Der Wahnsinn von Artemis
(idlewords.com)- NASAs Artemis 3 zielt auf eine Mondlandung US-amerikanischer Astronauten Ende 2026, setzt dafür aber auf eine weitaus teurere und komplexere Architektur mit SLS/Orion, HLS, NRHO und Gateway, obwohl die wissenschaftliche Ausbeute geringer wäre als bei Apollo 17
- SLS hat zwar mehr Schub in der ersten Stufe als Saturn V, kann aber nur 27 Tonnen zum Mond schicken, verglichen mit 49 Tonnen bei Saturn V; das hohe Gewicht von Orion und die begrenzte Antriebsleistung führten deshalb zur Wahl von NRHO statt eines niedrigen Mondorbits
- NRHO ist ein Orbit, der zu den Grenzen von SLS/Orion passt, verlängert aber Landungs- und Rückkehrzeiten und macht Abbruchszenarien komplexer, wodurch die Sicherheitsreserve gegenüber Apollo sinkt
- Gateway wurde zwar als für die Landung von Artemis 3 nicht notwendig eingestuft, bleibt aber als Montageziel für spätere Missionen bestehen und erhöht durch internationale Partner und versunkene Kosten die Beständigkeit des Programms
- Die HLS-Systeme von SpaceX und Blue Origin hängen von unerprobten Technologien wie Treibstoffbetankung im Orbit und dem Management kryogener Treibstoffe ab; gelingt das, wird SLS/Orion weniger nötig, scheitert es, bleibt NASA kaum mehr als der Zusammenbau des Gateway
Der Ausgangspunkt von Artemis im Vergleich zu Apollo
- Apollo 17 kehrte am 19. Dezember 1972 in den Südpazifik zurück und war damit die letzte Mission, bei der Menschen den niedrigen Erdorbit verließen
- Das von NASA vorgestellte Artemis 3 zielt auf eine Mondlandung Ende 2026; zwei Personen sollen auf dem Mond landen, Gestein sammeln und sich etwa eine Woche später wieder mit ihren Kollegen im Orbit treffen, um zur Erde zurückzukehren
- Apollo 17 wurde mit einer einzigen Rakete gestartet und kostete inflationsbereinigt auf Dollar von 2023 rund 3,3 Milliarden Dollar, während die erste Artemis-Landung von etwa 12 bis 20 Starts großer Raketen abhängt
- NASA nennt keine Gesamtkosten, und ein langjähriger NASA-Haushaltsexperte schätzt sie auf 7 bis 10 Milliarden Dollar
- Der NASA-Inspektor schätzt allein den SLS/Orion-Anteil einer Mondlandung auf 4,1 Milliarden Dollar
- Der Mond hat sich seit den 1960er Jahren nicht verändert, und die relevante Technologie hat sich stark weiterentwickelt; trotzdem wirkt das Ziel für NASA auch nach 20 Jahren und 93 Milliarden Dollar seit der Ankündigung der Rückkehr zum Mond im Jahr 2004 noch fern
- Diese Kritik bedeutet nicht, dass nur der Apollo-Ansatz richtig war, sondern setzt bei dem Vergleich an, dass Apollo mit grober Frühzeit-Technik 6 von 7 Mondlandungen schaffte und damit die Mindest-Benchmark für moderne Mondmissionen sein sollte
SLS und Orion: starke erste Stufe, schwache Missionsleistung
- Das Space Launch System (SLS) ist eine Schwerlastrakete auf Basis wiederverwendeter Shuttle-Hardware; der Schub der ersten Stufe ist größer als bei Saturn V, aber die obere Stufe ICPS ist schwach, was die Gesamtleistung begrenzt
- Saturn V konnte 49 Tonnen zum Mond schicken, SLS nur 27 Tonnen
- Mit dieser Leistung ist eine Apollo-artige Landungsarchitektur nicht möglich; möglich ist eher Artemis 2, bei dem Orion den Mond ohne Lander einmal umrundet und zurückkehrt
- NASA will ICPS durch die Exploration Upper Stage ersetzen, doch es kam zu Verzögerungen, unter anderem durch Kostenüberschreitungen von fast 1 Milliarde Dollar an der Startanlage; auch dieses Upgrade bleibt unter der Leistung von Saturn V
- SLS ist die Rakete, auf der NASA für bemannte Flüge besteht, aber sie ist ein etwa alle zwei Jahre gestartetes „one and done“-System mit Kosten von rund 4 Milliarden Dollar pro Start
- Offiziell rechnet NASA mit einem Start pro Jahr und damit 2,1 Milliarden Dollar pro Start, bei einem realen Rhythmus von einem Start in zwei Jahren steigt das auf 4 bis 5 Milliarden Dollar
- Die Wiederverwendung von Shuttle-Hardware macht die Kostenstruktur von SLS noch schwerfälliger
- Der Umbau eines Space Shuttle Main Engine für SLS kostet 40 Millionen Dollar pro Triebwerk
- SLS wirft bei jedem Start vier Triebwerke weg, obwohl sie für Wiederverwendung ausgelegt wurden
- Wenn die Restbestände aufgebraucht sind, produziert Aerojet Rocketdyne neue, zum Stückpreis von 145 Millionen Dollar
- Für die Feststoffbooster werden 266 Millionen Dollar pro Stück erwartet, und ein Projekt zum Austausch der Asbestauskleidung wuchs von 4,4 Millionen auf 250 Millionen Dollar
- Der langsame Startrhythmus wirkt sich auch auf die Sicherheit aus
- Zu Shuttle-Zeiten gingen NASA-Manager davon aus, dass 3 bis 4 Starts pro Jahr nötig seien, um sichere Routine und Erfahrung zu erhalten
- Ein von Hand gebautes System wie SLS, das nur alle zwei Jahre fliegt, zwingt dazu, die Abläufe jedes Mal praktisch neu zu erlernen
- Bei Artemis 1 wurde eine großflächige Ablösung des Orion-Hitzeschilds bis hin zu beinahe vollständigem Durchschlag beobachtet; eine Korrektur im realen Flug zu testen würde mehrjährige Verzögerungen bedeuten
- Orion hat 50 % mehr Innenvolumen als das Apollo Command Module und bietet moderne Computer sowie mehr Komfort, stand aber 20 Jahre lang weitgehend am Boden und verbrauchte dabei jährlich 1,2 Milliarden Dollar Budget
- 2014 gab es einen kurzen Testflug, und 2022 umkreiste Orion bei Artemis 1 mit instrumentierten Dummys an Bord den Mond
- 2025 soll bei Artemis 2 erstmals eine Besatzung mitfliegen
- Orion ist vom European Service Module (ESM) abhängig, doch das ESM wurde nicht für Mondmissionen ausgelegt und hat zu wenig Treibstoff
- Das Delta-v-Budget von Orion/ESM beträgt 1.340 m/s
- Für Eintritt und Verlassen eines niedrigen äquatorialen Mondorbits werden etwa 1.800 m/s benötigt, für einen polaren Orbit noch mehr
- Orion war ursprünglich für 6 Personen ausgelegt, später wurde die Anforderung auf 4 reduziert, ohne die Kapsel zu verkleinern; dadurch ist sie fast doppelt so schwer wie das Apollo Command Module
- Eine große Kapsel erfordert ein großes Launch Abort System, und SLS muss fast bis in den Orbit 7 Tonnen inerte Masse mittragen
- Verstärkungen, um die Vibrationen des Abort Systems auszuhalten, machen die Kapsel noch schwerer und erhöhen auch die Last auf Fallschirme und Hitzeschild
NRHO und Gateway: Orbitinfrastruktur vor der Mondoberfläche
- Weil SLS und Orion einen niedrigen Mondorbit nicht ausreichend erreichen können, wählte NASA den Near Rectilinear Halo Orbit (NRHO)
- Ein Raumfahrzeug in NRHO umkreist den Mond alle 6,5 Tage, kommt am nächsten Punkt bis auf 1.000 km über den Nordpol heran und entfernt sich am fernsten Punkt auf etwa 70.000 km
- Für Ein- und Austritt aus NRHO sind insgesamt etwa 900 m/s Delta-v nötig und damit weniger als die 1.340 m/s im Budget von Orion/ESM
- NRHO hat Vorteile wie ständige Sichtverbindung zur Erde, keinen Durchflug durch den Erdschatten und relative Stabilität, ist aber für Mondlandungen nachteilig
- Der Lander muss 1 bis 2 Monate vor Orion unbemannt gestartet werden und in NRHO warten
- Wenn Orion und Lander ankoppeln, wechseln zwei Personen in den Lander und steigen innerhalb eines Tages zur Mondoberfläche ab, während die anderen zwei in NRHO bleiben
- Bei Apollo blieb das Command Module in einem niedrigen Mondorbit und überflog den Landeplatz alle zwei Stunden; die Besatzung an der Oberfläche konnte sich in einem Abbruchfall relativ schnell wieder mit dem Orbiter vereinen
- In NRHO kann es je nach Zeitpunkt des Abbruchs mehr als 3 Tage dauern, bis der Lander Orion wieder einholt
- Im schlimmsten Fall muss die Besatzung nach der Abbruchentscheidung noch Stunden auf der Mondoberfläche warten und selbst nach der Rückkehr zu Orion noch mehrere Tage auf den Heimflug zur Erde
- Diese langen Abbruchzeiten können Situationen, die bei Apollo überlebbar gewesen wären, bei Artemis tödlich machen
- NRHO verlängert die gesamte Missionsdauer
- Artemis 3 verwendet 24 Tage allein für Transfers, verglichen mit 6 Tagen bei Apollo 11
- Auch die Aufenthaltsdauer auf der Oberfläche muss ein Vielfaches des 6,5-Tage-Orbits sein, weshalb frühe Missionen mindestens etwa eine Woche bleiben müssen
- Die thermische Umgebung am Landeplatz ist dadurch geprägt, dass die Sonne knapp über dem Horizont steht und eine Seite des Landers aufheizt; ohne die NRHO-Einschränkung wäre es unwahrscheinlich, dass Artemis 3 länger als ein oder zwei Tage an der Oberfläche bliebe
- Gateway ist eine kleine modulare Raumstation in NRHO; für Artemis 3 wurde sie als nicht erforderlich eingestuft, bleibt aber als Kernaufgabe späterer Artemis-Missionen bestehen
- NASA kam zu dem Schluss, dass die erste Landung auch ohne Gateway möglich ist, wenn sich zwei Raumfahrzeuge in NRHO treffen können
- Die drei Missionen nach der ersten Landung konzentrieren sich vor allem auf den Zusammenbau von Gateway
- Im frühen Artemis-4-Plan war keine Mondlandung enthalten
- Gateway erhöht aus technischer Sicht Kosten und Komplexität von Artemis und zwingt Astronauten auf dem Weg zum Mond zu zusätzlichem Docking und zusätzlichem Treibstoffverbrauch
- Robert Zubrin nannte Gateway eine „Mautstation im Weltraum“
- Das knüpft an die Kritik an, dass Raumfahrzeuge, die für alles ein bisschen gut sein sollen, am Ende wie SLS und Orion ohne klaren Zweck geraten
- Die Rolle von Gateway ist eher politisch und programmatisch als technisch
- Internationale Partner liefern teure Hardware, schaffen damit versunkene Kosten und diplomatische Bindungen und machen eine Einstellung des Programms schwieriger
- Gateway liefert ein Ziel für SLS, Aufträge für die zivile Industrie, Arbeit für das Astronautenkorps und sichert bemannte Raumfahrt auch dann ab, wenn die ISS in den 2030er Jahren nicht mehr bewohnbar ist
- Der Aufbau von Gateway dürfte Projekte auf der Mondoberfläche wie Habitate oder druckbeaufschlagte Rover bis in die 2040er Jahre verschieben
HLS und Betankung im Orbit: der ambitionierteste und am wenigsten erprobte Teil
- Der Mondlander ist das technisch ambitionierteste Element von Artemis; NASA nennt ihn Human Landing System (HLS)
- SpaceX ist für die Landungen von Artemis 3 und 4 vorgesehen, Blue Origin für Artemis 5, das für 2030 angenommen wird
- Danach sollen weitere Missionen im Wettbewerb vergeben werden
- Das SpaceX-HLS ist ein experimentelles Design auf Basis von Starship, eine riesige Rakete, die wie aus Science-Fiction der 1950er Jahre auf dem Heck landet und startet
- Eine 15 Stockwerke hohe Struktur muss auf einer schlecht beleuchteten Mondoberfläche, auf Trümmern unbekannter Zusammensetzung und mehr als eine Lichtsekunde von der Erde entfernt landen
- Die Besatzung befindet sich weit über der Oberfläche und muss mit einem klappbaren Aufzug hinabsteigen
- Obwohl es sich um einen Einweglander handelt, ist seine Nutzlast beim Ab- und Aufstieg geringer als die des kleinen Lunar Module von Apollo 17
- HLS steigt mit derselben Rakete und denselben Triebwerken wieder auf, mit denen es auch landet
- Andere Landerkonzepte verwenden getrennte Abstiegsstufen, um den Treibstoffbedarf zu senken und die Aufstiegstriebwerke beim Landen vor schnell fliegenden Partikeln zu schützen
- Bei HLS müssen Triebwerke, die beim Abstieg Sand und Trümmern ausgesetzt waren, eine Woche später sicher wiederzünden
- Der NASA-Vertrag verlangte ursprünglich keine Demonstration des Starts vom Mond, doch nach jüngsten NASA-Aussagen hat SpaceX freiwillig eine Aufstiegsphase in die Landedemonstration aufgenommen
- Weiterhin gibt es keine Anforderung, dass eine unbemannte Demonstration von Landung und Aufstieg mit demselben Landerdesign wie bei der echten bemannten Mission durchgeführt werden muss
- Das NASA Aerospace Safety Advisory Panel schätzt die Wahrscheinlichkeit eines tödlichen Besatzungsverlusts für eine Mondmission allein durch den Orion/SLS-Teil ohne HLS auf 1:75
- Um HLS bis NRHO zu bringen, ist Betankung im niedrigen Erdorbit nötig
- Große Mengen Treibstoff zwischen Raketen im Orbit zu transferieren wurde bisher noch nie versucht
- Kryogene Treibstoffe sieden rund 100 Grad unter der Temperatur der Leitungen; in Mikrogravitation vermischen sich Flüssigkeit und Gas dreidimensional, wodurch selbst die Messung der Treibstoffmenge im Tank schwierig wird
- Das Betriebskonzept von SpaceX für HLS sieht vor, zuerst ein Starship als Treibstoffdepot in den niedrigen Erdorbit zu bringen, dann mehrere Starships nacheinander zu starten und ihren Resttreibstoff dorthin zu übertragen, bevor HLS dort auftankt und in Richtung NRHO fliegt
- Elon Musk sagte, 4 Starts könnten reichen, NASA-Managerin Lakiesha Hawkins sprach von „high teens“, und Kathy Lueders von SpaceX nannte 15 Starts
- Die tatsächliche Zahl hängt davon ab, wie viel Treibstoff Starship in den niedrigen Erdorbit bringen kann, welcher Anteil tatsächlich umgepumpt werden kann, wie stark kryogene Treibstoffe im Depot verdampfen und welche Startfrequenz SpaceX erreicht
- Damit dieser Betankungsplan funktioniert, müsste Starship von mehreren Startplätzen aus ungefähr alle 6 Tage starten
- Das Space Shuttle startete im Jahr vor dem Challenger-Unglück 9-mal, Saturn V 1969 dreimal in viereinhalb Monaten, und Falcon Heavy kam von November 2022 bis innerhalb von 13 Monaten auf 6 Starts
- Starship müsste diese Werte um ungefähr den Faktor 10 übertreffen
- Falcon 9 brauchte nach dem ersten Orbitalflug 10 Jahre bis zu einer wöchentlichen Startfrequenz, und Starship ist weit größer und komplexer als Falcon 9
- Um den offiziellen Artemis-Landeplan einzuhalten, müsste SpaceX Anfang 2026 einen unbemannten HLS-Prototyp auf dem Mond landen, und die dafür nötigen Tankerflüge müssten Ende 2025 beginnen
- In diesem Zeitplan stecken die Erfindung und großskalige Einführung von Orbitbetankung, ihre Optimierung, die Lösung des Boil-off-Problems, der Nachweis der Starship-Zuverlässigkeit, der Beginn der Booster-Rückgewinnung, der Aufbau zusätzlicher Startplätze, das Erreichen einer wöchentlichen Startfrequenz sowie Entwicklung und Test anderer HLS-Systeme
- Der Zeitplan von Blue Origin für einen Lander im Jahr 2029 wird als noch unrealistischer bewertet
- Dieses Design müsste in Mondnähe mehrere Tonnen flüssigen Wasserstoff zwischen Raumfahrzeugen übertragen
- Flüssiger Wasserstoff ist voluminös, siedet nahe dem absoluten Nullpunkt und entweicht sehr leicht
- Die Rakete von Blue Origin, mit der das getestet werden soll, hat noch nie den Boden verlassen
- Viele Beobachter halten eine Mondlandung 2026 für unwahrscheinlich
- NASA könnte den Zeitplan erneut verschieben, wie schon 2021, 2023 und Anfang 2024
- Selbst wenn Artemis bis dahin weiterbesteht, erscheint eine bemannte Mondlandung vor 2030 kaum vorstellbar
Ein Programm, das sich bei Erfolg wie bei Misserfolg widerspricht
- Dass NASA große technologische Wetten eingeht, ist an sich kein Problem; der Festpreisvertrag für HLS könnte sogar das gesündeste Element von Artemis sein
- Wenn SpaceX oder Blue Origin kryogene Orbitbetankung praxistauglich machen, wäre das ein großer Fortschritt für die Raumfahrt
- Und selbst wenn die Technik scheitert, würde diese Erkenntnis vor allem mit dem Geld von Musk und Bezos gewonnen
- Das eigentliche Problem von Artemis ist, dass das Programm die Folgen seines eigenen Erfolgs nicht durchdenkt
- Wenn Orbitbetankung funktioniert, werden SLS und Orion überflüssig
- Besatzung und Fracht könnten dann mit günstigen kommerziellen Raketen quasi jedes Wochenende starten, im niedrigen Erdorbit auftanken und zum Mond fliegen, statt auf eine 4-Milliarden-Dollar-Rakete alle zwei Jahre zu warten
- Auch Gateway könnte als Ganzes von der Erde gestartet oder durch ein einziges Starship in NRHO ersetzt werden
- Umgekehrt hat NASA keinen Plan B für Mondlandungen, falls SpaceX und Blue Origin kryogene Betankung nicht zum Laufen bringen
- Dann bliebe Artemis praktisch nur der Aufbau von Gateway
- Den Steuerzahlern den Mond zu versprechen und nur eine ISS Jr. zu liefern, ist kaum eine Botschaft nationaler Größe und wird den Kongress wohl auch nicht für einen Marsplan begeistern
- Artemis wird mit einer Person verglichen, die die Hälfte ihres Gehalts für Lotterielose ausgibt und die andere Hälfte in eine Rente steckt
- Gewinnt die Lotterie, war die Rente unnötig
- Scheitert die Lotterie, reicht die Rente allein nicht für den Ruhestand
- Beide Strategien zusammen sind nicht konsistent
- Gegen die realpolitische Sicht, „es gibt kein perfektes Raumfahrtprogramm, aber Artemis ist das erste mit einer Chance, den niedrigen Erdorbit zu verlassen“, werden zwei Einwände erhoben
- Erstens wiederholt sich Dysfunktion, weil bemannte Raumfahrt bei NASA nach anderen Maßstäben behandelt wird als wissenschaftliche Missionen
- Das Exploration Systems Development Mission Directorate ist für die bemannte Raumfahrt zuständig, steht aber in der Kritik, nicht einmal einen Toaster für unter 1 Milliarde Dollar bauen zu können
- Bevor die Hälfte des NASA-Explorationsbudgets in ein drittes „white elephant“-Projekt fließt, müsse der Preis hinterfragt werden
- Schwerer wiegt die Kultur institutioneller Unwahrheit
- NASA wird kritisiert, sich selbst und der Öffentlichkeit bei Zeitplänen, Fähigkeiten, Kosten, Nutzen und Risiken fortlaufend ein falsches Bild zu vermitteln
- Das in Rogers Report und Columbia Accident Investigation Board beschriebene Gruppendenken, Management-Aufblähung, der Druck unmöglicher Zeitpläne und das Konstruieren technischer Begründungen zur Rechtfertigung unsicherer Hardware seien auch bei Artemis noch vorhanden
- Das Fazit lautet, dass man nicht erst auf eine weitere Tragödie und den Bericht einer Präsidentenkommission warten müsse, um zu sehen, dass Artemis kaputt ist
1 Kommentare
Meinungen auf Hacker News
Es ist leicht zu übersehen, wie clever die Apollo-Missionsarchitektur war.
Der Mond ist von der Entfernung her nicht besonders weit weg, aber weil es keine Atmosphäre gibt, die abbremst, muss man eine angetriebene Landung durchführen; aus Δv-Sicht ist er daher sehr weit entfernt.
Einige erdnahe Asteroiden sind leichter zu erreichen als die Mondoberfläche, und auch Mars oder Venus sind nicht unbedingt viel schwieriger, weil man die Mondgravitation nutzen kann.
Wernher von Brauns frühe Pläne für die Monderkundung umfassten, wie in https://www.scribd.com/doc/118710867/Collier-s-Magazine-Man-..., mehrere Starts und eine Raumstation.
Dass man jedoch erkannte, mit 7 Stufen — Saturn V Stufe 1, 2 und 3, Service Module, Command Module sowie unterer und oberer Stufe des Lunar Module — hin und zurück kommen zu können, war der Kern dessen, was Kennedys Ziel „zum Mond innerhalb eines Jahrzehnts“ realistisch machte.
Eine Mondlandung wäre wahrscheinlich eine Fantasie geblieben, wenn man nicht den einzigen funktionierenden Ansatz gewählt hätte.
Jedes Land, das künftig Menschen auf dem Mond landen will, wird denselben physikalischen Gesetzen begegnen.
Dass NASA an eine komplexe Architektur gebunden ist, liegt nicht an einer gewaltigen Vision, sondern daran, dass sie ein legacy system verwenden muss, das eine Apollo-artige Kampagne nicht unterstützen kann.
Sowohl Blue Origin als auch SpaceX müssen den Weltraumstart neu erfinden, damit Artemis funktioniert; das ist an sich nicht schlecht, aber ich habe nicht den Eindruck, dass NASA das der Öffentlichkeit klar erklärt hat.
Die Formulierung, dass „Arbeitskräfte, die vor dem schlimmen Berufsverkehr nach Hause wollen, in Handarbeit mit Handwerkskunst fertigen“, trifft ziemlich hart.
Nicht, dass ich dem widerspreche, aber ich frage mich, ob ein Projekt nur dann „richtig“ laufen kann, wenn es extrem lange Arbeitszeiten braucht und Menschen wie Kohle verfeuert werden.
Gerade wenn man Menschen sicher bis zum Mond bringen muss, könnte das eher ein Zeichen dafür sein, dass Planung und Budget nicht richtig aufgesetzt sind.
Wenn man sich um die Motivation der Belegschaft sorgt, kann es schon sehr viel bewirken, die Vergütung transparent mit dem Erfolg des Unternehmens zu verknüpfen.
Wo wurde früher der Shuttle Booster gebaut, und wo der orange tank?
Unter den 535 Abgeordneten des Kongresses gibt es nur 10 Ingenieure irgendeiner Art, und Wissenschaftler vermutlich noch weniger.
Jeder weiß, dass es einen Punkt gibt, an dem mehr Leute auf ein Problem zu werfen es nicht löst, und bei komplex integrierten Produkten kann diese Zahl ziemlich niedrig sein.
Deshalb hilft auch ein unbegrenztes Budget möglicherweise nicht.
Planung würde helfen, aber vielleicht braucht ein solches Projekt an sich eine hohe Startfrequenz.
Wenn zwischen Missionen mehrere Jahre liegen, kann das Wissen aus der dritten Mission bis zur fünften Mission vergessen sein; bei Abständen von ein paar Monaten wäre das vielleicht nicht passiert.
Manche Dinge macht man am besten mit relativ wenigen Leuten und hoher Frequenz, und komplexe, integrierte Innovationsprodukte könnten genau in diese Kategorie fallen.
Wenn ein Unternehmen größer wird, ist die Mitarbeitervergütung nicht mehr direkt mit dem tatsächlichen Erfolg verbunden, und wenn diese Verbindung reißt, bleiben nur noch KPI übrig.
Es gibt zwei Gründe, zum Mond zu fliegen.
Erstens, weil man eine dauerhaftere Basis errichten will, und NASA beschreibt das mit „wir gehen, um zu bleiben“.
Zweitens, um die erste Person of Color und die erste Frau zum Mond zu bringen; das ist ein ausdrücklich erklärtes Ziel der Artemis-Mission.
Ob diese beiden Ziele tatsächlich wertvoll waren, wird die Zeit zeigen.
Außerdem haben die SLS-Designer nicht „entschieden“, Shuttle-Hardware wiederzuverwenden; SLS wurde von Anfang an so entworfen und finanziert, dass diese Hardware genutzt wird.
Noch vor den beiden in den Medien genannten Zielen war eines der frühen Ziele von Artemis die Nutzung von Shuttle-Hardware.
SLS wurde NASA von Politikern aufgedrückt, und das Artemis-Design wirkt wie eine Konstruktion, die die nächste Stufe der privaten Raumfahrtentwicklung finanzieren soll, während sie so tut, als mache sie SLS nicht völlig obsolet.
Das Shuttle wurde oft als Truck bezeichnet; aus dessen Teilen hat man im Vergleich dazu etwas gebaut, das wie ein Ford Model T wirkt.
„Wenn man eine permanente Basis auf dem Mond will, muss man zum Mond fliegen“ klingt für mich ungefähr so wie „Wenn man einen PhD will, muss man sich an einer Universität einschreiben“.
Keines der beiden Ziele ist die gewaltigen Ressourcen wert, die verbrannt werden, um es zu erreichen.
Welchen konkreten Zweck, den Roboter nicht erfüllen können, hat eine dauerhafte menschliche Präsenz auf dem Mond?
Wenn man dort etwas installieren will, könnte man doch Roboter sowie automatische Labore und Reparaturbuchten schicken.
Beim Mond beträgt die Latenz nur 2 Sekunden, also ist auch Fernsteuerung möglich.
Ich weiß nicht, was Menschen dort tun sollen, das Roboter nicht können.
Außerdem könnte man Frauen in schlecht bezahlter Care-Arbeit und People of Color in unterversorgten Regionen fragen, was ihrem Gefühl von Gleichheit mehr helfen würde:
Hunderte Milliarden Dollar für soziale Dienste wie angemessene Renten für Care-Arbeit, Kinderbetreuung, Programme zur Überwachung von Diskriminierung am Arbeitsplatz und ein besseres Bildungssystem auszugeben, oder Weltraum-Milliardäre Geld verbrennen zu lassen, damit ein alter Politiker auf einer Pressekonferenz sagen kann: „Wir haben es geschafft.“
Ich habe das frühe Raumfahrtprogramm zwar nicht selbst miterlebt, aber als ich kürzlich darüber gelesen habe, war ich erstaunt, wie inkrementell NASA und die Sputnik-/Wostok-Programme der Sowjets vorgingen
Die frühen Mercury-Flüge bestanden im Grunde darin, einen Menschen in einer Kapsel auf eine ICBM zu setzen und zu sehen, was bei Höhe und Wiedereintritt passiert; später erprobte Mercury dann Verfahren zum Verlassen der Umlaufbahn
Bei Gemini lernte man Dinge wie mehrwöchige Aufenthalte im All, Rendezvous und Docking sowie Außenbordeinsätze; die frühen Apollo-Missionen konzentrierten sich darauf, unbemannte mehrstufige Flüge in den Griff zu bekommen
Apollo 7 überprüfte, ob das Command Module gut genug war, um ein paar Runden um den Mond zu versuchen; Apollo 8 führte das dann aus, während der Lander noch auf seine Fertigstellung wartete
Apollo 9 probte das gesamte Mondlandeverfahren in niedriger Erdumlaufbahn, und Apollo 10 wiederholte dasselbe Verfahren in der Mondumlaufbahn
Auch Apollo 11 war aus Programmsicht eher ein weiteres Experiment, das Apollo 10 wiederholte und zusätzlich prüfte, ob man kurz irgendwo auf der Mondoberfläche aufsetzen und wieder starten konnte; Apollo 12 war ein Experiment, das präzise Landung hinzufügte
Erst etwa ab Apollo 14/15 begann sich der Hauptzweck der Missionen hin zur wissenschaftlichen Erforschung des Mondes zu verschieben
Insgesamt gab es also je nach Entwicklungsphase rund 25 bemannte Flüge, um ein oder zwei Elemente künftiger Mondmissionen schrittweise zu erweitern und daraus zu lernen
Dank der Raumstation ist uns heute vieles weiterhin vertraut, aber vieles eben auch nicht; deshalb wirkt es etwas seltsam, alles auf wenige große Starts zu setzen
Apollo 8 war zum Beispiel der erste Fall, in dem Saturn V und Command Module bis zum Mond geschickt wurden, und das auch noch bemannt
Weil es keinen Lander gab, gab es bei einem Problem mit dem Command Module keine Ausweichmöglichkeit; wäre die Explosion von Apollo 13 bei Apollo 8 passiert, wäre die Crew im All gestorben und nicht zurückgekehrt
Apollo 8 flog nicht einfach auf einer freien Rückkehrbahn, sondern umkreiste den Mond; daher führte das Command Module zum allerersten Mal eine Zündung zum Eintritt in die Mondumlaufbahn durch, und noch wichtiger, auch die Zündung zum Verlassen dieser Umlaufbahn zum ersten Mal
Ursprünglich sollte Apollo 8 ein Lunar Module mitführen, und alle fühlten sich sicherer, weil es ein „Rettungsboot“ gegeben hätte
Wegen der Verzögerung beim Lander musste man Apollo 8 jedoch verschieben und damit das Ziel innerhalb des Jahrzehnts sowie die Chance auf die erste Landung riskieren, oder ohne Lander fliegen
Die sichere Wahl wäre die Verzögerung gewesen, aber NASA entschied sich für das Risiko
Die Magie der Apollo-Ära besteht darin, dass sie alles so leicht aussehen ließ, dass man vergisst, wie schwierig es wirklich war
Die Tragödie von Apollo 1 zeigte, dass selbst etwas so Einfaches wie der Bodentest einer neuen Kapsel enorm gefährlich sein kann
Auch Apollo 6, der zweite unbemannte Flug der Saturn V, war beinahe eine Katastrophe: Wegen Triebwerksinstabilitäten vibrierte der Booster stark, und zwei Triebwerke der zweiten Stufe schalteten zu früh ab
Trotzdem setzte man schon beim nächsten Flug eine Crew hinein; das wäre ungefähr so, als würde man beim nächsten Starship IFT-4-Testflug Menschen mitfliegen lassen
Der Ablauf wirkt nur deshalb schrittweise, weil die Daten fehlen
Mercury 1 war 1961, und die erste Mondlandung folgte nur acht Jahre später
SLS dagegen begann 2011 mit der Entwicklung und nutzte vorhandene Shuttle-Triebwerke sowie Feststoffraketenmotoren, aber die erste Landung wird wohl kaum vor 2028 stattfinden
Die NASA-Führung der 1960er verstand das klar, heute scheint das nicht mehr der Fall zu sein
Vermutlich ist das ein Symptom einer breiteren Kultur
In den 1960ern befanden sich große Industrien mitten in groß angelegten Verbesserungszyklen, viele Ingenieure hatten ihr Handwerk im F&E-Boom des Zweiten Weltkriegs gelernt, und Fertigung fand weiterhin regional statt
Das war ein perfektes Umfeld für schnelle technische Verbesserungen
Heute ist das größtenteils verschwunden, und wichtige physische Technologien wie Fahrzeuge, Haushaltsgeräte und Fertigungstechnik sind im Wesentlichen gelöst; Verbesserungen erfolgen meist nur noch schrittweise
Befragt man 100 Ingenieure aus der Luft- und Raumfahrtbranche, hätten wahrscheinlich nur wenige Erfahrung mit F&E, die wirklich an Grenzen geht; die meisten dokumentieren Änderungen und arbeiten an kleinen Anpassungen
SpaceX ist eine klare Ausnahme
Andernfalls hätten die Sowjets die großen Lücken zwischen seltenen Starts mit ihren eigenen inkrementellen Erfolgen gefüllt
Von einem Zustand, in dem noch niemand im All gewesen war, bis zur Mondlandung innerhalb von zehn Jahren zu gelangen, ist unglaublich schnell
Viele Projekte liefen parallel und mussten bei der Integration alle funktionieren; wenn auch nur eines scheiterte, hätte es keine „Mondlandung innerhalb von zehn Jahren“ gegeben
Wenn man bedenkt, dass das Artemis-Programm zu einer Zeit konzipiert wurde, als private Raumfahrtunternehmen noch ganz neu waren, ist die Situation nachvollziehbar
SpaceX wird bald technologisch nahe daran sein, praktisch die gesamte Mission auch ohne Artemis durchführen zu können
SpaceX hat NASA-Geld genommen und zur Finanzierung der Starship-Entwicklung genutzt, und es dürfte auch andere Gründe gegeben haben
Am Ende könnte Artemis bedeutungslos werden, weil Starship, sobald es auf dem Mond landen kann, die gesamte Mission auch ohne Artemis bewältigen kann
Natürlich geht es auch darum, das Ziel zu erreichen, aber ein großer Teil besteht auch darin, Milliarden Dollar in bestimmte Bundesstaaten zu lenken
Diese Abgeordneten und Senatoren äußern sich weiterhin lautstark skeptisch selbst gegenüber kommerziellen Startanbietern wie SpaceX, die eine Erfolgsbilanz haben, vermutlich aus demselben Grund
Trotzdem ist die Argumentation des Artikels stichhaltig, der auf die Schwierigkeit hinweist, Starship auf dem Mond zu landen und einige Tage später wieder starten zu lassen
Eine Rakete auf dem Heck zu landen klingt cool, wenn ein Fehlschlag nur bedeutet, dass man sie nicht wiederverwenden kann; wenn Menschenleben auf dem Spiel stehen, klingt es sehr beängstigend
Es besteht auch die Möglichkeit, dass bei der Landung Triebwerke beschädigt werden oder dass sie wegen Treibstoffverlusten nicht wieder starten kann
Wäre man zufrieden, wenn man heute etwas kauft, das teurer ist als 1970 und schlechtere Leistung bietet?
Egal, was es sonst auf der Welt gibt oder nicht gibt: Artemis ist ein Chaos
Das Ziel ist der Aufbau einer Mondbasis, und dies ist der erste Schritt
Starship wird am Ende für genau diesen Zweck sehr viel Fracht zum Mond bringen
Menschen für ein paar Tage hinzubringen und wieder zurückzubringen, ist ein sehr kurzfristiges Ziel
Ich denke, es ist zu schwer, um zurückzukehren
Die Präsentation von Destin von Smarter Every Day, in der er viele dieser Probleme behandelt, war ziemlich interessant
https://youtu.be/OoJsPvmFixU
Aber ich glaube nicht, dass irgendjemand der tatsächlich Beteiligten in die Vergangenheit zurück will
Die Leute bei NASA wollen zum Mond, um dort eine dauerhafte Basis zu errichten; vielleicht dient das dazu, China zuvorzukommen, vielleicht ist es tatsächlich nützlich, aber jedenfalls ist es das erklärte Ziel
SpaceX will zum Mond, um Mittel für die Entwicklung von Starship zu bekommen, damit es zum Mars gehen kann
Lockheed Martin, Aerojet Rocketdyne usw. wollen nur Geld verdienen, daher lasse ich sie hier außen vor
Diese Motive werden durch die Art und Weise, wie Apollo es gemacht hat, nicht erfüllt
Ein einfacherer Missionsplan, mit einem einzelnen Saturn-V-Start zum Mond und zurück zu fliegen, war möglich und wurde tatsächlich sechsmal durchgeführt
Aber mit ein paar Saturn-V-Starts kann man keine Mondbasis bauen
Auch bringt es nichts, wenn SpaceX, der 2024 leistungsfähigste Startanbieter, ein kleineres HLS bauen oder auf Methalox verzichten würde, also praktischere Entscheidungen träfe, falls nur der Mond das Ziel wäre
SpaceX hat am Mond selbst kein großes Interesse
Deshalb hilft eine auf den Mond optimierte Missionsarchitektur SpaceX nicht besonders
Insgesamt stimme ich zu, dass Artemis bei den Ausgaben wie ein brennender Müllhaufen wirkt, aber ich glaube nicht, dass der Verweis auf Apollo der entscheidende Treffer ist, für den Kritiker ihn halten
„Behandeln“ impliziert oft eine Widerlegung
Der einzige Punkt in dem Artikel, dem ich nicht zustimme, ist die Aussage, SpaceX wisse, „wie viel Treibstoff Starship in den niedrigen Erdorbit bringen kann“
SpaceX verbessert Starship iterativ
Falcon 9 hatte anfangs ebenfalls eine Nutzlast von 10,4 Tonnen in den niedrigen Erdorbit, kam in der aktuellen Version aber auf 22,8 Tonnen
Vieles deutet darauf hin, dass die Starship-Nutzlast derzeit hinter den Erwartungen zurückbleibt, aber SpaceX hat viele Stellschrauben, um sie zu erhöhen
Man muss es ausprobieren und herausfinden; derzeit kann niemand wissen, was wie stark wirken wird
Daher weiß im Moment niemand, wie viele Betankungsstarts nötig sein werden
Ob NASA sich auf dieses Design endgültig hätte festlegen sollen, bevor das Problem gelöst ist: nein; aber ich denke, Congress hat sie in eine unmögliche Lage gebracht, sodass sie keine Wahl hatte
Dieses Risiko tritt allerdings früh in der Mission auf, bevor Astronauten an Bord sind; wenn es nicht klappt, kann man abbrechen
Anders als bei der Mondlandung
Und schnelle Starts sowie Betankung im Orbit sind Dinge, die SpaceX unabhängig von Artemis ohnehin weiter intensiv betreiben wird
Anders als die Mondlandung
Sie vergab Verträge über höhere Beträge, als Congress bewilligt hatte, und verschob dann den Zeitplan nach rechts, bis sie genug Geld bekam
Alle großen NASA-Verträge funktionierten so, und der Vertrag mit SpaceX ebenso
Commercial Crew, also Crew Dragon, verzögerte sich in den ersten Jahren wegen Unterfinanzierung ebenfalls um mehrere Jahre
Das 3-Milliarden-Dollar-HLS-Angebot von SpaceX durchbrach diese unausgesprochene Praxis
In der Zwischenzeit läuft Chinas Mondprogramm weiter stetig voran
Robotische Landungen und Probenrückführungen wurden bereits geschafft, und der zweite Lander mit Rückkehrmodul, Chang'e 6, befindet sich derzeit in der Mondumlaufbahn und bereitet die Landung vor[1]
Diesmal ist auch ein robotischer Mondrover dabei
China plant um 2030 herum eine bemannte Mondlandung, danach soll es zu einer Mondbasis weitergehen
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e_6
Zuerst dachte ich, es sei ein Wortspiel aus der chinesischen Romanisierung „Chang“ und dem englischen „Change“, tatsächlich ist die Raumsonde aber nach Chang'e, der chinesischen Mondgöttin, benannt[1]
Ein sehr guter Name für eine chinesische Mondraumsonde
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e
Wenn SpaceX und Blue Origin kryogenes Betanken nicht hinbekommen, wird NASA jemanden finden, der es kann
Kryogenes Betanken ist das eigentliche Engineering-Ziel dieses Projekts
In den 2020er-Jahren auf dem Mond zu landen, ist an sich nicht mehr so beeindruckend
Das Artemis-Programm dient nominell dem Flug zum Mond, in Wirklichkeit aber dem Leben jenseits des niedrigen Erdorbits, dem Betanken im Orbit, dem Bau von Habitaten auf der Oberfläche anderer Himmelskörper und langfristig dem Abbau lokaler Ressourcen sowie dem Betanken auf der Oberfläche
Wenn die Mission nur eine Mondlandung wäre, würde eine Kopie des Apollo-Programms reichen
Diese Mission soll aber beweisen, dass man die Dinge tun kann, die nötig sind, um zum Mars zu fliegen und zurückzukehren
Am Boden macht man das jedes Mal, wenn man eine Rakete betankt
Im Weltraum ist es sicher schwieriger, aber konkret verstehe ich nicht, warum gerade das – mehr als etwa Wiederverwendung – das eigentliche Engineering-Ziel sein soll
Northrop? Lockmart?
Selbst im optimistischsten Fall würde das dem Zeitplan wohl 10 Jahre hinzufügen
Das ergibt deutlich mehr Sinn
Immer noch nicht optimal, aber nicht so schlecht wie der erste Eindruck
Angesichts des langsamen Arbeitstempos von Blue Origin erscheint es unwahrscheinlich, dass sie diese Hürde überwinden und rechtzeitig einen Lander zum Laufen bringen, damit er für Artemis relevant ist
Die Toleranz gegenüber dem Verlust einer Crew ist heute eine andere als früher
Die Apollo-Astronauten akzeptierten eine geschätzte Wahrscheinlichkeit von rund 10 %, nicht zurückzukehren, und bei Apollo 13 entging man dem nur ganz knapp
Damals galt das als akzeptabel
Im heutigen politischen Umfeld dürfte auch die Toleranz gegenüber einem Missionsfehlschlag deutlich geringer sein
Armstrong sagte ebenfalls, er habe die tatsächliche Chance auf eine erfolgreiche Landung wohl bei etwa 50:50 gesehen
Wenn man bis zum Mond fliegt und dann etwas schiefgeht, sodass keine Landung gelingt, würden sofort Rufe laut, das NASA-Budget zu streichen
Deshalb zahlt man das Doppelte, und das halte ich für ziemlich günstig
Landung, Gateway und Hin- und Rückflug zur Mondoberfläche sind darin nicht enthalten
Unter der plausiblen Annahme, dass die Landung ungefähr so riskant ist wie der Hin- und Rückflug, ergibt sich eine Todeswahrscheinlichkeit für die Crew von 1 zu 30
Die geschätzte Wahrscheinlichkeit eines Crew-Verlusts am Ende des Shuttle-Programms lag bei 1 zu 90, und zwei Regierungen hielten das für untragbar
Der Maßstab für ISS-Missionen liegt bei 1 zu 250
Wenn das Ziel von Artemis darin besteht, moderne Sicherheitsstandards zu erfüllen, ist es weit davon entfernt
Eine Woche in Mondnähe zu verbringen, um Hardware-Grenzen zu kompensieren, ist nicht gerade ermutigend
Insgesamt sieht es so aus, als könne man froh sein, wenn die meisten diesmal verwendeten Komponenten mindestens einmal unter realen Bedingungen getestet wurden, bevor Astronauten damit fliegen
Wie der Artikel schmerzhaft zeigt, erhöht SLS das Risiko erheblich