte ich horizontal startende Shuttles für die plausiebelste Möglichkeit.
Das verwenden eines Trägerflugzeugs dürfte hilfreich sein.

Konkreter sähe das imo so aus:

Das Shuttle wird von einem Unterschall-Trägerflugzeug auf eine Höhe von sagen wir mal 10 km gehoben. Dort kuppelt das Shuttle ab und setzt den Flug mit seinem eigenen Raketentriebwerk fort.
Da das Shuttle in dieser Fase wie ein Flugzeug aufsteigt verbraucht es deutlich weniger Treibstoff als eine horizontal aufsteigende Rakete.
Eventuell könnten zusätzliche Booster-Raketen, die anschliessend abgeworfen werden und an einem Fallschirm zur Erde zurück kehren, hier helfen weiter Treibstoff zu sparen.


Eine andere Möglichkeit wäre es das Shuttle ohne Trägerflugzeug starten zulassen.
Hierfür wäre es zusätzlich zum Raketentriebwerk mir einem Scramjet Triebwerk ausgerüstet.
Start und Beschleunigung auf eine Geschwindigkeit, bei der das Scramjet arbeiten kann würden von überdimensionierten RATO-Boostern übernommen, die nach Brennschluss abgeworfen werden.

Eine Art große Railgun wäre auch eine Möglichkeit schnell und billig Material ins Weltall zu schießen. Man müsste dazu dann auch eine standartiersierte Raumkapsel mit Antrieb bauen. In die Kapseln kommen dann Menschen oder Material. Durch die Rießenrailgun wird die Raumkapsel dann auf Fluchtgeschwindigkeit beschleunigt und ins All geschossen. Dort angekommen kann sie dann ihren eigenen Antrieb zünden und an einer Raumstation oder einem Raumschiff im Orbit andocken. Man kann die Kapsel dann demontieren. Oder man konstruiert sie so, dass sie wie ein Space Shuttle fähig ist wieder auf dem Planeten zu landen. Dann kann man mit ihr wieder Personal oder Material zurückschicken.

Das Problem hierführ ist: Du müsstest das Geschoss mit deiner Railgun bereits in der dichten Luft der Troposphäre auf Hyperschall beschleunigen.
Dafür brauchst du ein riesiges Geschütz mit einem enormen Enegiebedarf, und hast dennoch nur begrenzte Nutzlasten, die erst noch auf relativ beschleunigungs-unempfindliche Ware beschränkt sind.

[prince]

Eine Art große Railgun wäre auch eine Möglichkeit schnell und billig Material ins Weltall zu schießen. .

Das funktioniert nicht weil die Geschwindigkeit dann so hoch sein müsste das die Objekte verglühen.
Solche magnetischen Schleudern könnten aber super Material von der Mondoberfläche ins All schiessen.

[Schlachti]

Das Shuttle wird von einem Unterschall-Trägerflugzeug auf eine Höhe von sagen wir mal 10 km gehoben. Dort kuppelt das Shuttle ab und setzt den Flug mit seinem eigenen Raketentriebwerk fort.
Da das Shuttle in dieser Fase wie ein Flugzeug aufsteigt verbraucht es deutlich weniger Treibstoff als eine horizontal aufsteigende Rakete.
Eventuell könnten zusätzliche Booster-Raketen, die anschliessend abgeworfen werden und an einem Fallschirm zur Erde zurück kehren, hier helfen weiter Treibstoff zu sparen.

Das war sogar mal geplant. Nannte man glaub ich Sänger-Transportsystem.
Dabei hätte man ein große Flugzeug eingesetzt, dass sehr hoch fliegen kann. Dieses hätte das Shuttle huckepack genommen. Nach erreichen der Maximalhöhe sollte das Shuttle von der Oberseite des Transportflugzeugs starten. Dadurch hätte es sehr viel weniger Sprit gebraucht, als wenn es konventionell mit Trägerraketen oder Boosttanks (Spaceshuttle) in den Orbit befördert wird.

@prince
So stark müsste die Railgun die Kapsel gar nicht beschleunigen. Etwas mehr als Fluchtgeschwindigkeit wäre vollkommen ausreichend. Die erreicht auch jede moderne Rakete. Dann sollten die Raumkapseln das aushalten. Sie müsste natürlich schon einen Hitzeschild haben. Damit sollte das aber gehen.

[HMS Fearless]

Das war sogar mal geplant. Nannte man glaub ich Sänger-Transportsystem.
Dabei hätte man ein große Flugzeug eingesetzt, dass sehr hoch fliegen kann. Dieses hätte das Shuttle huckepack genommen. Nach erreichen der Maximalhöhe sollte das Shuttle von der Oberseite des Transportflugzeugs starten. Dadurch hätte es sehr viel weniger Sprit gebraucht, als wenn es konventionell mit Trägerraketen oder Boosttanks (Spaceshuttle) in den Orbit befördert wird.

Mir ist immernoch schleierhaft warum das System von der NASA nie ernsthaft verfolgt wurde.
Das es möglich ist ein Shuttle Huckepack von einem Trägerflugzeug zu starten haben sie mit den Enterprise-Testflügen ja selbst bewiesen.

[Schlachti]

Mir ist immernoch schleierhaft warum das System von der NASA nie ernsthaft verfolgt wurde.
Das es möglich ist ein Shuttle Huckepack von einem Trägerflugzeug zu starten haben sie mit den Enterprise-Testflügen ja selbst bewiesen.

Soweit ich weiß war das für die ESA geplant. warum das nicht verwirklicht wurde weiß ich auch nicht.
Das die NASA das nicht verfolgt wundert mich nicht. Die verwenden trotz der häufigeren Unfälle immer noch die alten Spaceshuttles. Obwohl die auch technisch schon veraltet sind. Vor allem der Hitzeschild ist das Hauptproblem.
Ich hab so vor einem Jahr mal eine Dokumentation über Hitzeschilder gesehen. Da wurde auch ein Hitzeschild erklärt der vor kurzem von deutschen Wissenschaftlern für die ESA entwickelt wurde. Dieser besteht nicht aus vielen einzelnen Kacheln sondern aus einem Stück. Er ist deswegen viel weniger wartungsintensiv als das von der NASA verwendete System. Die müssen ja nach jeder Landung eines Spaceshuttles fast den komletten Hitzeschild austauschen. Außerdem ist er viel billiger herzustellen und hällt auch größere Hitze aus. Dadurch dass er aus einem Stück besteht ist er auch viel sicherer. Näheres weiß ich leider auch nicht dazu.

Ich hab noch ein interessantes Konzept gefunden um Material wirtschaftlich ins All zu bringen.
http://www.dlr.de
Dabei wird das Raumfahrzeug mit einem vom Boden aus abgeschossenen Laserstrahl beschleunigt.

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Soweit ich weiß war das für die ESA geplant. warum das nicht verwirklicht wurde weiß ich auch nicht.

Politik, Misskalkulation im Budget, Konkurrenz zum Hermes-Programm...
stattdessen Arbeitet man nun am Hopper -Programm
frag mich wie lange sie brauch das in den Sand zu setzen

Das die NASA das nicht verfolgt wundert mich nicht. Die verwenden trotz der häufigeren Unfälle immer noch die alten Spaceshuttles. Obwohl die auch technisch schon veraltet sind.

dort war ja die X33 als Nachfolger geplant dann aber auch wegen Kostnexplosion verworfen.
Stattdessen geht man nun mit dem Ares in Richtung Ariane(konventionelle Rakete)

Vor allem der Hitzeschild ist das Hauptproblem.
Ich hab so vor einem Jahr mal eine Dokumentation über Hitzeschilder gesehen. Da wurde auch ein Hitzeschild erklärt der vor kurzem von deutschen Wissenschaftlern für die ESA entwickelt wurde. Dieser besteht nicht aus vielen einzelnen Kacheln sondern aus einem Stück. Er ist deswegen viel weniger wartungsintensiv als das von der NASA verwendete System. Die müssen ja nach jeder Landung eines Spaceshuttles fast den komletten Hitzeschild austauschen. Außerdem ist er viel billiger herzustellen und hällt auch größere Hitze aus. Dadurch dass er aus einem Stück besteht ist er auch viel sicherer. Näheres weiß ich leider auch nicht dazu.

naja Raumfahrt ist auch immer zum Teil Subventionspolitik und Prestige, ergo wird man nur wenn es sich nicht irgendwie vermeiden lässt auf Produkte nicht heimischer Herstellung zurückgreifen