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Autor Thema: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe  (Gelesen 12974 mal)

Ariane 42L

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #25 am: 14. April 2017, 17:50:55 »
...
Die Triebwerkslandung halte ich persönlich nicht mehr für aktuell bei der Oberstufe, ich tippe auf steuerbaren Fallschirm + Hüpfburg wie bei der Nutzlastverkleidung.
...

Ich tippe auf steuerbaren Fallschirm (Lenkfallschirm) und auffangen in der Luft durch ein Flugzeug.
So ähnlich wie die Amerikaner in den 196er und 197er Jahre die Rückkehrkapsel ihrer Spionagesatelliten geborgen haben.

Offline Quetzalcoatl

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #26 am: 14. April 2017, 19:46:00 »
Ich tippe auf steuerbaren Fallschirm (Lenkfallschirm) und auffangen in der Luft durch ein Flugzeug.

Dafür dürften die Verkleidungen viel zu viel Luftwiderstand haben. Maximal ginge das mit einem Hubschrauber. Halte ich alles aber für gefährlich und unsicher. Ich tippe eher auf sowas wie die Hüpfburg. Auf diesem Video konnte man doch sehen, dass man mit steuerbaren Schirme problemlos eine Punktlandung bei Geschwindigkeit 0 hinbekommen kann.

Offline MR

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #27 am: 15. April 2017, 00:49:42 »
Ich habe meine Zweifel, ob sich das wirklich lohnt. Die Stufe wird ja auf die selbe Geschwindigkeit wie die Nutzlast beschleunigt, man braucht also einen vollwertigen, wiederverwendbaren Hitzeschild. Ein ablativer Hitzeschild macht keinen Sinn. Als einziges kommt wohl ein Hitzeschild wie beim Shuttle in Frage. Wie viel kostet er und wie aufwendig wird die Wartung? Ein großes Fragezeichen ist aber beim Gewicht. Zur Erinnerung: Der Hitzeschild des Shuttle basierte auf Abstrahlung und Isolierung. Die meiste Energie wurde wieder abgestrahlt, der Rest sickerte langsam ins Innere. Dort kam die Hitze erst einige Zeit nach der Landung an, deswegen musste der Shuttle aktiv gekühlt werden, damit die Struktur nicht beschädigt wurde.

Wie macht man das bei einer Oberstufe? Kurz nach der Landung müssten Kühlleitungen angeschlossen werden. Zudem kommt eine reine Wasserlandung nicht in Frage. Kommt die Stufe mit Salzwasser in Kontakt, ist sie ein Totalschaden. Nächster Punkt ist die Verstärkung der Zelle. Wie weit muss die Oberstufe strukturell verstärkt werden, damit sie den Belastungen standhält? Oberstufen sind eigentlich so leicht wie möglich gebaut, weil jedes Kilo mehr 1:1 auf die Nutzlast durchschlägt.

Technisch sehe ich keine unüberwindlichen Probleme, aber es kann gut sein, das eine wiederverwendbare Oberstufe je nach Orbit die Nutzlast der F9 fast halbiert. Dazu kommen die Kosten für Bergung und Wartung. Die Oberstufe ist vergleichsweise günstig. Lohnt sich das wirklich?

Offline Hugo

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #28 am: 15. April 2017, 01:02:36 »
Was zwingt SpaceX denn, die Geschwindigkeit der Stufe in einem Rutsch raus zu nehmen? Warum nicht eine Solarzelle mitnehmen, und dann über einen längeren Zeitraum verzögern? Dann kann die Wärme problemlos abgestrahlt werden.

Die Dragon kommt ja Problemlos runter. Wenn die 2. Stufe erst langsam in eine ähnliche Umlaufbahn einschwenk, kann sie hier wieder abkühlen und dann den Wiedereintritt starten.

Da man dafür mit einer FH startet, hat man auch keine Probleme mit der Nutzlast.

Offline Schneefüchsin

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #29 am: 15. April 2017, 01:29:01 »
Nun ja bezüglich des Hitzeschildes können sie das selbe Material und ähnliche Dicke wie bei den Dragonkapseln nehmen. Dieser Hitzeschild zählt zwar zu den ablativen, dennoch ist anzunehmen, dass der nichtablative Teil auch recht groß ist, sonnst könnten sie die geplanten 10 mal landen damit nicht erreichen. Dass diese Hitzeschilde einen Wiedereintritt aus Orbitalgeschwindigkeit durchhalten wissen wir von der Dragonkapsel. Aus dieser Warte dürfte es also gehen. Auch wenn der Hitzeschild wohl anfangs eh ausgetauscht werden wird, wenigstens für Untersuchungszwecke.

Da die Last von oben (aus Sicht der der Stufe) auf sie einwirkt dürfte das auch kein Problem sein. Sie trug bisher schon eine Nutzlast von fast 10 Tonnen bei mehreren G Beschleunigung plus kräftigen Luftwiederstand auf das Fairing. Dies ist viel Kraft und mehr dürfte wohl  noch drinn sein, nach dem für was für Lasten sie die Rakete anbieten. dies würde so oder so einer Bremsverzögerung von mehreren G für die Stufe gleichkommen, wenn sie wieder zurück in die Atmosphäre taucht. Die Kraft käme auch aus der gleichen Richtung. Hier also auch keine großen Sorgen.

Die Hitze die in die Rakete geleitet wird wäre natürlich ein Problem, durch die Bremsverzögerung würde der flüssige Sauerstoff direkt an diesen Bulkhead anliegen und gewissermaßen gekocht werden, wenn die Dämmung nicht ausreicht. Alternativ wäre aber noch die Möglichkeit, dass ein Hohlraum dazwischen liegt und dieser mit unterkühlten Sauerstoff und Heliumgasen aus dem Sauerstofftank kontrolliert gekühlt wird.

Wenigstens die ersten beiden Punkte sind recht sicher und sehr sorgenfrei, ob das mit der Isolierung klappt ist die frage, wie viel Wärme während des Wiedereintritts in die Erdatmosphäre vor der Landung in die Rakete vordringt. Danach dürfte es ruhig auch etwas wärmer werden können, ohne große Probleme zu verursachen.

Das wirkliche Problem wird der Punkt mit dem Salzwasser, wenn sie auf einer Barke oder Hüpfburg oder sowas landen dürfte dies in Ordnung gehen, allerdings sollte der Hitzeschild nicht zu heiß für die Hüpfburg sein.  ;)

Grüße aus dem Schnee

Offline roger50

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #30 am: 15. April 2017, 03:08:41 »
Moin,

ihr denkt alle ein bißchen kurz. Wo bitte steht denn, daß die Landung der Oberstufe (die ich für wirtschaftlichen Unsinn halte, da zu billig) während des ersten Orbits und über Wasser stattfinden müßte? The Mighty Elon spricht nur von einer Landung.

Man kann durchaus 2, 3 oder mehr Umläufe abwarten und dann in den bekannten Wüstengebieten der USA landen. Ohne 'Hüpfburg' oder Trampolin....

Gruß
roger50

Offline Schneefüchsin

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #31 am: 15. April 2017, 03:40:10 »
Wir nehmen erstmal eine Ozeanlandungen an, aus verschiedenen Gründen.
Vor allem, da eine Landeerlaubnis für solch eine Höllenrittsdrohne vor allem bei den ersten malen, für eine Landlandung nicht zu erwarten ist.
Selbst wenn man ein auf mehrere km weit menschenleeres Gebiet hat, was einfach auch sehr teuer zu organisieren ist, kann ein Fehler beim Wiedereintritt eine riesige Abweichung vom Landegebiet ausmachen.

Daher ist davon auszugehen, das wenigstens die ersten X Landungen auf dem Wasser stattfinden.
Selbst wenn es nicht nötig wäre könnten wir nicht ausschließen, dass es nicht dennoch gemacht wird und allein aus der nicht unwahrscheinlichen Möglichkeit ist es nur fair sich über die spezifischen Risiken wie kaltes Salzwasser an einer aufgeheizten Rakete Sorgen zu machen.


Viel wichtiger ist aber: Was spielt es für eine Rolle, ob die Landung im Wasser oder am Land stattfindet?
Die Infrastruktur, die auf dem Wasser genutzt wird kann leicht an Land nachgebildet werden.
Eine Barke wird zu einer ebenen, befestigten Fläche.
Eine "Hüpfburg" im Wasser oder auf einem Schiff kann genau so in einer Wüste oder anderswo aufgebaut werden.
(Voll ausverkauftes Stadion und alle warten auf den Ehrengast, eine vom Himmelfallende Oberstufe ;D)

ich hoffe dies ist nicht zu kurz gedacht.


Zur Wirtschaftlichkeit stimme ich dir zu, hier wird es kniffliger. Vor allem bei GTO-Flügen.
Allerdings von billig kann man nicht unbedingt reden. Je nach Schätzung sprechen wir von 5 bis über 10 Millionen für eine Oberstufe. Dies ist im Bereich Raumfahrt nicht unbedingt viel, aber vorausgesetzt die Faringswiederverwendung und Erststufenwiederverwendung laufen wie erhofft kann es leicht passieren, dass die Oberstufe einen hohen Kostenanteil an der Rakete ausmacht. Wenn sie dann 30% vielleicht gar 50% der Raketenkosten für den Flug ausmacht ist das viel.
Ja, ich weiß, dies ist eine sehr optimistische Annahme.

Grüße aus dem Schnee

Offline R2-D2

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #32 am: 15. April 2017, 07:46:55 »
Was zwingt SpaceX denn, die Geschwindigkeit der Stufe in einem Rutsch raus zu nehmen? Warum nicht eine Solarzelle mitnehmen, und dann über einen längeren Zeitraum verzögern? Dann kann die Wärme problemlos abgestrahlt werden.

Die Dragon kommt ja Problemlos runter. Wenn die 2. Stufe erst langsam in eine ähnliche Umlaufbahn einschwenk, kann sie hier wieder abkühlen und dann den Wiedereintritt starten.

Da man dafür mit einer FH startet, hat man auch keine Probleme mit der Nutzlast.
Du willst die Oberstufe also irgendwo parken, wo sie die Bremswärme wieder abgeben kann... Wo soll das bitte sein?
Nach dem Bremsen bist Du in der Erdatmosphäre - vorher tritt gar keine Reibungswärme auf. (Man kann sich sicher langsam dem Wiedereintritt nähern, aber was hat man davon - die eigentliche Bremsbelastung umgeht man damit nicht.)
Danach kreisen wir dann in der oberen Atmosphärenschicht, x-mal um die Erde? Ohne Antrieb, ohne Auftriebshilfen?

Offline Doc Hoschi

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #33 am: 15. April 2017, 09:25:50 »
Eigentlich erscheint das Argument bei der Rückkehr einen Überflug von bewohntem Gebiet vermeiden zu wollen etwas seltsam, wenn man bedenkt, dass dies in der Vergangenheit bereits unzählige Male geschehen ist (X-37, Space Shuttle, Stardust Rückkehrkapsel, Genesis Rückkehrkaspel, zukünftig ja auch Dreamchaser etc.).
Bei keinem der Beispiele hat man gesagt, dass man das vorher ja noch nie erprobt hat und deshalb mal lieber ausreichend weit weg übers Meer geht.
Auch Spaceport America in New Mexico würde sich dafür eigentlich auch ganz gut eignen, da das Umfeld sehr dünn besiedelt ist und SpaceX dort noch immer Miete für ihr Pad zahlt, welches ja auch per Gleitschirm (bzw. dann sicherlich wohl eher via Gleitfallschirm wie bei der X-38 oder WorldView geplant bzw. auch bereits getestet) angesteuert werden kann....:).

Wenn sie dann 30% vielleicht gar 50% der Raketenkosten für den Flug ausmacht ist das viel.
Nur entscheiden die relativen Anteile an den Gesamtkosten ja nicht über die Wirtschaftlichkeit. Wenn SpaceX allerdings von letzterer überzeugt ist und es versuchen wollen, sind wir Raumfahrtfans sicherlich die letzten, die das verurteilen würden.
Douglas Adams: "In an infinite universe, the one thing sentient life cannot afford to have is a sense of proportion."

Offline Sensei

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #34 am: 15. April 2017, 11:29:51 »
Ich bin dabei das alles (F9, F9 S1 Reuse, F9 S1+Faring Reuse, F9 komplett Reuse, FH, FH reuses.... Kosten und Nutzlast) zu Überschlagen.
Ergebnise gibt es dann Heute Abend oder morgen ;)

Offline RonB

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #35 am: 15. April 2017, 13:34:37 »
Da die zweite Stufe ein relatives Leichtgewicht ist kann man glaube ich davon ausgehen, dass eine Landung mit dem Triebwerk keine unlösbare Aufgabe ist. Die atmosphärische Abbremsung wird auf jeden Fall über einen Hitzeschild erfolgen wird kann man den Eintrittswinkel und die Geschwindigkeit auch noch beeinflussen. Ob ein Fallschirmsystem mit entsprechender Steuerungstechnik vom Platz, Gewicht und Preis her Vorteile gegenüber einem zusätzlichen Tank bringen würde kann ich mir eigentlich nicht vorstellen.
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Offline Doc Hoschi

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #36 am: 15. April 2017, 14:48:29 »
Das macht gerade gewichtstechnisch meiner Meinung nach sogar einen sehr großen Unterschied.
Dass man ca. 8-10t problemlos mit einem Gleitfallschirm landen kann, haben Ende der 90er ja die Versuche um das gestrichene Rettungsshuttle der ISS (X-38) gezeigt, obwohl ich nicht weiß wie schwer die Versuchsvehikel waren.

Zitat
Automated landing by parafoil was to be at a speed of 65 km/hr and a sink rate of 3.7 m/s.

Douglas Adams: "In an infinite universe, the one thing sentient life cannot afford to have is a sense of proportion."

Offline Gerry

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #37 am: 15. April 2017, 15:01:58 »
An Fallschirmlandung glaube ich auch eher nicht.

Ich habe meine Zweifel, ob sich das wirklich lohnt. Die Stufe wird ja auf die selbe Geschwindigkeit wie die Nutzlast beschleunigt, man braucht also einen vollwertigen, wiederverwendbaren Hitzeschild. Ein ablativer Hitzeschild macht keinen Sinn. Als einziges kommt wohl ein Hitzeschild wie beim Shuttle in Frage. Wie viel kostet er und wie aufwendig wird die Wartung? Ein großes Fragezeichen ist aber beim Gewicht. Zur Erinnerung: Der Hitzeschild des Shuttle basierte auf Abstrahlung und Isolierung. Die meiste Energie wurde wieder abgestrahlt, der Rest sickerte langsam ins Innere. Dort kam die Hitze erst einige Zeit nach der Landung an, deswegen musste der Shuttle aktiv gekühlt werden, damit die Struktur nicht beschädigt wurde.

Wie macht man das bei einer Oberstufe? Kurz nach der Landung müssten Kühlleitungen angeschlossen werden. Zudem kommt eine reine Wasserlandung nicht in Frage. Kommt die Stufe mit Salzwasser in Kontakt, ist sie ein Totalschaden. Nächster Punkt ist die Verstärkung der Zelle. Wie weit muss die Oberstufe strukturell verstärkt werden, damit sie den Belastungen standhält? Oberstufen sind eigentlich so leicht wie möglich gebaut, weil jedes Kilo mehr 1:1 auf die Nutzlast durchschlägt.

Technisch sehe ich keine unüberwindlichen Probleme, aber es kann gut sein, das eine wiederverwendbare Oberstufe je nach Orbit die Nutzlast der F9 fast halbiert. Dazu kommen die Kosten für Bergung und Wartung. Die Oberstufe ist vergleichsweise günstig. Lohnt sich das wirklich?

BL hat das ja in seinem Blog (vorige Seite) mal überschlagen und kommt auf etwa 2,2t Nutzlasteinbusse. Also für GTO-Nutzlasten wäre das schon recht viel bei der Falcon 9, aber für LEO-Flüge wie mit den Dragons oder GTO dann mit der Heavy wäre das überschaubar.
Raumcon-Realist

Offline Klakow

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #38 am: 16. April 2017, 09:00:15 »
Die erste Frage die ich mir stelle ist, gibt es dann zwei verschiedene Oberstufen?
Die jetzige und eine neue und wie sieht die aus.
Dann natürlich die Frage wann soll die kommen, zwei , drei oder fünf Jahre?
Schauen wir zunächst mal die Fakten an, derzeit sind über 50% der Aufträge wohl GTO, und gerade da kann man sich einen hohen Nutzlastverlust bei der F9 sicher nicht leisten, bei der FH sieht das natürlich besser aus, es sei den man benötigt jedes bisschen an deltaV was man kriegen kann (Pluto z.B.).
Die Option zwei verschiedene Versionen anzubieten erscheint mir hier sehr wahrscheinlich.
Vielleicht ähnlich wie man das bei der F9S1 schon heute macht.
Man hat natürlich noch Möglichkeiten die zusätzliche Masse zu kompensieren,  z.B. Tankmaterial wie bei ITS/BFR, dickeren Core, dass verbessert das Strukturgewicht und senkt die thermische Belastung beim Wiedereintritt und natürlich Raptor. Plant man mit zwei Jahren, so wird man kaum die Vorrichtungen zur Wiederverwendung und die Änderungen für ein Kompensation machen können, bei fünf Jahren aber sicher.
Soweit ich mich erinnere hat EM mal gesagt eine Wiederverwendung der oder dieser Oberstufe
Kostet zuviel Nutzlast, das mag unter Einbeziehung der FH vielleicht gehen, aber betriebswirtschaftlich macht das unter 100 Starts im Jahr vermutlich keinen Sinn.
Hat man in Zukunft zwei Versionen, könnte sich das im Hinblick auf web@space aber sehr lohnen, das könnte nei halbe Billion $/a sparen.
Ein dickerer Oberstufencore mit neuen Tanks mit Weiternutzung von Merlin dürfte relativ einfach zu machen sein und hat bei gleichem Durchmesser wie bei den Fairings weitere Vorteile, wird aber die Nutzlastverluste nicht vollständig kompensieren können.
Bleibt dabei nur die Frage, wo die dann Landen würde.

Offline RonB

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #39 am: 16. April 2017, 14:10:51 »
Vielleicht wird man eine Rückführung der zweiten Stufe erst einmel bei LEO Flügen versuchen. Wenn eine Landung schon im nächsten Jahr erfolgen soll halte ich die zwei Versionen Variante für nicht machbar. Was in drei bis fünf Jahren passiert ist eine andere Frage. Für die zweite Stufe auf der FH ergeben sich natürlich dann ganz andere Möglichkeiten.
Es recht zu machen Jedermann ist eine Kunst die keiner kann.

Offline Klakow

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #40 am: 16. April 2017, 14:20:46 »
Einfach wir auch ein erster Schritt leider nicht, schon deswegen weil man dann wohl eine längere Betriebsdauer braucht um zu einem geeigneten Zeotpunkt die Bahnänderung für den Wiedereintritt durchzuführen.
Bin mal gespannt wann wir da erste Schritte sehen.

Offline Schneefüchsin

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #41 am: 16. April 2017, 17:43:02 »
Zwei verschiedene Stufen wird wenn wohl so, wie bei der Erststufe umgesetzt.
Zusatzequipment wie mögliche Beine, Hitzeschild und was sonnst noch, wird so konzipiert, dass sie beim Bau der Stufe leicht weg gelassen werden können.
Auf diese Weise wäre die Fertigungsstraße die Gleiche, bis auf ein paar entsprechende Anpassungen am Ende.

Die Wirtschaftlichkeit der wiederverwendbaren Oberstufe durch Austausch der F9 durch eine FH hängt sehr mit der Wirtschaftlichkeit der Unterstufen zusammen.
Fairing, Range und ähnliches dürften in beiden fällen ähnlich genug sein, das hier kein Unterschied herrscht.
Angeblich soll der Treibstoff einer F9 Mission etwa 200.000$ kosten, damit wären für die FH knapp 400.000$ aus dieser Sparte zusätzlich zu erwarten.
Wenn beispielsweise die Oberstufe 10 Millionen kostet (Fertigung) und eine Wiederaufbereitung eines Boosters 5 Millionen wären sämtliche Einsparungen durch die 2 zusätzlichen Booster aufgefressen. Kostet im selben Fall die Wiederaufbereitung der Booster nur 1 Million wären der Wechsel von einer F9 auf eine FH für GTO Flüge wieder einer Überlegung wert.

Grüße aus dem Schnee

Offline Kelvin

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #42 am: 16. April 2017, 18:36:01 »
Auf diese Weise wäre die Fertigungsstraße die Gleiche, bis auf ein paar entsprechende Anpassungen am Ende.

Ich stimme im Prinzip zu, würde es nur ganz anders formulieren  ;)

Diese "Anpassungen am Ende" klingen in meinen Ohren sehr nach Bastelei und verschämten, eigentlich ungeplanten Änderungen. Was benötigt wird, ist ein Baukastensystem, welches es erlaubt, ohne Modifikation der Basisteile die Zusammenstellung zu variíeren. So wie heute der Automobilbau funktioniert, da wird auch nicht "am Ende etwas hinzugefügt oder weggenommen". Das reduziert sehr wesentlich die Teilevielfalt und damit die Kosten und die Fehleranfälligkeit. Ungeplante, entwicklungs- und fehlerbedingte Anpassungen gibt es leider trotzdem immer wieder, bitte aber nicht schon auf dieser grundlegenden Ebene.

Offline roger50

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #43 am: 17. April 2017, 01:58:42 »
Die jetzige Oberstufe der F9 einfach mit Hitzeschutzschild und Landebeinen, etc., auszurüsten, sehe ich als nicht realisierbar an. Das eigentliche Antriebssystem, also Tanks und Triebwerke, Ventile usw. zu übernehmen, könnte möglich sein. Aber es bräuchte eine völlig neue Struktur. Zylindrisch geht nicht, insbesonders bei der Länge der Stufe.

Begründung? Zu finden in Aerodynamik und Thermodynamik. Nicht ohne Grund sind alle Rückkehrkapseln (von Mercury über Sojus, bis hin zu Dragon und Orion) mehr oder weniger konisch geformt. Weil das extrem heiße Plasma, vom Hitzeschild zur Seite verdrängt, weiter hinten zur Mitte zurückströmen will und dann das Äußere einer zylindrischen Kapsel/Stufe zum Schmelzen bringen würde.

Deshalb dürfte (falls es überhaupt je realisiert wird) eine wiederverwendbare Stufe konisch geformt sein, mit dem breiteren Ende/Hitzeschild oben. Ginge m.E. nur auf der F9H, da dann das Fairing auch einen größeren Durchmesser haben könnte.

Gruß
roger50

Offline m.hecht

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #44 am: 17. April 2017, 11:38:06 »
Deshalb dürfte (falls es überhaupt je realisiert wird) eine wiederverwendbare Stufe konisch geformt sein, mit dem breiteren Ende/Hitzeschild oben.

Was wäre mit so ner ähnlichen Form wir die ITS? Also eine zylindrische Grundform und kurzen Flügeln oder besser "Abrisskanten".



Das würde doch zu Musk passen. Man könnte die grundsätzliche Struktur beibehalten und müsste "nur" die Kanten anbauen. Ausserdem könnte man bereits für ITS Erfahrungen sammeln. Das ITS soll später ja genau auf die gleiche Art und Weise wieder eintreten.

Mane

Offline Klakow

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #45 am: 17. April 2017, 12:12:34 »
Genau sowas habe ich auch gedacht, mit der selben Lösung für die Landebeine in den Flossen.
Das mehr an Masse wird vermutlich teilweise durch den viel größeren Hitzeschild und einen viel besseren Gleitwinkel kompensiert. Wenn man deswegen fast nur noch Treibstoff bei der Landung braucht könnte SpaceX damit zwei Fliegen mit einer Klappe erschlagen, man bekommte eine F9S2R und hat ein Flugmodel einer ITS.
Klappt das zuverlässig könnte dies mit Erweiterungen später auch bemannt Verwendung finden.
Im Prinzip hat man dann ein Frachtraumschiff wo Satelliten halt auf der Spitze aufgesetzt werden.

Offline Schneefüchsin

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #46 am: 17. April 2017, 15:29:34 »
Sicher, dass die Rückkehrkapsel hinten durch das Plasma zu schmelzen begänne?

Meines Verständnisses nach sind Kapseln so gebaut, dass sie eine möglichst große Fläche beim Wiedereintritt bietet, um entsprechend viel Wiederstandsfläche zu bieten.
Der Teil dahinter ist entsprechend konisch geformt, damit beim Start eine möglichst "windschnittige" Form entsteht, die den Luftwiederstand reduziert.

Beim Wiedereintritt presst dann die Luft gegen den Hitzeschild, wird zu sehr heißem Plasma komprimiert und gleitet dann am Hitzeschild zur Seite weg, sobald sie über den Rand dieses "fällt" wird sie durch den Fahrt/Sturzwind mitgerissen. Wenn sich die Kapsel dann aus den oben genannten Windschnittigkeitsgründen Verjüngt ist dies zwar von Vorteil, da dies dem Plasma zusätzliche Möglichkeiten zum Entspannen gibt und dieses somit kühlt (Entspannungskühlung).
Zu bemerken ist aber, dass die Verjüngung bei der Dragon-Kapsel und auch bei der Dragon-2-Kapsel, deutlich weniger stark ist, als Beispielsweise bei Apollo oder Orion.

Bei der Oberstufe hätten wir aber einen Zylinder und somit keine Verjüngung.
Aus dem 2011er Landevideo gibt es aber noch die Idee, das der Hitzeschild in einer Richtung sich auf die Länge der Oberstufe entlang ausdehnt. Dies deutet eine gleitähnliche Belastung der Oberstufe an. Auch ist zu sehen, das die Luft bei Ausnutzung dieser Hitzeschildgeometrie in größeren Bereichen auch direkt auf die Oberstufenhülle selbst trifft und das abgelenkte Luftplasma auch über gleitet, bevor sich die Stufe wieder in „verjüngt“.

Zusätzlich ist zu bemerken, das Stahl oder Aluminium ein paar hundert Grad aushalten ohne Schaden zu nehmen, sie aber gleichzeitig aber von innen (aus der Oberstufe heraus) mit dem Resttreibstoff gekühlt werden.

Zusätzlich gibt es die Möglichkeit die Oberstufe gegen das schnell vorbei strömende Plasma zu schützen. Es gab ursprünglich Versuche einen leichten Hitzeschutz der F9 Unterstufe durch eine Ummantlung durch Kork zu erreichen, ob sie das auch jetzt machen weiß ich nicht.

Zu ITS ist anzumerken, dass die uns abgewendete Seite ein Vollflächiger Hitzeschild ist und sie auf diesem ähnlich dem Space Shuttle in die Atmosphäre gleitet.

Grüße aus dem Schnee

Offline holleser

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  • Nukular das Wort heißt Nukular
Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #47 am: 18. April 2017, 07:30:06 »
Das es technisch ohne Probleme möglich ist etwas aus dem Orbit wieder zurück zu bekommen hat man ja in der Vergangenheit oft genug bewiesen (Mercury, Gemini, Apollo Shuttel, X37b und Dragon Kasel). Mit entsprechendem aufwand wird das zurückholen der 2. Stufe funktionieren. Alles was aber jetzt zusätzlich benötigt wird geht zu 100% von der Nutzlast ab.

Niemand kennt die Kostenstruktur innerhalb Spacx daher kann hier auch keiner das mal durchrechnen. Eine vollsltändige Wiederverwendung ist möglich doch die Nutzlast wird vielleicht um mehr als 50% zurückgehen. Wenn dder Anteil der Nichthardwarekosten eines Starts (den hier niemand kennt)  aber höher ist als der Nutzlastrückgang bleibt es unwirtschaftlich.


Offline Sensei

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Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #48 am: 18. April 2017, 08:23:17 »
Wenn die 50% stimmen UND man sich bei den realen Nutzlasten am Rande der Nutzlast Möglichkeiten bewegt (was für die FH und Leo Definitiv nicht gegeben ist!)

Offline holleser

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  • Nukular das Wort heißt Nukular
Re: Wiederverwendbarkeit der zweiten Stufe
« Antwort #49 am: 18. April 2017, 09:24:48 »
Ich sag ja nicht das es nicht geht, es geht sehr wohl, aber wenn ich um die
derzeit Max Nutzlast einer F9 in der derzeitigen Konfiguration von 5,5 bis 6 Tonnen im GTO eine FH mit voller Wiederverwertung einsetzen muss, dann übersteigen mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit die zusätzlichen "Nebenkosten" die durch die 2 zusätzlichen Booster entstehen und der zusätzliche Aufwand um die 2 stufe zu landen den Restwert einer gelandeten Stufe.
Wie gesagt, es geht, aber die Wirtschaftlichkeit ist bestenfalls fraglich.

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