News Riesiges Katapult soll Satelliten umweltfreundlich in den Weltraum schleudern

Wenn das mit deinem Satelliten passiert ist er genauso nutzlos wie wenn er wieder runterfällt.
Dass ich die Orbitalgeschwindigkeit gewählt habe und nicht die Fluchtgeschwindigkeit war durchaus absicht. ;-)

Fakt ist jedenfalls 8000 Km/h sind für beides viel zu wenig.
Ich bezog mich damit auch eher auf die Idee, Atommüll in den Weltraum zu entsorgen. Da ist die Hürde dann eben doch größer. Ich hätte den entsprechenden Post vielleicht doch zitieren sollen. Scheiß Faulheit. :D
Also müsste man den Gegenstand der ins All katapultiert werden soll auf round about 40.000km/h, oder mehr beschleunigen (Mach 32 ca...), das halte ich für mehr als unwahrscheinlich und nicht realisierbar...
Das geht schon. Macht man mit jeder Sonde, die durchs Sonnensystem fliegt und mit jeder Mondmission auch. Nur eben für Entsorgungszwecke ist der Aufwand schlicht zu groß.
 
40.000km/h oder Mach 32 ist also nicht nötig, aber wenn man bedenkt, dass das die Geschwindigkeit ist, die ein Objekt im Orbit benötigt, um im Orbit zu bleiben und auf dem Weg in den Orbit von der Erdoberfläche aus sowohl die Erdanziehungskraft wie auch die Atmosphäre das Objekt abbremsen, dann tipp ich mal so auf 30.000 km/h beim Verlassen des Katapults.
Wenn das Ziel LEO wäre, wären theoretisch 40.000km/h nicht unrealistisch. Schließlich verlässt das Objekt das Katapult in dichter Athmosphäre die als natürlicher Bremsklotz wirkt. Wir hätten hier das Problem des umgekehrten Wiedereintritts. Heist Hitzeschild in Flugrichtung. Davon abgesehen haben wir alle in der Kerbal-Flugschule gelernt, einen Orbit ohne zweite Zündung bzw. gravierende Vektoränderung ist nicht machbar. In sofern, wird dieses Katapult in jeder hinsicht Dinge nur in eine balistische Bahn bringen und dann fällt es wieder runter. Für billige Einwegsateliten nur um einmal hoch messen und wieder runter ziemlicher Aufwand
 
Es wird ja schon heftig hier diskutiert. :)
Die nur 8.000 km/h bei Austritt aus dem "Vakuumbeschleuniger" sind mir auch schleierhaft.
Für LEO benötigt man m. E. deutlich mehr oder ich kapier das System nicht.
Welcher Werkstoff genau soll die 10.000 g aushalten?

Finde die Lösung "charmanter" :)

200w.gif
 
Keine Rakete beschleunigt mit 10.000g. Wie reden ja von 11 km/s, nicht von 11 km/s². 11 km/s muss ein Objekt mindestens erreichen, wenn es die irdische Gravosphäre verlassen soll. 11 km/s² wäre die Beschleunigung, die brauchen wir so nicht. Wir haben auch keine Triebwerkstechnologie, die solche Werte erreichen würde.
 
Welcher Werkstoff genau soll die 10.000 g aushalten?
Die vielen g sind nicht das Problem, das Problem steigt mit der zu bewegenden Masse (da F=m*a bzw in dem Falle halt m*g). Wenn da 200kg dran sollen wären wir bei roundabout 200*10*10.000 = 20.000.000N = 20 MN Zugkraft alleine durch die Nutzmasse (real ists noch mehr da der Arm ja selbst auch ne Masse hat aber ich erspare mir aus Zeitgründen mal das Integral, geht nur um die Größenordnung).

20 MN mit hochfestem Stahl zu halten wurde angenommen man nimmt Zeug das 1000 MPa sicher hält (also ne Streckgrenze von sagen wir 1200 hat) erfordert rechnerisch einen Rundstab von ca. 160 mm Dicke, mit Sicherheitsfaktor sagen wir mal 20 cm. Geht eigentlich noch.


eine Rakete beschleunigt mit 10.000g. Wie reden ja von 11 km/s, nicht von 11 km/s²
Es geht auch nicht um Linearbeschleunigung gegen die Gravitation wo viel viel weniger ausreicht - streng genommen ist da alles über 1g genug wenn mans lange genug aufrechterhalten kann (sonst wären unsere Astronauten sehr schnell Matsch...), es geht um die Zentrifugalbeschleunigung im Kreisel. ;-)
 
nicht unbedingt, durch die Anziehungskraft der erde kommt auch vieles wieder runter. Du musst es schon in einen entsprechenden stationären Orbit bekommen. aber dann ist es immer nich nicht weg…..
Das ist sogar noch schlimmer, da es bereits genug Schrott im Orbit gibt.
Wenn 2 Schrottteile aufeinanderprallen, entsteht noch mehr kleinerer Schrott, welcher sich dann unkontrolliert überallhin bewegt.
Diese Geschosse sind was Satelliten, Raketen und alles im Orbit beschädigt.

Zudem wenn soviel Schrott im Orbit ist, gibt es irgendwann keinen Raum mehr fürs Starten.
 
Die vielen g sind nicht das Problem, das Problem steigt mit der zu bewegenden Masse (da F=m*a bzw in dem Falle halt m*g). Wenn da 200kg dran sollen wären wir bei roundabout 200*10*10.000 = 20.000.000N = 20 MN Zugkraft alleine durch die Nutzmasse (real ists noch mehr da der Arm ja selbst auch ne Masse hat aber ich erspare mir aus Zeitgründen mal das Integral, geht nur um die Größenordnung).

20 MN mit hochfestem Stahl zu halten wurde angenommen man nimmt Zeug das 1000 MPa sicher hält (also ne Streckgrenze von sagen wir 1200 hat) erfordert rechnerisch einen Rundstab von ca. 160 mm Dicke, mit Sicherheitsfaktor sagen wir mal 20 cm. Geht eigentlich noch.
Ich dachte da weniger an die technische Möglichkeit des Katapults, sondern vielmehr an den Inhalt der 200kg Nutzlast.
Wenn bisher ein z. B. optisches Gerät (Kamera/Dedektor) in die Umlaufbahn geschickt wurde, hatte man z. T. sogar die maximal Schubkraft bestimmter Raketen gedrosselt (z. B. bestimmte Ariane Flüge und somit weniger Nutzlast in Kauf genommen), damit die Apparaturen nicht über 12 g kamen.
Unter 12 zu jetzt 10.000 ist schon ein kleiner Unterschied.
Gut, man könnte nur H2O oder nur O2 als Vorrat zur ISS hochschleudern...
 
Klar, die Nutzlast an sich muss praktisch völlig unempfindlich gegen Beschleunigung (in mindestens eine Richtung) sein.
Die Idee mit Gasbuddeln zu werfen klingt irgendwie interessant... aber ob man auf die Art irgendwas derart winziges wie ne ISS in der Entfernung treffen kann (ohne sie abzuschießen dabei... :fresse:), ich weiß ja nicht...
 
Ich dachte da eher an einen Versorgungsbehälter mit vielleicht 100 kg Nutzlast.
Der Rest ist Hülle und sagen wir mal 25-40 kg Monoproppelant und eine eher einfach gestrickte Steuerungseinheit.
So ausgerüstet, könnte man den Versorgungsbehälter bis nahe der ISS heransteuern, Relativ-V auf null setzen und den Behälter mit dem Canadarm auf die Außenplattform "RMS & Exposed Facility"der ISS manövrieren und einfangen.
Es gilt, den $-Preis/kg Nutzlast von SpaceX zu schlagen- ganz einfach.
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Im Moment verdient Space X das Geld mit relativ kostengünstigen Raketen für Satelliten und der Versorgung der ISS.
Dass das erwirtschaftete Geld dann in das Starship fließt, ist in der Tat die Entscheidung vom Hauptaktionär.
Wenn man jedoch bedenkt, dass der Durchschnittsmichel im Jahr knappe 8 to CO2 ausstößt, sind die 20 Raketenstarts im Jahr von Space X völlig irrelevant für den globalen CO2 Ausstoß.
 
Ohne den Artikel gelesen zu haben...

Stelle ich mir das eher soo vor, dass das Katapult nur eine "Initalzündung" ersetzen soll...

Die Gewchwindigkeiten um den Orbit zu erreichen erscheinen mir unrealistisch.

Aber wenn man mit dem Katapult schon mal zb. Die hälfte der geschwindigkeit erreichen könnte. Und das Teil zumindest mal in dünnere Luftschichten hoch ballern, könnte man vielleicht zb. Die erste Stufe damit ersetzen.

Die 2 Stufe würde weiterhin dann die restliche Arbeit übernehmen.

Allerdings hätte dies wiederum zur Folge dass auch ein Triebwerk und Treibstoff mit hochgeschleudert werden müsste, was wieder mehr Gewicht und mehr nötige Kraft erfordert. Von daher weis ich nicht was mehr Sinn machen würde.
 
Kann man damit auch manch einen Zeitgenossen zum Mond schiessen? :ugly:

Sagen wir mal so: Einen Nervensäge damit zu befördern hätte die gewünschte Wirkung, auch wenn die geplante Reichweite nicht annähernd erzielt wird. Ich würde aber vorschlagen, für solche Anwendungen von weißer auf dunkelrote Lackierung für die Abschießvorrichtung zu wechseln.


Wenn das klappt kann man den Atom Müll gleich mit weg schießen.
Die Gefahren die beim Raketen Start einher gehen entfallen ja.

Die größte Gefahr lautet "zerlegt sich beim Start" und die bestünde auch weiterhin, wenn es denn funktionieren würde.
Außerdem ist Atommüll in LEO nichts weiter als eine Garantie für globale athmosphärische Verseuchung ein paar Jahre bis Jahrzehnte später. Um das Zeug loszuwerden, müsste es über die Fluchtgeschwindigkeit des Erde-Mond-Systems hinausbeschleunigt werden. Kannst dir ja mal für einen geeigneten Schutzbehälter (ein leichtgewichtiger Castor ist wohl definitiv nicht stabil genug für sowas) ausrechnen, wieviel kinetische Energie am Ende allein in dieser Raumfahrtmission stecken müsste und wieviel umgekehrt die damit transportierten Brennstäbe jemals abgegeben haben.


Mal ohne mich da im Detail mit zu befassen aber die 8000 km/h die da angegeben werden sind wesentlich weniger als die Kreisbahngeschwindigkeit der Erde - das sind rund 8000 m/s oder umgerechnet fast 30.000 km/h.
Also entweder sind die km/h Artikel falsch und es sind m/s gemeint oder der mit 8000 km/h abgeschossene Satellit fällt Minuten später wieder aufn Boden. :-D

Also zumindest die bisherigen Demonstrationen (und es schein keine neuen zu geben) von dem Cash Grab waren tatsächlich 8 Mm/h. Kompletter Start würde, wie du selbst sagst, ein vielfaches an Geschwindigkeit erfordern - und das wohlgemerkt oberhalb der Athmosphäre. (S)HARP kam mit knapp 7 km/s Mündungsgeschwindigkeit auf 170 km Höhe, das ist vergleichbar mit den suborbitalen Mercury-Redstone-Flügen. Die Mercury-Atlas für orbitale Flüge war viermal so leistungsfähig - und hatte im Gegensatz zu einem Space-Shot-Konzept nicht das zusätzliche Problem des mit steigender Startgeschwindigkeit exponentiell ansteigenden Luftwiderstands. Den zusätzlich zu überwinden dürfte also noch einmal deutlich mehr als den vierfachen Schwung eines suborbitalen Hüpfers erfordern. Und selbst der wurde ja bislang nicht geschafft; gegenüber dem gezeigten reden wir eher vom 30-40 fachen.

Und damit sollte auch klar sein, wo das nächste, technisch gar nicht lösbare Problem liegt: Die in den Luftwiderstand investierte Energie ist nichts anderes als nach dem Start frei werdenden Reibungswärme. Man gucke sich mal an, was Raumfahrzeuge an Hitzeschutz benötigen, um 32 Mm/h in den obersten Athmosphärenschichten bei vielleicht 0,1 bar zu verkraften. Selbst wenn Spinlaunch das eigentliche Katapult hinbekommen, bräuchten sie noch eine Kapsel, die unmittelbar nach dem Start die Reibung von 40-50-60 Mm/h bei 1,0 bar verkraftet, anstatt einfach zu zerbröseln/verdampfen.


Die Fluchtgeschwindigkeit der Erde beträgt ca. 11km/s. Auf diese Geschwindigkeit muss man ein Objekt bringen, wenn es die Gravosphäre der Erde dauerhaft verlassen soll. Alles darunter führt nur zu einem mehr oder weniger Stabilen Orbit.

Nö. Das ist noch so eine weitere Sache mit Spinlaunch: Nichts darunter führt zu einem mehr oder auch nur weniger stabilen Orbit.
Absolut alles, was mit einem einmaligen Impuls von der Oberfläche eines Planeten losgeschleudert wird und nicht Fluchtgeschwindigkeit erreicht, führt zu einem kurzfristigen Einschlag auf selbigem Planeten. Das geht direkt aus den Bahngesetzen hervor, das Perigäum des Anfangs der ersten halben Runde ist ja das Katapult auf der Erdoberfläche. Ohne einwirkende Kräfte wird somit das Perigäum am Ende der zweiten halben Runde wieder auf Höhe der Erdoberfläche liegen (respektive durch athmosphärische Bremsung einen Tick tiefer - vom Mount Everest könnte man vielleicht mehrere Umrundungen schaffen.) Es braucht zwischendurch zwingend eine Beschleunigung, um in einen Orbit einzuschwenken und somit stehen alle Massdriver inkl. dieser Schleuder vor dem Problem, dass sie eine Raketenstufe hochschleudern müssen. Zwar keine sehr starke. Wäre keine Athmosphäre im Weg, könnte man einen Großteil der Arbeit initial leisten und für den Sprung vom Mond zu interplanetaren Kolonien könnte diese Technik wirklich interessant werden. Aber eine Rakete, die nach den Belastungen des Abschusses noch funktioniert.


Das eigentliche Problem seh ich aber beim "Abwurf".
Das Timing, an dem das Objekt, der Satellit den Arm verläßt/vom Arm getrennt wird, muss genau stimmen, sonst verläßt es die Vakuumkammer nicht durch die dafür vorgesehen Öffnung -selbstredend wird dann natürlich auch der gewünschte Orbit verfehlt.
Das Timing an sich ist dabei garnicht so das Problem, aber die Klammer, die die 200kg bei 5300 U/min halten soll...naja, entweder ist so ein Mechanismus kräftig (zb hydraulisch) oder schnell.
Beides geht nicht, würde hier aber benötigt.

Dann ist da die Öffnung, durch die der Satellit aus der Kammer geschleudert wrd.
In der Kammer herrscht ein Vakuum, außerhalb normaler atmosphärischer Druck.
Das heißt, da muss irgendeine Folie drauf, die 1 Atmosphäre Druckunterschied aushält, die aber vom Satelliten leicht durchstoßen werden kann.
Welchen Durchmesser hat diese Öffnung?
Viel dicker als Alufolie wird das nicht sein würden, aber reißt die nicht schon auf Grund des Druckunterschied?

Die Kammer und die Öffnung sind der einzige Teil, der schon erfolgreich demonstriert wurde. 1 bar ist eine relativ überschaubare Last und du kannst die Folie ja mit optimaler Kurve spannen, bis kurz vor dem Ausklinken noch durch einen Deckel schützen, etc.. Umgekehrt muss das Projektil ohnehin recht stabil sein. Im Hyperschallbereich sind die Belastungen durch die Luft hinter der Plane vermutlich bedrohlicher als das Häutchen davor. Beim Winkel hätte man, da man später eh korrigieren können muss (s.o.) auch noch hinreichen Spielraum und punktgenaue Zündungen bei diesen Drehzahlen zwar nicht von z.B. Sprengbolzen, aber bei Luft-Treibstoffgemischen kriegt jeder PKW-Motor hin.

Aber ein inneres technisches Problem, dass sie zumindest bei der letzten mir bekannten Demonstration noch nicht gelöst hatten: Die Haltevorrichtung muss nicht nur die enormen Lasten tragen und lösbar sein. Sondern sie muss auch zwingend eine Mehrpunkthalterung sein, um Schwingungen zu vermeiden, und diese Punkte müssen EXAKT gleichzeitig auslösen. Selbst Mikrosekunden Unterschiede würde bei den enormen Beschleunigungen ein ordentliches Kippmoment induzieren und beim den letzten Versuchsaufnahmen, die ich gesehen habe, kam der Testkörper dann auch schräg zur Flugbahn durch die Luke und hat sich danach mutmaßlich noch überschlagen, bevor aerodynamische Stabilisation einsetzte. Mit so einem System kann man Bowling-Kugeln auf seine Nachbarn schleudern, aber keine Raketen starten.

Und sollte der Verein jemals ein Auslösesystem mit derartiger Präzision hinbekommen, dann stellt sich die Frage, wer als erster vor der Tür steht:
a) Harmlose Touristen mit verdächtig persischem Akzent, die Hochpräzisionsauslösesysteme z.B. für so ein paar kleine Ladungen rund um eine Plutoniumhohlkugel suchen
b) Gewisse US-Institutionen, die ein Monopol auf vergleichbare Technik behalten wollen und denen man besser nicht widerspricht.
 
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