Google X-Prize: 750.000 US-Dollar für deutsche Forscher

(Bild: Part-Time Scientists-Team)

Deutsche Forscher vom Part-Time Scientists-Team aus Bremen bekommen aus Googles Raumfahrt-Wettbewerbs XPrize ein saftiges Preisgeld ausgezahlt. Das Geld gibt es für die Landeeinheit Asimov, die auf dem Mond landen, dort herum fahren und Video- und Datenmaterial zur Erde funken soll.

Googles Weltraum-Wettbewerb XPrize hat sich für fünf Forscherteams ausgezahlt. Sie erhielten hohe Preisgelder für die Aufgaben, die Google gestellt hat. 750.000 US-Dollar gingen jetzt an ein Team aus Bremen.

Googles Aufgabe ist nicht von schlechten Eltern. Bis 31. Dezember 2016 müssen die Teams ein kleines Mondlandefahrzeug bauen, das nicht nur sanft aufkommen soll, sondern auch mindestens 500 m fährt und dabei Videos in hoher Auflösung zur Erde schicken soll.

Das Bremer Team testet seine Erfindungen auf der Atlantik-Insel Teneriffa. Seine Landeeinheit heißt Isaac. Laut dem Blog der Entwickler sucht es übrigens noch einen Rohr- und einen Funkspezialisten ebenso wie einen Embedded-Systems-Programmierer.

Insgesamt hat Google jetzt 5,25 Millionen Dollar Prämien ausgeschüttet. Nur Team Astrobotic aus den USA konnte die Kriterien in allen drei Punkte erfüllen und erhielt daher die maximal mögliche Fördersumme von 1,75 Millionen Dollar. Es hat seine Landeeinheit für den Mond bereits ausführlich in der Mojave-Wüste in den USA getestet.

Zu den Problemen auf dem Mond gehören eine Nachttemperatur von minus 247 Grad Celsius und jede Menge feiner Staub, über den schon die Apollo-Missionen der NASA in den 60er und 70er Jahren geklagt hatten. Letzteres ist auch der Grund, warum die Tests in Gegenden stattfinden, die ebenfalls staubig sind. Insgesamt wird Google an die Teilnehmer von XPrize voraussichtlich 30 Millionen Dollar ausschütten. Der Hauptpreis sind 20 Millionen Dollar.

[mit Material von Florian Kalenda, ZDNet.de]

Tags :Quellen:News.comVia:ZDnet.de
  1. Ich könnte mich ja als rohrexperte mal vorstellen, wer weiß, vielleicht muss man die dicke von Röhren messen können und die Materialien unterscheiden aus denen sie sind

  2. Mondlandefähre „Alina“ könnte rein theoretisch ein voller Erfolg werden!
    Von Datenlage her könnte das Mondprojekt „Alina“ theoretisch ein voller Erfolg werden: Denn die Leermasse Ml von Alina beträgt 0,33 t und die Gesamtmasse Mo macht 1.4 t aus. Geht man von einer effektiven Ausströmgeschwindigkeit von ca. ve =3,1 km/s aus, die durch die Treibstoffkombination Hydrazin (N2H4) und flüssigen Sauerstoff (laut BZ) momentan erzeugt werden kann, dann kann theoretisch eine Geschwindigkeitsdifferenz von
    ∆v=ve* Ln (Mo/ Ml)=3,1 km/s ln (1,4: 0,33) = 3,1 km/s*1,445=4,48 km/s (1)
    überbrückt werden. Damit könnte die Mondlandung „Alina“ astrophysikalisch rein rechnerisch von Erfolg gekrönt sein! Denn für die Überbrückung der Fluchtgeschwindigkeit von vf= 2,4 km/s zur Einmündung in die Mondumlaufbahn sind zirka
    ∆v= 2,4 km/s -1,7 km/=0,7 km/s (2)
    erforderlich. Und die zu überbrückende Geschwindigkeit von der Mondumlaufbahn mit 1,7 km/s und der abzubremsende Geschwindigkeit von rund 0,6 km/s, die aus der Mondbeschleunigung bis zur Landung auf dem Mond resultiert, ergeben sich insgesamt
    ∆v= (1,7 + 0,6) km/s=2,3 km/s. (3)
    In Summa müsste also ein Geschwindigkeit von
    ∆v=(0,7+ 1,7+0,6) km/s= 3 km/s (4)
    aufgebracht werden, um sicher auf dem Mond landen zu können. Die unter (1) berechneten ca. 4,5 km/s garantiert dies in jedem Falle. Mit der konstruktiven Grobberechnung von „Alina“ ergab sich, dass die Masse von 0,33 t als vollkommen ausreichend erachtet werden kann, um sämtliche konstruktiv-technische Details zu realisieren, weil die Dichte von Carbonfasern bei ca. 1,8 g/cm³ liegt und die Zugfestigkeit dieses Materials bei rund 4500 N/mm² angesiedelt ist! Damit können die beiden Treibstofftanks für den Brennstoff (Hydrazin mit einer Dichte ca. 1) und den Oxidator (Flüssiger Sauerstoff mit einer Dichte von 1,27) für jeweils einen Druck von bis zu 50 kp/cm² mit einer Wandstärke von ca. 1 mm bei einer doppelten Sicherheit aus diesem Material gefertigt werden, wobei die Masse der zwei Tanks dann bei rund 12 kg liegt. Auch liegt bei Alina der Schwerpunkt mit schätzungsweise 0,75 m relativ niedrig, bei einer konstruktiven Breite von 2,5 m und einer Tiefe von 2 m. Damit wird rein mechanisch eine relative hohe Stabilität erzeugt. Bei der vermeintlichen Mondlandefähre von Apollo 17 lag der Schwerpunkt vergleichsweise bei ca. 2,4 m nach den Daten im Internet über der Triebwerksdüse. Damit ist aber Apollo 11 bis N eindeutig und eindrucksvoll, auch für jeden Laien verständlich und nachvollziehbar widerlegt, weil anderseits auch erstmals im Dezember 2015 mit der Falcon 9 von der Firma SpaceX eine senkrechte Landung einer Rakete realisiert werden konnte (nochmals dann in diesem Jahr). Denn In den Jahren 1969 bis 1972 gab es noch keine derartige Technik und Technologie zur vertikalen Landung eines Raketenprojektils! (Stichwort Steuerelektronik). Wenn Alina funktionieren sollte, dann werden Alinas 7 Kameraaugen allerdings vergeblich Apollo 17 auf dem Mond suchen. Ein berechtigter Zweifel besteht bei Alina allerdings noch: Wo haben die Konstrukteure das Haupttriebwerk mit der großen Düse gelassen? Es sind nämlich nur die kleinen Steuerdüsen bei Alina zu sehen!
    Siegfried Marquardt, Königs Wusterhausen

  3. Es fehlen 140 kg Treibstoff, damit „Alina“ auf dem Mond landen kann! Es bestehen zwei weitere Probleme bzw. Zweifel: 2. Wie wollen die jungen forschen Forscher die Mondlandefähre in den Erdorbit bringen?
    3. Die entscheidende Kardinalfrage lautet aber: Wie soll für den Flug zum Mond die zweite kosmische Geschwindigkeit von ca. 11,2 km/s erzielt werden? Dazu ist eine Treibstoffmenge von ca.
    Mtr= Mo*[(1- 1:e (∆ v:ve]= 1,4 t[ 1-1:2,723,2:3,1]= 1,4 t*0,64 ≈ 0,9 t (5)
    erforderlich. Zum Mond käme Alina mit Ach und Krach noch aus eigner Kraft, wenn „Alina“ mit einer Trägerrakete in den Orbit katapultiert wird! Es ständen dann aber nur noch 170 kg Treibstoff zur Verfügung! Die Masse der Mondlandefähre betrüge dann nur noch 1,4 t -0,9 t = 0,5 t. Um die Mondlandung aber perfekt hinzubekommen, wäre allerdings eine Treibstoffmenge von
    Mtr= 0,5 t* 0,62 =0,31 t
    notwendig. Es fehlen also ganze 140 kg an Treibstoff, damit Alina auf dem Mond wirklich landen kann!
    Siegfried Marquardt, Königs Wusterhausen

  4. Die Mondmission von „Alina“ kann ein voller Erfolg werden!
    Im kommenden Jahr soll die Mondlandefähre „Alina“ mit einer Falcon 9-Rakte der Firma Space X ins All befördert werden und nach Erreichen der Zweiten Kosmischen Geschwindigkeit anschließend auf dem Mond landen. Von Datenlage her könnte das Mondprojekt „Alina“ zunächst einmal rein theoretisch ein voller Erfolg werden, wenn man nur die Einmündung in die Mondumlaufbahn und die Landphase betrachtet: Denn die Leermasse Ml von Alina beträgt 0,33 t und die Gesamtmasse Mo macht 1.4 t aus. Geht man von einer effektiven Ausströmgeschwindigkeit von ca. ve =3,1 km/s aus, die durch die Treibstoffkombination Hydrazin (N2H4) und flüssigen Sauerstoff (laut BZ) momentan erzeugt werden kann, dann kann theoretisch eine Geschwindigkeitsdifferenz von
    ∆v=ve* Ln (Mo/ Ml)=3,2 km/s ln (1,4: 0,33) = 3,1 km/s*1,445 ≈ 4,5 km/s (1)
    überbrückt werden. Damit könnte die Mondlandung „Alina“ astrophysikalisch rein rechnerisch von Erfolg gekrönt sein! Denn für die Überbrückung der Fluchtgeschwindigkeit von vf= 2,4 km/s zur Einmündung in die Mondumlaufbahn sind zirka
    ∆v= 2,4 km/s -1,7 km/=0,7 km/s (2)
    erforderlich. Und die zu überbrückende Geschwindigkeit von der Mondumlaufbahn mit 1,7 km/s und der abzubremsende Geschwindigkeit von rund 0,6 km/s, die aus der Mondbeschleunigung bis zur Landung auf dem Mond resultiert, ergeben sich insgesamt
    ∆v= (1,7 + 0,6) km/s=2,3 km/s. (3)
    In Summa müsste also ein Geschwindigkeit von
    ∆v=(0,7+ 1,7+0,6) km/s= 3 km/s (4)
    aufgebracht werden, um sicher auf dem Mond landen zu können. Die unter (1) berechneten ca. 4,5 km/s garantiert dies in jedem Falle. Mit der konstruktiven Grobberechnung von „Alina“ ergab sich, dass die Masse von 0,33 t als vollkommen ausreichend erachtet werden kann, um sämtliche konstruktiv-technische Details zu realisieren, weil die Dichte von Carbonfasern bei ca. 1,8 g/cm³ liegt und die Zugfestigkeit dieses Materials bei rund 4500 N/mm² angesiedelt ist! Damit können die beiden Treibstofftanks für den Brennstoff (Hydrazin mit einer Dichte ca. 1) und den Oxidator (Flüssiger Sauerstoff mit einer Dichte von 1,27) für jeweils einen Druck von bis zu 50 kp/cm² mit einer Wandstärke von ca. 1 mm bei einer doppelten Sicherheit aus diesem Material gefertigt werden, wobei die Masse der zwei Tanks dann bei rund 12 kg liegt. Auch liegt bei Alina der Schwerpunkt mit schätzungsweise 0,75 m relativ niedrig, bei einer konstruktiven Breite von 2,5 m und einer Tiefe von 2 m. Damit wird rein mechanisch eine relative hohe Stabilität erzeugt. Bei der vermeintlichen Mondlandefähre von Apollo 17 lag der Schwerpunkt vergleichsweise bei ca. 2,4 m nach den Daten im Internet über der Triebwerksdüse. Damit ist aber Apollo 11 bis N eindeutig und eindrucksvoll, auch für jeden Laien verständlich und nachvollziehbar widerlegt, weil anderseits auch erstmals im Dezember 2015 mit der Falcon 9 von der Firma SpaceX eine senkrechte Landung einer Rakete realisiert werden konnte (nochmals dann in diesem Jahr). Denn In den Jahren 1969 bis 1972 gab es noch keine derartige Technik und Technologie zur vertikalen Landung eines Raketenprojektils! (Stichwort Steuerelektronik). Wenn Alina funktionieren sollte, dann werden Alinas 7 Kameraaugen allerdings vergeblich Apollo 17 auf dem Mond suchen. Einige berechtigte Zweifel bestehen bei „Alina“ aber noch: 1. Wo haben die Konstrukteure das Haupttriebwerk mit der großen Düse gelassen? Es sind nämlich nur die kleinen Steuerdüsen bei Alina zu sehen! Das Erreichen des Erdorbits mit einer Falcon 9-Rakete stellt absolut kein Problem dar! Problematisch ist nur, ob die Falcon 9 die Zweite Kosmische Geschwindigkeit von ca. 11 km/s erzielen kann? Dies soll nachfolgend geprüft werden! Die Startmasse Mo der Falcon 9-Rakte beträgt für die erste und zweite Stufe jeweils rund 262 t und 49 t, wobei die effektive Ausströmgeschwindigkeit der ersten Stufe einen Wert von ca. 3 km/s und für die zweite Stufe eine Größe von 3,3 km/s annimmt. Die Leermasse ML beläuft sich auf 17,7 t bzw. 3 t. Damit ergibt sich theoretisch eine Brennschlussgeschwindigkeit von
    vb= ve1 *ln (Mo1:Ml1)+ve2*(ln (Mo2:ML2)= 3 km/s*ln (262:17,7) +3,3 ln (49:3) =
    3 km/s *2,7 + 3,3 km/s*2,8 = 8,1 km/s+ 9,2 km/s =17,3 km/s. (5)
    Von diesem Betrag ist allerdings die durch die Erdgravitation bedingte Geschwindigkeitsreduktion ∆vg zu subtrahieren, die sich jeweils aus dem Produkt von Brennschlusszeit tB und der Erdgravitation ergibt. Die Brennschlusszeit der ersten Stufe beträgt 162 s und die der zweiten Stufe 397 s. Bei einer durchschnittlichen Erdbeschleunigung von g=9,5 m/s² bis zu einem Orbit von 200 km ergibt sich eine Geschwindigkeitsreduktion von insgesamt
    ∆vg= tB1*g+tb2*g= g(tb1+tb2)= 9,5 m/s² (162s+397s)= 9,5 m/s²* 559 s ≈ 5,3 km/s. (6)
    Ferner tritt eine weitere Geschwindigkeitsreduktion durch den Luftwiderstand auf, der zirka bis zu einer Höhe von 44 km eine wesentliche Wirkung auf die Rakete auszuüben vermag. Die Geschwindigkeitsreduktion ∆vLW errechnet sich aus der Beschleunigung a, die durch den Luftwiderstand erzeugt wird und der Höhe H. Es gilt ganz allgemein zunächst einmal
    ∆vLW= √ 2*H*a. (7)
    Die Beschleunigung a errechnet sich aus dem Luftwiderstand FLW und der Masse M. Hier besteht die Relation
    a= FLW:M. (8)
    Der Luftwiderstand FlW lässt sich nun über die Formel
    v
    FLW= ∫v²*ς*A*c:2 = v²*ς*A*c:6 (9)
    0
    bestimmen. Die Beschleunigung a nimmt somit bei einer Masse von M=520.000 kg, einer Querschnittsfläche der Rakete von 10,5 m² , einer durchschnittlichen Dichte von 0,27 kg/m³ und einem Widerstandsbeiwert von c=0,4 bei einer Geschwindigkeit von 3000 m/s einen Wert von
    a= 3000² m²/s²*0,27 kg/m³*10,5 m²*0,4 : (6*520.000 kg)≈3,3 m/s² . (10)
    Nach (7) ergibt sich somit eine Geschwindigkeitsreduktion durch den Luftwiderstand von
    ∆vLW= √ 2*44.000 *3,3 m²/s²≈ 540 m/s= 0,54 km/s . (11)
    Damit dürfte die Falcon 9 komfortabel die Zweite Kosmische Geschwindigkeit erreichen können. Denn es gilt
    Vb=v-vg-vlW= 17,3 km/s- 5,3 km/s – 0,54 km/s =11,46 km/s. (12)
    Siegfried Marquardt, Königs Wusterhausen

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