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Die Ziele neuer Raumsonden 2018

Im letzten Jahr flogen keine Sonden von der Erde ins Sonnensystem. Dieses Jahr ist dafür gleich der Start einer ganzen Serie von Raumfahrt Missionen geplant.

Der Mars bekommt zum Beispiel gleich zweimal Besuch.
Zuerst fliegt die Falcon Heavy mit einem Tesla Roadster im Januar. Das Auto soll dann auf eine Bahn gebracht werden die am Mars vorbeifürt. Danach wird das Auto weiter im Sonnensystem herumfliegen und nicht am Mars bleiben.
Als Zweites will auch die NASA zum Mars. Die amerikanische Raumfahrtagentur will allerdings beim Mars nicht nur einmal kurz vorbeischauen, wie SpaceX, sondern mit ihrem Lander Insight landen und 2 Jahre dort forschen. Dabei stehen vordergründig Geologische Wissenschaftliche Themen im Vordergrund. Die Suche nach Leben auf dem Mars soll später mit dem Nachfolger von Curiosity weitergeführt werden. Dieser Rover soll im übernächsten Startfenster 2020 starten.

Zum Mars fliegt wieder die NASA mit Insight

Zum Mars fliegt wieder die NASA

Der Merkur ist noch bei weiten nicht so gut erforscht wie der Planet Mars. Die europäische Raumfahrt Agentur ESA will ihm 2018 zusammen mit der japanischen Raumfahrtagentur JAXA jeweils eine eigene Raumsonde widmen. Diese Mission trägt den Namen BepiColombo. Sie besteht aus zwei Satelliten die mit einer Transferstufe zum Merkur fliegen. Beide Orbiter zusammen tragen 16 Wissenschaftliche Instrumente. Dabei kommen 11 Instrumente aus Europa, vier aus Japan und eins aus Russland. Am Ziel angekommen erreichen beide Satelliten getrennte Umlaufbahn. Auf dem Weg zum Merkur Orbit werden eine ganze Reihe von Swing-by-Manövern augeführt. Dabei holt BepiColombo ein Mal an der Erde, zwei Mal an der Venus und 6 Mal am Merkur Schwung. Nur durch diese Komplexe Reiseroute ist diese Mission mit einem gesammt Gewicht von 4.400 Kg überhaupt möglich. Den Merkur Orbit erreichen die Sonden dann 2025.

Merkur ist der Letzte Planet den die ESA noch nicht besucht hat

Merkur ist der Letzte Planet den die ESA noch nicht besucht hat Quelle:NASA/JPL

Ein weiteres Interessantes Ziel 2018 der NASA sehen wir an jeden sonnigen Tag. Leicht denken wir dass die Sonne kein lohnendes Ziel für eine Raumsonde darstellt, aber es gibt vieles was wir noch nicht Wissen. Eine Frage die geklärt werden soll ist, wieso ist die Korona (Atmosphäre der Sonne) mehrere Millionen Grad heiß, während die Sonnenoberfläche lediglich 5500 Grad heiß ist. Die neue Sonde der NASA wird sich so nah an die Sonne annähren wie noch kein anderes künstliches Objekt vor Ihr. Um so nah an die Sonne zu kommen sind 7 Flybys an der Venus geplant.

Der Mond ist ein Ziel Chinesischer Raumfahrt 2018

Der Mond ist ein Ziel Chinesischer Raumfahrt 2018

China wird 2018 einen weiteren Mondlander starten. Dieser wird auf der Rückseite des Mondes landen. Da hier kein direkter Kontakt möglich ist, wird dieser über einen Satelliten erfolgen. Diese Technologie der Indirekten Kommunikation ist bei den Marslandern und Rovern anderer Nationen bereits Standard, da die Landeeinheiten so viel höhere Datenrate erreichen können und leichter werden. Diese Mission wird voraussichtlich nicht so viele Interessante Ergebnisse über den Mond liefern, ist aber eine Schlüsselmission für die Entwicklung chinesischer Raumfahrttechnik. Die Ergebnisse werden in weitere chinesische Raumfahrtprojekte einfließen.

Jahresausblick Was Erwartet uns 2018

Jetzt, wo Weihnachten vorbei ist und wir bereits im Jahresrückblick 2017 zurückgeblickt haben wird es Zeit für einen Blick in die Zukunft. Was erwartet uns 2018? Wir wagen jetzt einen kleinen Ausblick der auf Spekulation beruht und für deren Richtigkeit wir nicht Garantieren können.

SpaceX

SpaceX wird 2018 ihre Falcon Heavy starten. Ob sie es im Januar schaffen oder erst im März der Start der Falcon Heavy geht, wenn er erfolgreich ist in die Geschichte ein als der erste Raketenstart eines privaten Raumfahrtunternehmens zum Mars der Privat finanziert worden ist.

SpaceX hat seit ende 2017 wieder zwei Startplätze in Cape Caneveral, Florida zu Verfügung und wird so 2018 noch mehr Starts durchführe als 2017. Dabei plant SpaceX mit 30 Starts in 2018. Dabei soll auch die Falcon 9 Block 5 helfen die im nächsten Jahr eingeführt wird. Diese soll nicht nur schneller wieder starten können, sondern auch öfter Wiederverwendet werden können als die aktuelle Falcon 9.

Kleinstträger

Die Kleinstträger werden 2018 in den Orbit kommen. Oder es könnte auch schon noch 2017 so weit sein. Am 28. Dezember 2017 ist der Start des Japanischen Kleinstträgers geplant. Sollte er scheitern steht Anfang Januar bereits Rocket Lab mit ihrer Electron Kleinst-Trägerrakete in den Startlöchern. Auch Vector Space Systems möchte 2018 den Orbitalen Flugbetrieb aufnehmen. Obwohl die Risiken bei Erststarts immer groß sind denke ich das 2018 mindestens ein Kleinsatelliten-Träger erfolgreich fliegt. Unabhängig von den Erfolg der Kleinen Trägerraketen wird auch der Kleinstsatelliten Markt weiter wachsen, mit erfolgreichen Kleinträgern allerdings deutlich schneller als ohne.

Blue Origin

Blue Origin wird 2018 mit ihrer Suborbitaler Rakete weitere Testflüge absolvieren. Bemannte Starts werden jedoch 2018 noch nicht durchgeführt. Der erste bemannte Flug wird für 2019 angekündigt. Ende 2018 wird ein Preis für den Flug in den Weltraum genannt und man kann Tickets kaufen.

Virgin Galactic

Virgin Galactic will 2018 endlich wieder in den Welltraum fliegen. Ob das Gelingen wird? Das Raumschiff die VSS Unity hat bis heute noch keinen motorisierten Flug unternommen. Bisher wurden lediglich Gleitflüge absolviert. Bevor ein suborbitaler Flug über die Grenze zum Weltraum durchgeführt werden kann, müssen wohl noch einige Testflüge absolviert werden. Somit ist aus meiner Sicht ein Flug in den Welltraum ende 2018 möglich, dies ist aber mit einigen Bedingungen verknüpft und so ist ein Start 2018 eher unwahrscheinlich.

NASA

2018 wird die NASA wieder einen Lander zum Mars schicken. Der Lander Insight soll dort das Innere des Planeten untersuchen. Daneben wird die NASA noch eine Mission (Solar Probe Plus) zur Erforschung der Sonnenkorona starten. Das James Webb Weltraumteleskop soll 2018 fertiggestellt werden und dann im Frühjahr 2019 starten. Auf dem James Webb Teleskop beruhen große Hoffnungen in vielen astronomischen Wissenschaftsbereichen

NASA testet Triebwerk mit 3D gedruckter Komponente

Die NASA hat in zusammenarbeite mit Aerojet Rocketdyne ein RS-25 Raketentriebwerk getestet. Das RS-25 Raketentriebwerk hat bereits die Space Shuttles in den Weltraum befördert und soll jetzt auch den neuen Großträger SLS antreiben. Da es heutzutage neue und fortschrittlichere Fertigungsmethoden, als in den 80zigern Jahren gibt, hat die NASA ein Programm gestartet um die Kosten zu senken.  Dabei wurde jetzt erstmals eine größere 3 D gedruckte Komponente eingesetzt, der Pogo Accumulator. Diese Hardwarekomponente, der sogenannte Pogo Accumulator, sorgt während des Fluges dafür, dass keine größeren Schwingungen aufbauen. Vereinfacht gesagt wirkt es wie ein Stoßdämpfer.

Das RS-25 ist ein großes Triebwerk für das SLS

Das RS-25 ist ein großes Triebwerk welches bereits beim Space Shuttle eingesetzt wurde Quelle: NASA

Bei der Herstellung im 3D Druckverfahren konnten 35 % der Kosten und 80 % der Produktionszeit eingespart werden. Zusätzlich fallen jetzt über 100 Schweißnähte weg welche in der Vergangenheit oftmals zu Verzögerungen und Nachbesserungen geführt haben.

In Zukunft sollen noch weitere Komponenten aus dem 3D Drucker in dieses Triebwerk integriert werden und so über 700 Schweißnähte überflüssig werden. So will die NASA die Kosten des Triebwerks, die einen großen Teil der kompletten Trägerrakete SLS ausmachen weiter senken und gleichzeitig Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit mindestens auf dem aktuellen Niveau halten oder sogar erhöhen.

Andere private Raumfahrtfirmen wie Rocket Lab, bei ihrer Electron Rakete, stellen bereits alle Hauptkomponenten ihrer Triebwerke im 3 D Druckverfahren her. Sie verwenden jedoch deutlich kleinere Triebwerke. Dabei konnten sie schon zeigen das 3D gedruckte Triebwerke funktionieren und das sie Geld und Produktionszeit einsparen. Daher ist es schön zu sehen, dass diese Technologie jetzt auch bei größeren Triebwerken eingesetzt werden kann.

Kosten in der Raumfahrt Was kosten Raketen?

Was kostet Raumfahrt?

Wenn Raketen Satelliten oder Astronauten in den Weltraum befördern kostet das viel Geld doch nicht jede Rakete ist gleich teuer. Was eine Rakete kosten darf hängt immer davon ab welche Bedingungen von der Nutzlast gestellt werden.

So können Menschen derzeit nur von der Russischen Sojus Rakete in den Weltraum fliegen, diese Monopolstellung wirkt sich ebenso auf den Preis aus, wie die hohen Sicherheitsanforderungen bei bemannten Starts.

Für unbemannte Satellitenstarts gibt es eine ganze Reihe von Möglichkeiten. Oft kosten Satelliten für Kommunikationsdienstleistungen selbst schon einige hundert Millionen Dollar weshalb die Unternehmen sie auf möglichst zuverlässigen Raketen starten wollen.

Bei den größeren Satelliten wird meistens die Ariane 5 aus Europa und die Proton aus Russland eingesetzt. Die Amerikaner haben noch die Delta IV Heavy. Ende 2017 will SpaceX mit der Falcon Heavy eine weitere Rakete in diesem Marktsegment einführen die neue Maßstäbe setzen wird.

Die großen Trägerraketen

Die russische Proton Rakete

Aufgrund der niedrigen Zuverlässigkeit in den letzten Jahren hat die Russische Proton-M Rakete zur Zeit kaum noch kommerzielle Aufträge. Sie kostet etwa 80 Millionen Dollar pro Start und kann 21000 kg in die Erdumlaufbahn bringen, was etwa 4.000 US-Dollar pro Kilogramm entspricht.

Die Europäische Ariane 5 Rakete

Die Ariane 5 aus Europa weist eine sehr hohe Zuverlässigkeit auf. Allerdings ist der Preis der Ariane 5 Rakete mit 170 Millionen US-Dollar deutlich höher als für eine Proton. Der Preis pro Kilogramm liegt bei einer Nutzlast von 21.700 kg bei 7.800 US-Dollar pro Kilogramm etwa doppelt so hoch wie bei der Proton Rakete.
Die amerikanische Delta IV Heavy Rakete

Die Delta IV Heavy hat mit 350 Millionen US-Dollar die höchsten Kosten und wird daher Kommerziell nicht eingesetzt. Die Delta IV Heavy ist mit einer Nutzlast von 23.000 kg die aktuell stärkste Rakete der Welt. Lediglich die US-Regierung die ihre Militärischen Satelliten nie im Ausland starten lässt nutzt diese Manchmal. Die Kosten pro Kilogramm liegen hier bei 15.200 Kg pro Kilogramm.

Die Falcon Heavy Rakete von SpaceX

Die Falcon Heavy Rakete soll im Dezember 2017 ihren Erststart absolvieren. Doch schon vorher sorgt sie mit ihren Daten für Aufsehen und SpaceX hat bereits einige Aufträge erhalten. Die Rakete kann 63.800 kg in den Orbit beförden und damit fast 3 Mal so viel wie die Delta IV Heavy, die aktuell stäkste Rakete. Die Kosten liegen bei 90 Millionen US-Dollar pro Start was 1.400 US-Dollar pro Kilogramm entspricht. Damit ist sie mit großen Abstand die günstigste große Trägerrakete am Markt.

Für Mittelschwere Satelliten kommt die Falcon 9, Atlas 5, und die Sojus Rakete zum Einsatz. Hier gibt es noch weitere Raketen, da die genannten aber über 90 % der kommerziellen Starts in diesem Segment abdecken, werde ich sie hier nicht behandeln. Diese mittleren Trägerraketen Unterscheiden sich genauso wie die großen.

Die mittleren Trägerraketen

Falcon 9 Rakete von SpaceX

Die Falcon 9 Rakete von SpaceX ist die Rakete mit den meistens Starts 2017. Dies liegt an der Zuverlässigkeit aber auch am geringen Startpreis von nur 60 Millionen US-Dollar. Dann, wenn eine gebrauchte erste Stufe geflogen werden kann sind sogar noch günstigere Preise möglich. Mittlerweile kann sie 22.800 kg Nutzlast transportieren und ist damit hier eigentlich falsch angesiedelt. Zu den großen Raketen kann man sie jedoch auch nicht zählen da die Nutzlastverkleidung zu klein ist. Ein Kilogramm Fracht kostet 2630 Dollar. Mithilfe der Wiederverwendung hofft SpaceX die Kosten noch einmal um die Hälfte drücken zu können.

Die Atlas 5 Rakete

Die Atlas 5 Rakete bietet eine sehr gute Zuverlässigkeit, weshalb die NASA auf ihr auch alle unbemannten Marsmissionen in den letzten Jahren gestartet hat. Dabei wird ein höherer Flugpreis akzeptiert. Der Preis einer Atlas 5 Rakete liegt bei etwa 150 Millionen Dollar. Sie kann 18.800 kg in den Erdorbit tragen. Dabei kostet jedes Kilogramm etwa 8000 Dollar

Die Sojus Rakete aus Russland

Die russische Sojus Rakete ist nicht so teuer und die Zuverlässigkeit ist so hoch, das man mit ihr auch Menschen startet die dann zum Beispiel zur internationalen Raumstation fliegen. Im kommerziellen Markt spielt die Rakete aber nur eine kleine Rolle. In letzter Zeit gab es auch Unfälle. Da sie in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus den 60ern kommt würde Russland sie gerne mit einer moderneren Rakete ersetzen. Die Sojus Rakete kostet etwa 60 Millionen Dollar. Die Nutzlast liegt bei 7.200 kg. Dabei kostet ein Kilogramm 8.300 Dollar. Da die Nutzlast deutlich kleiner ist als bei den anderen Trägern wird sie heute fast nur noch für Starts in den niedrigen Erdorbit eingesetzt, zB beim Start von Wettersatelliten. Für den Start der meisten Kommunikationssatelliten ist sie viel zu klein.

Mars Mission Insight der NASA geht in den Endspurt

Insight ist ein Stationärer Mars Lander unter der Leitung der US-Amerikanischen Raumfahrtagentur NASA. Die Marssonde soll im Mai 2018 zum Mars starten. Der Hersteller des Raumfahrzeugs ist Lockheed Martin Space Systems.

Insght Marslander auf dem Mars

Künstlerische Darstellung Insight auf dem Mars Quelle: NASA/JPL

Beteiligt sind Wissenschaftler aus Frankreich, Deutschland, Österreich, Belgien, Kanada, Japan, Spanien, Großbritannien, Vereinigte Staaten von Amerika und der Schweiz.

Nachdem Insight bereits 2016 starten sollte, soll der Insight Lander jetzt ab dem 5. Mai 2018 auf einer Atlas 5 starten, damals war eine Beschädigung an der Vakuumkammer von SEIS in einem Test festgestellt worden und eine Rechtzeitige Reparatur nicht mehr möglich. Da bei einem Start zum Mars die Planetenkonstellation zwischen Erde und Mars stimmen muss, öffnet sich das Startfenster nur etwa alle 26 Monate.

Der Marlslander Insight ist mit 2 wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet. Zusätzlich wird das Kommunikationssystem für ein wissenschaftliches Experiment genutzt.

Das Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) ist ein Instrument, welches sehr genaue Messungen, über die seismologischen Aktivitäten auf dem Mars durchführen soll. Dabei können durch die gemessenen Wellen von Erdbeben, Asteroideneinschläge und aus anderen Quellen Rückschlüsse auf das Innere des Planeten Mars gezogen werden. Es sollen erstmals mit den Daten von SEIS etwas über den Aufbau von Kruste, Mantel und Kern vom Mars gesagt werden können.

Das zweite Instrument ist Heat Flow and Physical Properties Package (HP3). Dieses Instrument soll mit einer Wärmestromsonde 5 Meter unter die Marsoberfläche bohren. Damit soll der Wärmestrom aus den Planetenkern gemessen werden. Dabei interressiert vor allem ob der Mars einen flüssigen Kern besitzt. Außerdem währe es die erste Bohrung auf dem Mars mit einer tiefe von einigen Metern. Diese Technologie könnte später genutzt werden um nach Unterirdischem Leben zu suchen. Das Instrument wurde vom deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) beigesteuert.

Als Drittes wird Rotation and Interior Structure Experiment (RISE) durchgeführt. Dabei soll mithilfe des Kommunikationssystems die Rotation des Mars mit einer Genauigkeit von 2 cm vermessen werden. Mithilfe neuer Daten und ältere aus dem Viking Programm und dem Mars Pathfinder Programm soll es möglich sein die Größe des Planetenkerns deutlich genauer zu berechnen.

Marsmission werden CubeSats eingesetzt

Erstmals wäherend einer Marsmission werden CubeSats eingesetzt Quelle: NASA

Beim Start von Insight werden erstmals zwei Cubesats 6U mit den maßen 30*20*10cm auf einer interplanetarischen Mission eingesetzt. Diese Cubesats werden die Kommunikation in der Landephase unterstützen.

Die Landestelle von Insight auf dem Mars

Die Landestelle von Insight auf dem Mars Quelle: NASA

Im März 2017 hat das JPL aus vorher vier untersuchte Landestellen eine Ausgewählt. Die Landung soll im Westen des Elysium Planitia bei 4.5°N 135.9°E erfolgen. Dort sind alle Bedingungen für den Lander erfüllt. Dieses Gebiet auf dem Mars liegt relativ tief was eine Landung erleichtert. Außerdem soll es auf der Oberfläche nur wenige Unebenheiten geben, welche den Lander, bei seiner Landung gefährlich werden können. Der Lander kann hier in Äquatornähe optimal mit seinen auf Solarstrom basierende Stromversorgung mindestens ein Marsjahr arbeiten. Ein Marsjahr entspricht 687 Erd-Tage.

SpaceX hat heute Dragon CRS-12 auf Falcon 9 gestartet

Heute hat SpaceX eine Dragon Kapsel auf der Falcon 9 erfolgreich gestartet. Die Dragon Kapsel CRS-12 ist die letzte neue Dragon Kapsel der ersten Generation von SpaceX. In Zukunft wird SpaceX einige Kapseln wiederverwenden, ehe man dann nur noch die zweite Version der Dragon Kapsel einsetzen wird.

Nach dem Start landete die erste Stufe wieder erfolgreich auf der Seeplattform

der Start von CRS-5 in Cape Caneveral

der Start von CRS-5 Quelle SpaceX flickr

Der Flug CRS-12 ist der letzte aus dem ursprünglichen Auftrag. Bis jetzt hat die NASA bereits 8 weitere Flüge gebucht.

Die heute gestartete Dragon Kapsel wird 2349 kg Fracht in der Druckkapsel zur ISS befördern. In dem Drucklosen Bereich werden weitere 961 kg Fracht transportiert.

Bei ihrer Landung in etwa 4 Wochen kann die Kapsel bis zu 3500 kg an Fracht zurück zur Erdoberfläche befördern. Damit ist sie die einzige Möglichkeit größere mengen Fracht zur Erde zurückzubringen. Neben der Dragon Kapsel ist dazu nur die russische Sojus in sehr begrenzten Umfang (etwa 150 kg) in der Lage.

Cygnus OA-7 dockt an die ISS an

Am 22.04.2017 hat der Raumfrachter Cygnus OA-7, der benannt war nach dem Raumfahrer und Senator S.S. John Glenn, an der Internationalen Raumstation angedockt. Der Arm der Raumstation wurde dabei von US-Astronaut Thomas Pesquet gesteuert.

Die Cygnuskapsel an der ISS am Greifarm

Die Cygnuskapsel an der ISS Quelle NASA, Orbital ATK

Der Raumfrachter “S.S. John Glenn” transportiert inclusive Verpackungsmaterial etwa 3370 kg Versorgungsgüter zur ISS. Gestartet wurde der Raumfrachter auf einer Atlas 5 Rakete vom Cape Caneveral. Dies war der siebte von zehn Starts des Raumfrachters unter einem Vertrag von Orbital ATK und der NASA. Dies soll die letzte Cygnus Kapsel sein, die auf einer Atlas 5 gestartet wurde. Die Letzten 3 Cygnus Kapseln sollen auf  der Antares 230 fliegen.

Blue Origin nimmt den Mond in den Fokus

Blue Origin will jetzt auch eine Mondbasis beliefern können. Jeff Bezos, hat vor Blue Origin auch schon Amazon.com gegründet. Jetzt will er auch Lieferungen auf dem Mond anbieten. Dies soll eine Kolonisierung unseres Erdtrabanten ermöglichen.

Erst vor wenigen Tagen, hat SpaceX eine Mondmission angekündigt wo 2 Touristen den Mond umrunden sollen.

Das Konzept von Blue Origin ist sieben Seiten lang. Jeff Bezos hat es der NASA, sowie an das Übergangsteam von US-Präsident Donald Trump gesendet.

Der Mond wird wieder Interessant

Das Raumschiff von Blue Origin, welches erstmal Blue Moon heißt, soll etwa 4500 Kg Fracht zur Mondoberfläche befördern.

Jeff Bezos fordert die NASA dazu auf, ein Liefer System welches wir nach dem Vorbild von Amazon kennen, zu unterstützen. Der Dienst könnte 2025 einsatzbereit sein.

Ob die Mondpläne in eine bemannte Mondbasis aufgehen? Die Ausrichtung der NASA ist derzeit noch offen, da die Regierung auch noch keinen neuen Administrator ernannt hat. Nachdem aber, unter Obama, wo man sich auf dem Mars konzentrierte, nicht viel herauskam, dürfte der Mond wieder gute Chancen haben, unter der Trump Administration wieder mehr Beachtung zu finden.