Hallo,
letztendlich gibt es Raumstationen wie die ISS auch, um Dinge wie über lange Zeit arbeitende Lebenserhaltungssysteme ausführlich zu testen. Hier wird bereits Wasser recycelt, und Atemluft wieder aufbereitet.
Für den Mond gilt ein Teil der genannten Dinge ebenfalls, im Gegensatz zur ISS kann man hier nicht innerhalb von 2 Stunden per Dragon zurück kehren und man muss ebenfalls alles mitbringen, weil es vor Ort noch keine Infrastruktur gibt.
Bei der Rückkehr vom Mond hat zumindest Apollo ebenfalls 40.000 km/h beim Wiedereintritt erreicht. Das muss auch Orion aushalten.
Bzgl des Starts auf dem Mars, dadurch dass der Mars nur ca. 1/3 der Anziehungskraft der Erde hat ist Single Stage to Orbit möglich (auf der Erde ist es von der Nutzlast her unpraktikabel). Natürlich müsste man den Treibstoff vor Ort produzieren, deshalb braucht man Wasser (H2O), den Kohlenstoff kann man dem CO2 der Atmosphäre entnehmen und kann dann CH4 (Methan) und LOX (O2) produzieren. Starship wurde bewusst auf diese Treibstoffkombination ausgelegt. Als Energiequelle wird man wahrscheinlich Photovoltaik nutzen.
Bei Artemis nutzt man LH2/LOX, weil das Shuttle eben diese Treibstoffkombination nutzte. Das hatte damals auch den Grund, dass man die Triebwerke im geschlossenen Zyklus ausgelegt hat (und nicht als Gas Generator). Hier stand man vor dem Problem, dass man bei Treibstoffen auf Kohlenstoffbasis Probleme mit Ruß im Triebwerk bekommt wenn man die Verbrennung in der Turbopumpe Treibstoffreich macht, umgeht man das indem man die Verbrennung mit Sauerstoffüberschuss fährt bekommt man ein Hitzeproblem in der Turbopumpe. Damals hatten die Shuttle Konstrukteure keine Legierung die die Temperaturen ausgehalten hätte.
Das hat man dann umgangen, indem man H2 genutzt hat und damit die Verbrennung mit Treibstoffüberschuss gefahren hat. Dadurch hatte man die Temperatur im Griff, und H2 verursacht natürlich keinen Ruß. So konnte man damals Closed Cycle realisieren.
Diese Triebwerke nutzt jetzt SLS weiter.
