Teil zwei
Apollo 11-Missionsstart an Bord der Saturn-V-Rakete am 16. Juli 1969.
Seit Beginn der Weltraumeroberungen und den ersten Raketen in den 1960er Jahren hat sich die Weltraumzugangstechnologie von der Erde nicht wesentlich weiterentwickelt und basiert nach wie vor auf verbrauchbaren Raumfahrtgeräten außerhalb des amerikanischen Space Shuttle, das seinen Dienst zwischen 2010 und 2015 beenden wird. Moderne Technologien ermöglichen es uns, einen konstruktiven Index (das Verhältnis von Strukturmasse zu Raketentreibstoffmasse) von etwa 10% zu erhalten. Um niedrige Bahnbelastungen von mehreren Tonnen bis maximal mehreren Dutzend Tonnen zu erreichen, führt dies zu mehrstufigen Trägerraketen, die bis zu hundert Tonnen abheben können. Die Nutzlast wiegt nur wenige Prozent des Startgewichts der Trägerrakete. Die Masse, mit der der Träger die Auswurfgeschwindigkeit geben kann, die die Anziehungskraft der Erde vermeidet, d.h. 11 km/s, ist 4-5 mal schwächer als der niedrige Orbitalbetrieb, der 8 km/s benötigt, was die Kosten pro kg von allem multipliziert.
Die Kosten betragen nun einige tausend Euro pro kg im Orbit, ohne die Kosten für die Entwicklung einer Trägerrakete. Eine Ariane-5-Rakete kann 20 Tonnen im niedrigen Orbit bei Startkosten von etwa 150 Millionen Euro oder 7.500 Euro pro kg Nutzlast [ 18 ] schicken. Für die Betankung einer internationalen Low-Orbit-Raumstation liegen diese Werte bei 11.300 Euro pro kg für die russischen Progress-Satelliten mit einer Rate von 43.000 Euro pro kg für ein europäisches Raumfahrzeug mit automatischer Übertragung [ 19 ] . Der Versand von Leichtladungen mit einer zukünftigen Vega-Rakete in eine niedrige Umlaufbahn kostet 14.000 Euro [ 20 ] . Um eine Nutzlast von mehr als 100 Tonnen im niedrigen Orbit oder 47 Tonnen auf den Mond zu schicken, ist es notwendig, eine riesige Rakete zu bauen, die mit großen Tanks zur Lagerung von Treibstoff und Oxidationsmittel ausgestattet ist. Ein Beispiel für eine solche Rakete ist die Saturn V-Rakete, die allein ein Drittel des Programmbudgets von Apollo, das sich in der Entwicklung und im Start befand, mehr als 6,4 Milliarden Dollar kostete, zu diesem Zeitpunkt [ 21 ].
Trotz dieser hohen Zahlen sind die Kosten für den Start bei den Gesamtkosten einiger Raumfahrtmissionen, ohne die Kosten für die Entwicklung von Trägerraketen, jedoch vernachlässigbar gering. So machen die 422 Millionen Startkosten des sehr teuren Titan IVB nur 13% des Budgets der 3,27 Milliarden Cassini-Guygens-Mission [ 22 ] aus.
Die Kosten für den Transport von und zur Erdumlaufbahn gelten jedoch als eine der größten Einschränkungen der NASA für die Weltraumforschung, von der erwartet wird, dass sie das Problem löst, indem sie viel leichtere Raketen mit neuen Materialien verwendet [ 23 ]... oder indem sie Planeten-, Mond- oder Asteroidenressourcen mit Schwerkraft verwendet, um die Ressourcen von Planeten, Monden oder Asteroiden zu kolonisieren, viel weniger als die der Erde, und damit reduzierte Transportkosten, wie von Robert Zubrin [ 24 ] oder O'Neill und NASA [ 14 ] untersucht. Es gibt auch besonders langfristige theoretische Projekte zum Bau eines Raumaufzugs, aber viele Probleme sind noch zu lösen [ 25 ].
Transport in einer Solaranlage
Interplanetares Gefäß aus elektromagnetischem Plasma VASIMR (Künstlerlook für die NASA).
Fahrzeuge, die mit Ressourcen außerhalb der Erde fahren, werden die Kosten deutlich senken. Der von der Erde gelieferte Treibstoff wird auch bei den oben beschriebenen Innovationen zu teuer. Andere Technologien, wie z.B. Captive Propulsion, VASIMR, Ionentriebwerk, thermische Solarrakete, Sonnensegel und thermischer Nuklearantrieb, können die Kosten und die Zeit für den Raumtransport reduzieren [ 26]. ] . Die VASIMR-Bewegung kann die Reisezeit zwischen Erde und Mars von heute zwei Jahren auf 39 Tage reduzieren [ 27 ].
Auf dem Mond besteht eine gut erforschte Möglichkeit für die NASA darin, ein elektromagnetisches Katapult zu schaffen, um Rohstoffe auf Orbitalobjekten zu einem viel niedrigeren Preis zu starten als Rohstoffe, die von der Erde geschickt werden [ 28 ] [ 14 ]. Nach theoretischen Untersuchungen des NASA-Beraters Jerome Pearson kann ein Mondraumaufzug verwendet werden. Im Gegensatz zum bodengestützten Raumaufzug kann er mit vorhandenen Technologien gebaut werden, aber das Bauprogramm ist nicht immer fixiert [ 29 ].
Die Fortsetzung folgt.....https://zen.yandex.ru/media/id/5d9394c879c26e00af4108a6/gesundheitliche-risiken-und-einschrnkungen-5d939b92118d7f00b0de1eed