Ein Albtraum in feshem Lila - Eve & Back [Teil 1]

Ein Albtraum in feshem Lila - Eve & Back

Teil 1: Es wird ernst

Das Projekt Eve&Back soll mein größtes überhaupt in KSP werden - Eine bemannte Mission zu Kerbins größerem Nachbarplaneten und zurück. Bemannt, mit tonnenweise Mods, Lifesupport und der Bo. Lange war mein zeitliches Budget und meine Aufmerksamkeit wieder anderen Projekten wie der Bachelorarbeit gewidmet, jetzt will ich weiter in Richtung des lila Planeten durchstarten. Nach all der Vorbereitung die sich mittlerweile fast 1,5 reale Jahre hinzieht, wird es jetzt ernst.

Oktober 2020: Es wird Ernst. Die Armada von insgesamt 7 Transferschiffen (5 mit je 2 Basismodulen, das Eve Ascent Vehicle und ein weiteres außerplanmäßiges Transferschiff mit zusätzlichem Science-Stuff) steht im Parkorbit und wartet auf das nächste Transferfenster zu Eve. Letztes Mal habe ich mein Konzept vorgestellt, hier möchte ich nun mehr ins Detail gehen und die einzelnen Module der Basis vorstellen und beschreiben, bevor ich am Ende des Posts mit dem Missionsverlauf einsteige.

++ Der teuerste Trailerpark der Geschichte ++

Hater sagen die Idee sei mir nahe Berlin im Hochsommer auf dem Campingplatz gekommen, als ich auch dachte dass Bier am Spätnachmittag und 32 Grad klar geht und danach vielleicht ein bisschen betrunken war - Dementieren kann ichs jedenfalls nicht

Die Basis teilt sich in die Hauptbasis (6 Module), den Mining-Außenposten (1 Modul) und die Rover (3 Stück) auf. Grundsätzlich habe ich aus den Missionen und Fehlschlägen der Vergangenheit gelernt: Alle Module sind miteinander kompatibel, jedes Modul hat eine eigenständige (wenn auch mitunter schlechte) Strom- und Kommunikationsausrüstung und der Life-Support ist so überdimensioniert und redundant ausgelegt dass es selbst im Worstcase funktionieren sollte.

Ich stelle euch die Module nach Funktionseinheiten vor, die ich der Reihe nach in Spoiler packe:

Die Gruppe des Minings besteht aus Mining-Rover und dem Außenposten. Auch wenn man den Mining-Rover vermutlich hauptsächlich beim Außenposten finden wird, ist er ebenfalls der Reserve-Rover der Mission und verfügt über ein vollständig arbeitendes Life-Support System für bis zu 3 Tage. Er ist der stärkste und Leistungsfähigste der drei Rover, das muss er aber auch sein um den sackschweren Außenposten die Berge hoch zu bekommen. Da die beiden Module zumeist weit ab von den anderen Modulen und unbemannt arbeiten werden, ist eine verbesserte Antenne integriert. Der Mining-Rover verfügt ebenfalls über einen internen Tank um den fertigen Treibstoff zum EAV bringen zu können.

Der Mining-Außenposten ist aufgebaut und ausgelegt gleich zwei wichtige Ressourcen für die Mission zu gewinnen: Ore zur Herstellung von LFO und Wasser für die Lebenserhaltung. Das Wasser wird im geplanten System der Lebenserhaltung jedoch nicht nur als Trinkwasser verwendet, sondern dient bspw im Gewächshaus und der CO2 Aufbereitung weiteren Zwecken und ist daher unerlässlich für die Mission. Um einen akzeptablen Output geben zu können, befindet sich im Heck des Außenpostens ein 1,5 MW Atomreaktor, der auch durch die ewig lange Nacht auf Eve (immerhin 22h) den nötigen Wumms bereit stellt.

Genügend Vorlaufzeit zum Auftanken des EAV zur Verfügung zu haben, ist neben allgemeinen Sicherheitsaspekten der größte Grund dafür, dass die unbemannte Armada fast 1,5 Jahre vor dem Start der bemannten Mission bei Eve ankommen wird.

Auf Eve wird es zwei Rover geben, die durch ihre Spezialisierung jeweils einen wichtigen Teil der Mission auf Eve abdecken, beide jedoch auch für alle normalen Aufgaben geeignet sind. So sind beispielsweise beide Rover dazu befähigt, Eigen- und Fremdrettungen an Rovern durchzuführen.

Der Bergungs-Rover ist der stärkste Allrounder unter den drei Rovern und mit großer Sicherheit wird er der am häufigsten benutzte Rover auf Eve werden. Er verfügt über eine großzügige Kabine für weite Strecken, einen starken Antrieb der ihn zum schnellsten der drei Rover macht und eine Ladefläche für bis zu 4 KIS-Container, die jedoch auch umgerüstet werden kann. Weiterhin verfügt er über einen Lastenkran, der zum Bauen, Verladen oder Bergen eingesetzt werden kann. Am Heck des Rovers ist zudem eine Vorrichtung verbaut, die als primitive Hebebühne benutzt werden kann, um andere Rover hochzubocken.

Wofür? Na zum Radwechsel natürlich! Wie oft habt ihr euch schon an irgendeinem Rover ein Rad kaputt gefahren? Na seht ihr!

Der Eve-Mover ist der GW-Logistik unter den Rovern: Groß, hässlich, irgendwie outdated und ungeliebt, aber vor allem eins: Absolut unverzichtbar. Der Eve-Mover verfügt neben einem fest verbauten großen KIS-Container über eine große Ladefläche für große Ladungen oder bis zu 6 KIS-Container. Damit der Durchschnitts-Kerbal sich auf Eve bei 1,7g keinen Bruch hebt, verfügt der Eve-Mover neben einem Ladekran auch über eine Ladebordwand, die ein einfaches aufladen ermöglichen soll. Für diese Ladebordwand entfällt allerdings die Anhängerkupplung, sodass der Eve-Mover kein anderes Modul ziehen kann.

Die Hauptbasis besteht aus insgesamt 6 Modulen: Main Hub, Science Hub, Greenhouse Module, Caravan, Reactor Module, ECLSS Module

ECLSS Module und der Caravan werden gesondert beschrieben

Main und Science Hub sind in der Mitte der Basis zu sehen und bilden die zentralen Aufenthaltsräume der Basis. Das Main Hub stellt vor allem Wohnfläche und Geräte für die sportliche Betätigung bereit (Eigentlich ganz lustig: N einfaches Laufband verlängert die Zeit bis zum mental Breakdown der Kerbals um über ein Jahr. D.h. natürlich hab ich in die Basis eins eingebaut, obwohl ich nicht finde dass man auf einem Planeten bei dem ohnehin 1,7g herrschen noch zusätzlich Sport machen sollte. Aber wenn Kerbalism meint dass es gut ist, dann soll der Schweiß von der Decke tropfen! ). Im Science Hub sind neben der Aussichts-Kuppel auch zwei vollausgerüstete Labore verbaut. Dort sollen alle Proben die auf Eve genommen werden analysiert werden. Ein Rücktransport zu Kerbin scheidet aus gewichtsgründen völlig aus, sodass diese Labore dringend notwendig sind. Um die vielen Daten auch senden zu können, verfügt das Modul über eine leistungsfähige Antenne um einen vernünftigen Upload zu ermöglichen.

Das Greenhouse Module stellt zwei wichtige Komponenten der Lebenserhaltung zur Verfügung: Nahrung und eine zusätzliche Umwandlung von CO₂ zu O₂ - und das völlig gratis. Nachteil: Es ist groß, klobig, tonnenschwer und hat trotz Optimierung einen sehr fragwürdigen Schwerpunkt. Der Bonus aus der Produktion macht diese Nachteile jedoch wieder wett. Ein weiterer Bonus: Die Erprobungen im Enduro Space Lab haben gezeigt, dass das Gewächshaus auch im unbemannten Betrieb "vorarbeiten" kann, sofern genug CO₂ vorhanden ist. Ich werde das gute Stück also vollgepumpt mit CO₂ auf Eve werfen und wenn die Hauptmission kommt kann sie direkt frisches Obst und Gemüse aus der Hydrokultur fischen

Strom ist wichtig und sollte während der Mission besser nicht ausgehen. Gerade das ECLSS Module sowie das Science Hub ziehen im Betrieb ordentlich Saft. Damit der auch während der Nacht (zur Erinnerung: 22h) nicht ausgeht, habe ich mich (trotz günstiger Lage) gegen Solarpanele entschieden. Stattdessen wird der Basis ein weiterer 1,5MW Reaktor zur Verfügung gestellt, der für einen Output von 75% über 8 Jahre ausgelegt ist (um die Basis vorab, während und einige Zeit nach der Mission versorgen zu können).

Das ECLSS Module ist natürlich das Herzstück der gesamten Anlage und stellt für die Dauer der Mission die komplette Lebenserhaltung. Alles was es dazu von außen als zusätzlichen Input braucht ist Wasser, das die zentrale Rolle in diesem System spielt. Da das Modul von außen nicht viel her macht und die ganze Arbeit im Prozess steckt, habe ich euch den mal am Whiteboard aufgemalt, sodass ihr den Weg aller relevanten Stoffe nachverfolgen könnt.

CO2 wird aus der Raumluft durch Pflanzen oder (in bedeutenderem Ausmaß) durch Filter entnommen und über den Sabatier-Prozess (II, im ECLSS) zu Wasser und LiquidFuel zurückgewonnen. Dazu wird H2 benötigt, welches aus der Elektrolyse von Wasser gewonnen wird. Bei diesem Kreislauf von Wasser gibt es allerdings bedeutende Verluste (H2 verlässt den Prozess hier mit dem LF), die durch neues Wasser ausgeglichen werden müssen. O2 fällt in diesem Kreislauf in bedeutenderen Mengen an und kann dem O2 <--> CO2 Kreislauf zugeführt werden.

Der auftretende Müll wird vollständig verbrannt, was eine zusätzliche Belastung für das ECLSS Modul und den Sauerstoff-Bedarf darstellt. Jedoch ist in meinem Prozess das auftretende CO2 ein wertvoller Rohstoff im Kreisprozess, sodass die Müllverbrennung hier sogar als Benefit zu sehen ist.

Des weiteren verfügt das Modul über einen Vorrat an Nahrung, Dünger und N2 für die Mission. Das N2 ist dabei extrem großzügig bemessen, da die Module lange Zeit unter Druck auf Eve stehen werden und viele EVAs geplant sind.

Das Konzept der Wohnwagen-Bauweise hat natürlich den Vorteil dass man die Module auch einfach überall hin mitnehmen kann. Der Caravan macht sich das zu nutze und ist dafür ausgelegt als tatsächlicher Wohnwagen genutzt zu werden. Er verfügt über die notwendige Versorgung mit Funk, Strom und LifeSupport um auch autark mehrere Tage auf Expeditionen gesendet zu werden. Weiterhin verfügt er über ein Feldlabor, um noch vor Ort Analysen durchführen zu können.

Im Verband mit dem Bergungs-Rover soll eine mehrtägige Ausfahrt nach Norden unternommen werden, um eine andere Stelle der Bucht untersuchen zu können.

+++ Liefern sie eigentlich gratis bis Eve? +++

Der Stand der Dinge ist also, dass all diese Module - mehr oder weniger hübsch verpackt - auf irgendwelchen Standard-Transferschiffen im hohen Orbit über Kerbin darauf warten dass es los geht. Ich muss an der Stelle gestehen dass ich zwar schon mehrere Flüge auf einmal koordiniert habe, aber 7 Großschiffe mit ihren Eigenheiten sind dann doch nochmal eine eigene Hausnummer

Stand der Dinge ist auch, dass eigentlich alle Transferschiffe noch mit einer Orbitalstufe unterwegs sind, mit der die interplanetaren Booster an die Transferschiffe geliefert wurden. Ich hab die beim Docken einfach dran gelassen, weil ist ja noch Sprit drin und den schmeiß ich nicht weg, ich bin ja nicht bescheuert. Lieber mit RCS pokern und 100-200m/s sichern.

Größtes Risiko der gesamten Mission sind aber die geplanten Aerobrakes bei Eve, die von sämtlichen Transferschiffen hingelegt werden sollen, um Delta-V zu sparen. Dazu verfügen die Transferschiffe am Heck (also dem Booster-Segment - Dem Schwerpunkt) über diese aufblasbaren Hitzeschilde. Ich muss ehrlich gestehen dass ich mit dieser Lösung nur bedingt glücklich bin: Aerobrakes mit 200m Schiffen ist jetzt nicht so mein Traum, vorallem weil ich mit diesen aufblas-Dingern nur schlechte Erfahrungen habe.

Aus genau dem Grund habe ich mich auch nochmal schlau gemacht wie man denn nun am optimalsten einen interplanetaren Transfer hinlegt und daraufhin mein Startfenster und meinen Kurs noch einmal optimiert. Geplant war jetzt ein Zwischenmanöver nach etwa einem Drittel der Reisezeit, um den Eintrittsorbit bei Eve bereits möglichst genau zu formen.

Relativ spät ins Geschehen eingestiegen ist ein außerplanmäßiges Transfer-Schiff, welches drei wissenschaftliche Sonden auf einmal zu Eve transportieren soll. Ich wills nicht schönreden: Mir sind da last-minute noch einige Sachen eingefallen die man besser am Anfang gemacht hätte

Grundidee hier ist es, mein Comnet weiter auszubauen und einer weiteren potenziellen Lücke zu begegnen: Obwohl mittlerweile viele Satelliten und ausgebrannte Transferstufen mit Sendeanlage im Orbit um Eve sind (einige davon sogar gewissenhaft platziert! ), gibt es nur wenig Struktur in diesem System, sodass eine lückenlose Abdeckung der Pilzbucht (wie ich das Missionsgebiet nenne) nicht garantiert werden kann.

Zumindest noch nicht: Denn hier kommt Kiyoshi-Sat ins Spiel - Benannt natürlich nach Avatar Kiyoshi, die u.a. für ihre Fächer bekannt ist. Die fächerförmigen Solarpanele dieses Satelliten treiben zwei Hall-Effekt Ionentriebwerke an (okayer Schub, mäßige Effizienz, hoher Xenon-Verbrauch aber Energietechnisch noch im Rahmen), die gebraucht werden um den Satelliten in die geostationäre Bahn über der Pilzbucht zu platzieren. Das löst natürlich sofort alle Probleme, da Kiyoshi-Sat an sich schon fast immer eine Verbindung zum KSC aufbauen könnte und der Boden gut abgedeckt ist.

Das Comnet bevorzugt zwar noch häufig ein routing über die näheren Satelliten, aber Kiyoshi-Sat garantiert nicht nur eine permanente, sondern auch eine permanent gute Verbindung!

Der WATR-Sat soll einem Problem begegnen, dem ich während der Probefahrt mit dem Kleinrover begegnet bin: SCANSat liefert zwar gute Übersichtskarten der Region und Berge und bla, aber wenn es darum geht mit einem Rover nun die Stelle zu finden an der es Wasser gibt, dann macht SCANSat keinen so guten Job - Zumindest in der Version die ich benutzen kann (Der Spielstand ist immerhin 1,5 Jahre alt ). Es muss also eine Lösung her, die hochauflösende Scans des Geländes vornehmen, interessante Stellen markieren und die Koordinaten einem Rover zur Verfügung stellen kann. Stellt sich raus: Stock KSP kann das. Hab ich aber natürlich zu Gunsten von SCANSat nicht bei Eve.

Also wird mit WATR-Sat diese Lücke geschlossen. Damit der Satellit auf seine niedrige polare Umlaufbahn (Größter Beobachtungswinkel und häufige Überflüge) mit Resonanz (hab extra ne 3/4 Stunde lang berechnet wie hoch der Orbit sein muss damit das blöde Dinge auch sicher über dem Gebiet ist, wenn das Gebiet unter dem Orbit durchrotiert ) kommt, hat er ein Argon-Triebwerk (gute Effizienz, genialer Schub, unfassbarer Energieverbrauch) und einen Atomreaktor dabei. Panele sind bei ihm nicht für Solar, sondern fürs thermische Kühlen angebracht

Aber: Es funktioniert

COAL steht für CO2 Observation and Aquisition Lander, für den Namen dürft ihr mir später gratulieren, dankedanke.

Im Endeffekt ist das Ding ein Symbol für meine Verpeiltheit: Ich habe das ganze Lebenserhaltungssystem (eben aus meiner Erfahrung raus) designt als ob es keine Atmosphäre gäbe. Gedanklich immernoch auf dem Mun oder eben Duna. Eve hat aber eine Atmosphäre und sogar eine ernst zu nehmende. Und jetzt ratet mal woraus die besteht: Richtig, keine giftigen Gase, sondern 97,8% feinstes CO₂. Und wisst ihr was das tolle an CO₂ ist? Es enthält O₂. Mensch, was für ne Erkenntnis.

Wenn ich das früher bedacht hätte, hätte ich mein Lebenserhaltungssystem wohl wesentlich einfacher auslegen können, da mir O2 über Umwege aus CO2 in quasi unbegrenzter Menge zur Verfügung steht. Jetzt stellt es eine Möglichkeit dar, mit der großen Mission ein Gerät mitzuschicken, das genau auf diesem Weg O₂ gewinnen kann. Als Zusatz oder Ausfallreserve. Dafür müsste man aber testen wie gut das mit dem CO₂ gewinnen eigentlich läuft und wie schnell und in welchen Mengen und so. Und genau dafür dieser Lander: Das Ding landet, und zieht sich 3 Tanks voll CO₂, damit ich sehe wie schnell und gut das geht.

Das Ergebnis ist (für mich) deprimierend: Geht alles ganz fantastisch. Super einfache Quelle von CO₂, billig, einfach, effizient. Tchja, hätte ich daran mal früher gedacht

Die Ankunft bei Eve war auch ein Erlebnis für sich:

Sieben Schiffe, die gleichzeitig ihre Manöver durchführen müssen. Als Erstes erreichte Transfer-Schiff Epsilon (das mit den 3 etwas späten Satelliten) Eve - Das ist kein Zufall:

Kiyoshi-Sat muss zügig in Stellung gebracht werden, da mit dessen Signal die Landungen der Module gegen einen Funkausfall abgesichert werden sollen. Um Verzögerungen im Landeablauf zu vermeiden, muss der Satellit natürlich schon möglichst in Position sein, wenn die Landungen beginnen - Er muss also zuerst ankommen.

Dazu ist das Transfer-Schiff Epsilon einen schnelleren Transfer geflogen (Kostet natürlich mehr Delta-V, aber die drei Satelliten wiegen ja kaum was und ich hab da nen Standard-Booster dran geklatscht, war also locker drin :D). Nachteil ist dass Kiyoshi-Sat einen äquatorialen Orbit benötigt, während WATR-Sat einen polaren erfordert. Der Kompromiss besteht natürlich in 45° Inklination, und falls ihr euch gefragt haben solltet warum die beiden Satelliten jeweils auf Ionenantriebe setzen, habt ihr jetzt auch eure Antwort. Transfer-Schiff Epsilon erreichte also als erstes Eve und ich konnte die Sequenz aus Manövern starten, die notwendig sind um Kiyoshi-Sat an die richtige Stelle zu bekommen.

Noch in der selben Woche erreichten auch die anderen Transferschiffe Eve. Mein Plan mit den optimierten Manövern hat glücklicherweise funktioniert und es ist so viel Treibstoff gespart worden, dass kein einziger Aerobrake von nöten war. Puh

Die Organisation der Manöver war trotzdem ein Kraftakt: Um die Übersicht zu behalten habe ich zusätzlich den Mod Kerbal Alarm Clock installiert und separat eine Checkliste aller notwendigen Manöver in chronologischer Reihenfolge auf dem Whiteboard geführt. Die Transferschiffe kamen im Verlauf von etwa 12h bei Eve an, im Hauptteil der Ankunftsphase lagen zwischen den Manövern weniger als 10 Minuten. Die Manöver von Kiyoshi-Sat habe ich (Ionentriebwerk, lange Brennzeiten) teilweise aufteilen müssen, um andere Manöver fliegen zu können.

Nach dem Abschluss der Manöver aber die Erleichterung: Alles hatte wunderbar geklappt. Die Transferschiffe waren zwar nicht alle auf den optimalen Orbits, aber es gibt gute Gründe warum ich die Landestelle nah an den Äquator gelegt habe. Einer davon ist, dass die Landezone natürlich leicht zu erreichen ist. Das Landen konnte also beginnen.

Eine typische Landung auf Eve beginnt mit dem Ausklinken vom Transferschiff und einem kurzen Burn um auf die richtige Bahn zu kommen. Nach wenigen Minuten beginnt der Eintritt in Eves Atmosphäre, der zwar heiß, aber im Endeffekt zunächst doch glatter ist als erwartet. Das geht etwa zwei bis drei Minuten bevor man auf den Übergang zur Stratosphäre trifft: Der Druck steigt merklich und rapide an, ebenso wie der Luftwiderstand. Der Lander verliert in etwa 20s den Hauptteil der orbitalen Geschwindigkeit und Beschleunigungen von >12g sind keine Seltenheit (und ich bin nicht wirklich steil rein). Definitiv etwas, was ich im Hinterkopf behalten sollte, wenn es mit Kerbals an den Start geht. Nach diesem heißen Ritt ist der gefährliche Teil es Abstiegs geschafft, auf 10-12km Höhe wird der Meeresdruck auf Kerbin erreicht und die Fallgeschwindigkeit sinkt immer weiter.

Um es mit den Worten von Quazar zu sagen:

Zitat

Auf Eve baut man aerodynamisch nicht um zu fliegen, sondern um schneller zu fallen

5 Minuten Abstieg von der 10km Marke sind der Regelfall

Und es gibt ein weiteres Phänomen, dass ich anfangs so nicht auf dem Schirm hatte und mir deutliche Probleme bereitete: Trotz dem Mod Trajectories wichen die tatsächlichen Landepunkte um bis zu 15km von der Vorhersage ab. Eine Abweichung die sich nicht (nur) durch natürliche Fehler in der Berechnung auszeichnen kann. Zwei Abstiege später fand ich es beim Caravan, der sich in den Wind drehte, heraus: Auftrieb. Eves Atmosphäre ist so dicht, dass selbst ein Backstein genug Fläche aufweist, um einen signifikanten Auftrieb zu haben. Durch den "Anstellwinkel" und die Ausrichtung ergibt sich damit natürlich eine "Flugrichtung" die über den Verlauf von 10km Fall etwa 5-10km machen kann.

Jetzt wo ich den Effekt kannte, konnte ich ihn zu meinem Vorteil nutzen: Durch geschicktes "in den Wind drehen" der klobigen Module konnte ich Patzer im Reentry wieder ausbügeln und die verbleibenden Module im Radius von etwa 5-10km um die geplante Landestelle absetzen.

Und da sind wir nun: Die Module sind gelandet, alle heile (hätte ich nicht gedacht) und keins liegt auf dem Dach (hätte ich überhaupt nicht gedacht). Der Zusammenbau hat begonnen und der Mining-Außenposten steht auch schon auf Position (die leider 15km weiter weg als gedacht und im Hochland ist )

Bleibt dran, denn nächstes Mal begleite ich den Aufbau der Basis und zeige euch was ich für mein Mutterschiff gebastelt habe