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Alternative Space Shuttle Verwendung?

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  • Alternative Space Shuttle Verwendung?

    Ich habe mal eine Frage an euch Science-Cracks.
    Als das Shuttle Projekt sich dem Ende näherte, hatte ich mich gefragt, ob es nicht eine bessere Verwendung der Shuttles hätte geben können.

    Ich hatte mich z.B. gefragt, warum es nicht möglich gewesen wäre einen Shuttle in der Nähe (ggf. sogar angedockt) der ISS zu stationieren. Pilot und Copilot hätten ja mit einer Sojus zurückkehren können.

    Das Schiff hätte vielleicht als Fluchtmöglichkeit dienen können, wenn die ISS mal wieder von Schrott bedroht gewesen wäre. Selbstverständlich hätte das bedeutet eine automatisierte Betankung des Schiffes im Weltraum zu ermöglichen. Wenn sich z.B. immer ein Crewmitglied der ISS mit der Steuerung des Shuttles auskennen würde, hätte man auch Satelliten Rettungsaktionen durchführen können. Der Treibstoffverbrauch der Manöverdüsen wäre doch marginal, oder? Schließlich wäre ja kein Start von der Erde aus mehr nötig. Einsteigen, hin zum (bsp.) Hubble, reparieren und zurück zur ISS. Fertig. Mögliche Spezialisten oder Ersatzteile für Reparaturmissionen müßten natürlich von den Russen ggf. ESA eingeflogen werden.

    Was meint ihr? Wäre das eine mögliche Alternative, oder wäre es technisch nicht machbar (gewesen)? Finanzielle Fragen lasse ich mal außen vor.
    HOFFNUNG ist alles!

  • #2
    Die Space-Shuttles haben so weit ich weiß keine Dockmöglichkeiten an der ISS und können daher nur neben der ISS herfliegen. Als Rettungssystem sind sie damit ungeeignet, weil die Besatzung der ISS erstmal durch den Weltraum umsteigen müsste.

    Und als separater raumflug-Körper erfordert das Shuttle dann nunmal auch Strom und Treibstoff für die manöverdüsen. Irgendwann geht dem Ding schlicht der Strom aus. Und da werden die Kosten für den betrieb den potentiellen Nutzen wohl überstiegen haben.
    Was ist Ironie?
    Nachdem Kirks Leben 30 Jahre lang bestimmt wurde von "Captain auf der Brücke"
    endete es schließlich mit einer Brücke auf dem Captain.

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    • #3
      Bis auf wenige Ausnahmen wird es eh immer billiger kommen, einen neuen Satelliten zu bauen und den ins All zu schicken, um den Kaputten zu ersetzen, als eine bemannte Weltraum-Reparaturmission durchzuführen.

      Und als Fluchtvehikel gibt's ja die Sojus, dafür braucht's kein Shuttle.

      Kommentar


      • #4
        Zitat von caesar_andy Beitrag anzeigen
        Die Space-Shuttles haben so weit ich weiß keine Dockmöglichkeiten an der ISS und können daher nur neben der ISS herfliegen. Als Rettungssystem sind sie damit ungeeignet, weil die Besatzung der ISS erstmal durch den Weltraum umsteigen müsste.

        Und als separater raumflug-Körper erfordert das Shuttle dann nunmal auch Strom und Treibstoff für die manöverdüsen. Irgendwann geht dem Ding schlicht der Strom aus. Und da werden die Kosten für den betrieb den potentiellen Nutzen wohl überstiegen haben.
        Im Endeavour-Thread gibt es ein Video, wie zum letzten Mal ein Space-Shuttle von der ISS abdockte. Der erste Absatz ist leider komplett sachlich falsch. Die zusätzliche Masse eines Shuttles würde das Absinken der ISS beschleunigen. Shuttle-Missionen konnten maximal 17 Tage dauern. Im Ernstfall hätte theoretisch ein Shuttle mit 2 Personen hochfliegen können und 5 zusätzliche, evtl 6 Personen mit runternehmen können. Es sind aber jederzeit genügend Sojus-Kapseln angedockt, um die Station zu evakuieren und damit entgültig aufzugeben.
        Ein Problem könnte höchstens dann auftauchen, wenn eine Sojus-Kapsel durch einen Einschlag zerstört würde.
        Shuttles wurden aber auch dazu benutzt die Flugbahn anzuheben, ebenso wie Transporter, außerdem besitzt eines der ersten Module Motoren, um die Station anzuheben.


        .
        EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :

        Thomas W. Riker schrieb nach 3 Minuten und 38 Sekunden:

        Zitat von Pyromancer Beitrag anzeigen
        Bis auf wenige Ausnahmen wird es eh immer billiger kommen, einen neuen Satelliten zu bauen und den ins All zu schicken, um den Kaputten zu ersetzen, als eine bemannte Weltraum-Reparaturmission durchzuführen.

        Und als Fluchtvehikel gibt's ja die Sojus, dafür braucht's kein Shuttle.
        Ausnahmen waren die 5 Reparatur-Missionen zum Hubble-Teleskop, das ja ein Unikat war. Dazu mussten die Shuttle sogar höher fliegen, nicht 350-400km, wie zur ISS sondern 575 km.
        Ein paar Sateliten wurden aber eingefangen und zurück zur Erde mitgenommen.
        Zuletzt geändert von Thomas W. Riker; 13.01.2012, 16:03. Grund: Antwort auf eigenen Beitrag innerhalb von 24 Stunden!
        \\// Dup dor a´az Mubster
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        • #5
          Zitat von Rhiannon Beitrag anzeigen
          Das Schiff hätte vielleicht als Fluchtmöglichkeit dienen können, wenn die ISS mal wieder von Schrott bedroht gewesen wäre.
          Dafür wäre eigentlich die X-38 gedacht gewesen.

          Zitat von Rhiannon Beitrag anzeigen
          Selbstverständlich hätte das bedeutet eine automatisierte Betankung des Schiffes im Weltraum zu ermöglichen. Wenn sich z.B. immer ein Crewmitglied der ISS mit der Steuerung des Shuttles auskennen würde, hätte man auch Satelliten Rettungsaktionen durchführen können. Der Treibstoffverbrauch der Manöverdüsen wäre doch marginal, oder? Schließlich wäre ja kein Start von der Erde aus mehr nötig. Einsteigen, hin zum (bsp.) Hubble, reparieren und zurück zur ISS. Fertig. Mögliche Spezialisten oder Ersatzteile für Reparaturmissionen müßten natürlich von den Russen ggf. ESA eingeflogen werden.
          Ist eine nette Idee, passt aber gar nicht zur technischen Infrastruktur des Shuttles. Das Shuttle ist für eine Missionsdauer von 16 Tagen konzipiert, ein langfristiger Automatik- oder Standby-Betrieb der Systeme war nie vorgesehen, und ist mit den verbauten Systemen auch nicht möglich. Die Shuttle-Systeme benötigen regelmäßige Wartungszyklen, die sich im Weltraum nicht durchführen lassen. Selbst auf den Boden ist so eine Wartung extrem aufwendig, da man zum erreichen mancher Systeme, das Shuttle zum Teil zerlegen muss.
          Wartungstechnisch war das Shuttle immer ein finanzieller Alptraum, dafür aber ein treuer Brötchengeber für mehrere tausend Personen bei der NASA und angeschlossenen Unternehmen.
          Als Rettungsboote dienen momentan die Sojus-Raumschiffe, besser wäre die X-38 gewesen, aber die wurde von der NASA in ihrer unergründlichen Weisheit gestrichen. Als Rettungsboot ist das Space Shuttle viel zu kompliziert, es wäre unmöglich die Bordsysteme im Orbit betriebsfähig zu halten. Einmal davon abgesehen, es wohl im Ernstfall Stunden dauern würde, ein Space Shuttle aus den Standby-Betrieb wieder einsatzfähig zu machen. Bis dahin, sind die Astronauten in den Sojus-Raumschiffen, längst auf den Weg nach Hause.
          Well, there's always the possibility that a trash can spontaneously formed around the letter, but Occam's Razor would suggest that someone threw it out.
          Dr. Sheldon Lee Cooper

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          • #6
            Zitat von Enas Yorl Beitrag anzeigen
            Die Shuttle-Systeme benötigen regelmäßige Wartungszyklen, die sich im Weltraum nicht durchführen lassen.
            Bei welchen niedrigen Temperaturen, falls man ein geparktes Shuttle oder Ähnliches nicht (z.B. durch Sonnenstrahlen) heizen könnte, denn dann ist es im Weltraum ja kalt, wird es für Elektronik-, speziell Halbleiter-Komponenten kritisch?

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            • #7
              Zitat von irony Beitrag anzeigen
              Bei welchen niedrigen Temperaturen, falls man ein geparktes Shuttle oder Ähnliches nicht (z.B. durch Sonnenstrahlen) heizen könnte, denn dann ist es im Weltraum ja kalt, wird es für Elektronik-, speziell Halbleiter-Komponenten kritisch?
              Wenn du die Elektronik betriebsfähig halten willst, sollte man Temperaturen unter -30° besser meiden, die Batterien und Brennstoffzellen sind auf Plusgrade angewiesen. Beim Lebenserhaltungssystem, sollte man Minustemperaturen unbedingt vermeiden, gefrorenes Wasser in den Leitungen, ist nicht so gut.
              Aber das zentrale Problem ist, das es für einen langfristigen Standby-Betrieb überhaupt keine Konzepte für die Bordsysteme gibt. Da müsste sich ein Ingenieursteam erst einmal durch alle Pläne arbeiten, und alles neu durchrechen, das kann Jahre dauern.
              Einmal davon abgesehen, die Technik des Shuttle ist vollkommen veraltet, Ersatzteile (z.B. Computerchips) wurden schon die letzten Jahre recycelt. Die Fachleute für das Schuttle sind gerade dabei in Rente zu gehen, oder verstreuen sich gerade in alle Winde.
              Glaube mir die Shuttles gehören in ein Museum, jeder Neubau eines Orbitsystems wird billiger werden, als eine Umrüstung der Shuttles. Hätte die NASA-Lobby das Shuttle nicht fest für den Aufbau der ISS eingeplant (nicht ohne den Hintergedanken der eigenen Arbeitsplatzsicherung), hätte man die Shuttle spätestens Ende der 90er außer Dienst gestellt.
              Well, there's always the possibility that a trash can spontaneously formed around the letter, but Occam's Razor would suggest that someone threw it out.
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              • #8
                Zitat von Enas Yorl Beitrag anzeigen
                Wenn du die Elektronik betriebsfähig halten willst, sollte man Temperaturen unter -30° besser meiden, die Batterien und Brennstoffzellen sind auf Plusgrade angewiesen. Beim Lebenserhaltungssystem, sollte man Minustemperaturen unbedingt vermeiden, gefrorenes Wasser in den Leitungen, ist nicht so gut.
                Aber das zentrale Problem ist, das es für einen langfristigen Standby-Betrieb überhaupt keine Konzepte für die Bordsysteme gibt. Da müsste sich ein Ingenieursteam erst einmal durch alle Pläne arbeiten, und alles neu durchrechen, das kann Jahre dauern.
                Einmal davon abgesehen, die Technik des Shuttle ist vollkommen veraltet, Ersatzteile (z.B. Computerchips) wurden schon die letzten Jahre recycelt. Die Fachleute für das Schuttle sind gerade dabei in Rente zu gehen, oder verstreuen sich gerade in alle Winde.
                Glaube mir die Shuttles gehören in ein Museum, jeder Neubau eines Orbitsystems wird billiger werden, als eine Umrüstung der Shuttles. Hätte die NASA-Lobby das Shuttle nicht fest für den Aufbau der ISS eingeplant (nicht ohne den Hintergedanken der eigenen Arbeitsplatzsicherung), hätte man die Shuttle spätestens Ende der 90er außer Dienst gestellt.
                Da hast du wohl in allem Recht. Die Shuttles haben Geschichte geschrieben und sind tatsächlich etwas, das aus dem letzten Jahrhundert noch lange überlebt hat, aber nun wirklich ins Museum gehört.

                Ein (neu entwickeltes) Rettungsshuttle in der Erdumlaufbahn zu parken ist wohl zumindest energetisch kein Problem, da das Shuttle im Erdorbit bei senkrechter Einstrahlung pro Quadratmeter genauso viel Sonne bekommt wie die Erde selbst, also ordentlich warm wird.

                Aber wenn ich an den Film "2001" denke, wo die Discovery im Orbit um Jupiter ist, ursprünglich im Buch (oder der Kurzgeschichte) war es sogar der Saturn, da frage ich mich schon, was mit den Halbleitern wäre. Die Leitfähigkeit nimmt bei sinkender Temperatur ab, die Sprödigkeit zu. D.h. die Silizium-Chips hätten nahe dem absoluten Nullpunkt praktisch keine Leitungselektronen und würden nach meinen vielleicht auch falschen Überlegungen je nach Reinheit (und Gitterfehlern) geringsten mechanischen Belastungen (wie z.B. wechselnden Gravitationsfeldern) nicht standhalten.

                Es würde mich auch mal interessieren, wie kalt die Voyagersonden mittlerweile sind, und wie deren Elektronik noch funktioniert und welche Stromstärken da überhaupt fließen. (Ich weiß nicht, ob es dazu hier irgendwo ein Thema gibt.)

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                • #9
                  Zitat von irony Beitrag anzeigen
                  Da hast du wohl in allem Recht. Die Shuttles haben Geschichte geschrieben und sind tatsächlich etwas, das aus dem letzten Jahrhundert noch lange überlebt hat, aber nun wirklich ins Museum gehört.

                  Ein (neu entwickeltes) Rettungsshuttle in der Erdumlaufbahn zu parken ist wohl zumindest energetisch kein Problem, da das Shuttle im Erdorbit bei senkrechter Einstrahlung pro Quadratmeter genauso viel Sonne bekommt wie die Erde selbst, also ordentlich warm wird.

                  Aber wenn ich an den Film "2001" denke, wo die Discovery im Orbit um Jupiter ist, ursprünglich im Buch (oder der Kurzgeschichte) war es sogar der Saturn, da frage ich mich schon, was mit den Halbleitern wäre. Die Leitfähigkeit nimmt bei sinkender Temperatur ab, die Sprödigkeit zu. D.h. die Silizium-Chips hätten nahe dem absoluten Nullpunkt praktisch keine Leitungselektronen und würden nach meinen vielleicht auch falschen Überlegungen je nach Reinheit (und Gitterfehlern) geringsten mechanischen Belastungen (wie z.B. wechselnden Gravitationsfeldern) nicht standhalten.

                  Es würde mich auch mal interessieren, wie kalt die Voyagersonden mittlerweile sind, und wie deren Elektronik noch funktioniert und welche Stromstärken da überhaupt fließen. (Ich weiß nicht, ob es dazu hier irgendwo ein Thema gibt.)
                  Ein Problem im ISS-Orbit ist dass Tag und Nacht alle 45 Minuten wechseln.
                  Wenn man die ISS betrachtet, sieht man, dass der weitaus größte Teil ihrer Fläche aus Sonnensegeln besteht. Beim Space-Shuttle kommen dafür nur die ausklappbaren Flächen des Laderaums in Frage. Wenn diese an die ISS gekoppelt war, zeigte afair die Unterfläche zur Sonne. Ohne eigene Akkus ist die Energie daher bald verbraucht.
                  Über die Pioneers und Voyagers gibt es links im Thread über die Pluto/Deep Space Sonde New Horizons. Bei den Voyagers funktionieren noch wenige Instrumente.
                  Die Wiki-Seiten zu den Sonden, übrigens allen Raumfahrtmissionen sind aufschlußreich und meist sind dort auch links zur NASA, Roskosmos, ESA sogar zu den Chinesen (Thread zur chinesischen Raumstation).
                  Der T&W Bereich ist damit ziemlich voll (z.B. die laufenden Merkur- und Mars-Missionen und zum Kepler-Teleskop).

                  Am Jupiter kommt nur ~1/25, am Saturn nur ~1/100 der Sonnenenergie im Vergleich zur Erde an.
                  Infrarot-Teleskope werden an den wesentlichen Stellen sogar bei 4 Kelvin (!) gehalten, während bewegliche Teile technisch gewärmt werden.
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                  • #10
                    Zitat von irony Beitrag anzeigen
                    Es würde mich auch mal interessieren, wie kalt die Voyagersonden mittlerweile sind, und wie deren Elektronik noch funktioniert und welche Stromstärken da überhaupt fließen. (Ich weiß nicht, ob es dazu hier irgendwo ein Thema gibt.)
                    Bei Raumsonden, Satelliten, Mars-Rover, etc. wird die Elektronik zum Teil auch die Mechanik beheizt. Das geschieht entweder elektrisch, oder manchmal auch durch radioaktive Heizelemente.
                    Well, there's always the possibility that a trash can spontaneously formed around the letter, but Occam's Razor would suggest that someone threw it out.
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                    • #11
                      Zitat von irony Beitrag anzeigen


                      Aber wenn ich an den Film "2001" denke, wo die Discovery im Orbit um Jupiter ist, ursprünglich im Buch (oder der Kurzgeschichte) war es sogar der Saturn, da frage ich mich schon, was mit den Halbleitern wäre. Die Leitfähigkeit nimmt bei sinkender Temperatur ab, die Sprödigkeit zu. D.h. die Silizium-Chips hätten nahe dem absoluten Nullpunkt praktisch keine Leitungselektronen und würden nach meinen vielleicht auch falschen Überlegungen je nach Reinheit (und Gitterfehlern) geringsten mechanischen Belastungen (wie z.B. wechselnden Gravitationsfeldern) nicht standhalten.
                      Das Vakuum ist ja ein hervorragender Isolator. So schnell kühlen die Chips also nicht aus. So lange sie im Betrieb sind, sollte die Temperatur kein Problem sein.

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                      • #12
                        Zitat von Dannyboy Beitrag anzeigen
                        Das Vakuum ist ja ein hervorragender Isolator. So schnell kühlen die Chips also nicht aus. So lange sie im Betrieb sind, sollte die Temperatur kein Problem sein.
                        Wenn man sich nur auf die Isolation verlässt, verlassen einen als Erstes die Akkumulatoren. Und dann geht dem System schnell die Energie aus.
                        Well, there's always the possibility that a trash can spontaneously formed around the letter, but Occam's Razor would suggest that someone threw it out.
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                        • #13
                          Zitat von Thomas W. Riker Beitrag anzeigen
                          Infrarot-Teleskope werden an den wesentlichen Stellen sogar bei 4 Kelvin (!) gehalten, während bewegliche Teile technisch gewärmt werden.
                          D.h. bei dieser Temperatur, 4 K, funktionieren Computer noch? (Diese Teleskope werden ja herkömmliche Prozessoren aus Silizium an Bord haben.)

                          Zitat von Dannyboy Beitrag anzeigen
                          Das Vakuum ist ja ein hervorragender Isolator. So schnell kühlen die Chips also nicht aus. So lange sie im Betrieb sind, sollte die Temperatur kein Problem sein.
                          Dennoch stellt sich in endlicher Zeit (zumindest im extremen Fall des intergalaktischen Leerraums) ein Strahlungsgleichgewicht mit der Hintergrundstrahlung des Universums ein. Welche Temperaturen interstellare Räume, die die Voyager durchfliegt, haben, weiß ich nicht, aber es dürfte zwischen 2 und 3 Kelvin liegen.

                          Hier, was ich interessant finde:

                          A slight change in temperature of the Voyager 2 radio receiver (hardly more than one-tenth of a degree centigrade) was sufficient to wreck the improvised scheme. Also, changing amounts of electrical power consumption within the spacecraft gave off heat, and that heat, too, upset the scheme. NASA engineers then developed an elaborate computer model to account for all the temperature vagaries that fell on the spacecraft, as well as the heat created by changing patterns of electrical consumption within the spacecraft. Voyager: The Grand Tour of Big Science

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                          • #14
                            Zitat von irony Beitrag anzeigen
                            D.h. bei dieser Temperatur, 4 K, funktionieren Computer noch? (Diese Teleskope werden ja herkömmliche Prozessoren aus Silizium an Bord haben.)
                            Die 4° Kelvin gelten nur für den CCD-Sensor des Teleskops und einige weitere Teile davon. Der Rest ist bedeutend wärmer, und die eigentliche Steuerelektronik eines Weltraumteleskops, braucht schon eine angemessene Betriebstemperatur.
                            Well, there's always the possibility that a trash can spontaneously formed around the letter, but Occam's Razor would suggest that someone threw it out.
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                            • #15
                              NASA hilf!

                              NASA - Spacecraft

                              Absatz unten: cryostat

                              Zu den 5 Deep Space Sonden:

                              http://www.heavens-above.com/solar-escape.asp

                              Voyager 1 ist noch immer am schnellsten, fast 1,5 Miokm/d, also mehr als ein mal durch die Sonne!
                              Zuletzt geändert von Thomas W. Riker; 13.01.2012, 19:57.
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