Warum nicht wieder Saturn V bauen?

Die Antwort von Hobbes konzentriert sich darauf, warum wir SLS bauen sollten. Es gibt auch erhebliche Hindernisse für den Wiederaufbau von Saturn/Apollo.

Zusätzlich zu der (großen) Menge an vorhandener technischer Dokumentation zu diesen Entwürfen gibt es einen (wahrscheinlich größeren) Wissenspool, den die Personen, die die Dinge tatsächlich gebaut haben, während des Prozesses gesammelt haben. Fast alle diese Leute sind jetzt tot oder im Ruhestand.

Die meisten der beteiligten einzelnen Hersteller, Subunternehmer und Sub-Subunternehmer sind fusioniert oder zusammengebrochen, und ihre internen Prozessdokumente sind möglicherweise verloren gegangen; Ihre Unterlagen wurden vielleicht sehr sorgfältig irgendwo in einem Lagerhaus aufbewahrt, aber der Typ, der weiß, wo, hat sich auch zurückgezogen!

Der Bau von Apollo und Saturn erforderte besondere Herstellungsverfahren, die jetzt veraltet sind. Die Werkzeuge, die benötigt werden, um die Werkzeuge zum Bau der Raketen herzustellen, existieren nicht mehr.

Um Saturn/Apollo wieder aufzubauen, müssten wir zunächst einen wesentlichen Teil der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtindustrie, wie sie um 1965 existierte, wieder aufbauen, und das alles nur, um die gleiche Art von Missionen durchführen zu können, an denen wir vor 40 Jahren das Interesse verloren haben.

Es gibt verschiedene Gründe:

1. Das können wir heute besser. Saturn und Apollo wurden in den frühen 1960er Jahren entworfen, daher waren die verwendeten Designwerkzeuge hauptsächlich Stift und Papier, mit einigen primitiven Computerwerkzeugen, die hier und da eingeworfen wurden. Heutzutage kann CAD verwendet werden, um ein Design zu erstellen, das weitaus leistungsfähiger ist (weil Sie beispielsweise Teile näher an der erforderlichen Festigkeit entwerfen können). Ebenso möchten Sie ohnehin die gesamte Elektronik von Saturn/Apollo durch moderne Geräte ersetzen.
2. Politik. Leider spielt der US-Kongress eine große Rolle bei der Gestaltung von SLS: Die Auswahl der Komponenten basiert darauf, wo sich die wichtigsten Hersteller befinden. ATK ist ein berüchtigtes Beispiel: Sie befinden sich am schlechtesten Ort, um große Raketenkomponenten zu bauen. Die SRBs werden auf Waggons von Utah nach Florida transportiert, und unvermeidliche Tunnel durch eine Bergkette auf der Route diktieren die maximale Länge und den maximalen Durchmesser der Fracht. Infolgedessen müssen die SRBs in Segmenten gebaut werden, was dem Design einen Schwachpunkt hinzufügt. Trotzdem erscheinen ATK-Solid-Booster aufgrund politischer Faktoren auf jedem neuen Design.
3. Leistung. Dies gilt mehr für das Raumfahrzeug als für die Trägerrakete: Apollo wurde für kurze Reisen zum Mond entwickelt und müsste für längere Reisen umgestaltet werden. Orion hat auch etwa das 3-fache Innenvolumen von Apollo.
   Bearbeiten : Es gab einige Vorschläge, Apollo für längere Missionen zu verwenden, siehe die Kommentare. Aber diese Kommentare zeigen, dass viele Systeme geändert werden müssten, um lange Missionen zu unterstützen. Diese Missionen erforderten auch eine Neugestaltung der dritten Stufe der S-IVB, damit ihre Treibstofftanks während des Fluges in bewohnbaren Raum umgewandelt werden konnten.

ANMERKUNG Alle Dollarwerte sind Tageswerte, die die Inflation berücksichtigen.

Ein weiterer Grund, warum wir den Saturn V nicht wiederverwenden, ist derselbe Grund, aus dem er überhaupt storniert wurde: die Kosten. Der SLS soll die Hälfte der Kosten pro Start kosten. Ob das klappt, bleibt abzuwarten.

Der Saturn V war teuer. Das Saturn-V-Programm kostete über 10 Jahre 47 Milliarden US-Dollar für 13 Starts , was ungefähr 3,6 Milliarden US-Dollar pro Start entspricht . Aber die Zahl von 3,6 Milliarden US- Dollar beinhaltet Entwicklungskosten. Ohne Entwicklungskosten sind es nur 1,2 Milliarden US -Dollar pro Start .

Die Annahme vieler Leute ist, dass wir einfach die Pläne abstauben und Saturn Vs auskurbeln können, ohne Geld darin zu versenken. Andere Antworten haben darauf hingewiesen, dass dies unmöglich ist, dass erhebliche Kosten für die Schaffung neuer Einrichtungen, die Neuerstellung von Fertigungstechniken und die Umgestaltung aufgewendet werden müssten, ganz zu schweigen von den stark gestiegenen Kosten für moderne Arbeitskräfte und die Umgestaltung auf moderne Sicherheitsmargen.

Das SLS-Programm behauptet , dass es in der Lage sein wird, die Kosten pro Start auf 500 Millionen US-Dollar zu senken . Viele halten diese Zahl für Fantasie. Vielleicht könnte SpaceX das, aber ein großer Regierungsauftrag wird wahrscheinlicher in die Höhe schnellen. Trotzdem ist dies die Zahl, für die sie die Regierung verkauft haben, und es ist weniger als die Hälfte dessen, was der Saturn V gekostet hat.

Hier gehe ich in Spekulationen ein, aber wenn ich eine Seite aus der Luftfahrt nehme, ist eine andere Überlegung, wie viel Raum für zukünftige Verbesserungen im Design verbleibt. Der F-1-Motor war Technologie der späten 50er Jahre. Der Saturn V lotete in den 60er Jahren die Grenzen der Technik aus. Nach 13 Starts hatte die NASA genug Erfahrung mit der Rakete, um Starts so effizient und sicher wie möglich zu gestalten. Der SLS als neues Design wird viel Raum für Verbesserungen und Flexibilität haben. Es geht nicht nur darum, uns zum Mars zu bringen, sondern darum, den USA für die kommenden Jahrzehnte vielseitige Schwerlastkapazitäten zur Verfügung zu stellen.

Ein anderer Ansatz könnte darin bestehen, den Saturn V mit modernen Techniken wieder aufzubauen, nicht als Eins-zu-Eins-Wiederaufbau, sondern vielmehr die guten Teile zu nehmen und sie besser zu machen.

Beispielsweise wird das F-1-Triebwerk der ersten Stufe (5 gebraucht, 1,5 Millionen Pfund Schub) als modernere Version mit höherem Schub überdacht. Die Düse wurde akribisch in mühevoller Weise zusammengebaut. Es besteht aus Kühlrohren, durch die Kraftstoff fließt, damit er nicht schmilzt. Heutzutage ist eine 3-D-gedruckte Version zwar teuer in den Kapitalkosten (ein 3-D-Drucker, der für etwas wie Inconel so groß ist, verwirrt den Verstand), ist aber möglicherweise immer noch billiger als die Arbeit, die zum Bauen auf die alte Weise erforderlich ist.

Das J-2-Triebwerk der zweiten Stufe (5 gebraucht, 232 Kilbs Schub) und der dritten Stufe (1 gebraucht) wurde als J-2X für das Constellation-Programm neu entwickelt und dann fallen gelassen.

Das Gesamtdesign der verschiedenen Stufen ist immer noch von Interesse. Auch wenn das sehr genaue Minutaue der Kontrollsysteme nicht ist.

Es ist nicht erforderlich, identische Computersysteme wie damals zu reproduzieren. Moderne Computer sind billiger und einfacher zu programmieren, wie SpaceX mit der Neuentwicklung des Computersteuerungssystems Falcon 9 gezeigt hat.

Der Trick wäre, nichts neu zu entwickeln, was es nicht braucht, oder genau nach dem ursprünglichen Design zu hauen.

Theoretisch könnte das jetzt funktionieren. In der Praxis ist es schwer vorstellbar, dass dies auf kostengünstige Weise geschieht, wenn die NASA dies tut.