Thema: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie

[Dark_Tigger]

Pro Quecksilber!
Ich meine allein der Style wenn ein Schiff nach einem Treffer, Treibstoff verliert.
Allerdings könnte ich mir auch vorstellen das unterschiedliche Treibstoffe benutzt werden.
Allein schon weil dann der Treibstoff nicht so schnell aussgeht.
Oder aus unterschiedlichen Philosophien der Hersteller.

[Merlin Emrys]

Leider habe ich trotz intensiver Suche keine realen Preise für Thorium finden können.

Unter http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/thorium/mcs-2011-thori.pdf kann man eine pdf-Datei mit den Daten der USA zwischen 2006 und 2010 herunterladen. Preise sind in der ersten Tabelle am Ende des zweiten Drittels erwähnt und rangieren zwischen 252 Dollar je kg für hochreines Thorium bis zu ca. 5,5 Dollar je kg für Thorium-Nitrat ("welding grade", also "gut genug, um damit Schweißarbeiten auszuführen", wenn ich es richtig verstehe).

[Eulenspiegel]

Gedanken, Ideen, Vorschläge?

Ich wäre vom Style Faktor her auch für Quecksilber.

wenn man bedenkt wieviel treibstoff so ne rakete eines shuttles heute verblässt nur um 1x in die umlaufbahn geschossen zu werden möchte ich da garnicht drüber nachdenken hehe.

Wobei heutige Raketen ja chemische Antriebe verwenden. Das heißt, der Brennstoff ist auch zugleich Treibstoff.

Bei dem hier vorgestellten Raumschiffen wird zwischen Brennstoff und Treibstoff unterschieden:
Quecksilber/Thorium whatever erzeugt die Energie.
Diese Energie wird dann genutzt, um Wassermoleküle zu erhitzen/zu beschleunigen. Und das Wasser erzeugt dann den nötigen Impuls.

Das heißt, man würde extrem viel Wasser verbrauchen, um von einen Planeten zu starten, aber der Quecksilber/Thorium Verbrauch hält sich in Grenzen.

[Dark_Tigger]

Und außerdem sollte es da noch irgend welche anderen herangehensweißen für den Start in den Orbit geben, wenn ich mich recht erinner.
Irgendwas mit Lasern was Feuersänger viel knuffiger fand als schönde Raktenstarts, oder orbital Aufzüge. 

[Feuersänger]

Oy, danke Merlin! Das wären dann also heute ca. 180.000 Euro pro Tonne. Wobei freilich die Thoriumförderung noch nicht besonders ausgeprägt ist, weil man das Zeug bislang quasi nicht braucht.

Ich stelle also ein starkes Votum pro Quecksilber fest. ^^ Das war auch in der Tat mein ursprünglicher Plan, ehe ich dann mehrmals zwischen verschiedenen Alternartiven hin und hergesprungen bin.

Mal einen kleinen Exkurs zu Brenn/Treibstoff, Raketenstarts etc.:

Wie Eulenspiegel sagt, ist es wichtig, dass einem die Unterscheidung zwischen Brenn- und Treibstoff in Fleisch und Blut übergeht. Diese sind grundsätzlich verschieden, _nur_ beim Sonderfall chemischer Raketen ist es zufälligerweise das gleiche. (Man redet zwar manchmal auch bein Auto von Treibstoff, das wäre aber eigentlich sachlich falsch; nur ist es da halt auch scheissegal.)

Was mich wiederum darauf bringt, dass wir das Thema STO hier im Thread noch gar nicht richtig behandelt haben.

Die "Gravity Well" der Erde ist wirklich brutal, weil man aufgrund der hohen Schwerkraft allein für einen LEO (niedrigen Erdorbit) schon 9km/s delta-V (inkl. gravity drag etc.) mit extrem viel Schub benötigt. Selbst mit einem idealen chemischen Antrieb (H2 + O2) braucht eine einstufige Rakete _immer_ ein Masseverhältnis von knapp 8, d.h. 87% der Startmasse müssen Treibstoff sein. Mit der gleichen delta-V könnte man _vom_ Erdorbit bis zu den Asteroiden des Hauptgürtels fliegen. Darum lag Heinlein nicht so daneben, als er schrieb "once you're in orbit, you're halfway to anywhere".

Dabei ist die Crux, dass interplanetare Antriebe meistens nicht für atmosphärische/planetare Starts geeignet sind, und meiner ist da keine Ausnahme. Meine Raumschiffe haben zwar delta-Vs um die 500km/s, aber können nur im offenen Raum fliegen.

Der STO-Verkehr (Surface-to-Orbit) ist für alle Hard-SF-Autoren ein Problem, und mir geht es genauso. "There is no graceful way to do it", um mal ein Astronautenzitat in einen völlig anderen Zusammenhang zu setzen.
Für ein Setting wie dieses brauchen wir einen leidlich billigen Orbitalverkehr, und mit billig meine ich mehrere Größenordnungen unter den heutigen Preisen. Also eher sowas wie $10/kg statt $10.000.

Es gibt im Prinzip 2 Möglichkeiten: senkrechtstartende Rakete, oder horizontal startendes Raum-Flugzeug/ASP (nach Art der X-30/X-33). Letzteres hat den Vorteil, dass man die Schwerkraft der Erde durch Auftrieb ausgleichen kann, und die erste Teilstrecke mit luftatmenden Triebwerken überbrücken kann. Aktuell und real versucht man, dieses Konzept mit dem Skylon-Projekt zu realisieren.

Für kleinere Shuttles liebäugele ich mit laser-thermischem externen Antrieb, wie Dark Tigger richtig angemerkt hat. Also grob gesagt "wir schießen mit Lasern von hinten aufs Triebwerk, wodurch dieses so aufgeheizt wird, dass die Luft/Stützmasse explosionsartig ausströmt". Das ist wohlgemerkt _kein_ Photonenatrieb; dennoch müssten die Laser selbst für ein kleines Schiff mehrere Gigawatt stark sein. Das ist jetzt für sich genommen noch kein Showstopper, aber das Problem ist, dass schwere Lasten damit nicht befördert werden können. Denn für z.B. 500 Tonnen kommen wir schon in den Terawatt-Bereich, und da wird es dann langsam haarig.
Wie gesagt, für kleine Shuttles werde ich das Konzept wohl drinbehalten, da man dazu einfach die planetaren Verteidigungslaser verwenden kann, sodass diese sich auch amortisieren und nicht nur zur Abschreckung da sind.

Ein interessantes Konzept für "Heavy Lifter" ist das sogenannte "Liberty Ship", was eine senkrechtstartende Rakete von der Größe einer Saturn V darstellt, die aber dank nuklearem Antrieb (genauer: NTR Gas/Closed) glatt 1000 Tonnen Nutzlast in den Orbit und wieder zurück bringen kann. Das ist aber mehr brachial als elegant. Im Normalbetrieb würde keine Strahlung entweichen, aber die Folgen eines Unfalls wären verheerend. Eventuell kann ich aber dieses Antriebskonzept auf saubere Wasserstoffkonversion umschreiben.

Da spielt auch immer Jon's Law mit hinein: "any interesting space drive is an interesting weapon". Das ist im Hinblick auf die settingtechnisch gewünschte private Jedermann-Raumfahrt nicht zu vernachlässigen. Insbesondere dichtbesiedelte Planeten werden es nicht wollen, dass jeder Hinz und Kunz mit Multi-Gigawatt-Feuerstrahlen hantieren und dabei, versehentlich oder mit Absicht, ganze Städte in dampfende Schlacke verwandeln könnte. Daher mein Konzept mit den externen (Laser-)Antrieben für kleine Schiffe, aber beim Schwerlastverkehr wird man um interne Antriebe nicht herumkommen.

[Yerho]

Unumgänglich wäre eigentlich nur ein Mehrweg-Shuttlebetrieb, der wenig material- und zeitaufwendig ist und keinen orbitalen Weltraummüll generiert. Teuer und energiewaufwändig kann er hingegen gerne sein. Und wenn man mittel externem laser-thermischem Antrieb pro Vehikel eben nur, sagen wir mal, 30 Tonnen pro Einheit/Vehikel/Tour bewegen kann, ist das absolut ausreichend. Das Grundproblem ist doch auf der Erde bekannt: Wo kein Schiff oder Zug hinfährt, das/den ich mit etlichen tausend Tonnen beladen kann, muss ich eben Lastwagen und Flugzeuge beladen, die zwar deutlich weniger effizient sind, aber trotzdem ihren Zweck erfüllen.

Vielleicht ja ein ganz überflüssiger Hinweis, aber nicht jedes Problem muss man technisch lösen. Es spricht im Grunde nichts dagegen, die schwer/teuer überwindbaren Distanz einer planetaren Graviation zu einem demographischen, soziokulturellen Problem zu machen. Es gibt todsicher Menschen, die aber auch so etwas von gar keinen Bock darauf haben, den Komfort und die Sicherheit eines gemütlichen Planeten mit seiner kuscheligen Atmosphäre zu verlassen. Und wer sich einmal das All als Lebensraum ausgesucht hat, hat sicher auch seine Gründe, der schollengebundenen Gesellschaft den Rücken zu kehren.

Kurz, die einen leben überwiegend im Weltraum und die anderen überwiegend auf Welten, als Spacesider und Earthsider, sozusagen. Ausgetauscht wird nur das Nötigste an Menschen und Material, was man im jeweiligen Bereich braucht und nur der andere Bereich produzieren und/oder abbauen und liefern kann, und das dann eben mit horrendem Aufwand zu horrenden Preisen.

[Feuersänger]

Also, da halte ich überhaupt nicht mit. Solange der Orbitalzugang teuer bleibt, _kann_ sich keine interplanetare Infrastruktur und  Gesellschaft entwickeln, geschweige denn eine interstellare. Heutzutage kostet es etwa $10.000 pro 1kg, um Nutzlast in den niedrigen Erdorbit zu hieven. Der Shuttle-Einsatz war mehr als doppelt so teuer. (Momentan sind die Russen die einzigen, die bemannte Raumschiffe im Einsatz haben, und berechnen über 60 Millionen Dollar pro Person. Warum? Weil sie's können.)
Privatpersonen können sich sowas überhaupt nicht leisten, abgesehen von fünf, sechs superreichen Weltraumtouristen. Die Wirtschaft könnte überhaupt kein weitergehendes Interesse am Weltraum entwickeln, weil bei solchen STO-Preisen jeglicher Warenverkehr zu teuer und damit uninteressant ist. Und Staaten hätten auch keine bessere Motivation, als einen Wettbewerb wer den längeren Weltraumpenis hat, und an dem Spiel haben sie etwa 1990 die Lust verloren.

Außerdem ist ja doch zu bedenken, dass man das Setting vielleich auch als Rollenspiel bespielen können sollte. Ich behaupte, es würde ziemlich schnell langweilig werden, wenn die SCs nach dem einmaligen Start ins All (und wer bezahlt das?) nie wieder einen Planeten betreten könnten, weil es zu teuer wäre.

Nun gesetzt den Fall, man könnte diesen Laser-Antrieb im großen Stil ausbauen. Die geringste Energie benötigt man dann bei einem Masseverhältnis R=e, also 2,72. Wenn man einen stabilen Orbit haben will. Aber nur für Lastverkehr könnte es schon reichen, die Fracht in einer parabolischen Bahn zum LEO hinaufzuschießen, wo sie von bereitstehenden Orbitalraumschiffen aufgefangen wird. Das würde eine Menge Energie sparen, aber auch das maximale Frachtvolumen stark einschränken, da jeweils ein Orbitalschiff nur etwa alle 15 Stunden in Reichweite kommt. Und dann ist es ja nur mit dem Auffangen nicht getan; das Orbitalschiff muss die aufgefangene Fracht ja dann noch weiterleiten, nachtanken und danach wieder in Ausgangsposition zurückkehren. Es wäre aber dennoch eine Option.

Beim Laser-thermischen Antrieb gibt es eigentlich nur 2 Probleme: man muss entsprechend starke Laser bauen (wir reden hier von mehreren Gigawatt, allerdings kann man das auf mehrere Strahlen verteilen), und der Ramjet des Shuttles darf nicht so heiss werden, dass er schmölze.

Edit: und ein weiteres Problem bei diesem Trapezartisten-Ansatz ist, dass hier das Timing wirklich auf die Sekunde stimmen muss, sich aber die beiden Fahrzeuge mit etwa 4km/s relativ zueinander bewegen (Orbitalschiff 7km/s, Startmodul ca. 3km/s). Und dann müssen natürlich die Schleppkabel oder was immer man nimmt die auftretenden Kräfte auch aushalten. Schafft das Orbitalschiff nicht innerhalb weniger Sekunden, die Kapsel aufzufangen, saust diese unaufhaltsam abwärts, in einem Winkel, der nicht die geringste Chance lässt, den Wiedereintritt zu überstehen. Kein zweiter Versuch, null Fehlertoleranz. Man wird wohl kaum riskieren, auf diese Weise Personen zu befördern.

[Chaos]

Als alter WiWi möchte ich anmerken, dass Fracht-Transportpreise pro Tonne pro AU nicht wirklich optimal sind.

Wäre es nicht angebrachter, Entfernung durch Beschleunigungsleistung zu ersetzen - oder durch eine andere Variable, mit deren Hilfe es preislich einen Unterschied macht, ob man schnell oder langsam zum Ziel kommt? So wäre dann nämlich "Expressfracht" teurer und damit profitabler als langsamer Transport.

[Feuersänger]

Gute Frage. Ich habe da schon mit mehreren Modellen rumexperimentiert.

Also erstmal: bei uns ist ja auch Expressfracht deutlich teurer als langsamer Transport. Insofern seh ich da nichts falsches dran, wenn das auch in der SF genauso ist. Zum Vergleich: Luftfracht (per Spediteur) kostet heutzutage je nach Lift zwischen $3 und $15 pro kg. (Wohlgemerkt hat das fast nix mit der Distanz zu tun, sondern mit dem zur Verfügung stehenden Frachtvolumen. Luftfracht von Shanghai nach Deutschland ist ca. 3mal so teuer wie von San Francisco nach Deutschland, obwohl es ähnliche Distanzen sind.)
Im Vergleich dazu kostet Containerfracht per Schiff umgerechnet ca. $0.15 pro kg.

Im Weltraumhandel könnte es vergleichbar sein. Die tausende Tonnen Metallerz (oder besser: verhüttetes Metall) haben keine Eile, die können mit einem Robo-Frachter auf einem Impulsorbit (im Extremfall Hohmannbahn) über mehrere Monate durch den leeren Raum dümpeln. bei Lebensmitteln kommt es vllt auf die Haltbarkeit/Verderblichkeit an. Dagegen Medizin, hochverarbeitete Produkte wie Elektronik etc sollten schnell transportiert werden; und können es auch, weil davon geringere Volumen anfallen.

Dennoch ist mein o.g. Modell nicht optimal, weil es ja diesen kuriosen Auswuchs zeigt, den ich weiter oben schon erklärt habe: für eine bestimmte Menge Fracht ist es zwar umso profitabler, je schneller diese befördert wird (weil man umso schneller neue Fracht aufnehmen kann, also der Umsatz pro Tag steigt). Aber für eine bestimmte Menge Energie ist es profitabler, sich möglichst viel Fracht aufzuladen, auch wenn dadurch die Reisedauer enorm ansteigt.

Dieses Phänomen liegt nun wohl in erster Linie an den von mir gewählten Parametern für Energiekosten, Frachtraten und Nebenkosten.
Daher wäre im Gegensatz zu dem, was du schreibst, lieber Chaos, genau im Gegenteil ein Frachtmodell wünschenswert, bei dem der schnellere Transport immer mehr Geld einbringt als der langsame. Vielleicht ließe sich das erreichen, wenn man die Reisezeit direkt in die Kostenberechnung einfließen lässt.

Vielleicht wäre es am geschicktesten, die mögliche Fracht in mehrere Kategorien einzuteilen. etwa:
A wie ASAP - möglichst schneller Transport erwünscht, dafür höhere Frachtrate,
B wie Bulk - Transportdauer (relativ) unerheblich, dafür niedrigere Frachtrate.

es kann auch noch Zwischenstufen geben, aber das entspricht soweit etwa unserer Luftfracht vs. Containerfracht.

Analoges gilt für den Passagiertransport, wobei da noch zu beachten ist, dass für jeden Tag Reisezeit auch zusätzliche Kosten für Verpflegung etc. entstehen. Wenn ich 100 Passagiere habe, die jeder pro Tag 1 kg Lebensmittel verputzen, mag es ökonomischer sein, stattdessen mehr Treibstoff mitzunehmen um schneller am Ziel zu sein. Zumal, je kürzer die Reisezeit, desto unkomfortabler darf die Beförderung sein, was wieder Masse spart - Hängematte statt Polsterbett, so in etwa.

[Chaos]

Daher wäre im Gegensatz zu dem, was du schreibst, lieber Chaos, genau im Gegenteil ein Frachtmodell wünschenswert, bei dem der schnellere Transport immer mehr Geld einbringt als der langsame.

Da hast du mich missverstanden - genau das schlage ich nämlich vor.

Ich dachte da an eine Frachtrate proportional zur Höchstgeschwindigkeit, die das Schiff während des Trips erreicht. Ein Schiff, das bis X m/s beschleunigt, braucht zwar wegen der Orbitalmechanik nicht ganz 10-mal so lange wie ein Schiff, das bis 10X m/s beschleunigt, aber so ungefähr kommt es hin (immer angenommen, beide haben zwischen Beschleunigen und Abbremsen noch eine Drift-Phase).

[Feuersänger]

Ja da hab ich mich tatsächlich verlesen, aber umso besser, dann sind wir uns ja einig.

Man muss da auch nicht über Höchstgeschwindigkeit oder Beschleunigung gehen, sondern kann halt einfach die Frachtrate direkt an die geplante Zeit koppeln, indem man diese in den Nenner setzt.

Dabei muss man aber auch berücksichtigen, dass Langstrecken mindestens so lukrativ sein sollen wie Kurzstrecken, weil sie ja auch unbequemer sind, und sonst fliegt sie ja keiner.

Um wieder mal unser Beispielschiff mit R=3, 120GW Antrieb und 300t Fracht heranzuziehen, zunächst mit dem bisherigen Modell (jeweils mit optimiertem spezifischen Impuls):
Erde - Mars, mittlere Entfernung 1AU: 8,5 Tage, Profit (bei 100cr pro AU und Tonne) 2000cr/Tag
Erde - Jupiter, mittl. Entf. 5AU: 23,6 Tage, Profit 5000cr/Tag.

Wenn wir nun mal einfach die Frachtrate um Faktor 10 erhöhen, aber dafür die Summe durch die Reisetage teilen, erhalten wir die modifizierten Werte:
Erde - Mars: 3000cr/Tag
Erde - Jupiter: 1300cr/Tag

So geht das also nicht.  Ich möchte aber die Frachtformel einigermaßen simpel und im Kopf nachrechenbar halten, also kommt es nicht in Frage, z.B. die AU zu potenzieren oder sowas. Wir betreiben hier Rocket Science, kein DSA.
Hast du da einen Vorschlag?

Ein Schiff, das bis X m/s beschleunigt, braucht zwar wegen der Orbitalmechanik nicht ganz 10-mal so lange wie ein Schiff, das bis 10X m/s beschleunigt, aber so ungefähr kommt es hin

Eigentlich ist es genau andersrum. Solang nicht alle Schiffe komplett brachistochron fliegen können (d.h. ohne Driftphase), ist das Schiff mit der _geringeren_ Beschleunigung (bei gleicher Leistung) schneller da. Klingt komisch, is aber so. Der Trick ist die dadurch verkürzte Driftphase. Dabei ist zu beachten, dass bei mir die Raumschiffe ihre Ausströmgeschwindigkeit so regeln können, dass sie konstant beschleunigen und abbremsen - das ist deutlich energieeffizienter als konstanter Schub.

Schauen wir uns mal das obige Schiff auf der Jupiterstrecke an: ich habe die Beschleunigung auf 0,036G abgestimmt, dadurch ist die Driftphase nahezu 0 und wir schaffen die Strecke in knapp 24 Tagen.
Wir können die Beschleunigung auch auf das 10fache erhöhen, also 0,36G. _Jetzt_ braucht das Schiff die zehnfache Zeit, nämlich 240 Tage, weil es nur wenige Stunden beschleunigt und dann die meiste Zeit im Drift verbringt.
Im ersten Fall beträgt die delta-V über 700km/s, im zweiten Fall nur ein Zehntel davon, ca. 70km/s.
Allerdings hat die Sache auch einen Nachteil, nämlich benötigt das schnellere Schiff 100 mal so viel Energie. Aber da ich die Energiekosten in der Wirtschaftlichkeitsformel bereits eingerechnet habe, muss das uns darüber hinaus nicht weiter jucken.^*

Bleibt aber die Frage, wie man die Transitzeit nun am besten in die Formel integriert.

Edit:
*) Fuck, es juckt doch. Ich habe gerade nochmal mein Spreadsheet angeschaut und festgestellt, dass die Brennstoffkosten nicht richtig berechnet wurden (die Zelle holte sich die Werte aus einer veralteten Ecke des Spreadsheets). Nun machen die doch einen spürbar höheren Anteil aus, v.a. wenn ein Teil des Brennstoffs verloren geht ohne zu reagieren. Nunja, Gefahr erkannt, davongerannt.

[Dark_Tigger]

Ich hatte beim rumsurfen auf AtomicRockets noch eine Idee zum Thema, wie man aus dem Schwerkraftbrunnen rauskommt...

http://www.projectrho.com/rocket/surfaceorbit.php#id--Verne_Gun 

So kriegt man dann halt Hardware in den Orbit, und die Personen werden über Shuttels mit Lasern und Ramjets hin und her transportiert.

Ich weiß die Methode hat... nennen wir es mal Nachteile, aber sie ist so schön "KLOTZEN nicht kleckern". 280.000 Metrische Tonnen, anyone?

[Feuersänger]

Naja, die Verne Gun hab ich immer eher als Klamauk angesehen. ^^
Wie soll denn da die Kapsel aussehen, die einer 10-Megatonnen-Atomexplosion widerstehen soll?

[Dark_Tigger]

Wie soll denn da die Kapsel aussehen, die einer 10-Megatonnen-Atomexplosion widerstehen soll?

Das war es was ich (unter anderem) mit Nachteilen meinte. 

Und wenn man 100.000 von den 280.000 Metrischen Tonnen zu Panzerung macht?
Ich meine HÖLLE die hatten schließlich sogar einen Bodenstart mit einem Orion-Antrieb angedacht.
Und diesen Orion-Quak hatten die doch damals tatsächlich ernst gemeint, oder nicht?

Und im allerschlimmsten Fall machen wir die Treibladung und die Nutzlast kleiner.

(Und ja irgendwie glaub ich auch hinter der Verne-Gun steht eher der Gedanke: If you can't make it right. Make it BIG! )

[Chaos]

Ja da hab ich mich tatsächlich verlesen, aber umso besser, dann sind wir uns ja einig.

Man muss da auch nicht über Höchstgeschwindigkeit oder Beschleunigung gehen, sondern kann halt einfach die Frachtrate direkt an die geplante Zeit koppeln, indem man diese in den Nenner setzt.

Dabei muss man aber auch berücksichtigen, dass Langstrecken mindestens so lukrativ sein sollen wie Kurzstrecken, weil sie ja auch unbequemer sind, und sonst fliegt sie ja keiner.

Um wieder mal unser Beispielschiff mit R=3, 120GW Antrieb und 300t Fracht heranzuziehen, zunächst mit dem bisherigen Modell (jeweils mit optimiertem spezifischen Impuls):
Erde - Mars, mittlere Entfernung 1AU: 8,5 Tage, Profit (bei 100cr pro AU und Tonne) 2000cr/Tag
Erde - Jupiter, mittl. Entf. 5AU: 23,6 Tage, Profit 5000cr/Tag.

Wenn wir nun mal einfach die Frachtrate um Faktor 10 erhöhen, aber dafür die Summe durch die Reisetage teilen, erhalten wir die modifizierten Werte:
Erde - Mars: 3000cr/Tag
Erde - Jupiter: 1300cr/Tag

So geht das also nicht.  Ich möchte aber die Frachtformel einigermaßen simpel und im Kopf nachrechenbar halten, also kommt es nicht in Frage, z.B. die AU zu potenzieren oder sowas. Wir betreiben hier Rocket Science, kein DSA.
Hast du da einen Vorschlag?

Keine einfache Formel. Vielleicht gäbe es dann je nach Entfernung und so "Zielaufschläge" oder sowas. Nehmen wir mal die zweite Formel; der Erde-Jupiter-Strecke "fehlen" 1.700 Credits pro Tag an Profit, also sowas um die 40.000 Credits Gesamtprofit, um die Sache im Vergleich zu Erde-Mars profitabel zu machen; das sind ca 133 Credits pro Tonne über 5 AU, also nicht ganz 27 Credits pro Tonne pro AU - runden wir das Ganze mal kaufmännisch auf 30 Credits  . Also würde der Eigner entweder zum Jupiter 130 Credits pro Tonne pro AU berechnen, oder die Regierung (oder wer auch immer das Ziel am Jupiter betreibt) die Strecke mit 30 Credits pro Tonne pro AU subventionieren.

[Feuersänger]

@Tigger: ja, die Orion fand ich auch schon immer hochgradig schwachsinnig. Aber Amis stehn irgendwie drauf. Naja: es ist groß und macht bumm. Das reicht wohl schon. In einem Blog (von einem Amerikaner) hab ich da mal das schöne Wort "ameriwank" gelesen. Das triffts recht gut.

@Chaos: Hmh, ich denke, da wird man wohl nicht um Potenzen herumkommen. Dann nehmen wir aber das Quadrat, das ist wenigstens noch im Kopf beherrschbar (wenn man nur ganze AU benutzt). Dadurch werden allerdings weite Distanzen _sehr_ lukrativ.
Es geht ja wohlgemerkt nur um ein generalisiertes Modell, kein in Stein gemeißeltes Gesetz. Und wer das bezahlt, ob Firma oder Regierung, ist im Prinzip wurscht, Hauptsache der Frachter bekommt sein Geld und kann sein Schiff abbezahlen.

Ansatz:
Frachtpreis pro Tonne = Basisrate 1000cr * Distanz AU^2 / Dauer in Tagen
Auf die obigen Beispiele übertragen, liefert die Marsroute ca. 2700cr/Tag, die Jupiterroute aber heftige 11.500cr/Tag. Dennoch beträgt der effektive Frachtpreis nur etwa 1cr pro Kilogramm.

Jetzt kommt natürlich die Frage "und wieviel ist 1cr?" ^^ Das weiss ich auch noch nicht genau, aber es wird wohl kaufkrafttechnisch irgendwo im Bereich zwischen 1 und 10 Euro liegen.
Nehmen wir mal 1€ an (das würde bei den von mir postulierten Brennstoffkosten zu den heutigen Quecksilberpreisen passen). Das würde bereits bedeuten, dass diese Expressfracht ein Schnäppchen für komplexe Produkte ist, aber indiskutabel für fast alle Rohstoffe. Passt also soweit.
Und: auch wenn man pro Passagier 1 Tonne berechnet, inklusive Kabineneinrichtung und so weiter, könnte man Express für 1000€ quer durchs Sonnensystem reisen.

Aber: das gleiche Schiff macht trotzdem mehr Profit über die Zeit, wenn es mit mehr Fracht langsamer fliegt. Mit der fünffachen Fracht zum Beispiel braucht es zwar 40 Tage, aber dabei kommen trotzdem über 20.000cr/Tag rum, wenn jemand für die Fracht 0,60cr/kg bezahlt. Aber das reguliert sich vielleicht von selbst: der Eisenlieferant hat zwar 1000 Tonnen Fracht anzubieten, zahlt dafür aber nicht mehr als 150cr/t. Der Roboterhersteller zahlt besser, aber hat halt nur 100 Tonnen Fracht zu vergeben, und die bitte pronto.

Und das ganze ist ja jetzt nur auf Consignments bezogen, als Frachtaufträge durch Dritte. Wenn eine Schiffsgenossenschaft mal etwas mehr Kohle in der Hand hat, kann sie ja auch selber handeln, und dadurch nochmal höhere Profite erzielen, so wie man es aus den meisten Computerspielen gewöhnt ist.

[Yerho]

Also, da halte ich überhaupt nicht mit. Solange der Orbitalzugang teuer bleibt, _kann_ sich keine interplanetare Infrastruktur und  Gesellschaft entwickeln, geschweige denn eine interstellare. Heutzutage kostet es etwa $10.000 pro 1kg, um Nutzlast in den niedrigen Erdorbit zu hieven. Der Shuttle-Einsatz war mehr als doppelt so teuer.

Wie gesagt: Teuer ist relativ. Die Transportkosten müssen im Verhältnis zum Wert und/oder der Notwendigkeit der Sache stehen. Im Verhältnis zum Langstreckentransport großer Mengen mit dem Schiff oder der Bahn ist der Transport mit Lkw oder gar dem Flugzeug sauteuer - gemacht wird es trotzdem, weil es im speziellen Sektor eben nicht anders geht und/oder es Leute gibt, die bereit sind, dafür zu bezahlen.

Und nun überlegen wir mal: Massiver Gütertransfer zwischen bewohnten  Planeten ist zwar ein gern gesehenes Element der Space Opera, aber im Grunde Schachsinn hoch drei. Denn was man auf der eigenen Welt fördern/produzieren kann, würde man nur dann von auswärts beziehen, wenn es bereits billig zu transportieren wäre. Wir reden also im interplanetaren Güterverkehr im Grunde ausschließlich von exotischen Waren, also von Luxusgütern - hochwertig, aber in vergleichbar überschaubaren Mengen. Was wiederum passt, weil leicht transportable Güter hohen Werts eher das Ziel von Piraten oder das Schutzobjekt einer Spielergruppe (oder sonstwie bzw. indirekt object of interest) sind.
Im interstellaren Warenverkehr sieht es wieder anders aus, hier werden überwiegend große Rohstoffmengen bewegt, die aber für Spieler eher uninteressant sind - zigtausende Tonnen Mineralien, zigtausende Liter Gase oder Flüssigkeiten wollen weder gestohlen noch beschützt werden, weil sie in diesem Mengen außerhalb der regulären Wege weder veräußerbar, ja nicht einmal transportabel sind.
Eine Trennung zwischen großem und kleinem Güterverkehr sehe ich daher als absolut notwendig an. Ersterer findet im Hintergrund statt und ist spielerisch eher uninteressant, ersterer ist das Metier, in dem man sich bewegt.

Apropos Spielergruppe: Mein Hinweis auf die Bodengebundenheit der Zivilisation sollte das Bild verwaschen, dass riesige Ströme von Menschen ständig unterwegs wären. Einzelne Personen oder Gruppen, die zwischen verschiedenen Welten etwas zu tun haben, werden natürlich viel und häufig reisen. Die fallen, auch wenn es zigtausende sind, wie überhaupt Personentransporte, unter Niedriglast. Basierend auf Deiner Rechnung, Feuersänger, wäre ein einfacher Orbitaltransfer einer Person mit Gepäck (je nach Auslastung) mit externem laserthermischen Antrieb oder ein Transport mittels Gleiter zum Boden in etwa so teuer wie heute ein Kontinentalflug mit dem Flugzeug. Sicher nicht billig, aber durchaus bezahlbar. Gewisse Unsicherheiten ergeben sich daraus, weil schwer absehbar ist, inwiefern die Verfügbarkeit volatiler Brenn-/Treibstoffe, wenn man nicht auf die Rohstoffe eines Planeten beschränkt ist, und natürlich billige Energie in großen Mengen das allgemeine Preisgefüge beeinflussen.

Eine große Ausnahme gibt es natürlich: Die Erschließung eines Planeten erfordert unumgänglich den Transfer großer Mengen an Gütern, Gerät und Personal und verschlingt zweifelsohne Unsummen und titanische Mengen an Material. Aber niemand wird überhaupt mit der Erschließung einer Welt auch nur beginnen, wenn er nicht den Eindruck hat, diese gewaltigen Investitionen wieder herauszubekommen (oder wenn die Not es erfordert). Wir reden hier also in jedem Fall von genau der Pionier-Stimmung, die auch bisher in der Lage war, solche Projekte zu voranzutreiben, egal wie teuer und aufwendig sie auch sind.

[Chaos]

Jetzt kommt natürlich die Frage "und wieviel ist 1cr?" ^^ Das weiss ich auch noch nicht genau, aber es wird wohl kaufkrafttechnisch irgendwo im Bereich zwischen 1 und 10 Euro liegen.
Nehmen wir mal 1€ an (das würde bei den von mir postulierten Brennstoffkosten zu den heutigen Quecksilberpreisen passen). Das würde bereits bedeuten, dass diese Expressfracht ein Schnäppchen für komplexe Produkte ist, aber indiskutabel für fast alle Rohstoffe. Passt also soweit.

Denk daran, wenn Quecksilber derart wichtig für die Raumfahrt wird, steigt die Nachfrage entsprechend, und damit auch der Preis. Öl war auch mal wesentlich billiger, als unsere Zivilisation noch nicht auf dem Verbrennungsmotor basiert war.

[Feuersänger]

Wie gesagt: Teuer ist relativ.

Stimmt. Heutzutage würden sie Purzelbäume schlagen, wenn man die Kosten auf $1000/kg drücken könnte. (Skylon soll angeblich $250/kg schaffen.) Das wäre aber für SF immer noch viel zu teuer.

Und nun überlegen wir mal: Massiver Gütertransfer zwischen bewohnten  Planeten ist zwar ein gern gesehenes Element der Space Opera, aber im Grunde Schachsinn hoch drei.

Das liest man auch immer wieder, sehe ich aber nicht so. Gut, da ist jetzt die Frage was "massiv" heisst. Aber auf jeden Fall sind Energieträger interessant, insbesondere solche, die auf der Erde knapp werden (Uran) oder überhaupt nicht vorkommen (Helium-3). Das wird ein Hauptimport sein. Ein anderer Hauptimport wären bestimmte Metalle, die auf der Erde selten sind, z.B. Osmium und die ganzen anderen Seltenen Erden.
Hauptexport werden im solaren Setting zunächst Lebensmittel und verarbeitete Güter (Elektronik, Maschinen) sein. Da zähle ich jetzt auch mal die Luxusgüter mit dazu.
Luxus-Importe kann ich mir im interplanetaren Verkehr nur schwer vorstellen; vielleicht Weingläser aus Marssand oder so, aber da dürfte sich der Bedarf in engen Grenzen halten. Das ist was anderes im interstellaren Szenario, wenn man z.B. mit Eingeborenenkunst oder arkturianischem Megawasserbüffelsteak oder anderen Zeugnissen extrasolaren Lebens handeln kann.

Apropos Spielergruppe: Mein Hinweis auf die Bodengebundenheit der Zivilisation sollte das Bild verwaschen, dass riesige Ströme von Menschen ständig unterwegs wären.

Sicher werden die Raumfahrer nur einen Bruchteil der Gesamtbevölkerung ausmachen, aber halt doch nicht mit den 500 Hanseln zu vergleichen, die die Menschheit bisher ins All geschossen hat. So als ganz grobe Größenordnung würde ich mal sagen, dass die Menschheit (aufgespalten in verschiedene Faktionen, aber das ist eine Sache für den Settingthread) einige tausend Raum- bzw. Sternenschiffe im Einsatz hat. Wieviel genau, darüber habe ich mir ehrlich gesagt noch keine Gedanken gemacht.

Wie gesagt, um ein SF-Setting als Hintergrund für interessante Geschichten zu erstellen, muss man sich zuerst überlegen, was man drinhaben will, und dann, wie man die Parameter einstellen muss, damit man es bekommt. Ich habe als Corestory Elemente wie private Raumfahrt (Trampfrachter), Exploration und Kolonisation vorgesehen, also muss die Technologie das hergeben. Es hat einfach niemand was davon, wenn man sich ganz streng an eine logische Entwicklung aus der heutigen Situation hält, und dann immer noch bei seltener, teurer, meist unbemannter und streng genommen zweckfreier Raumfahrt rauskommt. Sowas will niemand bespielen.

edit:
@Chaos: klar, aber erstens lässt sich vermutlich auch die irdische Quecksilberproduktion noch ausbauen, weil heutzutage mangels großem Bedarf gar nicht viel gefördert wird, zweitens wäre das dann wieder genau so ein Kandidat für extraterrestrischen Bergbau. Gerade für schwere Elemente wird man interstellar nach Sternen mit hoher Metallizität suchen, wo diese weitaus häufiger vorkommen dürften.

Andererseits: wenn der "credit" etwa 10 Euro entspräche, wären die interplanetaren Frachtkosten für Express etwa mit unseren Paketdiensttarifen vergleichbar. Da würde man also wirklich nur eilige Fracht auf diese Weise transportieren, und alles andere mit sehr großen Bulk Freightern auf den "langen" Weg schicken - der aber in der Praxis auch nur doppelt so lang unterwegs wäre.

Nichtsdestotrotz, da hat Yerho auch recht, es gibt nicht unendlich viel Fracht, abgesehen von der Kolonisierungsphase. Es bringt also auch nichts, die Frachter immer weiter hochzuskalieren. Es ist irrelevant, ob das Schiff 10.000t in zwei Monaten verschieben kann, wenn es keine 10.000t gibt. Das passt mir aber insofern auch wieder in den Kram, weil ich ja lieber kleinere, schnellere Schiffe haben möchte.
(Natürlich kann man an ein Raumschiff im interplanetaren Verkehr nahezu beliebig viele Frachtmodule anklemmen. Das Maximum würde ich da mal etwa beim 10fachen der Leermasse ansetzen.)

[Feuersänger]

Und nochmal zum Thema Surface-to-Orbit:

bei der Kolonisation dürften in der Tat Monde und kleinere Planeten hoch im Kurs stehen. Einerseits bieten sie eine ausreichend solide Basis, andererseits erleichtern sie den Orbit-Boden-Verkehr enorm. Ich habe ja gestern im Setting-Thread einen potentiellen Mond skizziert. Zur Erinnerung: ca. 0,5G Fallbeschleunigung, 0,5 bar atmosphärischer Druck (in Bodennähe).

Nun habe ich mir da Gedanken gemacht, wie man da am besten den STO-Verkehr angehen würde. Nach einigen Irrwegen habe ich schließlich realisiert, dass die ca. 4km/s Orbitalgeschwindigkeit dieses Mondes perfekt für, ausgerechnet, chemische Raketen geeignet sind. Da Wasserstoff-Sauerstoffraketen 4,4km/s Ausströmgeschwindigkeit haben, bieten diese bei einem Masseverhältnis von 2,72 (Eulersche Zahl) die maximale Effizienz. Man könnte die ganz normalen SSMEs, also Haupttriebwerke des kürzlich ausgemusterten Space Shuttle hernehmen! Selbst der Space Shuttle Orbiter könnte, nur mit einzurüstenden internen Tanks, aus eigener Kraft ohne Boosterraketen in den Orbit gelangen.

In der SF brauchen wir freilich keine Uralt-Space Shuttles. Mit moderneren Materialien wie Supercarbon als Struktumaterial und kubischem Bornitrid als Hitzeschutz könnte die Leermasse für ein ähnlich skaliertes ASP viel niedriger liegen. Da die Leistung der Triebwerke bereits bekannt ist, können wir die Gewichtsersparnis mit Nutzlast auffüllen. Ein ASP mit 3 SSMEs könnte demnach über 60 Tonnen Nutzlast befördern.
(Und: während der Kolonisation muss ja quasi nur Fracht runtergeschickt werden, wozu man quasi gar keinen Treibstoff braucht, und das Shuttle könnte leer und entsprechend leichter wieder hochfliegen, um die nächste Fuhre abzuholen.)

[Dark_Tigger]

Ich frage mich aber, wer würde diesen Mond besiedeln wollen.
Meine SF-Geschichten haben mir beigebracht das Leute die in solchen Umgebungen siedeln nicht wieder nach Hause werden kommen können. Geschweige denn ihre Kinder.

Auch wenn diese Überlegung eigentlich irrational ist (weil man vermutlich sowieso nicht zurückkommt). Denke ich doch das  viele
Menschen das als Hinderungsgrund sehen würden.

[Feuersänger]

Ach, ich kenne auch solche Geschichten, also von wegen dass man die niedrige Schwerkraft gewöhnt ist und deswegen mit der höheren Schwerkraft nicht zurecht käme. Typische Ansätze, um das auszukontern, sind ganz banales Krafttraining sowie, etwas ausgefeilter, Biotechnologie (Muskelverstärkungen etc.).

Ich habe in meinem Setting sowieso einiges an Biotechnologie geplant. Zum einen Muskel- und Knochenverstärkungen, zum anderen aber auch z.B Modifikationen des Verdauungssystems, für Menschen die auf einer Welt mit einheimischem Leben siedeln wollen. Schließlich kann man nicht davon ausgehen, dass in der ganzen Galaxis die gleichen Kohlenhydrate und Eiweise produziert werden.

Außerdem sollten wir uns langsam mal Gedanken über unsere Zukunft hier im Sonnensystem machen. Die Sonne wird nämlich auch immer leuchtstärker, und in einer Milliarde Jahre ist es endgültig zu heiß hier für höheres Leben.

[Eulenspiegel]

Und: während der Kolonisation muss ja quasi nur Fracht runtergeschickt werden, wozu man quasi gar keinen Treibstoff braucht, und das Shuttle könnte leer und entsprechend leichter wieder hochfliegen, um die nächste Fuhre abzuholen.

Evtl. müsste das Shuttle nichtmal wirklich landen. Viele Sachen könnte man auch mit Fallschirmen abwerfen, die sich öffnen, sobald man die Atmosphäre erreicht. Da kommt es natürlich darauf an, wie hoch die Atmosphäre ist, damit der Fallschirm genügend Zeit hat, abbzubremsen.

Oder man montiert an der Fracht kleine Landedüsen, die die Fracht abbremsen. Die Landedüsen selber werden dann von den Kolonisten verwertet.

[Funktionalist]

Verdampft Quecksilber im All eigentlich rückstandslos und schlägt sich irgendwann irgendwo nieder und ab welchen Mengen merkt man das auf dem PLaneten, wenn im All Unmengen an dem Zeug freiwerden?

[Eulenspiegel]

Also entweder es verdampft oder es bildet kleine Tropfen.

Auf dem Planeten merkt man nichts davon. Ein winziger Bruchteil wird vom Gravitationsfeld der Erde eingefangen. Aber der Großteil fliegt einfach so durchs All und stört niemanden.