Eines der beeindruckendsten Dinge an einer Rakete ist sicher der Treibstoffverbrauch. Für einen Schub von 600 Tonnen braucht man mal eben 2 Tonnen Treibstoff pro Sekunde, teilweise noch mehr. Irgendwann stellt sich die Frage, wieviel davon können wir uns eigentlich leisten? Ginge uns bei einem richtig großen Raumfahrtprogramm nicht irgendwann der Sprit hier auf der Erde aus?

Ich hab mal nachgerechnet. Um die Sache einfacher zu machen, beschränken wir uns auf Kerosin und Sauerstoff als Treibstoff und nehmen die Falcon Heavy als unsere Modellrakete, die genau diesen Treibstoff benutzt. Die wird beim Start ungefähr 1400 Tonnen wiegen und 14 Tonnen zum eine Flugbahn zum Mars bringen können. Um eine Landefähre zum Mars zu bringen, braucht man mit solchen Raketen also etwa 100 mal so viel Treibstoff, wie die Fähre selbst wiegt.

Man kann natürlich darüber streiten, wieviel Kerosin die Welt maximal für die Raumfahrt erübrigen könnte. Aber beschränken wir uns einmal auf die Ölproduktion des periphär-arabischen Sultanats Alemannia: Deutschland. Deutschland fördert pro Jahr etwa 2,5mio Tönnen Öl, was etwa 3% des deutschen Bedarfs entspricht. Wie groß wäre das Raumfahrtprogramm, dass man nur mit dieser Menge Öl realisieren könnte? Natürlich kann man nicht alles davon in Kerosin umwandeln. Und schon der leichteren Rechnung wegen, gehen wir von 2mio Tonnen Kerosin aus, die so ein Raumfahrtprogramm verbrauchen darf.

In einer Rakete kommen auf eine Tonne Kerosin etwa 2,5 Tonnen Sauerstoff. Aus unseren 2mio Tonnen Kerosin werden also 7mio tonnen Treibstoff pro Jahr. Der Sauerstoff verbraucht übrigens nicht so viel Energie, wie man zunächst glauben würde. Eine Tonne flüssiger Sauerstoff braucht 280-340 kWh in der Erzeugung. Eine Tonne Öl kann aber in einem guten Dieselmotor etwa 20.000kWh Strom liefern. Allein aus den 500.000 Tonnen Öl, die nicht zu Kerosin verarbeitet werden sollen, könnte man mehr als genug davon erzeugen. Auch wenn da sicherlich die Nutzung von Wind oder Sonnenergie während der Leistungsspitzen sinnvoller wäre.

Der Mars kommt aber nur alle 2,13 Jahre in die Nähe der Erde. Jedes mal wenn das der Fall ist, könnte man mit diesem Budget Raumfähren mit einem Gesamtgewicht von etwa 150.000 Tonnen zum Mars zu schicken. Das entspricht ungefähr der maximalen Ladung eines großen Containerschiffs wie der Emma Maersk. Natürlich wäre nicht alles davon Nutzlast. Seien wir pessimistisch und sagen, es wären nur vielleicht 20% Nutzlast, die auf dem Boden des Mars landet. Für 2,13-jährliche Lieferungen von etwa 30.000 Tonnen würde es jedenfalls noch im schlechtesten Fall ausreichen. Selbst auf der ISS würde das für 3000 Menschen ausreichen, dort braucht man etwa 4.4 Tonnen pro Jahr.

Das alles ist nun mehr als pessimistisch und nicht im Ansatz auf Effizienz optimiert.

Astronauten auf der ISS brauchen Treibstoff um die ISS im Orbit zu halten, das ist auf dem Mars genauso wenig nötig, wie die großen Mengen an Wasser oder Sauerstoff. Denn beides kann man dort selbst besorgen. Nicht im Vakuum zu sein, hat Vorteile. Allein damit reduzieren sich die nötigen Mengen auf die Hälfte bis ein Drittel. 10.000 Menschen zu versorgen wäre auf jeden Fall realistisch – und das mit Technik, über die man selbst in der Apollo Ära den Kopf geschüttelt hätte. (Kerosin Triebwerke für einen Flug zum Mars sind wegen des geringen spezifischen Impulses wirklich nicht sehr effizient.)

Man könnte auch die Transportraumschiffe wieder zurück zur Erde fliegen lassen, wieder auftanken und damit viel Masse einsparen. Vor allem, wenn man dort Ionen-Triebwerke für reine Frachtflüge benutzt. Die könnten sich viel mehr Zeit nehmen und bräuchten für den Flug zum Mars nur noch einen Bruchteil des Treibstoffs. Dazu kommt noch, dass man selbstverständlich versuchen würde, vor Ort selbst Pflanzen zur Ernährung anzubauen und andere Dinge des täglichen Gebrauchs selbst herzustellen. Die bräuchten dann nicht mehr von der Erde zu kommen. Dieser wenig revolutionäre Gedanke kam in dem Konzept noch nicht vor!

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Kommentare (14)

  1. #1 DasKleineTeilchen
    18. Juni 2015

    *räusper*; da fehlt ein “für” im titel (alter schnellschreiber).

    • #2 wasgeht
      18. Juni 2015

      Ich bin bis nach dem Abschicken des Artikels meiner Muttersprache unkundig. Es ist wirklich furchtbar, aber ich seh es einfach nicht.

    • #3 rolak
      18. Juni 2015

      ist wirklich furchtbar

      ..aber unabänderlich, wasgeht, da evolutionär bedingt: Pflanzen können sich zum Schutz vor verzogenen Nachkommen bis auf wenige Ausnahmen nicht selbst befruchten, wir Menschen sehen zum Schutz der emotionalen Gesundheit bis auf wenige Ausnahmen unsere eigenen Fehler nicht.

  2. #4 DasKleineTeilchen
    18. Juni 2015

    danke frank, ich hab gerade *wrklich* gut und laut abgelacht XD

  3. #5 yves
    18. Juni 2015

    Endlich mal eine Antwort auf eine Frage, die ich mir im Hinterkopf schon immer gestellt hatte: unabhängig von dem technischen Vermögen….werden wir es irgendwann noch können – weil noch genug Öl da ist.

    Die Menschheit wird ja irgendwann expandieren *müssen* und da ist doch die Frage schon im Raum, ob die Erde die notwendigen Ressourcen überhaupt zur Verfügung hat.

  4. #6 Turi
    18. Juni 2015

    yves: Treibstoff ist nicht der beschränkende Faktor, im Notfall geht es auch ohne Öl.

  5. #7 yves
    18. Juni 2015

    @Turi: Was ausser fossilen Treibstoffen schwebt Dir da vor?! Elektrische Antriebe werden da ja kaum helfen…. zumindest nach aktuellem Stand. Wäre ja grandios, wenn sich da noch was tut.

    • #8 wasgeht
      18. Juni 2015

      Im schlimmsten Fall kann man immer per Elektrolyse Wasserstoff gewinnen. Und mehr als genug reinen Sauerstoff gibt’s gratis dazu.

  6. #9 dgbrt
    18. Juni 2015

    Mir hat dieser Artikel vor Allem erst einmal wieder aufgezeigt, wie verschwenderisch wir mir mit dem Rohstoff Öl umgehen. Die wenigen Hundert Menschen, die wir mit dieser Modellrechnung in den Orbit bekommen können, sind kein Vergleich zu dem, was alleine hier in Deutschland von 80 Mio. Menschen verbraucht wird. Und in knapp 50 Jahren wird das alles nicht mehr gehen, einfach nur weil der Liter Benzin dann 100 oder 1.000 Euro kosten wird.

    Also, mit Erdölprodukten werden wir in Zukunft weder den Mars erreichen noch den Weltraum erobern. Methan, das “relativ einfach” sogar auf dem Mars hergestellt werden kann, wird da wohl eher die Option für die Zukunft sein.

  7. #10 bruno
    19. Juni 2015

    @#1,2,3 wir sind halt MÄNNER…

    …und genau das ist der Grund, warum man Männer nicht einkaufen schickt!
    Ich habe gestern ca. 10 Minuten die Regale duchforstet … und das entsprechende Produkt nicht gefunden.
    “Die Frau” hielt es mir nach 10 Sekunden vor die Nase….

    Wir MÄNNER sind einfach gut im Feuer machen und Raketen bauen!

    Einkaufen und ….Orthografie ist halt was für Frauen :)

  8. #11 gedankenknick
    19. Juni 2015

    Hmm, ist etwas OT, aber ich bin ja persönlich – in absoluter Unwissenheit ob der Probleme – immer noch ein Anhänger des Konzepts “Weltraumlift”. https://de.wikipedia.org/wiki/Weltraumlift Damit ließe sich wahrlich ein Haufen Raketentreibstoff einsparen, auch wenn viele Probleme auf dem Weg zum funktionierenden System noch lange nicht gelöst sind.

    • #12 wasgeht
      19. Juni 2015

      Zu Zeit gibt es noch kein Material das auf mehr als Mikrometerskala (wenn überhaupt) die nötige Reißfestigkeit hätte, geschweige denn in den nötigen Mengen hergestellt werden könnte.

      Bis dahin geht es definitiv nicht und es ist auch noch nicht völlig absehbar, wann sich das ändert.

  9. #13 andreas faessler
    dorneckstrasse 60 4143 dornach/ so.
    19. Juni 2015

    mond und marbesiedelung:
    enorme grosse moeglichkeiten, die sich in der zukunft auftun.
    bis jetzt sind diese beiden felsigen welten von uns menschen noch voellig unberuehrt. aber es fragt sich, wie weit sollen und duerfen wir in diese uns noch unerschlossenen wildnisse
    und unberuehrtheiten ueberhaupt einwirken und eingreiffen?
    also natur und kuturguetrschutz dabei nicht auch auf mond und mars? bleibt mir bei der zukuenftigen bemannten raumfahrt also eher viel mehr fuer die wissenschaftliche forschung und moeglichst landschaftsschuetzenden und landschaftsschonenden ansiedlung von forchergeologen vorbehalten.

    andreas faessler

  10. #14 Omnivor
    Am Nordpol von NRW
    20. Juni 2015

    Mond und Marsbesiedlung:
    Für mich ist eher die Frage, ob langfristige Raumfahrt und Raumsiedlung für den Menschen unter artgerechten Bedingungen möglich ist. Schon das Leben in unseren Megastädten wirft große Probleme auf. Außerhalb von “Mutter Erde” zu leben, wird für die Betroffenen noch ganz andere Probleme mit sich bringen.