Thema: [Hard SF] Redshift - Redux

[Galatea]

Aufgrund der langen Transitzeiten bei Hohmann-Transfers will man kein ganzes Schiff so lange binden, man nutzt dies also nur für billige Nutzlasten wie Eispakete, die man anschubst und dann alleine driften lässt, bis sie am Ziel jemand einsammelt.

Tatsächlich spielen Transitzeiten in der Makrologistik kaum eine Rolle - wenn das Fließband an Raumschiffen erstmal läuft und jede Woche eines ankommt, ist es völlig egal ob das 6 Monate oder ein Jahr unterwegs ist (wenn das System zuverlässig läuft kann man sogar bei Transitzeiten von 6 Monaten eine Just-in-Time-Produktion machen).
Hat man vor kurzem sehr schön gesehen, als King Donald I. seinen Handelskrieg mit China vom Zaun brach - es hat fast vier Wochen gebraucht bis die Auswirkungen überhaupt in Kalifornien ankamen, bis New York dauert es weitere 4 Wochen.

Das ist auch etwas, das Cryptotechbros immer wieder falsch verstehen und dass uns dann solche Schnapsideen wie Hyperloop-Pods beschert, die zwar mit Mach5 durch ihre Röhren donnern sollen, aber weniger Tagesgesamtkapazität haben als eine Kleinspedition aus Castrop-Rauxel.

Das allerwichtigste im Makrotransportbusiness ist der Preis, der (v.a. im Weltraum) zum größten Teil vom Treibstoffverbrauch bestimmt wird - Zeit ist (abgesehen von verderblichen Waren, die bei den Transitzeiten hier eh raus sind) in der Kosten-Nutzen-Rechnung nahezu irrelevant.

[schneeland]

Im Prinzip ja, aber da muss man realistisch sein: Ludditen werden Schwierigkeiten haben, ins All zu gelangen, wenn sie die Technologie ablehnen die sie dorthin bringen könnte. Libertarier / Ayn Rand Fans haben fast noch schlechtere Karten, da in der lebensfeindlichen Umgebung des Alls feste Strukturen und kollektive Anstrengungen absolut unabdingbar sind zum überleben. So lustig ich auch ein "Libertarian Space Alamo" fände, es wäre einfach nicht glaubwürdig. Beide Gruppierungen würde ich daher eher in Enklaven auf der Erde verorten, zB in den amerikanischen Flyover States wo man heute schon nicht tot überm Zaun hängen will.

Ich hatte jetzt auch sowas im Kopf wie eine "Gesellschaft besorgter Marsbürger", das Red Shift-Äquivalent von Greenwar oder eine religiöse Gruppe, die glaubt, dass He3-Abbau schlecht fürs Karma ist, aber ja: in der Tendenz wären das vermutlich eher planetenbezogene Gruppierungen. Aber solange der Fokus hauptsächlich auf unserem Sonnensystem liegt werden die SCs sich ja auch oft genug auf den Planeten rumtreiben.
Und wie Chaos schon festhält: ein bisschen kognitive Dissonanz ist bei Fanatikern bei Bedarf schon drin.

Wenn ich mir das Datenblatt auf Wikipedia so ansehe, ist "30-40Mrd für Forschung und Produktion" sehr irreführend. Das ist als ob du ein Auto und eine Kugel Eis kaufst und in dein Haushaltsbuch notierst: "Auto und Eiscreme 40002€", und dann gefragt wirst warum du 40002€ für Eiscreme ausgegeben hast. Kurz, aus den Zahlen geht NULL hervor, wieviel davon auf die laufende Produktion und wievien auf F&E entfällt.

Ja, da wird der Aufbau von Produktionsanlagen schon mit drin sein, und insbesondere die ASML-Belichtungsmaschinen sind keine echten Schnäppchen. Aber nur vom Hinstellen ist es nicht getan und m.W. dauert das Anfahren der Prozesse und das Ausmerzen von Problemen/Optimieren der Ausbeute schon 'ne ganze Weile. Und dann gibt es noch iterative Verbesserungen des Prozesses und Anpassungen auf verschiedene Kundenprofile. Insofern dominiert meinem Verständnis nach schon die Kosten für die grundsätzliche Realisierung gegenüber den Betriebskosten.

Im Kern ging's mir aber auch hauptsächlich darum, die generelle Frage nach kapitalintensiven Bereichen aufzuwerfen, weil man da m.E. in einem Hard SF-Setting weniger handwedeln kann/sollte als bei einer Space Opera.

[Feuersänger]

@Aedin: ich muss zugeben, ich habe nicht ansatzweise kapiert was du damit sagen willst. Sei mir nicht bös, es liest sich doch etwas... wirr. 

Nur ganz zum Anfang: wie einen Beitrag weiter oben postuliert, sind Firmenanteile nicht so ohne weiteres handelbar, sondern an deine Beteiligung im Unternehmen gekoppelt. Du kannst also nicht deine Anteile versaufen. Was du versaufen kannst, ist sowas wie deine Dividendenauszahlung / Gehalt.

Was auch noch ein bisschen iffy in meinem Modell ist, ist wie der Einstieg eines neuen Mitarbeiters funktioniert. Muss der sich einkaufen, so wie man heute Genossenschaftsanteile kaufen muss wenn man in eine Wohnung einer Baugenossenschaft einziehen oder ein Konto bei einer Genossenschaftsbank eröffnen will?
Oder kann er auch einfach erstmal mit 0 Anteilen anfangen und dann werden ihm halt mit längerer Zugehörigkeit Anteile zugeteilt.
Irgendwie sowas.

Noch ein Gedanke:
Ich habe ja weiter oben postuliert, dass es auf der Erde sowas wie Bedingungsloses Grundeinkommen gibt. Dazu auch denkbar: Wer raus ins All will, kann sich vom Staat ausbezahlen lassen. Du bekommst den Betrag, den der Staat dir sonst über die statistische Restspanne deines natürlichen Lebens sowieso hätte zahlen müssen, ausbezahlt. Damit bist du auf der Erde raus aus der Nummer. Das Geld kannst du als Startkapital hernehmen, zB um dich in eine Kooperative oder ein Orbital einzukaufen. Risiko: wenn du Pech hast und pleite gehst, brauchst du auf der Erde wohl nicht mehr anklopfen.

Tatsächlich spielen Transitzeiten in der Makrologistik kaum eine Rolle - wenn das Fließband an Raumschiffen erstmal läuft und jede Woche eines ankommt, ist es völlig egal ob das 6 Monate oder ein Jahr unterwegs ist (wenn das System zuverlässig läuft kann man sogar bei Transitzeiten von 6 Monaten eine Just-in-Time-Produktion machen).

Ja, wenn der Kreislauf erstmal flutscht, und im Makro-Maßstab. Aber für dich als Kleinspediteur aus Castrop-Rauxel ist es vermutlich doch von Interesse, dass dein einer LKW nicht 9 Tage für eine Tour unterwegs ist, weil du jeden Tag nur eine Stunde fahren kannst und dann den Federmechanismus aufziehen musst. Und wieviele solcher LKW braucht man insgesamt, um 9 Touren ins Ziel zu bringen -- einen, der 9 Stunden am Tag fährt, oder 9 die jeweils 1 Stunde am Tag fahren. Wer ist da wohl ökonomischer unterwegs?

Und wie gesagt, ich denke wir müssen da differenzieren zwischen billigen und teuren Gütern. Wasser oder Getreide will ich definitiv nicht mit meinem Frachter durch die Gegend schippern; wer soll mir denn dann das Päckchen Mehl zu 11€ abkaufen. Aber zB High End Maschinenteile will ich nicht auf den (fast kostenlosen) Hohmann-Transit schicken - da könnte sich ja jeder bedienen.
Vermutlich wird es, von Spezialfällen abgesehen ("Die Ladung muss ASAP hierher koste es was es wolle"), etablierte Frachtraten bzw Gewinnspannen geben, die man mit einer Ladung erzielen kann, und dann muss man sich eben mit spitzem Bleistift hinsetzen und rausfinden, mit welcher Transitzeit man übers Jahr gerechnet den meisten Gewinn macht.

Wir sind halt heutzutage nicht mehr solche Transitzeiten wie im Zeitalter der Segelschiffe gewöhnt. Luftfracht geht inklusive Abfertigung in ein paar Tagen und kostet irgendwas um 2-10$/kg. Containerschiffe brauchen für einmal um die halbe Welt so um 30 Tage und kosten dafür eher sowas wie 10$/t. Beim Redshift-Techlevel komme ich für die Saturnstrecke auf sowas wie 10-30cr/kg und das dauert dann 90-240 Tage.
Oder anders gesagt: wenn ich für eine Tour 1 Jahr unterwegs bin, muss dabei nicht nur genug für Sprit, Kredit, Wartung usw rumkommen, sondern eben auch 1 Jahresgehalt für jedes Crewmitglied mit abfallen.

[Chaos]

Was auch noch ein bisschen iffy in meinem Modell ist, ist wie der Einstieg eines neuen Mitarbeiters funktioniert. Muss der sich einkaufen, so wie man heute Genossenschaftsanteile kaufen muss wenn man in eine Wohnung einer Baugenossenschaft einziehen oder ein Konto bei einer Genossenschaftsbank eröffnen will?
Oder kann er auch einfach erstmal mit 0 Anteilen anfangen und dann werden ihm halt mit längerer Zugehörigkeit Anteile zugeteilt.
Irgendwie sowas.

Einen hochqualifizierten Fachmann, den man unbedingt haben will, wird man mit kostenlosen Anteilen locken.

Einen Berufseinsteiger, der nicht genug auf der hohen Kante hat, um gleich Anteile zu kaufen, könnte man dagegen vielleicht nötigen, X Prozent der ersten Y Monatsgehälter in Anteile zu stecken.

[Feuersänger]

Ja, das ist denkbar.

--

Da ich mich gerade mit der Preisfindung für Helium-3 etwas schwer tue, möchte ich euch gerne den Förderungsprozess vorstellen.

Ganz am Anfang in der Saturn-Pionierzeit machte man es so: es gab eine kleine Station so ungefähr auf Mimas-Orbit. Mobile Förderschiffe tauchten von dort aus in Richtung Saturn ab, ließen einen Scoop an Kabeln in die obersten Atmosphäreschichten hinunter. Das Gas wurde durch die Reibungshitze ionisiert und direkt elektromagnetisch getrennt. Auf diese Weise waren ein paar kg 3He pro Tag erzielbar. Danach musste das Förderschiff wieder zur Station hochbrennen.
Das Ganze funktioniert und man kommt schonmal an 3He ran, aber der Prozess ist einfach nicht so wahnsinnig ergiebig (schon weil auf dieser großen Höhe nur wenig He in der Atmosphäre ist). Deswegen wurde für den Ausbau auf eine andere Strategie gesetzt.

Zunächst mal musste auf dem Saturn (heisst: im Saturn-System) einiges an Infrastruktur errichtet werden:
- Eine Haupt-Umschlagstation am Saturn-Titan L1, genannt Titan Gateway.
-- später kamen hinzu: weitere Umschlagstationen bei den anderen Monden
- ein Rotovator (Rotationstether) von ca 2700km Länge im Saturnorbit auf der Ekliptik
-- später erweitert auf sagen wir vier jeweils vierarmige Tether
- eine schwebende Förderplattform, Beschreibung siehe unten
-- werden ständig erweitert, der potentielle 3He-Bedarf ist noch nicht gedeckt

Die Förderplattformen sehen so aus:

Hauptplattform ca 300x300m; beinhaltet u.a. Crewhabitat, Kraftwerke, Speichertanks usw, hinzu kommt eine 600m lange Start- und Landebahn für die Interface Lifter. Diese Plattform ruht auf wasserstoffgefüllten Kissen, die für Auftrieb sorgen (der Wasserstoff kann dazu beheizt werden).
Diese Ebene schwebt auf einer Höhe mit ca 0,3bar Umgebungsdruck, das ist oberhalb der Wolkendecke.
Ferner ist die Plattform aerodynamisch so gestaltet, dass sie sich automatisch in den Wind dreht wie eine Windfahne, und genau mit dem Wind (ca 100m/s) mitschwimmt. Man kann sich also auf der Plattform nur mit Kälteschutz und Atemgerät draußen aufhalten.

Von dieser Hauptplattform hängt an ca 150km langen CNT-Kabeln die eigentliche Förderplattform, unterhalb der Wolkendecke bei ca 1,5-2bar Druck. Diese ist etwa wie ein Kastendrachen gestaltet. Da auf dieser Höhe die Winde stärker sind, aber die Förderplattform viel leichter ist als die Hauptplattform, drückt es den Saturnwind automatisch in einen ca 900m² großen Lufteinlass.
Das Gasgemisch trifft nun auf Nano-Membranen, deren Matrix so gestaltet ist dass sie Heliumatome durchlässt, aber H2-Moleküle nicht (das funktioniert, weil H2 einen größeren kinetischen Durchmesser hat als He). Somit wird der ganze Wasserstoff und alle schwereren Gase blockiert und nur das Helium in die nächste Kammer befördert.
Als nächstes wird das Helium verflüssigt. Da He-3 und He-4 unterschiedliche Schmelzpunkte haben, findet auf diese Weise die Isotopentrennung statt. (Dies ist der energieintensivste Schritt, aber wir machen uns zu Nutze, dass hier schon die Umgebungstemperatur nur noch ca 90K beträgt) Das He-3 und He-4 wird nun in separaten Tanks gespeichert. Diese Tanks werden über einen Paternoster-artigen Aufzug von der unteren zur oberen Plattform befördert. Presto!

Nun muss das He-3 noch aus der Saturn-Schwerkraftsenke herausbefördert werden. Hierzu werden Shuttles mit dem He-4 als Stützmasse betankt und mit He-3 als Nutzlast beladen. Sie starten von der Hauptplattform, und müssen aus eigener Kraft eine delta-V von etwa 5,5-6,5km/s bewältigen.  So klinkt entweder das ganze Shuttle oder aber nur die Nutzlast in den Tether ein und wird von diesem mit 3G Beschleunigung nach oben gezogen. Der Ausklinkpunkt ist variabel, man versucht ihn jeweils so zu timen, dass Shuttle bzw Nutzlast auf einen elliptischen Orbit direkt zu einer der Raumstationen geschleudert wird. Auf dem höchsten Punkt der Tetherrotation wird das Shuttle auf eine Bahn gelenkt, deren Apoapsis der Titanorbit ist. Ist kein günstiger Transferorbit in Reichweite, kann die Nutzlast auch von einem Schlepper eingesammelt werden.

So! Und das war es im Wesentlichen. Das 3He kann nun entweder vor Ort verwendet oder aber exportiert werden.

Meinen Berechnungen zufolge müsste eine solche Plattform eine Ausbeute von ca 400kg pro Tag liefern. Also bei 90% Uptime ca 130 Tonnen im Jahr. Und jedes kg hat wie gesagt den Brennwert von 100.000 Barrel Öl. Der Erntefaktor ist übrigens enorm - die Verflüssigung des Heliums ist so ungefähr der energieaufwendigste Schritt und selbst der macht nur einen winzigen Bruchteil des Fusions-Brennwerts aus.

Leider bin ich offenbar zu blöd, den irdischen Bedarf auszurechnen - irgendwie bekomme ich immer wieder was anderes raus. Die Deckung des Energiebedarfs der Erde ist natürlich das eine Ziel, zuzüglich eben die ganze Weltraum-Infrastruktur, Raumschiffbrennstoff usw. Daraus könnte man dann ausrechnen, wieviele Plattformen man erstmal aktuell braucht.

[Feuersänger]

Noch ein Setting-Tidbit, das die aktuelle Diskussion im Habitate-Thread tangiert:

Um etwas Spannung und Konflikt ins Setting zu bringen, wird es einen Staat geben, den ich jetzt einfach mal "New Empire" nenne. Tendenziell denke ich da an das British Empire, da einige Muster aus dessen Kolonialzeit gepflegt werden, es könnte aber auch ein anderes Land dahinterstecken. Also:

Während die meisten der anderen Blocks einigermaßen progressiv bis idealistisch gestaltet sind, gibt es auch ein paar eher rückwärtsgewandte Staaten, die sich nur schreiend und kratzend vom Abgrund wegzerren ließen. Staaten wie unser New Empire spielen auf der Erde soweit nötig nach den neuen Regeln, weil sie es sich nicht leisten können sich international zu isolieren. Aber es werden eben Spielräume ausgenutzt, die den alten Eliten zugute kommen. Da gibt es dann eben kein Bedingungsloses Grundeinkommen sondern eine deutlich kargere Sozialhilfe, während man bei den Reichen so lang wie möglich wegguckt wenn diese ihr Wealth Cap sprengen, all sone Sachen. Gesellschaftsmodell ist eher Neofeudalismus.

Die "Logic of Empire" zeigt sich dann insbesondere bei der solaren Expansionsstragie:
Es ist explizit nicht gewünscht, dass die Kolonien autark werden und sich Gott behüte irgendwann vom Mutterland unabhängig erklären könnten.
Darum werden die Kolonien so spezialisiert wie möglich aufgezogen. High-Tech Produktionsmittel werden den Kolonien vorenthalten -- diese sollen letztendlich Rohstoffe ans Mutterland liefern und die benötigte High-Tech von der Erde importieren. (Vergleiche Indien - Baumwolle - Textilien)
Kern dieser Strategie ist ein Dreieckshandel Erde - Mars - Belt: auf dem Mars werden Lebensmittel produziert und zu den Bergwerkskolonien im Belt exportiert. Der Belt liefert hochwertige Rohstoffe (seltene Erden, Edelmetalle, Uran/Thorium) ans Mutterland auf der Erde. Das Empire versorgt Mars und Belt mit Industrie- und Konsumgütern.

Neue Siedler werden mit großen Versprechungen angeworben, und in Abhängigkeitsverhältnisse gelockt aus denen sie sich kaum wieder befreien können. "Ja natürlich kannst du einen Rückflug buchen. Nachdem du deine Prämie zurückgezahlt hast. Wie, ohne Prämie kannst du dir den Rückflug nicht leisten? Tja dann musst du wohl nochmal einen Vierjahresvertrag dranhängen."

Dies ist dann auch der Stoff, aus dem die Unabhängigkeitserzählungen gewebt sind. Da sich das Empire absichtlich auf so zweitklassige Grundstücke wie Mars konzentriert, mischen sich die anderen Staaten da auch kaum nennenswert ein - zumindest offiziell. Inoffiziell kann es freilich schon sein, dass ein anderes Bündnis solche Freiheitskämpfer heimlich unterstützt, aber natürlich nur über freie Agenten, die nicht offiziell mit dem Staat in Verbindung gebracht werden können...

Wohlgemerkt ist das Empire natürlich nicht die einzige Faction mit Kolonien im Hauptgürtel. Da dürfte jeder mitmischen, der es sich irgendwie leisten kann. Für Ceres, Vesta und Psyche gelten hier allerdings besondere Regeln: die ersten beiden sind für supranationale Erschließung reserviert, auf Psyche läuft bereits ein solches Projekt.

Eine interessante Schnittstelle wird da vielleicht noch das Verhältnis zum Saturn. So ziemlich alle brauchen He-3. Wie verhält sich der Ring zu den verschiedenen Erdnationen? Wer übt hier wieviel Druck auf wen aus? Kann das Empire es sich leisten, eine eigene 3He-Operation auf Saturn laufen zu lassen, ohne auf die Infrastruktur des Rings zurückzugreifen (und diesem somit zu nichts verpflichtet zu sein)?