Wird 2016 das Jahr sein, in dem Elon Musk seine Pläne für den Mars-Kolonialtransporter enthüllt?
Es gibt mehrere Weltraumgeschichten, die wir erwarten für 2016, aber eine Geschichte könnte – manchen – in den Bereich der Science-Fiction gehören: Irgendwann im kommenden Jahr wird Elon Musk wahrscheinlich seine Pläne zur Kolonisierung des Mars enthüllen.
Anfang 2015 deutete Musk an, dass er irgendwann Ende 2015 seine Strategien für das Mars-Kolonialtransportsystem öffentlich veröffentlichen würde, aber dann sagte später die Ankündigung würde 2016 kommen.
„Das Transportsystem Mars wird eine völlig neue Architektur sein“, sagte Musk während einer Reddit AMA im Januar 2015, Beantwortung einer Frage zur Entwicklung von MCT. „[I] hoffe, das gegen Ende dieses Jahres präsentieren zu können. Gut, dass wir es nicht früher getan haben, denn wir haben viel von Falcon und Dragon gelernt.“
Große Raketen
Was die Details angeht, sagte Musk nur, dass er 100 Kolonisten gleichzeitig zum Mars schicken will, und „das Ziel sind 100 Tonnen nützliche Nutzlast auf die Marsoberfläche. Dies erfordert offensichtlich ein sehr großes Raumschiff und ein Booster-System.“
Er hat die Rakete angeblich BFR (für Big F'n Rocket) und das Raumschiff ähnlich BFS genannt.
Und er möchte, dass es wiederverwendbar ist, was Musk und SpaceX haben gesagt ist der Schlüssel, um das menschliche Leben multiplanetar zu machen. Das Kürzliche erfolgreiche Rückkehr und senkrechte Landung der ersten Stufe des Falcon 9 macht das der Realität näher denn je.
Während SpaceX noch keine öffentlich geteilten Konzeptillustrationen hat, haben einige Enthusiasten im Internet ihre Visionen von MCT geteilt, wie z diese Diskussion auf Reddit , und die Zeichnung unten von Ingenieur John Gardi, der kürzlich seine Ideen für das MCT auf Reddit vorgeschlagen hat.
Eine Skizze zeigt, wie der obere Teil des Mars Colonial Transporter konfiguriert werden könnte. Bildnachweis: John Gardi.
Die meisten Online-Diskussionen beschreiben das MCT als interplanetare Fähre, bei der das Raumschiff auf dem Boden gebaut und in einem Stück in die Umlaufbahn gestartet und möglicherweise in einer niedrigen Erdumlaufbahn betankt wird. Der Transporter könnte von Raptor-Triebwerken angetrieben werden, bei denen es sich um kryogene, mit Methan betriebene Raketentriebwerke handelt, die angeblich von SpaceX entwickelt werden.
Die zukünftige Aufstellung der Falcon-Raketen wird mit dem berühmten Saturn V der NASA verglichen. Der erste Start von Falcon Heavy ist für 2015 geplant. Raptor-Triebwerke können Heavy ersetzen und dann zu Falcon X, Falcon X Heavy und Falcon XX führen. Die 1. Stufe von Falcon X hätte die Hälfte des Schubs eines Saturn V, Falcon X Heavy und XX würden den Schub eines Saturn V um fast 50% übersteigen. (Bildnachweis: SpaceX, 2010)
Die Herausforderung, große Nutzlasten auf dem Mars zu landen
Während die große Rakete und das Raumschiff eine große Hürde zu sein scheinen, besteht eine noch größere Herausforderung darin, eine Nutzlast von 100 Tonnen mit 100 Kolonisten, wie Musk vorschlägt, auf der Marsoberfläche zu landen.
Wie wir zuvor besprochen , gibt es auf dem Mars ein „Überschall-Übergangsproblem“. Die dünne Atmosphäre des Mars bietet keine ausreichende Aerodynamik, um ein großes Fahrzeug zu landen, wie wir es auf der Erde können, aber sie ist dick genug, dass Triebwerke, wie sie von den Apollo-Landern verwendet wurden, nicht verwendet werden können, ohne auf aerodynamische Probleme wie Scheren und unglaubliche Belastung für das Fahrzeug.
Eine weitere fanbasierte Illustration der modularen Abschnitte von John Gardis MCT-Konzept auf der Marsoberfläche. Bildnachweis: George Worthington. Mit Genehmigung verwendet.
„Einzigartig auf dem Mars gibt es eine Geschwindigkeits-Höhen-Lücke unter Mach 5“ erklärte Rob Manning vom Jet Propulsion Laboratory in unserem Artikel aus dem Jahr 2007. „Die Lücke liegt zwischen der Lieferfähigkeit großer Eintrittssysteme auf dem Mars und der Fähigkeit von Super- und Unterschall-Verzögerungstechnologien, unter die Schallgeschwindigkeit zu kommen.“
Mit der aktuellen Landetechnologie hat ein großes, schweres, menschengroßes Fahrzeug, das durch die dünne, flüchtige Atmosphäre des Mars streift, nur etwa 90 Sekunden Zeit, um von Mach 5 auf unter Mach 1 zu verlangsamen und sich von einem Raumfahrzeug zu einem Lander neu zu orientieren , Fallschirme einsetzen, um weiter zu verlangsamen, dann Triebwerke verwenden, um zum Landeplatz zu gelangen und sanft aufzusetzen.
90 Sekunden sind nicht genug Zeit, und die Airbags, die für Rover wie Spirit und Opportunity verwendet werden, und sogar das Skycrane-System, das für den Rover Curiosity verwendet wird, können nicht genug skaliert werden, um die für Menschen auf dem Mars benötigte Nutzlast zu landen.
Künstlerische Darstellung eines aufblasbaren aerodynamischen Verlangsamertechnologiekonzepts mit Hyperschall. Bildnachweis: NASA.
Die NASA hat dieses Problem in geringem Maße angegangen und aufblasbare Aeroshells getestet, die genügend aerodynamischen Widerstand bieten, um zu verlangsamen und größere Nutzlasten zu liefern. Der sogenannte Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator (HIAD) ist die beste Hoffnung am Horizont für die Landung großer Nutzlasten auf dem Mars.
Das aufblasbare Wiedereintrittsfahrzeug-Experiment (IRVE-3) wurde 2012 erfolgreich getestet. Es wurde aus High-Tech-Gewebe hergestellt und aufgeblasen, um eine pilzähnliche Form und Struktur zu erzeugen. Im aufgeblasenen Zustand hat der IRVE-3 einen Durchmesser von etwa 10 Fuß (3 Meter) und besteht aus sieben riesigen geflochtenen Kevlar-Ringen, die gestapelt und zusammengezurrt sind – dann von einer Wärmedecke aus Schichten hitzebeständiger Materialien bedeckt. Diese Art von Aeroshells kann auch Auftrieb erzeugen, was eine zusätzliche Verlangsamung des Fahrzeugs ermöglichen würde.
„Die NASA entwickelt und testet derzeit HIADs – eine neue Klasse von relativ leichten, einsetzbaren Aeroshells, die sicher mehr als 22 Tonnen auf die Marsoberfläche befördern könnten“, sagte Steve Gaddis, GCD-Manager am Langley Research Center der NASA in a Pressemitteilung der NASA im September 2015.
Die NASA erwartet, dass ein bemanntes Raumschiff, das auf dem Mars landet, zwischen 15 und 30 Tonnen wiegen würde, und die Weltraumbehörde ist auf der Suche nach Ideen durch seine Big Idea Challenge wie man Aeroshells herstellt, die groß genug sind, um die Arbeit zu erledigen.
Mit der aktuellen Technologie könnte die Landung der 100 Tonnen, die Musk sich vorstellt, unerreichbar sein. Aber wenn es jemanden gibt, der es herausfinden und erledigen könnte, könnte Elon Musk genau diese Person sein.
Zusätzliche Lektüre: Alan Boyle auf Geekwire , GQ-Interview von Elon Musk .