Lo, RogerThierschmann, Michael2015-11-202002-02-262002-02-262002-02-26urn:nbn:de:kobv:83-opus-2954https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/690http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-393Systeme für den Nutzlasttransport von der Erdoberfläche in Erdumlaufbahnen verwenden Treibstoff-kombinationen, die nicht mehr als 4000 m/s an spezifischem Impuls mit der Kombination LOX/LH2 liefern. Höhere spezifische Impulse als eine Maßnahme zur Verbesserung von Raumfahrtantriebs-systemen sind jedoch aufgrund der möglichen Reduzierung der spezifischen Transportkosten von großem Interesse. In der vorliegenden Arbeit werden experimentell bereits nachgewiesene aber auch hypothetische Stoffe für die Verwendung als Raumfahrttreibstoffe analysiert, deren erreichbarer spezifischer Impuls über 6.500 m/s liegt. Es handelt sich um chemische Treibstoffe, deren Energiefreisetzung auf Re-kombinationsvorgängen sowie der Rückkehr von hochangeregten metastabilen Atomen in den Grundzustand beruht. Konkret handelt es sich um die Klassen der freien Radikale, elektronenange-regten und molekularen Spezies sowie metallischen Wasserstoff. Im Hinblick auf eine raketentechni-sche Anwendbarkeit stellen Herstellung, Stabilisierung und Lagerung die Hauptprobleme dar. Diese Aspekte werden in der Arbeit eingehend behandelt. Die durchgeführten Analysen zeigen, dass meta-stabiles Helium, in der besonderen Form HeIV, die größte Anwendungswahrscheinlichkeit besitzt, wenn auch erst nach Lösung diverser technologischer Fragestellungen, was nicht innerhalb der nächsten Jahrzehnte zu erwarten ist. Für diesen Stoff wird eine Trägersystemmodellierung vorgestellt. Die systembeeinflussenden Para-meter werden in einem Rechenprogramm variiert. Auf diese Weise wird die Machbarkeit anhand eines Raumtransportszenarios simuliert. Die Anforderungen an einen sicheren Betrieb in der Raumfahrt erlauben nach heutigem Stand der Technik den Einsatz keiner der genannten Treibstoffkandidaten. Die jeweiligen technischen Grenzen werden in der Arbeit aufgezeigt.de380 Handel, Kommunikation, VerkehrAtomarer WasserstoffHEDMHeIVMetallischer WasserstoffRaumtransportsystemeTetrawasserstoffTriplett HeliumAtomic hydrogenHEDMHeIVMetallic hydrogenSpace transportation systemsTetrahydrogenTriplet heliumDoctoral Thesis