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Autor Thema: SpaceX Marsbasis Alpha  (Gelesen 16609 mal)

Offline Major Tom

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SpaceX Marsbasis Alpha
« am: 14. Dezember 2015, 15:42:03 »
Ich lege mal einen Thread an, weil geleakt wurde, was da so kommen könnte und auch bereits in einem nicht wirklich passenden Thread darüber diskutiert wird.

Edit: Die Beiträge dort habe ich hier eingefügt.
« Letzte Änderung: 14. Dezember 2015, 18:07:23 von Major Tom »
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Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #1 am: 14. Dezember 2015, 15:44:33 »
So, ich hole das mal aus dem Thread über den Superschwerlastträger hierher:

Angaben aus dem Leak in Italics

MCT soll die komplette Ladebucht absetzen.

Gut für sperrige und schwere Ladung. Jetzt frage ich mich natürlich, wie das klappen soll. Die weitaus einfachste Lösung wäre das Absetzen senkrecht nach unten, aber dann müsste die Ladebuch unten und die Antriebseinheiten oben sitzen. MCT dürfte also doch etwas anders als ein hochskalierter Dragon aussehen.

ISRU scheint wichtig sehr zu sein. Zuerst soll eine Basis aufgebaut werden, dann Menschen geschickt werden. Strom- und Wasserversorgung werden ebenso erwähnt wie Algenzucht, Pflanzenauswahl für den Mars und ein Gewächshaus.

Bisher wie erwartet, aber jetzt kommts:

Es gibt Pläne, für die Versorgung mit Wärme und Strom einen Kernreaktor zum Mars zu schicken. Gewicht 20t, 6m hoch bei 5m Durchmesser. Abwärme soll durch Tiefbohrung in den Boden abgeleitet werden.

Das haut mich von den Socken.  :o
Es gab Spekulationen in der Richtung, aber die wurden als eher unwahrscheinlich betrachtet.
[/quote]
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Offline Klakow

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #2 am: 14. Dezember 2015, 16:01:25 »
Je nach Untergrund könnte man damit auch eine natürliche oder künstliche Höhle beheizen. Falls das Ding so um die 33% Wirkungsgrad hat, kommen nochmals 40MW Wärmeleistung hinzu.
Wenn man 70K Temperaturdifferenz hätte und 1W*dTheta/K also 70W/h, so kommt ich auf eine Fläche von über 570 tausend Quadratmeter. Damit kann man schon wirklich sehr viel Volumen warmhalten.

Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #3 am: 14. Dezember 2015, 17:58:50 »
Bisher wie erwartet, aber jetzt kommts:

Es gibt Pläne, für die Versorgung mit Wärme und Strom einen Kernreaktor zum Mars zu schicken. Gewicht 20t, 6m hoch bei 5m Durchmesser. Abwärme soll durch Tiefbohrung in den Boden abgeleitet werden.

Das haut mich von den Socken.  :o
Es gab Spekulationen in der Richtung, aber die wurden als eher unwahrscheinlich betrachtet.

Geht mir ähnlich. Selbst wenn es technisch Sinn macht, muß so etwas erst genehmigt werden. Ein Start mit nuklearem Material braucht die Genehmigung des Präsidenten persönlich. Ganz abgesehen davon, daß ein so kleiner Reaktor wohl hochangereichertes, waffenfähiges Material braucht. Und das in privater Hand?

Noch vor ein paar Monaten hat Elon Musk doch von möglichen Methoden für den automatisierten Aufbau von Solar Panels geredet.

In den Daten zum Reaktor steckt übrigens der zweite Punkt, bei dem sich Chris Bergin wohl irgendwie vertan haben muß.

Zitat
Gewicht 20t, 6m hoch bei 5m Durchmesser

141 m³ Volumen und 20t, 141kg/m³ das scheint mir zu leicht oder zu groß.
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Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #4 am: 14. Dezember 2015, 17:59:34 »
Der Reaktor schreit jedenfalls nach dem Hintertürchen einer NASA-Beteiligung für die erste Phase der Mars-Flüge. Die Idee wurde von Musk durchaus als möglich betrachtet und auch die NASA hatte mal gesagt, dass man bei einem eventuellem privaten Unternehmen sich durchaus beteiligen könnte.

Beim eigentlichen MCT-Raumschiff dürfte es beim Aussehen jedenfalls erhebliche Überraschungen geben. Eventuell hat er Tore wie das Space Shuttle?
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Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #5 am: 14. Dezember 2015, 18:00:13 »
Das würde mich eher keinen Deut überraschen.

Für den Mars ist das wohl die beste Option: Tore auf,  Kran seitlich ausfahren,  große/sperrige Lasten mit ein mal absetzen. So muss man nicht durch die Triebwerks- und Hitzeschildsektion durch, brauch keine komischen Rampen,  kann diese Tore gleich für die Leo frachtversion nutzen und einen Kran braucht man ja eh
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Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #6 am: 14. Dezember 2015, 18:01:21 »

Kernreaktor
Das muss nicht unbedingt hoch angereichertes Uran sein, da geht vielleicht auch Thorium falls man das als Flüssigsalzreaktor hin bekommt,
aber klar ist das dies ein Brutreaktor werden muss.
Das Volumen und die Masse erscheint mir plausibel, 20MW ist ja nur ein sehr keines Kraftwerk, die Turbinen, Generatoren, elektrische, Wasser und Dampfsysteme brauen Leitungen, Ventile und E-Technik, das ist vor allem umbauter Raum.
Spannend wird da auch sein wie man das Ding unter die Erde, oder äh, vielleicht Marserde, bringen will, da werden 10x10x10 Meter wohl nicht ganz reichen?
Zumindest sicherheitstechnisch sollte ein 20MW Reaktor viel einfacher als ein Gigawatt Reaktor sein.
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Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #7 am: 14. Dezember 2015, 18:02:21 »
[...]
Das muss nicht unbedingt hoch angereichertes Uran sein, da geht vielleicht auch Thorium falls man das als Flüssigsalzreaktor hin bekommt,
aber klar ist das dies ein Brutreaktor werden muss.
[...]


Und wann soll das Ganze gleich noch einmal abheben? Die im Generation IV International Forum zusammengeschlossenen Staaten planen neue Brutreaktoren frühestens für das Jahr 2030, und die meisten Typen, an denen geforscht wird, wären sogar erst 2045 einsatzbereit. Der Flüssigsalzreaktor ist zwar schon in den 50er Jahren erfunden worden, zählt aber trotzdem zur zweiten Gruppe. Und auf einmal soll so ein Ding in zehn bis zwanzig Jahren einsetzbar und auch gleich raumflugtauglich sein?
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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #8 am: 14. Dezember 2015, 18:03:34 »
Und wann soll das Ganze gleich noch einmal abheben? Die im Generation IV International Forum zusammengeschlossenen Staaten planen neue Brutreaktoren frühestens für das Jahr 2030, und die meisten Typen, an denen geforscht wird, wären sogar erst 2045 einsatzbereit. Der Flüssigsalzreaktor ist zwar schon in den 50er Jahren erfunden worden, zählt aber trotzdem zur zweiten Gruppe. Und auf einmal soll so ein Ding in zehn bis zwanzig Jahren einsetzbar und auch gleich raumflugtauglich sein?
Soweit ich das weiß sind kleine Reaktoren sehr viel einfacher als Großkraftwerke, es geht ja nur um 20MW und keine 1000MW oder mehr.
Es gibt natürlich auch Nachteile, z.B. den Wirkungsgrad.
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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #9 am: 14. Dezember 2015, 18:04:16 »
Soweit ich das weiß sind kleine Reaktoren sehr viel einfacher als Großkraftwerke, es geht ja nur um 20MW und keine 1000MW oder mehr.
Es gibt natürlich auch Nachteile, z.B. den Wirkungsgrad.

Es muß auch kein neuartiger Reaktor sein. Wie wäre es mit einem System ähnlich dem von Atom-Ubooten?
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Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #10 am: 14. Dezember 2015, 18:05:03 »
Laufen die so lange ohne neue Brennelemente?
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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #11 am: 14. Dezember 2015, 18:05:43 »
Laufen die so lange ohne neue Brennelemente?

Laut Wikipedia mehrere Jahre, genaue Daten werden da sicher schwer zu bekommen sein. Die modernen Uboot-Reaktoren liefern dabei rund 150 MW.
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Offline Pirx

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #12 am: 14. Dezember 2015, 18:46:30 »
Laufen die so lange ohne neue Brennelemente?
Laut Wikipedia mehrere Jahre, genaue Daten werden da sicher schwer zu bekommen sein. Die modernen Uboot-Reaktoren liefern dabei rund 150 MW.
Diese ungelegten Eier sind riesig!

Wir wissen nicht, welcher Kernbrennstoff zum Einsatz kommen soll. Wir wissen nicht, welchen Anreicherungsgrad er haben soll. Wir wissen nicht, wie womit die erzeugte Wärme transportiert werden soll. Wir wissen nicht, wie die Wärme ggf. in elektrischen Strom "umgewandelt" werden soll. Wir wissen nicht, wie sicher man die Anlage machen will.  ...

U-Boot-Reaktoren dürfen naturbedingt imho gerne auch etwas massereicher ausfallen, haben imho für Raumfahrtanwendungen eher wenig Relevanz.

Dieser "Reaktor", von dem da spekuliert wird, ist ganz sicher kein existenter, und imho keiner, der morgen funktionsfähig vor der Tür steht. Für den Fall, dass es heißt: "Man wird doch mal eine Vision haben dürfen", sage ich: Gerne, aber eine Vision, bei der im gesamten Anlagenlebenszyklus und der "Treibstoffversorgung" und bei Rückbau und Entsorgung nicht wieder gefährliche aktive und/oder giftige Hinterlassenschaften entstehen.

Sellafield ( https://de.wikipedia.org/wiki/Sellafield ) hatte irgendwann die Jahre einen Preis für den saubersten Strand Englands bekommen - der ist so sauber, weil man da permanent nach strahlendem Material sucht und den Strand reinigt ...

Gruß   Pirx
Die gefährlichste Weltanschauung ist die Weltanschauung derer, die die Welt nie angeschaut haben. (Alexander von Humboldt)

Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #13 am: 14. Dezember 2015, 19:29:35 »
Wenn da in der Richtung Planungen laufen bedeutet das nicht unbedingt, dass es wirklich so umgesetzt wird. Oder wann. Vielleicht denkt SpaceX da tatsächlich an einen (extrem sicheren) Flüssigsalzreaktor und plant mittelfristig für eine wachsende Basis, denn bis so ein System einsatzbereit ist, wird noch viel Zeit vergehen.

Tatsache ist jedenfalls, dass die Versorgung mit Strom und Wärme und der Betrieb der Anlagen für die Gewinnung von Wasser und Luft auch dann permanent gewährleistet sein muss, wenn Staubstürme auf dem Mars etwaige Solarfelder viele Monate lang lahmlegen. Sicherlich könnte mit vor Ort gewonnenem Treibstoff auch ein Kraftwerk betrieben werden, aber dazu werden dann sehr viele Tanks benötigt. Die Reserven für einen Rückflug sollten aus Sicherheitsgründen tabu sein.
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Offline Klakow

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #14 am: 14. Dezember 2015, 21:48:05 »
Die Lagerung von Energie stellt auf jeden Fall eine wichtige Aufgabe dar, wobei es zumindest einiges gibt was auf dem Mars auch leichter geht, z.B. die thermische Isolation zur dünnen Atmosphäre.
Die Herstellung von leicht lagerbaren Kohlenwasserstoffen ist, hat man genug Energie und Wasser, einfach nur Sauerstoff als Oxidator zu lagern ist wohl sehr viel schwerer.
Als Gas nur in schweren Flaschen oder ziemlich kalt, oder als ein bestimmtes Molekül, z.B. Kaliumnitrat. Zumindest dies scheint nicht allzu schwer lagerbar, die Frage ist nur ob man Natrium und Kalium einfach findet.

Offline Sensei

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #15 am: 15. Dezember 2015, 01:36:51 »
Dann werden die reserven eben etwas größer. Etwas größere tanks sind echt nicht soo aufwendig und die Infrastruktur gibt es quasi eh schon.

Was ist die alternative? Batterien werden nicht lange genug reichen. Thermospeicher sind auch schwierig.

Außerdem würde den absoluten Großteil des bedarfs das ISRU ausmachen. Das sollte man zur Not auch 3 Monate auf Eis legen können. Und für den rest könnte sogar noch die PV Leistung bei staubiger Atmosphäre reichen.

Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #16 am: 15. Dezember 2015, 21:23:04 »
Ich habe mich gefragt, wie die Menschen auf dem Mars untergebracht werden sollen, vor allem in der Aufbauphase. Im MCT geht ja nicht, wenn der wieder zurückfliegt.

Ich denke da an BA 330 mit 330m³ Raum bei nur 20t Gewicht. 6,7m Durchmesser und 13,7m lang nach der Entfaltung, aber wie groß ist es vorher? Ich vermute jedenfalls, dass es in den MCT-Laderaum passen würde.
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Offline Sensei

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #17 am: 15. Dezember 2015, 23:27:33 »
Mit Sicherheit kein Standard BA 330. Das ist nicht ideal für den Mars geeignet.
Und bei dem ganzen Geld was man in die Hand nimmt kann man auch das habitat auf den Mars anpassen.

Zudem braucht man ja eh spezialmodule für algenzucht ect pp

Offline Klakow

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #18 am: 16. Dezember 2015, 01:12:53 »
Selbst wenn keines der Module direkt geeignet ist, ist die Technologie der Hülle auf alle Fälle interessant.
Man muss natürlich in der Lage sein den größten Teil Außenwände mit Sand oder Erde (vom Mars) abzudecken.
Wichtig ist es zu verhindern das keine Teile davon durch Druckänderungen oder Belastungen durch innere Aktivität ihre Stabilität verlieren.
Glücklicherweise ist auf dem Mars in geeigneten Gebieten zumindest 1% Luftdruck, das hilft schon.
Man wird aber nicht umhin kommen die Basis für Kunststoffe auf den Mars zu bringen, damit man mit Energie, Marsluft, Wasser und anderen Mineralien, Folien usw. herstellen kann.

Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #19 am: 16. Dezember 2015, 12:27:59 »
Mit Sicherheit kein Standard BA 330. Das ist nicht ideal für den Mars geeignet.
Und bei dem ganzen Geld was man in die Hand nimmt kann man auch das habitat auf den Mars anpassen.

Zudem braucht man ja eh spezialmodule für algenzucht ect pp

Bigelow arbeitet schon an sowas, das BA 330-MDS soll auf Mond/Planetenoberflächen eingesetzt werden können. Das Modul soll Triebwerke für selbständige Landung bekommen, was für die hier angedachte Nutzung natürlich völlig unnötig wäre. Abgesehen davon ist mir nichts weiter über etwaige Unterschiede bekannt.
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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #20 am: 16. Dezember 2015, 12:32:33 »
Man wird aber nicht umhin kommen die Basis für Kunststoffe auf den Mars zu bringen, damit man mit Energie, Marsluft, Wasser und anderen Mineralien, Folien usw. herstellen kann.

Sehe ich auch so. Weitgehende Autarkie ist wichtig, aus Kosten- und Sicherheitsgründen. Ich denke aber, dass es eine ganze Weile dauern wird, bis auf dem Mars mehr als Atemluft, Trinkwasser und Treibstoff produziert wird.
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Offline Klakow

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #21 am: 16. Dezember 2015, 13:09:03 »
Mit der Herstellung von synthetischen Gasen, Ölen, Fetten auf Kohlenstoffbasis rechne ich sofort. Zumindest Ethen (C2H4) wird man sicher sofort haben wollen, weil damit schon sehr viele Kunststoff herstellbar sind. Das Zeug ist wohl der wichtigste Grundstoff für Kunststoffe. Durch Polymerisation und Weiterverarbeitung mittels kleine Extruders kann man viele Kunstoffe gewinnen um damit Konstruktionen herstellen zu können. Das Zeug ist zwar nicht so fest wie Stahl, aber mit guter Konstruktion an den meisten Stellen einsetzbar.
Eisen und Stahl ist sicher schwerer herstellbar und man muss dazu auch erstmal Eisenerz finden.

Online blackman

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #22 am: 16. Dezember 2015, 13:18:48 »
Sie brauchen sowieso sofort eine Fabrik für CH4. Da werden anderen Kohlenwasserstoffverbindungen auch nicht so schwer werden.

Offline Major Tom

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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #23 am: 16. Dezember 2015, 13:27:35 »
Kunststoff wäre schon eine tolle Sache. Für Folien und auch um damit einen 3D-Drucker zu füttern.
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Re: SpaceX Marsbasis Alpha
« Antwort #24 am: 16. Dezember 2015, 14:33:07 »
Wenn ich das richtig sehe, gibt es da nur zwei Dinge die vor Ort vorhanden sein müssen:
Energie und Wasser, zumindest für einige Kunststoffe.
Soweit ich das weiß sind die Verfahren um damit auch hochfeste Fasern herzustellen heute ziemlich einfach.
Wo ich leider noch keine Ahnung von habe, ist wie diese Kunststoffe sich bei 10mbar und den Temperaturen im Außenbereich verhalten?
Schön wäre es auch wenn man Aluminiumverbindungen finden würde, dann können sie die Kunststoffe (Folien) bedampfen.

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