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  • Ariane 6 Treffen in Genf: 08. Juli 2014

Autor Thema: Trägerrakete Ariane 6  (Gelesen 394810 mal)

Offline tobi

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #625 am: 08. Juli 2015, 13:45:53 »
Zitat
ESA Launcher Director: We're still weighing possible horizontal integration of Ariane 6 rocket to cut costs; we need to decide by July 16.

Eutelsat CEO to Euro govts: Don't mess up Ariane 6 w/ new features, reusability options etc. Build it to fly as is in 2020. Modify it later.

Airbus Safran Launchers CEO: Integrated co. to be 8,000 people, 16 sites France/Germany, civil/military vehicles & EUR 2.5B ($2.75B) in rev.

MT Aerospace (Ariane component builder) CEO: Meeting Ariane 6 cost goals will be 'a painful process.... in long term, a reduced work force.'

Eutelsat CEO: We're Ariane's #1 customer because we're loyal to Europe, but only if rocket price is competitive on world market.

Eutelsat's de Rosen: We wont pay > our competitors for rockets, esp since in France we pay 3X tax rate of our 2 big Luxembourg competitors.

ESA launcher director Winters: ESA/CNES need to maintain strong launcher competence. W/o it, we'd be w/o teeth w/ respect to industry.

French Joint Space Command Chief Teste: We wont launch any of our military sats from anyplace but Europe's Guiana Space Center. Wont happen.

https://twitter.com/pbdes

Offline Sensei

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #626 am: 08. Juli 2015, 14:03:58 »
Zitat
Also, auch wenn der Schlepper mehrmals mit seiner Masse (dem ganzen Manövertreibstoff) zwischen Parkorbit und Zielorbit pendelt, verbraucht er da vergleichsweise wenig ... und man spart dann bei der jeweils zu startenden Mission deutlich Masse. Bei so einem System könnte man dann auch das  Trägersystem an sich kleiner auslegen.

oder man entwickelt gleich einen richtigen Space-Tug, hmm?
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Offline Schillrich

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #627 am: 08. Juli 2015, 14:13:01 »
Darauf warten wir alle ... und das Konzept stirbt doch bei jeder Wiedergeburt ... zuletzt bei Lockheed Martin.
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Offline holleser

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #628 am: 08. Juli 2015, 14:32:38 »
Hallo

Zitat
Also, auch wenn der Schlepper mehrmals mit seiner Masse (dem ganzen Manövertreibstoff) zwischen Parkorbit und Zielorbit pendelt, verbraucht er da vergleichsweise wenig ... und man spart dann bei der jeweils zu startenden Mission deutlich Masse. Bei so einem System könnte man dann auch das  Trägersystem an sich kleiner auslegen.

oder man entwickelt gleich einen richtigen Space-Tug, hmm?

wenn es vergleichsweise wenig Tribstoff kosten würde vom LEO in den GSO zu kommen, würde sich die Nutzlast hierfür nicht halbieren.

Offline Ruhri

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #629 am: 08. Juli 2015, 15:16:23 »
Den meisten Treibstoff muss man aber nun einmal beim Start verfeuern. Das gesamte System ist da am schwersten, alleine schon wegen dem gesamten mitgeführten Treibstoff,  aber auch wegen der Raketenteile, die niemals auch nur in die Nähe des Zielorbits geraten. Wenn die ersten 1-2 Stufen und/oder Booster leergebrannt und abgeworfen sind, ist der restliche Flugkörper erheblich kleiner und leichter. Sieh dir doch nur mal die heutigen Oberstufen an, die ihre Nutzlast auf den gewünschten Zielorbit bringen! Die sind im Vergleich zur Startkonfiguration winzig und verfügen nur über geringe Treibstoffvorräte. Trotzdem arbeiten deren Triebwerke um einiges länger als die der Stufen darunter.

Offline Schillrich

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #630 am: 08. Juli 2015, 15:52:12 »
Hallo Holleser,

der einfache Dreisatz passt hier nicht, da das Ganze in der Raketengleichung nicht linear ist (Stichwort: mehr/weniger Treibstoffmasse führt zu mehr/weniger Treibstoffmasse ...). Die typischen Zahlen in Tabellenwerken der Träger beschreiben ja immer das komplette Startszenario, also vom Boden, mit voller Startmasse und allen Verlusten, bis in den LEO oder GTO.

Durchgerechnet  für den GTO als typische Absetzorbit sieht das so aus (Meinst du GSO? oder GTO?):

Um von einer 300km-Kreisbahn auf einen GTO zu kommen, benötigt man ca. 2470m/s delta-v.
Wenn man jetzt bei chemischen Antrieben mal "best"-case (Wasserstoff-Sauerstoff) und "worst"-case (Feststoff) nimmt, dann haben diese beiden Triebwerkstechnologien typische Ausströmgeschwindigkeiten von 4200m/s und 2800m/s.

Eingesetzt und umgestellt in die Raketengrundgleichung ergibt das dann folgende Massenverhältnisse m/m0 zwischen Ende und Anfang dieses Manöver:

m/m0 = 0,76 für den Wasserstoffantrieb
m/m0 = 0,67 für den Feststoffantrieb

Von der gesamten Masse, die da am Anfang im LEO ruht, werden ca. 30% verbraucht und um die 70% kommen im GTO an.


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Offline holleser

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #631 am: 08. Juli 2015, 16:24:50 »
Um aus dem GTO wieder runter zu kommen wird aber noch mal die gleiche menge verbraucht und dann noch mal um wierder hoch zu kommen.
Der Treibstoff für den zweiten aufstieg wird also insgesamt 3 x beschleunigt.

Offline Schillrich

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #632 am: 08. Juli 2015, 16:47:05 »
Vom GTO zurück in den LEO wird weniger verbraucht, da schon 30 % Treibstoff fehlen und eine Nutzlast wurde ja auch im GTO abgesetzt.
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Offline tobi

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #633 am: 08. Juli 2015, 20:32:44 »
Zitat
The design-to-cost approach for Ariane 6 is forcing Europe’s rocket industrial base to make deep cuts to its cost structure. Depending on how much business Ariane 6 can capture once it is operational, the new vehicle may force a sharp downsizing among the participating companies – a fact rarely voiced in France.

It was left to Hans Steininger, chief executive of MT Aerospace of Augsburg, Germany – a major Ariane component builder – to say so directly to the French lawmakers.

“Streamlining by companies like mine is being done now and will continue over the years,” Steininger said. “It will be a painful process. In the long term, we’re talking of a reduced work force.”
http://spacenews.com/spacex-looms-large-as-esa-readies-ariane-6-contract/

MT Aerospace erklärt, dass für das Kostenziel Leute entlassen werden müssen. Nur fast niemand will es hören oder danach handeln.

Führerschein

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #634 am: 08. Juli 2015, 20:40:28 »
Aus dem Artikel:

Zitat
Israel and other European space industry officials in recent months have expressed frustration that, even as they revamp their industrial organization for Ariane 6, some European government officials are more interested in talking about SpaceX’s rocket-reuse effort and asking why Europe isn’t doing likewise.

Israel und andere Vertreter der Raumfahrtindustrie haben Frustration darüber ausgedrückt, daß einige europäische Regierungsvertreter mehr über die Wiederverwendungsanstrengungen von SpaceX reden wollen und warum Europa nicht das gleiche macht, obwohl man doch gerade die industrielle Organisation für Ariane 6 überarbeitet.

 ;D

Offline holleser

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #635 am: 09. Juli 2015, 08:54:33 »
Ich sehe immer noch nicht wie das mit dem Schlepper  Funktionieren soll?

Ich spiele das  jetzt mal mit Zahlenbeispiel von hinten herdurch

(3. beschleunigung) Masse nach dem Ankoppeln des zweiten Sats vor dem zweiter Aufstieg in den GSO 2T Nutzlast und 2T Oberstufe = 4Tonnen

(2. beschleunigung) Abstieg der Oberstufe nach dem ersten Aussetzen 2T Oberstufe (Leermasse OS + Treibstoff für den zweiten Aufstieg)+ 2 Tonnen Treibstoff für den Rückweg zum LEO = 4 Tonnen

(1. Beschleunigung) 2 Tonne Sat + 4 Tonne OS u Treibstoff für 2 Abstieg + 3 Treibstoff für den Ersten aufstieg.

es werden also 2 Raketen in den LEo geschickt um 2 Sats a 4 Tonnen in den GSO zu bekommen.  Dieses könnte man auch mit einer Rakete mit Doppelstartvorrichtung der gleichen nutzlastklasse hin bekommen. In dieser konfiguration macht der Schlepper also keinen Sinn.

Das Mehrfache beschleunigen des Treibstoffes ist sinnlos, also muss die Zweite Rakete neben dem Sat auch noch den Dazugehörigen Treibstoff mitbringen.
Damit wären wir aber wieder an dem Punkt das der Schlepper nur aus dem Treibwerk besteht und ein Koppeladapter wiegt ja auch noch etwas.



Offline holleser

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #636 am: 09. Juli 2015, 09:11:06 »

Von der gesamten Masse, die da am Anfang im LEO ruht, werden ca. 30% verbraucht und um die 70% kommen im GTO an.

Wenn das so ist , wieso hat eine Sojus dann im LEO eine Nutzlast von 7 Tonnen und mit Fregat 2,1 Tonnen im GTO
Nach der70% Rechnung müssten 5 Tonnen in den GTO kommen.
Bei Ariane 5 ECA sind es im LEO 16 Tonnen im GTO 10
Falcon 9 1.1 LEO 13,1 Tonne  GTO 4,x Tonnen nach der 70% Regel sollten es hier über 9 Tonnen sein.





Offline Ruhri

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #637 am: 09. Juli 2015, 10:02:04 »
[...]

Damit wären wir aber wieder an dem Punkt das der Schlepper nur aus dem Treibwerk besteht und ein Koppeladapter wiegt ja auch noch etwas.

Nicht ganz, denn die ganze Avionik und Elektronik wiegt auch noch etwas. Abgesehen davon ist so ein Triebwerk auch nicht unbedingt ein Leichtgewicht. Und natürlich verfügte dieser Schlepper über mehrere Gruppen von Triebwerken zum Manövrieren. Der Nachschubtank dürfte dagegen deutlich weniger komplex ausfallen.

Offline Klakow

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #638 am: 09. Juli 2015, 11:09:45 »
Zunächst mal haben Oberstufen relativ viel Leermasse im Verhältnis zur betankten Masse (und bitte nicht zum Gewicht).
Genau um diese Leermasse geht es, weil man die nicht jedes mal mit vom Erdboden ins All bringen muss.
Nehmen wir einfach mal an man benötigt 2,7km/s vom LEO ins GSO und den selben Betrag zurück und wir nehmen eine fiktive Masse an:
Der Treibstoff hätte 3000m/s.
Und wir rechnen rückwärts.
MVoll/Mleer=ex(2700/3000)=2,46 also Leermasse*2,46
Der Satellit hätte die selbe Masse, zusammen also 4,96
Damit würden wir eine Abflugmasse von 9,94 mal der Leermasse bekommen.
Massetechnisch bringt das nur dann was, wenn die Nutzlast möglichst groß im Verhältnis zur Trockenmasse das Schleppers ist.
Besser wird das dann, wenn der ISP besser ist, also z.B. ein kleines Triebwerk für den Rückflug mit lagerfähigen Treibstoffen und ein viel größeres mit hohem ISP, z.B. LH2/LOX
oder noch besser langsamer Rückflug mit SEP oder beide mit SEP.
Im letzten Fall ist die Treibstoffmasse unerheblich, der harken ist das das Leistungsgewicht des Solarsystems weil dies die Transferzeiten bestimmt.

Offline proton01

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #639 am: 09. Juli 2015, 11:52:37 »
Ja,

aber die Stufe muss ja dann im LEO wieder aufgetankt werden. Dazu muss der Treibstoff vom Boden gestartet werden, wozu ein stufenähnliches Tankpaar nötig ist. Dazu braucht man dann noch hydraulische Verbindungen und Druckgas für die Umtankung, sowie Rendezvous- und Dockingeinrichtungen. Gespart wird das Triebwerk. (Treibstoff muss jedesmal vom Boden gestartet werden, die Nutzlast auch !).

Das macht nur Sinn wenn die zusätzlichen Einrichtungen für Rendezvous-, Docking und Umtanken weniger wiegen als das Triebwerk. Da habe ich aber Zweifel.

EDIT:  Bei kryogenen Treibstoffen wie LH2 oder LOX kommt dazu, daß der Vorgang mit Umtanken länger dauert als wenn die Stufe gestartet wird und direkt im Aufstieg arbeitet. Durch die längere Dauer steige die Verdampfungsverluste die ausgeglichen werden müsen, oder man bracuht einen besseren Thermalschutz, der auch Masse hat.

Offline Schillrich

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #640 am: 09. Juli 2015, 11:57:44 »
Hallo Holleser,

streiche das mit den 70%. Ich habe hier ein neues Programm ... und habe da eine Rechenoperation falsch eingegeben (muss die Syntax da noch mal nachvollziehen) ...

Für den beschrieben Impuls vom 300km-LEO auf eine GTO-Ellipse kommt heraus:

m/m0 = 0,56 für den Wasserstoffantrieb
m/m0 = 0,42 für den Feststoffantrieb.

Nochmal grundsätzlich: Man kann die einzelnen Senarien nur mit Vorsicht "so einfach" vergleichen, da dynamischen Gleichungen sind hier nicht linear sind. Wenn ich "eine Wirkung" von Teil oder einem Zeitpunkt wegnehme (z.B. Masse), kann ich die nicht einfach bei einem anderen Teil oder anderen Zeitpunkt addieren.

Zudem sind meine Zahlen eine theoretische Rechnung. Die sagen ja erst mal nur, dass z.B. ein beliebiges Wasserstoffsystem, wenn es dieses Manöver machen möchte, 44% seiner Masse in Treibstoff einsetzen muss. So, quasi auf den Punkt, ist natürlich kein reales technisches System mit seinen Margen und seinem Leistungsspektrum, gestrickt.
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Offline Schillrich

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #641 am: 10. Juli 2015, 07:25:57 »
Ich habe jetzt mal für verschiedene Konfigurationen eine klassische Direktstart-Kadenz in den GTO und eine mit Tugim LEO durchiteriert. Mein Fazit ist jetzt, wie von holleser vorhergesagt, es bringt nichts. Man kann zwar schnell in einen Bereich kommen, wo man mit Tug nach x Missionen praktisch gleich viele Satelliten in den GTO bringt wie bei klassischen Direktstarts nach x Missionen. Aber man wird nicht besser ... selbst mit kleinem "Zwischennachfüllen" des Tugs kommt irgendwann die dedizierte zusätzliche Nachfüllmission ... und das verhagelt dann die Startkadenz.

Da bei so einem Konzept die Missionen nicht mehr "unabhängig" voneinander funktionieren, sinkt wahrscheinlich auch die Zuverlässigkeit für den Missionserfolg.
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Offline Ruhri

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #642 am: 10. Juli 2015, 08:30:20 »
Dann jetzt mal umgekehrt gefragt: Was übersehen wir? Warum glauben die Experten bei Airbus, dass das Konzept funktionieren könnte? ???

Offline Schillrich

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #643 am: 10. Juli 2015, 08:50:03 »
Also ich habe zumindest meine Zweifel für "große Orbitänderungen".

Aber um die "Zwischenergebnisse" hier zu relativieren: wir haben keine Ahnung, wie so ein technisches System dann wirklich aussehen könnte, u.a. wie groß der Träger ist, wie hoch die Kapazität von Träger und Depot oder Tug wäre, usw. ...
Ich habe für meine Iteration einfach die Ariane 5 genommen (ihre Daten für LEO und GTO) und dann geschaut, welche Stückelung von Satelliten und Treibstoff bei jedem Start in den LEO und weiter in den GTO möglich ist, wenn bei jedem Start in den LEO die Nutzlast voll ausgeschöpft werden soll (4 Satelliten + 0t Tug-Treibstoff, 3 Satelliten + 5t Tug-Treibstoff, 2 Satelliten + 10t Tug-Treibstoff, usw ...)
Wenn man das technische System anders gestaltet und aufteilt, kann es ggf. anders aussehen ... z.B. würden ein im LEO ruhendes Depot und ein getrennter Tug die jeweilige Manövermasse und damit den Verbrauch im Transfer LEO-GTO-LEO reduzieren.
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Offline holleser

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #644 am: 10. Juli 2015, 09:05:30 »
Ich kann mir nur vorstellen, dass man so auch in Zukunft schwerwe Nutzlasten hochschicken will die über der Nutzlastgrenze der A6 liegen.

Rakete 1 ist dann eine betankte Oberstufe Rakete 2 ist der Sat ohne Oberstufe , hierdurch wäre dann auch kein Adapter zum Spritumfüllen nötig.
Ein einfacher Punkt zum Anschieben des Sats würde es hier tun.

Ich vermute mal das es überhaupt keine Planung in dieser Richtung gibt sondern dass man einfach nur mal rumgesponnen hat so nach dem Motto was könnte man mit der A6 sonst noch so machen ohne das ganze durchdacht zu haben.

Wenn es wirklich eine solche ankoppelbare Stufe geben würde dann könnte man einen wirklich reißerichen Bericht machen, in dem mann dann einfach 3 Raketen hochschickt. Eine Nutzlast eine Onerstufe und einen Spritkanister und schon können wir über riesengroße Interplaneteare Missionen rumspinnen die größer sein können als mit einem Einzelstart auf SLS.

Für den Treibstofftank in den LEO zu schieben könnte man dann auch "Billgträger" wie Falcon oder Proton verwenden.








Offline Klakow

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #645 am: 10. Juli 2015, 14:20:15 »
3xAriane 6? Das wird teuer, vermutlich gibts dann Alternativen

Offline tomtom

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #646 am: 18. Juli 2015, 11:12:11 »
Die ESA gibt grünes Licht für 4,2 Mrd € und beauftragt Airbus Safran Launchers mit der Entwicklung der Ariane 6 (3,2 Mrd €), den Bau der Startanlagen und der Weiterentwicklung der Vega. Verträge sollen im August unterschrieben werden.

Da 75% des Investments aus F und D kommen, soll Geo-Return einfacher sein, dennoch sollen Fragen dazu noch ungeklärt sein.

Auf der nächsten Ministerratskonferenz 2016 soll ein Program Implementation Review erfolgen.

http://spacenews.com/esa-approval-paves-way-for-ariane-6-vega-contracts/

Offline tobi

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #647 am: 18. Juli 2015, 11:18:28 »
Ebenfalls aus dem Artikel:
Zitat
The switch to horizontal integration may add to the capital investment in the Ariane 6 launch installation but will result in substantial savings in Ariane 6 production and operating costs, Winters said.

That’s one reason why Airbus Safran Launchers, which will have to make a profit on Ariane 6 without the annual price supports that ESA provides for Ariane 5, was so much in favor of the switch to horizontal integration.

Die Ariane 6 soll ziemlich sicher horizontal integriert werden. Angeblich soll die Startanlage dadurch teuerer werden aber langfrisitig sollen große Kosteneinsparungen möglich sein.

Kommentar: OMG, was hat CNES / ESA denn da schon wieder designt? Die Baukosten für horizontale Integration sollen höher als bei vertikaler Integration sein? Also der SpaceX-Hangar ist sicher um ein vielfaches günstiger als die die vielen Ariane 5 Integrations-Gebäude...

Aber halt: eine gewisse Komplexität muss ja vorhanden sein um Arbeitsplätze bei CNES zu sichern...

Führerschein

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #648 am: 18. Juli 2015, 11:53:31 »
Ich hab Schwierigkeiten, mir horizontale Integration mit Feststoffboostern vorzustellen. Oder integrieren sie erste und zweite Stufe horizontal, Booster und Nutzlast dann vertikal?


Offline Schillrich

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Re: Trägerrakete Ariane 6
« Antwort #649 am: 18. Juli 2015, 15:13:37 »
So kann ich mir das auch nur derzeit vorstellen. Würde das dann heißen, dass A6 nicht mehr auf den Boostern steht?
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