Startphase zum Weltraum

[boman]

Hallo Zusammen!
Mich würde mal interessieren warum die Raumschiffe diese enormen Startgeschwindigkeiten brauchen? O.K. jetzt würde die Antwort kommen: Um die Erdanziehung zu überwinden . Warum ist es nicht möglich, ein Raumfahrzeug mit einem Trägerflugzeug auf z.B. 15 Km Höhe zu heben (Treibstoffersparnis) und dann mit einem Raketenantrieb weiter zu beschleunigen? Dabei kann das Raumschiff ja die erforderliche Höhe aufnehmen und zur ISS weiterfliegen. Da dort die Luft immer dünner wird müsste es doch möglich sein mit wenig Treibstoff auszukommen bis zum Bereich der Schwerelosigkeit wo nur noch Bruchteile an Treibstoff notwenig sein müssten um weiterzubeschleunigen .

Gruß
Boman

 

[Bynaus]

Das Problem ist nicht die Höhe, sondern die erforderliche Geschwindigkeit für einen Orbit. Ein Raumfahrzeug muss mindestens 8 km/s schnell fliegen, um sich auf einer stabilen Umlaufbahn halten zu können. Und das lässt sich nun mal zur Zeit nur mit Raketen erreichen.

 

[boman]

Kann man die erforderliche Geschwindigkeit nicht im Steigflug mit Ausnutzung der Fliehkraft erreichen. Quasi so als wäre ein normales Flugzeug unterwegs, welches einfach steigt und steigt?

 

[Bynaus]

Die Fliehkraft ist eine Scheinkraft kommt ja gerade erst durch die Geschwindigkeit. Erst wenn die Fliehkraft (aufgrund der hohen Geschwindigkeit) gleich gross wird wie die Schwerkraft, hat man Orbitalgeschwindigkeit erreicht und ist "schwerelos". Flugzeuge können nicht beliebig hoch steigen, denn sie wirken der Schwerkraft durch die Auftriebskraft ihrer Flügel entgegen, diese Auftriebskraft hängt aber von der der Dichte der Luft ab, die mit der Höhe abnimmt (deshalb haben Stratosphärenflugzeuge auch so extrem lange und dünne Flügel).

Die Fliehkraft kann also nicht "ausgenutzt" werden, um Geschwindigkeit zu erreichen, weil sie eben erst überhaupt durch Geschwindigkeit entsteht. Und diese muss zuerst erreicht werden - mit Raketen.

 

[DanGer]

jedoch muss man dazusagen das diese "überlegungen" die du anstellst, durchaus schon seit jahren geplant sind, und wahrscheinlich auch durchgeführt werden (rakete mit flugzeug auf eine bestimmte höhe,dann auskoppeln etc).. müsste man sich mal die meldungen der letzten wochen durchlesen, irgendwo stand da was von.

 

[Bynaus]

Das stimmt schon, was du sagst, DanGer - aber trotzdem ist es mit der Höhe allein nicht getan - man muss auch noch die nötige Geschwindigkeit erreichen. Ein Problem, mit dem sich zurzeit all diejenigen herum schlagen, die das erste private Orbitalfahrzeug bauen wollen...

 

[DanGer]

jop, schon klar gg aber man kann kräftig treibstoff sparen auf die weise.. die flugzeuge die solche lasten nah oben transportieren müssen natürlich erst noch gebaut werden..

meiner meinung nach gab es mal einen ansatz eine art "magnetschlitten" zu bauen, ähnlich transrapid.. um die geschwindigkeit schon vorher auf einige hundert km/h zu erhöhen.. gibts da irgendwas neues? hab nichts dergleichen gehört irgendwie.. (ok..es kann auch sein das es n traum von mir war.. aber nuja..)
wobei dann zu fragen wäre.. wie hoch kann man mit der technik beschleunigen, was wäre die einsparung.. ?
für menschen wohl kaum eine lösung, da die seitlichen g-kräfte doch sehr stark wären,wenn die rampe nach oben schiesst plötzlich,aber für fracht?

 

[boman]

Meine Frage zielte eigentlich nur auf eine Problemstellung ab! Der allseits bekannte Startablauf benötigt unmengen an Treibstoff (siehe Tanks der Space Shuttles). Der Shuttle wird senkrecht, in kürzester Zeit, auf die erforderliche Geschwindigkeit gebracht. Dabei gillt es nicht nur die Tanks, sondern auch das Shuttle selbst mit seiner Nutzlast zu beschleunigen. Warum nimmt man sich für den Start nicht mehr Zeit? Das müsste weniger Treibstoff erfordern, denke ich. Meiner Meinung nach könnte es so ablaufen. Das Shuttle wird mit einem Transportflugzeug auf eine Höhe von ca. 15 KM getragen. Nun weiß ich nicht wie dünn die Luft dort Oben ist. Ich denke nun könnten doch "normale" Triebwerke gezündet werden, die in der Höhe sehr wenig Treibstoff benötigen. Das Shuttle fliegt alleine weiter und gewinnt an Höhe. Ist die Maximalhöhe für Triebwerke erreicht, werden Raken gezündet, die den Shuttle weiter beschleunigen und durch eine Steuerung weiter an Höhe gewinnen lassen. Die Tragflächen haben ja nun fast keine Wirkung mehr, denke ich. Da in der bereits gewonnen Höhe die Luftreibung schon geringer ist als in den ersten 10 KM ist der Verbrauch des Treibstoffs doch durch die "normale" Startphase wie bei einem Flugzeug mit Sicherheit viel geringer. Denke ich da falsch? Warum macht man es nicht? Die Nutzlast müsste sich durch den gewonnenen Gewichtsvorteil der kleineren Tanks doch erhöhen?


Gruß
Boman

 

[Sanctitas]

Andere Startkonzepte

Hallo,

Es gab (und manchmal gibt es sie noch heute) Überlegungen, Studien und Testflüge für den Flugzeug-gestützten Start von Raketen.

Ebenso gab es schon Überlegungen zur bodengebundenen Beschleunigung auf Schienen (elektromagnetischer Schlitten).

Aber diese Konzepte sind viel teurer. Die erwartete Nutzlast ist kleiner. Außerdem ist die Beschleunigung beim Space Shuttle gar nicht so hoch, was empfindlicher Nutzlast sehr entgegenkommt.

Und wie immer gibt es die wirtschaftliche Kompomnente: Wer zahlt, wer will bauen? Was kostet der Flug pro Kilogramm Nutzlast?

Das Space Shuttle soll doch bald von einem Nachfolgemodell abgelöst werden. Wie sieht es denn dort mit dem Flugzeug-gestützten Start aus?

 

[Volker]

Flugzeug als Plattform

Hi Sanctitas,
ein Jammer, dass die zig Baustellen auf einmal aufmachen.
So wie ich das sehe, haben flugzeuggestützte Systeme den Nachteil, dass mit Flugzeugen, die Geld verdienen, eine genügend große Nutzlast nicht mitgenommen werden kann. Also müßte ein Spezialflieger her, der das hinkriegt. Und der müsste dann erst wieder ins Geld verdienen gebracht werden. Was könnte man mit einem riesigen, starken, schnellen und hoch fliegenden Flugzeug noch neues machen? Keine Ahnung...
Der Witz ist, dass es eigentlich fast alles bereits gibt was man für eine energische Fortführung der Raumfahrt braucht. Allerdings sollte man (vor allem die NASA) dann ideologische Scheuklappen ablegen und kooperieren.
Es gibt die Möglichkeit, Mannschaft und Material getrennt hoch zu schaffen.
Der Punkt Material ist mit geringer Modifizierung der heutigen Mittel zu schaffen.
Wir haben starke Trägerraketen zur Verfügung:
Die Delta IV heavy mit ca. 23t Nutzlast für niedrige Umlaufbahnen, die schon mit Nutzlasten von ca. 100t angedacht wird.
http://de.wikipedia.org/wiki/Delta_IV_(Rakete)
Die Atlas V heavy mit ca. 25t Nutzlast für niedrige Umlaufbahnen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Atlas_V_(Rakete)
Die Energija mit ca. 96t Nutzlast für niedrige Umlaufbahnen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Energija
Die Sojus die ja jetzt schon 3 Astronauten hochbringt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Sojus_(Rakete)



Die NASA will nur wieder sehr stark im Mittelpunkt stehen. Es ist leichter, Geld zu bekommen, wenn man so tut, als ob da noch wahnsinnig viel zu leisten wäre.

Ich frage mich, warum die NASA bei so viel vorhandenem know how überhaupt noch alles selber machen will.
Der Raumfahrtmarkt mit Satellitenstarts ist schon seit Jahren am brummen. Der Grund, warum man wenig darüber hört, ist nur die Alltäglichkeit.
Wirklich NEU ist nichts an dem, was wir brauchen.
Es ist ein durchdachtes Konzept nötig. So was wie ein Plan.

Meine Idee wäre, so viel wie möglich vorhandene Technik nutzen bzw. anpassen, standardisieren und zusammensetzen.
Nutzlast und Leute getrennt hochschicken. Wenn Kourou für die Sojus 2 funzt (angeblich 2008), kann man sechs Leute gleichzeitig starten in dem man einfach gleich zwei Sojus hochschickt. Die Nutzlast z.B. für die ISS wird – je nach Größe – auf die vorhandenen Raketentypen verteilt. Reicht die Kapazität für einzelne Bauteile nicht, muss man halt schaun, welche Rakete man verändert. Anbieten würde sich die Delta oder die Energija. Beide sind gut und groß genug dafür. Die NASA müsste dann halt für jeden Start zahlen. Und Neuentwicklungen an bestehenden Systemen kämen auch anderen Nationen zu Gute. Die Mondrakete im Baukastensystem sozusagen.
Vielleicht wär das der Startschuss für einen neuen Run in den Raum.

Wie gesagt – ich glaub nicht dran, dass die NASA wirklich das beste und schnellste Ergebnis will. Die betreiben Fund-Raising. Deshalb wird das alles noch etwas dauern.

Herzliche Grüße von Volker