Thema: [Hard SF] Redshift - Die Fliegenden Rochen der Venus (war: Redux)

[Feuersänger]

So, endlich mal wieder etwas Zeit gehabt weiter zu basteln und auch meine Basteleien zu überprüfen. ^^

- Hier mal zum Vergleich ein absoluter Low-Tech Approach: was, wenn wir nur Raketen à la SpaceX "Starship" bauen, mit reinem Methalox-Antrieb, und das Baumaterial von der Erde zum L1 transportieren wollten?
Es wäre unmöglich, mit einem einzigen Start direkt zum L1 zu fliegen. Man müsste mehrere Starships in den LEO schicken, von denen die meisten wieder nur Treibstoff geladen hätten; man würde Nutzlast und Treibstoff dann in einem einzigen Transporter zusammenfassen, den man dann zum L1 schickt.
Die Gesamtbilanz wäre ungefähr: 35 Starts, um 1000t Nutzlast ins Ziel zu bringen. Also entsprechend für 1 Million Tonnen Material wären das 35.000 Starts.
Erzeugt man das Methan regenerativ, braucht man dafür irrsinnig viele Kraftwerke. Mit fossilem Methan entsprechend viel CO2-Ausstoß; auch nicht gut.

- Schon ca 1 Größenordnung besser lägen wir zwar, wenn wir statt Methan-Starships mit LANTR-Liftern arbeiten würden -- aber dann hätten wir halt eine sehr große Anzahl Multi-Gigawatt-Kernreaktoren _in der Luft_. Da kann man sich auch den politischen Widerstand leicht vorstellen: "Erst haben wir jahrzehntelang daran gearbeitet, um die Kernkraftwerke loszuwerden, nur um sie jetzt in einer klapprigen Röhre durch die Atmosphäre zu schießen?"

--> Darum finde ich meinen Long-Game-Plan ziemlich sinnreich: Insgesamt benötigt man nur einen Bruchteil der Starts von der Erde, um erst den Mond und dann die Venus zu erschließen. Und am Ende kommt ein quasi unendlicher, fast beliebig skalierbarer Materialstrom von der Venus, mit dem man alles Mögliche anfangen kann: nicht nur die Streulinse, sondern auch Raumstationen, Agri-Habs, alles was das Herz begehrt.

--

Wie man das Material von den Venus-Rochen in den Orbit bekommt, haben wir ja schon geklärt. Jede Plattform ist auf ca 200t Kohlenstoff-Ausbeute pro Tag skaliert, das ist also 1 100t-Lifter alle 12 Stunden.

Dann wollte ich nochmal den nächsten Schritt, nämlich den Transport des Materials vom Venus-Orbit bis zum Sonne-Erde-L1, näher beleuchten und genau durchrechnen.
Leider habe ich mich da dieses Mal von der Google-KI massiv aufs Glatteis führen lassen und mit viel zu optimistischen Werten hantiert, ehe ich das ganze auch nochmal von Claude habe gegenrechnen lassen, was diesen Zahl sogleich gezogen hat. Denkbar wäre das zwar alles schon, aber nur mit einer relativ geringen Nutzlast (wobei natürlich das ganze Kohlenstoff-Segel ebenfalls Nutzlast ist. da es am Ziel recyclet wird).

Zur Verdeutlichung: bei einer Segelfläche von 1km² hat Google von 50t Nutzlast gefaselt, und ich Depp hab es einen ganzen Tag lang geglaubt. Claude hingegen kommt lediglich auf ca 5t Nutzlast, was mir auch plausibler erscheint.

Das Problem dabei ist halt, dass man dadurch dann - bei einem geforderten Materialstrom von 600t/Tag - entsprechend 10x so viele Segler benötigt. Statt 1 Segler alle 2 Stunden brauchen wir also eher 1 alle 10 Minuten. Und die hätten dann vor allem beim Start sehr wenig Abstand zueinander und man hätte das Risiko gegenseitiger Verschattung, was fatal wäre.

Naja also kurz gesagt habe ich da noch keine Lösung gefunden mit der ich zufrieden wäre.

[gilborn]

Das Problem dabei ist halt, dass man dadurch dann - bei einem geforderten Materialstrom von 600t/Tag - entsprechend 10x so viele Segler benötigt. Statt 1 Segler alle 2 Stunden brauchen wir also eher 1 alle 10 Minuten. Und die hätten dann vor allem beim Start sehr wenig Abstand zueinander und man hätte das Risiko gegenseitiger Verschattung, was fatal wäre.

Wo ich kurz drüber gestolpert bin: Die Segler sollen alle der Reihe nach zur Erde fliegen?
Ist mit Einkalkuliert, dass die Venus mal mehr, mal weniger weit weg von der Erde ist (zwischen etwa 38 und 254 Millionen Kilometer) und sich mal auf sie zubewegt, mal weg?
Dieser Zyklus sollte so 2,5 Jahre dauern, wenn ich mich nicht verrechnet habe.

1 Segler pro Tag kommt mir da irgendwie unrealistisch vor.
Eher 100 Segler an dem Tag an dem es gerade günstig ist.


Dann will ich noch etwas meckern über das schicke Bild am Anfang des Threads:
Die Aufgehende Venussonne sollte größer sein! Zum einen hat man den Linseneffekt durch die Atmosphäre, zum anderen erscheint die Sonne 1,4 mal größer auf der Venus.

[Feuersänger]

Da habe ich auch abgewogen, aber es ist gar nicht so tragisch. Ein kompletter synodischer Umlauf (also zB Nah-Fern-Nah) dauert ja 584 Tage, das wussten schon die alten Babylonier. ^^ Ich verstehe auch, was du meinst von wegen "lieber alle auf einmal wenn es günstig ist".
ABER: das mit den synodisch getimeten Startfenstern ist vor allem relevant für Hohmann-Transfers. Da löst man die Gleichung nach der geringsten Energie auf, und erhält dafür die maximale Transitzeit. Hier aber reden wir ja von Sonnenseglern -- die müssen ihre Energie nicht als Treibstoff mitschleppen sondern bekommen sie gratis, somit kann ihnen völlig wurscht sein wieviel davon sie "verbrauchen". Das hat man IRL auch so _ähnlich_ zB bei Raumsonden mit Ionentriebwerken -- die Triebwerke sind sowieso zu schwach um den für einen Hohmann-Transit benötigten impulsartigen Schub zu erzeugen, also fliegen sie auch keine Hohmannbahnen.

Was mich auf das Thema bringt: ich tüftele gerade daran, die Sonnensegler mit einem Ionen-Hilfstriebwerk auszustatten. Stützmasse Argon -- fällt als "Beifang" in der Venusatmosphäre ab -- und solargepowert, wobei ca 250m² PV-Fläche ausreichen dürften. (Auch hier ist allerdings die Google-KI wesentlich optimistischer als Claude.)

Das Schwierigste dabei ist der Escape aus dem niedrigen Venus-Orbit -- allein diese ersten paar 1000km kosten einen reinen Sonnensegler Monate. Ich hoffe, speziell diese Phase mit Ionenboost abkürzen zu können.
Dabei ist natürlich wichtig, dass so wenige Ressourcen wie möglich zur Venus importiert werden müssen, und wenn dann möglichst vom Mond und nicht von der Erde. Alles, was wir direkt aus Venus-Kohlenstoff bauen können -- Triebwerk, Batterie/Kondensatoren und natürlich das Segel -- kann im Ziel recyclet werden und zählt somit nicht gegen die Nutzlast.

Die Aufgehende Venussonne sollte größer sein! Zum einen hat man den Linseneffekt durch die Atmosphäre, zum anderen erscheint die Sonne 1,4 mal größer auf der Venus.

Guter Hinweis. ^^ Ich geb es an ChatGPT weiter. Allerdings ist auch sowieso der Rochen selbst nicht so richtig akkurat -- es fehlt zB die Landebahn auf dem Rücken; der Flügel sollte nicht transparent sein usw. Und letztlich sollte die Sonne überhaupt nicht so tief stehen, da sich die Rochen ja immer im "mittag" +-20° aufhalten sollten. Aber Hauptsache, die Stimmung wird einigermaßen eingefangen. ^^

[Galatea]

Das Schwierigste dabei ist der Escape aus dem niedrigen Venus-Orbit -- allein diese ersten paar 1000km kosten einen reinen Sonnensegler Monate. Ich hoffe, speziell diese Phase mit Ionenboost abkürzen zu können.

Wenn das System erstmal läuft ist die Reisedauer eigentlich ziemlich egal. Ist ja bei heutiger Logistik auch so, und auch der Grund warum diese ganzen Hyperloop-Cargopod-Projekte so dämlich sind - wenn das Zeug Monate auf See unterwegs ist, spielt es überhaupt keine Rolle, ob das jetzt 2 Stunden oder 2 Tage von Hamburg nach Frankfurt braucht. Das wird im passenden Takt abgeschickt und kommt dann im passenden Takt an, sobald der Takt läuft, ist die Reisedauer weitgehend egal (solange halt die Kapazität für den Gesamtwarenverkehr vorhanden ist).

[Feuersänger]

Ja das stimmt schon, aber die Startphase für Sonnensegler ist trotzdem kritisch: wenn man alle 15 Minuten einen 1km² großen Segler losschicken will, beträgt die Separation zwischen 2 Starts nur ca 500m --> sehr reale Gefahr dass die Segler sich gegenseitig verschatten, oder womöglich sogar beim Manövrieren kollidieren.

Ich versuche gerade eine etwas komplexere Lösung zu ertüfteln, bei der das Material erst vom niedrigen in einen mittleren Orbit angehoben wird. Aber die delta-V muss natürlich trotzdem irgendwie aufgebracht werden. No Free Lunch und so.

[Feuersänger]

Eventuell habe ich eine Lösung gefunden, die sogar noch mit einem neuen Coolness-Faktor daherkommt.

Das Zauberwort heisst: Heliogyro

Darauf bin ich bei der Recherche gestoßen, wie groß so ein Sonnensegel sinnvollerweise gebaut werden kann. Unter einem Heliogyro versteht man ein Konzept, bei dem man nicht ein einzelnes, großes Segel hat, sondern mehrere lange, schmale Streifen wie die Rotorblätter eines Hubschraubers angeordnet sind und sich um die gemeinsame Nabe drehen. So lässt sich der ganze Segler auch wie ein Hubschrauber durch Manipulation der Anstellwinkel der einzelnen Blätter sowie durch Veränderung des Schwerpunkts steuern. Und - für uns nicht ganz so kritisch - dadurch, dass die Blätter durch die Fliehkraft straff gezogen werden, spart man sich einiges an Strukturmasse.



UND das Ganze kombinieren wir noch mit einer chemischen Kickstage. Das Raketentriebwerk wird ebenfalls großteils aus Kohlenstoff gebaut, sodass es am Ziel recyclet werden kann. Der Treibstoffvorrat ist nur für ca 900-1000m/s delta-V bemessen.

Vielleicht kann man sich das dann ungefähr so vorstellen:
Der ganze Segler wird als Komplettpaket auf dem Rochen gebaut und in eine Kapsel verpackt, Rotorblätter eng eingerollt. Je nachdem wird er auch hier bereit betankt und dann das ganze Paket in einen Lifter verpackt, der es dann vom Rochen in den LVO bringt. Dort wird die Kapsel einfach ausgesetzt. Der eingebaute Raketenmotor "kickt" das Ü-Ei dann aus dem LVO in eine hochelliptische Umlaufbahn. Dadurch verlässt es auch schnell den Beschattungsbereich (Umbra) der Venus. Dieser Burn dauert nur 2-3 Minuten. Jetzt öffnet sich die Kapsel komplett, die Rotorblätter werden ausgerollt und in Rotation versetzt. Ab jetzt erzeugt der Heliogyro Schub.
Und dieses Ausrollen der Rotorblätter stelle ich mir schon optisch ziemlich beeindruckend vor. ^^

Durch die Hochskalierung von 1km² auf 10km² Segelfläche und die Kickstage vermeiden wir das Problem, dass sich ein Haufen Kleinsegler beim Start in die Quere kommen und gegenseitig verschatten könnten. Jetzt brauchen wir wieder nur noch einen Launch alle paar Stunden. UND da der Launch jetzt wenn gewünscht direkt vom Lifter aus erfolgen kann, sind wir wesentlich flexibler mit den Startfenstern.

Ich muss das Ganze noch von Claude gegenrechnen lassen, das geht aber erst heute später am Abend wegen Token-Quota. Bin mal gespannt ob ich dann wieder alles zurückpfeifen muss.

_Noch_ effizienter wäre es natürlich, wenn wir nicht den Treibstoff für die Kickstage aus dem Venus-Brunnen heraufziehen müssten. Dazu bräuchten wir aber eine entsprechende Infrastruktur zur orbitalen Treibstoffproduktion zB aus eingefangenen Asteroiden. Das ist aber dann nochmal eine ganz andere Baustelle.

[Zouan81]

Also die Idee von einem Raumschiff in Form eines Rochens finde ich klasse!

Auch ansonsten lässt sich wirklich herauslesen, dass Du, Feuersänger, Dein Setting bisher schon gut durchdacht hast.

Eben auch, dass Du technische Gegebenheiten gut und authentisch berücksichtigst.

Die Bilder sehen auch spannend aus. Selbst erstellt oder mit Hilfe von KI?

Ich kann mir aber auch vorstellen, dass ein bemannter Flug auf der Venus auch seine Tücken hat, da die Venus natürlich aufgrund der Hitze noch wesentlich lebensfeindlicher ist, als bspw. der Mars. Aber wenn man das im Setting authentisch darstellen kann, warum nicht?!

[Feuersänger]

Also die Idee von einem Raumschiff in Form eines Rochens finde ich klasse!

Auch ansonsten lässt sich wirklich herauslesen, dass Du, Feuersänger, Dein Setting bisher schon gut durchdacht hast.

Eben auch, dass Du technische Gegebenheiten gut und authentisch berücksichtigst.

Vielen Dank für die Blumen! 

Mich in diesen Detailgrad reinzuvertiefen ist natürlich gewissermaßen mein Hobby. Aber es ist halt auch umgekehrt so, dass ich mich beim Konsum von SF immer ärgere, wenn ich Fehler finde -- also Dinge, die naturwissenschaftlich gar nicht so sein können wie dargestellt, und die der Schöpfer des jeweiligen Werkes meines Erachtens besser hätte wissen können. Darum versuche ich eben entsprechend so rigoros zu sein, dass die höchstwahrscheinlich immer noch vorhandenen Unmöglichkeiten so tief versteckt sind, dass es der typische SF-Fan nicht merkt.

Die Bilder sehen auch spannend aus. Selbst erstellt oder mit Hilfe von KI?

Das im ersten Beitrag ist KI-generiert - und wie ein paar Beiträge weiter oben gesagt, nichtmal besonders doll, aber zum Aufmerksamkeit heischen taugt es.
Das letzte Bild hier ist von einem realen Konzept der kanadischen Weltraumagentur.  Habe ich gefunden auf http://wiki.solarsails.info/index.php/Heliogyro

Ich kann mir aber auch vorstellen, dass ein bemannter Flug auf der Venus auch seine Tücken hat, da die Venus natürlich aufgrund der Hitze noch wesentlich lebensfeindlicher ist, als bspw. der Mars. Aber wenn man das im Setting authentisch darstellen kann, warum nicht?!

Hm, jein: die Temperatur hängt stark von der Höhe ab. Auf der Höhe, in der die Rochen fliegen (72km), hat es angeblich so ungefähr -40°C, also vergleichbarmit den Temperaturen auf der Reiseflughöhe unserer heutigen Verkehrsflugzeuge.
Weiter unten in den Wolken, so auf ca 50-55km Höhe, hätte es sogar sehr angenehme Temperaturen, so um 20-27°C bei etwa 1bar Luftdruck, also wie auf der Erdoberfläche an einem angenehmen Tag. Nur leider bestehen halt die Wolken hauptsächlich aus Schwefelsäure, das kann einem schon den Tag vermiesen.

Exkurs: diverse reale Venus-Besiedlungskonzepte sehen die Anlage von Schwebeplattformen in genau diesem Höhenbereich an. Denn dann bräuchte man "nur" einen Säureschutzanzug und keinen Druck- oder Kälteschutzanzug, und in der dichten Luft wäre es ein leichtes, genügend Auftrieb zu erzeugen dass man mit wenig Energieaufwand schweben kann. Naja und natürlich muss alles säure-resistent gebaut sein.
Ich aber habe mich bewusst gegen dieses Konzept entschieden, weil mich eben diese "Vorteile" nicht so wahnsinnig überzeugen. Wenn du dich ständig in einem Schwefelsäure-Nebel aufhältst, verursacht mE jedes Leck und jede mechanische Panne mindestens so große Komplikationen wie ein Druckabfall in einer Flugzeugkabine. Und dafür schlucken die Wolken so viel Sonnenlicht, dass Solarzellen nicht doppelt, sondern nur halb so effektiv wären wie auf der Erde.
--> das macht alles keinen Sinn für mich. Darum habe ich mich entschieden, mein Venus-Leben _oberhalb_ der Wolkendecke stattfinden zu lassen, wo die Aussicht schöner und die Solarausbeute sehr hoch ist. Aber dies erfordert halt die besagten sehr großen Dimensionen der Venuskreuzer, damit diese in der dünnen Luft genügend Auftrieb erzeugen können.
/Exkurs

--

Ansonsten, frohe Kunde: das überarbeitete Konzept mit dem Heliogyro und der Kickstage hat den Claude-Check bestanden.  Ein paar Details sind noch auszuarbeiten, aber das dürfte nicht mehr so kritisch sein. Dafür musste ich eben schlucken, dass der Transport energetisch nicht völlig kostenlos ablaufen wird sondern sich ein 100t-Komplettpaket aufteilt in ungefähr 73t Segel, Struktur und Zusatzlast, knapp 24t Treibstoff und der Rest Kleinteile. Insgesamt ist das aber für mich noch im Rahmen.

Im Umkehrschluss werden die Rochen als Setting immer interessanter, da sie auch wirtschaftlich immer komplexer werden. Ursprünglich sollten sie ja nur Kohlenstoff herstellen und gerade genügend Treibstoff, um diesen Kohlenstoff in den Orbit zu wuchten. Jetzt haben wir CNT-Fabriken, Webereien und 3D-Druckereien, Fabrikationsstraßen und Raffinerien für diverse Verbrauchsstoffe. Kurz, der immense Platz den unsere Rochen im inneren bieten füllt sich so langsam zu einer richtigen kleinen Stadt. ^^

[Aedin Madasohn]

Noch_ effizienter wäre es natürlich, wenn wir nicht den Treibstoff für die Kickstage aus dem Venus-Brunnen heraufziehen müssten. Dazu bräuchten wir aber eine entsprechende Infrastruktur zur orbitalen Treibstoffproduktion zB aus eingefangenen Asteroiden. Das ist aber dann nochmal eine ganz andere Baustelle.

 
tiefkalt verflüssigte Bestandteile der Venusatmosphäre als Verdampfungsschubimpuls? Oder gleich CO2-Trockeneis
CO2 Trockeneis-Granulat (kalt, Wärme wurde auf dem Rochen mittels Solarstrom entzogen)
Beim Start wird festes -78°C kaltes  CO2 Granulat mittels Atmospährenwärme bzw. Sonnenenergie verdampft (Trichtertüte, wo die Granulate aus Schleusenlucken zum "Verdampfen" rieseln, siehe auch Holzheizungen  , du wolltest es ja simple und schmutzig) und als Massestrom genutzt, um sich aus der Venus zu befreien, bevor dann die Sonnensegel für den Transit reichen.

Statt Hochdruck-Gasflaschen also ein "offener" Behälter Styropor (habe schon mit Trockeneis gearbeitet, kann bei Raumtemperatur problemlos von einem Styroporkontainer in den anderen geschüttet werden, da gibt es keine Dampfexplosion oder so - außer man schüttet es mit Absicht in einen Eimer Wasser, dann hat man sich erfolgreich eingenebelt  ) mit so viel Isolierung, dass das für eine Anstart"Rakete" passt. Quasi wie eine Treibladungskartusche einladen und den Starter wegschießen, kein wildes Gedönsel wie bei der flüssig Sauerstoffbetankung, wo wieder zeitaufwendig nachtemperiert werden muss.

Alternativ ein simpler Schießstock. Trockeneis einladen und mittels eines Lasers so explosionsartig verdampfen/expandieren lassen, dass es wie ein "JulesVerne Mondkanonenschuss" den Starter die Venusatmosphäre verlassen lässt.

[Feuersänger]

Fürchte, ganz so billig kommen wir nicht davon. 1000m/s delta-V kannst du mit Kaltgasdüsen nicht darstellen. Ich habe mich da noch nicht entschieden welchen chemischen Antrieb genau ich da verbauen soll.
Google hat so eine neckische CO/O2 Reaktion vorgeschlagen, die angeblich einen Isp von 280s bringen soll. Da wäre der Vorteil (wenn die Zahl denn stimmt, mir kommt sie sehr hoch vor), dass es sich extrem leicht und in beliebiger Menge aus der Venusatmosphäre herstellen ließe, und wir keinen kostbaren Wasserstoff dafür brauchen. Nachteil: mit 280s spezischem Impuls braucht man für 900m/s auch schon ein Masseverhältnis von ungefähr 1,4.

Alternativen:
* N2O4/N2H4 (NTO/Hydrazin) - Isp um 340s, das ist schon ganz gut. Allerdings sind die beiden Stoffe schon eine üble Brühe, stark ätzend usw. Man braucht für die Herstellung etwas Wasserstoff, aber mit nur ca 3,2% Masseanteil nicht furchtbar viel. Benötigtes Masseverhältnis etwa 1,3. Hauptprobleme: Komplex in der Herstellung (mehrstufiger Prozess), so aggressiv dass man den Tank mit resistenten Materialien auskleiden muss.

* Methalox - Isp noch besser(360s), allerdings etwas höherer H2-Bedarf (5% des Gesamt Propellants); relativ unkompliziert in Herstellung und Lagerung, darum starker Kompromisskandidat.

* Hydrolox (H2, O2) - bester Isp, aber viel Wasserstoffbedarf, und das wollen wir angesichts der aufwendigen Wasserstoffproduktion eigentlich vermeiden. Masseverhältnis ungefähr 1,25. Volumninöse Tanks. Grob überschlagen wäre der Wasserstofftank bis zu 80m³ groß - das wäre aber für sich genommen kein Dealbreaker, da ein Lifter bis zu 300m³ Laderaum bietet.

So, und jetzt der Kicker:
Nach der Metrik "Was kostet am wenigsten Wasserstoff pro gelieferter Tonne Material am L1?" gewinnt - Trommelwirbel - Hydrolox! Also sehr kontraintuitiv, da das ja die teuerste Methode ist die Kickstage zu betreiben. Aber der Knackpunkt ist hier wirklich das günstigere Masseverhältnis. Denn wir dürfen ja nicht vergessen: jeder Lifter-Start kostet 50t Wasserstoff für 100t Nutzlast. Bei CO/LOx sind von diesen 100t nur 68t Trockenmasse, die am L1 ankommen. Bei der Stickstoffbrühe wären es 73t, bei Methalox 76,5t und bei Hydrolox stolze 80t.

Der spezifische Verbrauch von Wasserstoff pro gelieferte Tonne Material ist also bei Hydrolox am niedrigsten - mit ca 657kg pro Tonne, vs 671kg für Methan, 695kg für Hydrazin und 726kg für CO.
Genau solche Curveballs liebe ich bei Hard-SF. 

Naja, und wenn wir irgendwann mal eine orbitale Treibstoffproduktion haben und die Suppe nicht mehr von der Venus hochziehen müssen, ist es eh wurscht -- dann nimmt man, was immer man aus dem eingefangenen Asteroiden extrahieren kann, sei es nun Wassereis oder Carbonate.

[Feuersänger]

So, jetzt haben wir also ausgearbeitet, wie auf den Venus-Rochen die gewünschten Ressourcen produziert werden und dann diese Güter billig zum SEL1 und später auch quasi überallhin ins Sonnensystem transportiert werden.

Jetzt möchte ich mir noch angucken, wie - immer noch in der Frühzeit der Solaren Expansion - Material und Personen vom Erdsystem zur Venus gelangen.
Für simple Bulk-Rohstoffe wie Aluminium etc ist das relativ simpel. Eventuell reichen da sogar Mass Driver auf dem Mond -- das müsste ich mir nochmal genauer anschauen. Aber letzten Endes ist das mit simplen Hohmann-Transfers selbst mit Steinzeittechnologie (also chemischen Raketen) machbar. Allerdings eben mit dem Nachteil, dass die Startfenster da genau diese berühmten 584 Tage auseinander liegen. Das ist übrigens Rekord im ganzen Sonnensystem: für keine andere Destination, sei es Merkur oder Neptun, liegen die Startfenster von der Erde aus auch nur annähernd so weit auseinander wie für Venus. Das ist schon blöd. Die eigentliche Transitzeit beträgt dann 146 Tage.

Frühe nukleare Antriebe ("NTR-Solid Gen1") erweitern da unseren Spielraum ein Stück weit: hier sind wir nicht mehr darauf angewiesen, genau auf die synodischen Hohmann-Startfenster zu warten - aber Wunder sind da jetzt auch nicht zu erwarten. Wir dürfen so ganz grob gerechnet 75-90 Tage früher starten, und der Transfer benötigt dann "nur" ca 90-107 Tage statt. Immerhin: wenn es dermaßen pressiert, kann der Express-Raumer insgesamt gut 4-6 Monate früher auf der Venus eintreffen als die Economy Class.

Ich bin am überlegen, was es da im Setting als nächste Technologiestufe geben könnte, bevor wir den Sprung zu wesentlich komplexeren Technologien wie NTR Gas/Closed machen. Zwei verschiedene Alternativen würden beinhalten, mit riesigen stationären Lasern auf das Schiff zu schießen.

A) Electric Propulsion à la VASIMR. Theoretisch sehr treibstoff-effizient. Das Schiff hat am Heck ein großes Array aus spezialisierten Schmalband-Photovoltaikmodulen, die genau auf die Frequenz eines Hochleistungslasers abgestimmt sind. Mit genau so einem Laser schießen wir von hinten drauf, und ca 50% dieser Energie kann wieder in Strom umgewandelt werden. Mit diesem Strom betreiben wir einen elektrothermischen Thruster, der mitgeführten Treibstoff auf bis zu 50.000m/s v_e beschleunigen kann. Benötigt würde ein Laser in der Größenordnung von 100MW.

Problem: damit sparen wir uns zwar einen Onboard-Reaktor, aber heutige Prototypen solcher Plasmatriebwerke sind auch für sich alleine noch sehr schwer, in der Größenordnung von 1,5-2kg/kW. Hier muss ich prüfen, ob die Schlüsseltechnologien in dieser Ära so weit fortgeschritten sein können, um das Leistungsgewicht erheblich zu verbessern.
Wenn das aber funktionieren würde, wäre das potentiell die weitgehende Emanzipation von der Startfenster-Tyrannei. Es mag noch eine "tote Zone" im Bereich der Oberen Konjunktion geben, aber pro 584-Tage-Periode könnte man vielleicht die halbe Zeit über starten.

So ein System wäre darauf ausgelegt, das Schiff über bis zu 20 Mio km zu beschleunigen, dann driftet es ein Stück, ehe es sich umdreht, um von einem zweiten Laser bei der Venus in Empfang genommen zu werden. Der Haken an der Sache: die Beschleunigungs- und Bremsphasen dauern jeweils grob 10-14 Tage. Und natürlich kann dann ein solcher Laser nur genau 1 solches Schiff zur Zeit versorgen. Ausgehend von meiner vorherigen Vermutung bzw Startfenstern wären das also etwa 20 Starts pro Periode (umgerechnet 13 Starts pro Erdjahr).

B) Laser-thermischer Antrieb (LTP). Sowas habe ich schonmal in einer früheren Setting-Iteration eruiert, allerdings als STO-Launchtechnologie. Ähnliches Prinzip wie A aber wesentlich simpler: wir sparen uns den ganzen Zinnober mit Umwandlung in Strom usw. Das Schiff hat hinten eine parabolische Triebwerksglocke, da schießt der Laser rein, am Brennpunkt wird es unglaublich heiß, da jagen wir Treibstoff durch - presto, eine Rakete!
Hier wäre die Beschleunigungsphase wesentlich kürzer gehalten, d.h. die Rakete wird sehr brachial von der Erde weggeyeetet und dann entsprechend an der Venus ebenso ruppig aufgefangen.

Vorteile: wesentlich simplere Technik, höherer Wirkungsgrad, potentiell simpleres Thermalmanagement. UND durch die deutlich kürzeren Duty Cycles wäre eine wesentlich höher Auslastung möglich - da eine Startphase nun nicht mehr 2 Wochen dauert sondern nur noch im Bereich von grob gesagt Stunden liegt (genau muss ich es noch rechnen). Es könnte potentiell 1 oder mehrere Starts pro Tag geben.

Nachteil: der Laser muss wesentlich mächtiger sein, da er ja im Wesentlichen die gleiche Energie in wesentlich kürzerem Zeitraum übertragen muss. Wir reden hier also quasi von einem Multi-GW Laser.

In beiden Fällen haben wir so oder so einen krassen Fall von Jon's Law ("Every interesting space drive is an interesting weapon"). Mit etlichen Mega- oder gar Gigawatt starken Lasern kann man sich ja überlegen, dass diese auch ein potentielles Sicherheitsrisiko darstellen können -- sei es durch Unfälle ("Hups, hat sich die Zielmechanik um 2° verstellt..." oder Absicht (Sabotage, Terrorismus, Hijacking, politische Muskelspiele...).

Naja, mal sehen.

Wie gesagt, es geht hier immer noch um die Frühzeit des Settings. Spätestens wenn ca 100 Jahre später die Gen3 Triebwerke am Start sind, wird speziell die Erde-Venus-Route praktisch trivialisiert. Dann ist man überhaupt nicht mehr an Starfenster gebunden und die durchschnittliche Reisezeit beträgt etwa 65 Tage.

[Feuersänger]

Noch ein Update zum Thema Warenverkehr zwischen Erde und Venus:

- von den Laser-Antrieben bin ich jetzt wieder weg. Schlicht weil ich keine Todesstern-Laser mit Millionen km Reichweite, die quasi jederzeit jedes Raumschiff verdampfen könnten, im Setting haben will. Da brauche ich in die technische Machbarkeit und Skalierung gar nicht so tief einsteigen.

- Dann hatte ich überlegt, was der dann billigste Weg wäre, Güter von der Erde zur Venus zu transportieren.

Ein Ansatz waren zB  NTR-Solid Robofrachter, die mit billigem Wasser statt teurem Wasserstoff als Stützmasse arbeiten. Dadurch sinkt zwar der spezifische Impuls sehr drastisch, aber dafür wäre der Treibstoff halt sehr billig bereitzustellen und unkompliziert zu lagern. Aber der Haken an der Sache: die insgesamt durch den Onboard-Reaktor bereitzustellende Energie wäre fünfmal höher als mit Wasserstoff-Treibstoff. Und das bedeutet also auch: fünfmal soviel radioaktive Strahlung. Das ist alles nicht gut. Darum wieder gestrichen.

Dann habe ich überprüft, ob man vielleicht auch mit Sonnensegeln systemeinwärts etwas anfangen könnte. Habe ich ja nicht mit gerechnet, da ja der Photonendruck logischerweise immer nach außen drückt. Aber siehe da! Es ist tatsächlich möglich, gegen die Sonne zu "kreuzen". Indem man das Segel so etwa im 35° Winkel anstellt, erhält man die größtmögliche tangentiale Komponente -- wichtig ist nur, dass man diese entgegen der Bahnrichtung ausrichtet. So beschleunigt ein Sonnensegler also durchaus auch retrograd, baut also eigene Bahngeschwindigkeit ab -> Segler "stürzt" nach innen. Oder besser: spiralt.

Und das gar nichtmal so langsam: offenbar gibt es nasa-Studien, laut denen man so binnen 205 Tagen zur Venus kommen kann. UND das ist der Kicker, dabei ist auch die Startfenster-Problematik stark entspannt. Dass nur an ca 80 von 584 Tagen kann man mit dem Segler an 400 von 584 Tagen loslegen. Das ist schon grandios.

Natürlich gilt aber genau wie bei den Auswärts-Seglern, dass diese Methode vor allem interessant ist, wenn auch das Segelmaterial als Nutzlast zählt. In der Anfangsphase sind wir da noch flexibel, da wir ja alles an Baumaterial brauchen was wir kriegen können. Aber später, wenn die Venus selber Kohlenstoff exportiert, brauchen wir keinen Kohlenstoff mehr zur Venus schippern. Schwupp haben wir ein altes irdisches Sprichwort abgewandelt: statt "like shipping coals to Newcastle" (Eulen nach Athen tragen) sagen wir jetzt "like shipping carbon to Venus". 

--> ergo: bei den Seglern Richtung Venus werden dann die Segel nicht aus hauchdünn mit Alu bedampftem CNT bestehen, sondern umgekehrt aus einem weiten CNT-Mesh, das mit Alufolie bespannt ist. Das Segel an sich wird dadurch zwar etwas schwerer, aber da es ja alles wertvolles Baumaterial ist macht das überhaupt nichts.

Außerdem hat der Inward-Verkehr sogar noch einen weiteren Vorteil: wir können aus dem Mondorbit starten, der eine viel geringere Fluchtgeschwindigkeit hat als der Venusorbit. Hier reicht die 900m/s Kickstage locker, um den ganzen Escape in einem einzigen Burn zu absolvieren, und so verkürzen wir die Reisezeit sogar nochmal von 205 auf grob gegriffen 180 Tage.

Bis hierhin ist das ganze System rein auf Gütertransport ausgelegt. Eine Standardkapsel mit 100t Startmasse besteht dann zu ca 19t aus Hydrolox-Treibstoff für die Kickstage, einem leichten Raketenmotor, und ca 45t Heliogyro-Segel (knapp 10km² Segelfläche). Noch etwas Struktur und Steuereinheiten und es bleiben ca 32-35t für sonstige Nutzlast "à la carte" übrig - also zB Lebensmittel, andere Rohstoffe etc. Am Ziel kommen also genau wie in Gegenrichtung ca 80t nutzbares Material an.

Nun könnte man aber vielleicht auch drüber nachdenken, das System für Personenverkehr gängig zu machen. Das hieße halt dann entweder, die Passagiere so lange einfach in der Mikroschwerkraft treiben zu lassen (und sie ist wirklich mikro, mit ca 1mm/s²) -- oder aber wir müssten das ganze System noch ein gutes Stück nach oben skalieren um eine Zentrifuge tragen zu können. (Dann sicherlich nur so Kabinen die an langen Seilen hängen und herumgewirbelt werden, sicherlich sehr vertrauenerweckend  ). Über Schutz vor kosmischer Strahlung und Sonnenwind etc haben wir jetzt noch gar nicht geredet. *handwedel*
Ein erster Überschlag deutet darauf hin, dass man auf diese Weise gerade so 2 Kabinen für jeweils 1-2 Personen einrichten könnte. Das böte dann pro Person das Äquivalent von 9m² Platz -- zufälligerweise das gesetzliche Minimum für Knastzellen in Deutschland. xD
Ist also auf jeden Fall kein Spaß, so zu reisen.

Edit: Claude ist mal wieder pessimistischer, und gibt eine Transferzeit von 380-400 statt 200 Tagen an. Aber immerhin scheint der grundsätzlichen Machbarkeit nichts im Wege zu stehen.