PDF zum Download - Tim Boson / Condor

ohne dass sich darüber jemand Gedanken macht oder gar aufzuregen scheint. Das war & ist
die Ausgangslage. Es ist aber diese Sprachlosigkeit, die diesbezüglich schlimm ist, weil niemand
genau weiß, über was er gerade spricht, wie alt seine Informationen sind, welche Risiken
sie enthalten. Solange es eben nicht um BEMANNTE RAUMFAHRT ging, war das alles primär
nur eine Kostenfrage: Raketentriebwerke sind ursprünglich Teile von Waffen- oder Satellitensystemen,
die im Grunde nach sehr einfachen Prinzipien funktionieren. Auch in der Zukunft
werden die meisten Nutzlasten in einen Erdorbit mit einer herkömmlichen Rakete (d.h.
mit einem chemischen Antrieb) befördert werden. Diese Form ist heute sehr weit entwickelt
und kaum noch steigerbar. So beträgt die Energieausnutzung eines Treibstoffes heute zirka
98-99 %, d. h. man kann Raketentriebwerke nicht wesentlich effizienter bauen. Auch besteht
wenig Hoffnung noch leistungsfähigere Treibstoffe zu entwickeln. Das ist die Aktualität.
Tim Boson:
In aller Bescheidenheit, aber das klingt wirklich nicht sehr zukunftsträchtig. Da war ja wohl
Stanley Kubrick schon vor zehn Jahren viel weiter.
TSWS:
Aber eben nicht in der Praxis! Vergessen Sie nicht, dass in unseren Tagen, genauer am 15.
Dezember 2010 die SZ berichtete, dass nach 33 Jahren Reise die Nasa-Raumsonde Voyager1
den „Rand der Sonnensystems“ erreicht hat. So jedenfalls berichteten Nasa-Wissenschaftler
zwei Tage vorher auf einem Treffen der American Geophysical Union in San Francisco. Der
Flug war mehr als hundertmal so lang wie die Distanz der Erde zur Sonne. Das ist ein historisches
Datum ersten Ranges!
Im Fall der bemannten Raumfahrt ist ohnehin Alles ganz anders. Denken Sie nur an die
nächsten 50 Jahre. Falls die Menschheit (und nur im Kollektiv kann sie es riskieren) eine erste
Realisation des Mars-Projektes beabsichtigen sollte, wird die angedeutete gedankenlose Art
des ‚bottom-up’-Denkens unverantwortlich werden. Denn dann steht SICHERHEIT hoch im
Kurs. Und dabei darf man eine Besonderheit nicht übersehen: Die ‚bottom-up’-Entwicklung
von Raketenmotoren basiert keineswegs nur auf vielen f r ü h e r e n Entwicklungen, sondern
auch auf extrem teueren Experimenten. Letztere sind zudem auf nur wenige, ausreichend
genau zugängliche Messgrößen beschränkt. Wichtige Betriebsparameter wie Werte von Strömungsgeschwindigkeiten
der Verbrennungsgase oder gar der hohen Verbrennungstemperaturen
können nur durch Mischprogramme aus Experimentaldaten und aufwendigen Computersimulationen
hinreichend genau ermittelt werden. Die müssen aber auf naturwissenschaftlich
fundierten Theorien basieren, deren jeweiliger Anwendungsbereich genau bekannt sein muss.
Das ist mit dem derzeit praktizierten Design-Verfahren von Hochleistungstriebwerken für die
bemannte Raumfahrt nicht der Fall.
Der Grund ist darin zu sehen, dass ƞ-Werte von Raketentriebwerken sich auf Nennwerte des
Schubs („rated thrust“/„‘normal’ rated power“) beziehen, die (in %) per Konvention auf 100
gesetzt werden, gar nur in den englischen Fachtermini per definitionem(!) als unmissverständlich
gelten:
The 100% level (as sea or vacuum level) does not mean the maximum physical power level attainable.
Rather it is a specification, decided on early during STS-development, for the ‘normal’ rated
power level. Later studies indicate the engine could operate safely at levels above 100%, which is
now the norm. .. Then, if the power level was increased, that value was made 100%. Consequently,
all previous data and documentation would either require changing, or cross-checking
against what physical thrust corresponded to 100% power level on that date. .. Current launches
use 104.5% or 109% available for abort contingencies. .. À propos Space Science: STS-power
level affects engine reliability. Studies indicate the probability of an engine failure increases rapidly
with power levels over 104.5%, which is why those are retained for contingency use only.
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