STS - POST, Benutzung, Autor, Vision
- - © Frank Ellinghaus

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Post
Freundliche Zeitgenossen sind offenbar der Meinung, daß sie mir unbedingt ungefragt *exe-, *bat-, *pif- und ähnliche Dateien per email zusenden müssen. Ich habe mich daher entschlossen, meine email-Adressen öfters einmal zu wechseln und außerdem das automatische Auslesen durch Einfügen eines nicht dazugehörenden Teiles, den Sie von Hand wieder entfernen müssen um mir eine mail zu schicken, zu behindern.
Meine derzeit gültige email-Anschrift lautet:
nd@solar-bitte-hier-ausschneiden-thruster-sailor.info
Bitte speichern Sie diese nicht in Ihrem email-Programm, da sie sich voraussichtlich wieder ändern wird. Außerdem bitte ich mir ausschließlich mails im Textformat (auch kein html) ohne Anhang zuzusenden, da ich andere Formate grundsätzlich nicht lese und Anhänge auch nicht öffne.
Solange ich überhaupt noch öffentlich eine email-Adresse führe, werden Sie sie an dieser Stelle finden.
Liebe Leser, trotz aller wie obenstehend beschrieben aufgetürmten Hindernisse und unabhängig davon, was Sie persönlich in mir sehen, sei es einen Phantasten, einen Science-Fiction-Autor oder einen Erfinder; über Ihre positive Rückkopplung und auch konstruktive Kritik würde ich mich sehr freuen.

Datensicherheit
Ich verzichte bewußt auf Cookies, Scripte, Plug-Ins und andere Techniken, die dazu geeignet sind, den User ohne sein Einverständnis zu identifizieren oder die Daten seines Computers zu gefährden. Schließlich ist die Informationsvermittlung auch ohne diese Spielereien möglich. Auf dieser Site können Sie also beruhigt VB-Script, Java-Script und Cookies in Ihrem Browser ausschalten, ohne befürchten zu müssen, daß Ihnen etwas entgeht. Die Sitestatistik (für mich neben evtl. emails der einzige Erfolgsnachweis der Site) wird von mir nicht mit dem Ziel ausgewertet, Besucher zu identifizieren.
Bitte haben Sie Verständnis dafür, das ich weder für meinen Provider, der ja jetzt in Deutschland sogar gesetzlich verpflichtet ist, Identifizierungen zu ermöglichen, noch für die Deutschen Sicherheitsbehörden, die nun vom Gesetzgeber bedauerlicherweise entsprechende Befugnisse erhalten haben, meine Hand ins Feuer legen möchte.
Der Autor
Auf die nähere zur Schaustellung meiner Personalien möchte ich hiermit gern verzichten und Ihnen einfach nur schildern, wie es zum Aufbau dieser Website kam.
In der Mailing Liste Small Boats Boatdesign habe ich zum ersten Mal von der Existenz schon lange vorhandener Konzepte über das Solarsegeln erfahren. Der Gedanke, mit Hilfe von Sonnenstrahlen ein Raumfahrzeug mit sehr hoher Geschwindigkeit und ähnlich wie beim Segelboot ohne Verbrauch von mitgeführtem Treibstoff antreiben zu können, ging mir nicht aus dem Kopf. Die Anfangs eher beiläufigen Gedankenspiele wurden fast zu einer Obsession und führten dazu, das ich mich ernsthaft mit dem Entwurf eines derartigen Solarseglers beschäftigte.
Von Anfang an wollte ich jedoch einen Segler konzipieren, der ebenso wie ein Segelboot mit Hilfsmotor eine zweite Antriebsquelle besaß, die auch der besseren Steuerung dienen konnte. Hierfür kamen nach dem vorhandenen technischen Stand hauptsächlich Ionen-Thruster in Frage. Sie können in sehr kleinen Bauformen ausgeführt werden und eine gegenüber konventionellen Flüssigkeitstriebwerken hohe Ausstoßgeschwindigkeit der ionisierten Teilchen erzielen.
Aber widersprach die gleichzeitige Verwendung eines starren Haltegerüstes, sowie neben dem Solarsegel auch noch mehrerer Ionenthruster nicht dem angestrebten Ziel, ein möglichst "schmetterlingsleichtes" Gebilde zu konstruieren? Konnte so etwas mit derartig durch den zusätzlichen Antrieb erhöhtem Eigengewicht überhaupt funktionieren?
Die Antwort hierauf fand ich in der Erkenntnis, das das Gewicht der Bauteile zwar wichtig ist, jedoch dieser Aspekt gegenüber der mit einer Bauart erreichbaren Größe eines Solarseglers in den Hintergrund tritt. Je größer dieser im Weltraum ohne Stabilitätsverlust zusammengebaut werden kann, desto kleiner wird der Anteil des Eigengewichtes im Verhältnis zur möglichen anzutreibenden Gesamtlast. Diese möglichst großen Ausmaße sind jedoch m. E. am besten mit einem starren Außengerüst zu erreichen, was als zusätzlichen Bonus noch die Befestigung von Thruster-Einheiten erlaubt.
So hat das nach derzeitigen *Annahmen von der Nutzlast des Space-Shuttles her größtmögliche in das All zu befördernde quadratische Solarsegel eine Fläche von ca. 2 km x 2 km und eine Masse von 19200 kg und könnte theoretisch eine Nutzlast von 32000 kg befördern. (*Quelle Solar Sailing von Colin R. McInnes, Springer Verlag, Seite 22)
Anstatt zu fragen, wie können die Bauteile einer kleineren Segler-Struktur möglichst leicht gemacht werden, sollte die Frage zunächst lauten: Wie kann der Segler möglichst groß konstruiert werden, um die benötigten Bestandteile tragen zu können? Wie kann diese Riesenstruktur unter vertretbarem Aufwand in den Weltraum transportiert und dort zusammengebaut werden?
Meine Lösungsansätze hierzu sind

der Solar-Thruster-Sailor (STS), ein Solarsegler, der das Segel in einem starren und ggf. steckbaren Rohr-Außengerüst mit sich trägt,
das Ring-Segment-System, (RSS) dass den Zusammenbau auch großer Strukturen des Außenringes in einfacher Weise mittels Rohrsegmenten im Weltraum ermöglicht,
und der für den Transport der Rohr-Segmente in den Weltraum auf der Launcher Außenhaut benötigte Launcher-Transport-Kopf.

Da ich mich zwangsläufig auch mit rotierenden großen Ringstukturen beschäftigt habe, kamen dann noch das Experimentelle Flugobjekt (EFO) zur Überprüfung und Anwendung des Rotations- und Beschleunigungsverhaltens derartiger gyroscopartiger Raumfahrzeuge, sowie die Rotations-Schleuder (zum Launchen von Raumfahrzeugen und -Objekten im Weltraum) sozusagen als Abfallprodukt zu dieser Konstruktionsreihe hinzu.
Um nun hieraus möglicherweise einen Nutzen ziehen zu können, hatte ich mich entschlossen, vor Veröffentlichung im Internet zumindest in Deutschland die Patentierung meiner Entwicklungen zu beantragen. Mein erster Patentantrag, der die Grundstruktur des Solarseglers beinhaltete, läuft zur Zeit (27.07.2004) immer noch. Er befindet immerhin wenigstens bereits in einer Phase, in der das Patentamt nicht mehr behauptet, es handele sich um nichts Neues und wurde auch bereits in der ursprünglichen Fassung, die allerdings auf Verlangen bereits mehrfach geändert worden ist, offengelegt.
Wie ich meine, geht es im laufenden Verfahren nunmehr (hoffentlich) nur noch um Formulierungen. Die Einschränkung "hoffentlich" erfolgt deshalb, weil es dem Prüfer bisher gelungen ist, mich immer wenn ich dachte, den jeweils letzten Änderungswünschen voll entsprochen zu haben, mit weiteren Beanstandungen zu überraschen. Hierbei habe ich mich gefragt, warum es nicht möglich ist, diese Forderungen nicht bereits alle zusammen möglichst zeitnah zum Beginn des Patentverfahrens zu erheben. Zumindest habe ich jetzt eine Vorstellung, warum Patentverfahren in Deutschland so lange dauern.
Dennoch ließ ich mich nicht entmutigen und habe 20 Monate nach dem Erstantrag einen Folgeantrag gestellt. Hierbei handelt es sich insbesondere um die Ergänzung des Grund-Designs um einen Innenring, der als Docking- und Ladestation dient. Außerdem sind noch mehrere Design-Varianten und Ergänzungen des Ursprungsantrages im Folgeantrag enthalten.
Eigentlich wollte ich ja "nur" einen Solar-Segler entwerfen und stelle nun mit Verwunderung fest, daß daraus eine komplettes technisches Konzept für die Organisation der zukünftigen menschlichen Raumfahrt geworden ist :-) .

Der Grundgedanke meines o. a. Patent-Erstantrages ermöglichte einen Solarsegler, der nicht nur die Vorteile des Ionenantriebes mit denen des Strahlungsdruck-getriebenen Sonnensegels kombinierte, sondern auch im Gegensatz zu bisherigen Solarsegler-Konzepten die sichere Nutzlastaufnahme bis an den Rand des scheibenförmigen Flugkörpers zuläßt und damit eine riesige Ladefläche zur Verfügung stellt (s. Darstellung nach Fig.1).
Im Folgeantrag habe ich diese Grundkonzeption (in Form eines Außenantriebsringes, der sowohl nach Außen zeigende (Ionen-)Antriebspaare als auch das in den Ring eingespannte Solarsegel, sowie Gurte zur Aufnahme von Nutzlast trägt,) um einen in das Zentrum des Raumfahrzeuges eingespannten Innenring erweitert.
Dieser Innenring in seiner einfachen Ausführung s. Fig. 8 dient nicht nur als Docking-Station, also dem Ein- und Ausdocken von Tochtereinheiten, sondern auch zur Aufnahme von Elektromagnetischen Winden und damit der Handhabung und Befestigung von Objekten bzw. Ladung.
Weitere Fortentwicklungen des Innenring-Designs sind die doppelte Dockingeinrichtung nach Fig. 8.a, die es erlaubt über- und unterhalb der Scheibenfläche des Raumfahrzeuges, Tochterschiffe bzw. Funktionseinheiten ein- und ausdocken zu lassen, bzw. Objekte zu handhaben sowie die Magazin-Docking-Einrichtung nach Fig. 8.b zur Aufnahme ganzer Schwärme von Tochterschiffen bzw. Funktionseinheiten in einem Solarsegler-Mutterschiff.

Vision
Jede bahnbrechende :-) Entwicklung sollte mit einer möglichst positiven Vision verbunden sein. Diese möchte ich Ihnen mit der jetzigen in rot gekennzeichneten Seiten-Aktualisierung nachliefern.

Was ist denn bei einer derart einfachen, auf zwei miteinander verspannten Ringen basierenden Konstruktion eines Solarsegel-Raumfahrzeuges so bahnbrechend?

Es ist der mögliche Aufbau einer ständig im Weltraum stationierten und auf Abruf einsatzbereiten kostengünstigen Transport-Infrastruktur auf Basis von Solarsegel-Trägerschiffen und einer Vielzahl von für unterschiedliche Zwecke ausgerüsteter Tochtereinheiten.
Es sind die vielfältigen durch Modularisierung unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten bei minimalem Treibstoffverbrauch und hoher Nutzlast, die sich hieraus ergeben.
So ist es möglich, speziell ausgerüstete Tochtereinheiten eines Mutterschiffes durch einfaches Ablegen und wieder Eindocken einer für gänzlich andere Zwecke ausgestatteten Austauscheinheit umzurüsten und dieses dadurch für ganz andere Verwendungszwecke einzusetzen.
So könnten kleinere Firmen oder Universitäten durchaus eigene Weltraumprojekte planen und ausführen, indem Sie lediglich die Tochtereinheiten herstellen und betreiben, während das eigentliche Launchen dieser Tochterschiffe bzw. Funktionseinheiten und die Transportleistung des Trägerschiffes Aufgabe von Weltraumorganisationen wie ESA und NASA oder privatwirtschaftlicher Organisationen und Großfirmen wären.
Diese Launch- und Langstrecken-Transport-Provider (LLTP) könnte Ihre Flotte von Mutterschiffen aufgrund der großen Reichweite immer wieder zur Wartung und zum "Nachtanken" zu einer Raumstation im Erdorbit zurückkehren lassen oder diese sogar über Reparatur- und Wartungs-Raumschiffe in ihren jeweiligen Einsatzgebieten aufsuchen und entsprechend versorgen.
Durch eine derart entstandene Transport-Infrastruktur könnten sich die Kosten der robotischen Raumfahrt im inneren Sonnensystem (von der Sonne bis zum Mars) dramatisch reduzieren, denn es müßten jeweils nur die Tochtereinheiten gelauncht werden, während sich die Mutterschiffe bereits im Weltraum befinden.
Die unbefriedigende und teure Unsitte, für jede einzelne Mission immer wieder neue Träger-Raketen zu verwenden, die zunächst die Gravitations-Hürde der Erde überwinden müssen, wobei mehr als 90 Prozent der Nutzlast schlicht aus Treibstoff besteht, wäre damit auf ein erträglicheres Maß zurückgeführt. Eine Trägerrakete könnte mehrere Tochtereinheiten in den Weltraum befördern, die dort oder in / bei einer orbitalen Montagestation (z. B. derzeit der ISS) montiert werden und von dort selbständig im jeweiligen Trägerschifff eindocken; die Missionskosten werden dadurch also niedriger.
Niedrigere Missionskosten werden auch dazu führen, dass sich die Zahl der Weltraummissionen erhöht, was wiederum durch die Möglichkeit von größeren Produktionsserien die Herstellungskosten weiter reduziert.
Die Kostenreduktion und die Möglichkeit, mit Hilfe des Solarsegel-Antriebes praktisch jeden Ort im Inneren Sonnensystem erreichen zu können, sowie mit Thrustern ausgerüstete Tochtereinheiten auf Kleinplaneten (Asteroiden, kleinen Monden, Kometen) landen und wieder starten zu lassen, führt jedoch dazu, dass damit weitere Optionen gegeben sind.
Der Weg wird frei zur Gewinnung von Energie und Rohstoffen im Weltraum, insbesondere durch Landung/ Einsatz auf gravitationsschwachen Kleinplaneten (Asteroiden, Kometen, kleinen Monden).
Es macht Sinn, diese Rohstoffe auch bereits im Weltraum zu verarbeiten, einmal um nur das tatsächlich benötigte Material (z. B. wertvolle Edelmetalle, aber auch Gebrauchsmetalle wie Eisen oder Kupfer) ohne die umgebenden Abfallstoffe wieder zurück zur Erde zu transportieren, als auch die durch Schmelz- und Gewinnungsprozesse entstehenden Umweltbelastungen von der Erde fernzuhalten.
Ein Schritt in diese Richtung wäre ein mobiles Solarstrom-Kraftwerk (Solar Power Station - SPS - ), das im Erdorbit montiert, aus eigener Kraft sein Einsatzziel erreicht, um dort mit Hilfe von einer Laser-Tochtereinheit für die Stahlschmelze als auch die Stromgewinnung für sonstige Zwecke eingesetzt werden kann. Ein derartiges SPS ist ebenfalls mit der hier vorgestellten Thruster- und Docking-Ring Konstruktion zu verwirklichen.
Ein letztes und das fernste Ziel dieser Vision ist die Verarbeitung von Rohstoffen der Kleinplaneten zur robotischen Herstellung von dickwandigen Raumstationen und Space Habitaten aus von den Kleinplaneten gewonnenen betonähnlichen Materialien, die es den Menschen ermöglichen, trotz der gefährlichen Weltraumstrahlung und mit künstlicher Gravitation (durch Rotation) über längere Zeiträume im Weltraum außerhalb des Schutzes des irdischen Magnetfeldes und der irdischen Gravitation ohne gesundheitliche Schäden zu überleben.
Grundlage für die von der Erde aus ferngesteuerte Gewinnung und Verarbeitung von Materialien wäre ein Netz von Beobachtungs- und Kommunikations-Satelliten um die Gewinnungs- und Verarbeitungsorte, so wie es bereits unsere Erde umgibt.
Mit der Möglichkeit, ganze Schwärme von Satelliten insbesondere mit dem hier vorgestellten Trägerschiff mit Magazindock kostengünstig etwa um Kleinplaneten aber auch um die Sonne zu platzieren, wird ein Lösungsansatz hierfür auf dieser Website vorgestellt.

Benutzungshinweise - Post - Datensicherheit - Der Autor - Vision - Update 27.07.2004

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