Sind wir (technisch gesehen) in der Lage, ein Raumschiff im Weltraum zu bauen?

Raketen sind teuer. Und zum größten Teil nur für den einmaligen Gebrauch.

SSTO verspricht, das zu ändern.

SSTOs werden jedoch eine begrenzte Nutzlastkapazität haben (wie jede Trägerrakete), und schließlich werden wir für Missionen mehr Delta-V und mehr Nutzlastmasse benötigen, als eine einzelne Fahrt bewältigen kann.

Wenn wir Menschen auf den Mars bringen wollen, wird viel Ausrüstung und viel Delta-V benötigt, um sie dorthin zu bringen.

  • Was sind die spezifischen Schwierigkeiten beim Zusammenbau (von irgendetwas) im Weltraum?
  • Wurde im Weltraum schon einmal etwas "gebaut"?
Wenn wir uns einig sind, dass SSTO für Single Stage to Orbit steht, können Sie erklären, wie SSTO-Raketen versprechen, die „einfache Verwendung“ zu ändern? Ich nehme an, Sie wollten über wiederverwendbare erste und schließlich zweite Stufen ohne größere Renovierung sprechen.
Während wir hier sprechen, befindet sich auf der ISS ein 3D-Drucker! Dies könnte das erste Beispiel für „Fertigung“ im Weltraum sein.
@ChrisR Ja, ich meinte ein wiederverwendbares Fahrzeug, das in der Lage ist, LEO zu erreichen (und eine Nutzlast zu liefern), sicher wieder einzutreten und zu landen, wodurch die Kosten für eine Reise in die Umlaufbahn im Wesentlichen auf einen Treibstofftank gesenkt werden. Ich gehe davon aus, dass dieses Fahrzeug luftatmende Motoren verwenden wird, die den in der Atmosphäre verfügbaren Sauerstoff nutzen und die normalerweise mitzubringende Oxidationsmittelmasse enorm reduzieren. Ich verstehe jedoch, was Sie meinen, eine "SSTO-Rakete" könnte sicherlich eine einstufige Rakete sein, die in der Lage ist, eine Umlaufbahn zu erreichen, obwohl es schwierig wäre, ein solches System abrufbar und wiederverwendbar zu machen .

Antworten (3)

Wurde im Weltraum schon einmal etwas "gebaut"?

Unbedingt. Vielleicht nicht "gebaut" in dem Sinne, von dem Sie sprechen, aber sicherlich zusammengebaut. Ein herausragendes Beispiel ist die Internationale Raumstation . Es gibt ungefähr ein Dutzend verschiedene Module in der ISS, die unter Druck stehen und für die Besetzung geeignet sind. Die erste war Zarya und die neueste ist Leonardo . Sie wurden von vielen verschiedenen Ländern gebaut und einzeln hinzugefügt. Es gibt auch viele drucklose Komponenten. Hier ist eine handliche Dandy-Karte – ein Leitfaden zur ISS ( aus Wikipedia )Die ULF6-Konfiguration der Internationalen Raumstation nach dem Hinzufügen des Alpha-Magnetspektrometers und des ExPrESS-Logistikträgers 3, der vom Space Shuttle Endeavour auf STS-134 gestartet wurde.

Einige Details zum Montageprozess finden Sie hier , aber ich denke, dass dieser Abschnitt die Dinge besser erklärt. Viele Komponenten wurden bei Starts der russischen Proton-Raketen sowie bei zahlreichen Space-Shuttle-Starts mitgebracht. Jedes neue Modul verband sich reibungslos mit den anderen. Sie waren vorgefertigt, wurden aber im Orbit zusammengesetzt.

Das andere, was ein Projekt wie dieses kosten wird, ist Geld. Und viel davon. Die ISS dürfte 150 Milliarden Dollar gekostet haben . Das ist eine erstaunliche Menge Geld. Das scheint die Kosten für Space-Shuttle-Flüge zu berücksichtigen. Nun, diese Seite sagt, dass eine Mission zum Mars billiger wäre:

Um diese Zahl ins rechte Licht zu rücken, schätzte die NASA vor etwas mehr als 10 Jahren die Kosten für die Entsendung von Astronauten zum Mars. Ihre groben Schätzungen beziffern den Preis einer bemannten Marsmission auf etwa 40 Milliarden US-Dollar.

Kleingeld, klar.

Eine Mission zum Mars würde eine anständig große Rakete erfordern. Die ISS ist etwa 357 Fuß lang. Das ist ungefähr die Größe einer Saturn-V-Rakete. Wenn Sie nun die Rakete im Orbit bauen, muss sie möglicherweise nicht so groß sein, da sie sich bereits im Orbit befindet.

Ein weiterer großer Nachteil des „Bauens“ gegenüber dem Zusammenbauen ist das Arbeiten in einem Raumanzug. Die Verwendung von Werkzeugen und alles andere ist viel, viel, viel schwieriger als in einer Umgebung mit Hemdsärmeln (genau die Anstrengung, die Sie aufwenden müssen, um Ihre Hände zu schließen, während Sie durch 5 Paar Handschuhe arbeiten, die unter Druck stehen, während Sie das Gewicht von Mikro herumschleppen -Heizungen an jedem Finger). Allein das An- und Ausziehen frisst eine ganze Menge in jeden Arbeitstag ein. Sobald Sie anfangen, länger zu arbeiten, um das auszugleichen, fangen Sie an, Fehler zu machen.

Diagramm des Raumanzughandschuhs mit Schichten:

Die Verwendung von Raumanzughandschuhen kann dazu führen, dass Ihre Fingernägel abfallen

Arbeiten am Hubble

Was über die Probleme des bloßen Abschraubens (!!) eines Steckers spricht (erzeugt Mikrometalltrümmer, die Ihre Elektronik kurzschließen / beeinträchtigen können). Auf der Erde; Schwerkraft, Wind und Vakuum können alle verwendet werden, um diese Trümmer loszuwerden und sie in Staub zu verwandeln, der einfach „magisch“ „verschwindet“.

Ausgezeichnete Links, auf eine solche Antwort hatte ich gehofft! Erinnert mich an eine Geschichte über das Entwerfen der Apollo-Anzüge, anscheinend waren die ersten Entwürfe von NASA-Ingenieuren so restriktiv, dass sie es den Astronauten fast unmöglich machten, sich zu bewegen und das zu tun, was sie tun mussten, also gaben sie die Arbeit an andere Unternehmen aus, von denen eines war BH-Hersteller Playtex . Die Frauen, die BHs entwarfen und nähten, schienen zu verstehen, wie sich der menschliche Körper besser beugt und bewegt. Wenn ich mich nicht irre, hat Playtex schließlich den Vertrag gewonnen und ihre Anzüge zum Mond geschickt!

Wurde im Weltraum schon einmal etwas "gebaut"?

Hängt von Ihrer Definition von builtab (siehe Antwort von HDE für eine detaillierte Erklärung der ISS-Montage), aber für die Zwecke dieser Antwort gehe ich davon aus, dass Sie meinen, wo ein Team im Weltraum ein IKEA-ähnliches Flachpaket mit Teilen erhalten und dann zusammenbauen würde es in ein Arbeitsschiff im Weltraum.

Kann es getan werden?

Ja, tatsächlich zeigt uns die ISS ein Arbeitsbeispiel eines ähnlichen Prozesses, die Besatzung erhält häufig Reparaturkits oder wissenschaftliche Module, die an der Außenseite der Station auf EVA angebracht werden müssen. Dies beinhaltet viele der regulären Ingenieurarbeiten, die ich von einem Bauteam erwarten könnte:

  • Dinge in andere Dinge schrauben
  • Schweißverbindungen
  • Lötschaltung
  • eta eta

Wurde es gemacht?

Meines Wissens nicht. Das mag seltsam erscheinen, aber die Argumentation ist eigentlich ganz einfach, wenn wir die potenziellen Vor- und Nachteile untersuchen.

Aktuelle Vorteile

  1. Konstrukteure müssen sich keine Gedanken mehr darüber machen, ob das Schiff in die aerodynamische Verkleidung der Rakete passt.
  2. Kann das endgültige Schiff in kleinere, effizientere Raketen aufteilen
  3. Eine Umgebung mit geringer Schwerkraft macht das Bewegen von Komponenten „einfacher“

Aktuelle Nachteile

  1. Da immer noch die gleiche Masse in den Weltraum transportiert werden muss, beschränken sich die Treibstoffeinsparungen auf das, was Sie durch den Einsatz kleinerer Raketen einsparen können.

  2. Kleinere Begrenzung der Größe der Baumannschaft

  3. Jeder Spezialist, den Sie für den Bau benötigen, muss auch ein ausgebildeter Astronaut sein

  4. Zusätzliche Starts zur Zusammenstellung und Wartung des Werft-/Konstruktionsteams

  5. Verlust von Komponenten durch Abdriften in den Weltraum

  6. Keine schweren Baumaschinen

Bis wir eine Möglichkeit haben, Treibstoff oder Rohstoffe im Weltraum zu sammeln, gibt es nicht viel zu gewinnen, wenn man im Weltraum baut.

Ihre Listen mit Vor- und Nachteilen sind großartig, aber ich stimme Ihrer Schlussfolgerung nicht zu, dass es nicht viel zu gewinnen gibt, wenn man im Weltraum baut. Ihre ersten beiden Vorteile sind tatsächlich überzeugend, und die ISS ist der Machbarkeitsnachweis. Weitere Vorteile sind die Verteilung des Risikos beim Start (ein fehlgeschlagener Start verliert nicht das gesamte Projekt) und die Möglichkeit, schrittweise zu aktualisieren (obwohl dies für Stationen relevanter ist als für Schiffe).
Ich bezweifle nicht, dass dies zwingende Gründe sind, ich bezweifle, dass sie zwingend genug sind, um die praktischen Aspekte der Aufgabe in diesem Moment zu übertreffen.
@CyanAngel Wenn der Ausbau der ISS eine Aufgabe des Augenblicks ist, dann ja, sie sind überzeugend. Keine Rakete könnte die gesamte ISS anheben (fast 420 Tonnen nasa.gov/mission_pages/station/main/onthestation/… ). Und stellen Sie sich nur die Größe der Verkleidung vor, die erforderlich wäre. Die ISS gibt uns eine Blaupause für einen einfachen ersten Schritt zum Schiffsbau im Weltraum: Beginnen Sie mit der werkzeuglosen Montage. Damit verschwinden deine Nachteile 2-6 einfach. Zugegeben, stattdessen erhalten Sie zusätzliche Komplexität und viel Eigengewicht in Moduldocks, aber Sie können zusammenbauen, was sonst unmöglich wäre.
Sie sagen im Grunde "Lasst uns die ISS-Konstruktionstechniken verwenden, um andere Dinge zu bauen". Meine Nachteile zielen nicht darauf ab, diese Bauweise anzusprechen, siehe die akzeptierte Antwort für diesen Punkt. for the purposes of this answer I will presume you mean where a team in space would receive an IKEA-esque flat pack of parts and then assembles it into a working vessel in spaceMeine Eröffnungsrede hat die ISS-Bauweise bewusst eliminiert, weil es bereits eine bessere Antwort gibt
Sind wir (technisch gesehen) in der Lage, ein Raumschiff im Weltraum zu bauen?
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