Raumcon
Raumfahrt => Konzepte und Perspektiven: Raumfahrt => Thema gestartet von: jlutat am 29. Juli 2011, 20:53:14
-
Hallo,
ich habe es gerade geschafft einen Artikel in Wunderwelt Wissen
über mein Konzept einer Weltraumschleuder nach dem Vorbild
einer Steinschleuder zu platzieren.
Trotz einiger Rechenarbeit scheint das Ganze zu funktionieren und
sehr sehr günstig zu sein. Kostet nicht mehr als ein Braunkohlebagger
und sieht auch ein bischen so aus
Eine kleine Animation gibt es auch unter youtube:
Weitere Infos auf Facebook unter Spaceschleuder (etwas unsortiert)
oder als Wki zum mitmachen:
http://spaceschleuder.wikia.com/wiki...schleuder_Wiki (http://spaceschleuder.wikia.com/wiki...schleuder_Wiki)
Ich freue mich über konstruktive Anmerkungen aller Art.
Es schein wirklich zu funktionieren, aber ich traue mich derzeit noch nicht an eine
"seriöse" Form der Veröffentlichung. Es ist auch für mich noch etwas zu gewagt.
Daher möchte ich mit einer lockeren Diskusssion starten.
(gerne auch hier)
Mehr über mich:
www.lutat-gmbh.com (http://www.lutat-gmbh.com)
-
Und wozu soll man so ein Ding bauen? Für ein paar Sekunden freien Fall, oder was? ???
Oder willst du wirklich etwas in den Orbit befördern? Hast du dir dann aber schon einmal klar gemacht, die wievielfache Erdbeschleunigung auf dem Flugkörper beim Ausklinken einwirken? Das sollte für jede bemannte und für die meisten unbemannten Missionen um Größenordnungen zu viel sein.
-
Für den Transport von Material bin ich von der Situation im inneren einer Waschmaschine ausgegangen.
Dort herrschen bis zu 700g und viele Gegenstände können dies unbeschadet aushalten.
Bei aktuellen Entwurf herrschen ca. 100 g.
Beim Personentransport sieht es natürlich etwas anders aus. Hier wären Seillängen von mehreren
100 km erforderlich um die g-Kräfte erträglich zu gestalten. Wahrscheinlich würde es auf einen Kombiantrieb
hinauslaufen. Die erste(n) Stufen einer Rakete würden durch eine Schleuder ersetzt und der
letzte "Schubs" wird dann mit einem Strahlantrieb realisiert.
Bemerkenswert ist auch, dass die Beschleunigung erst in den letzten 2-3 s wirklich stark zunimmt.
Hier müsste noch bezüglich der kurzzeitig Verträglichkeit hoher g-Kräfte recherchiert werden.
Vom Vorgehen her sehe ich aber als wichtigsten Schritt den Transport von Nutzlasten.
Gelingt das (das ist schon sportlich genug) , kann man über alles weitere nachdenken.
Insgesamt scheint es technisch schwierig aber nicht unmöglich, weshalb ich es auch auf das Risiko des
nicht ganz ernst genommen werden zur Diskussion stelle.
;)
-
Heutige Satelliten sind für Belastungen bis 5g ausgelegt ::)
-
Also wäre es doch um die eine oder andere Größenordnung zu hoch. Aber käme man mit einer Startbeschleunigung von "nur" 100 g tatsächlich bis in einen Orbit? Und falls ja, in was für einen? LEO oder höher?
-
Mann kann die 100g noch deutlich unterschreiten, dann allerdings auf Kosten des Radius. Dann würden sich die Standorte aber stark reduzieren. Südseeinseln, Polkappen und Andengipfel wären dann die geeigneten Kandidaten.
Was die Umlaufbahn betrift, zur Zeit denke ich nur über erdnahe Umlaufbahnen nach und nur über Fracht.
Nimmt man einen "Kombiantrieb" und schleudert einen kompletten Raketenantrieb in eine erdnahe Umlaufbahn,
so sind höhentechnisch grundsätzlich keine Grenzen vorhanden. Auf welche Maximalgeschwindigkeit sich das ganze
in der Schleuder beschleunigen lässt ist, muss die weitere Entwicklung zeigen. Grundsätzlich gibt es hier dann eher eine Investitons- und Flächengrenze.
Es ist eh eine sehr spekulative Idee, da wollte ich soweit möglich mit den einfachen ;) Schritten anfangen.
Die 5g Grenze ist auf die klassische Satellitentechnologie zugeschnitten. Die Fracht wird nach diesen Vorgaben konstruiert. Zusätzlich gibt es vor allem in der Startphase enorme "Rüttelbeanspruchungen", die bei einer Weltraumschleuder nicht auftreten. Der Beschleunigungsvorgang ist vergleichsweise ruhig.
Daher mein Ansatz:
Man konstruiere Geräte, die den Schleudergang einer Waschmaschine überstehen (700g).
Das ist machbar. Mit 100g bleibe ich derzeit deutlich darunter.
-
Nimmt man einen "Kombiantrieb"
Das ist keine Option, sondern Pflicht ::)
Die Bahnmechanik ist nunmal so, dass das Perigäum der Bahn nach der Trennung von der Schleuder in der Höhe der Schleuder (warens 30km?) liegt. Man muss in jedem Fall einen Apogäumsmotor an Bord haben, der das Perigäum erhöht. Eine Raketenstufe muss also zwingend eingesetzt werden (die kann aber relativ klein sein)
Man konstruiere Geräte, die den Schleudergang einer Waschmaschine überstehen (700g).
Satellitenbauer sind konservativ - die von einer Idee zu überzeugen, die derart unkonventionell ist dürfte quasi unmöglich sein ;)
-
Hallo,
auf deiner Seite ist ein Fehler: 11200 m/s ist die Fluchtgeschwindigkeit von der Erde, oder auch 2. kosmische Geschwindigkeit. Für eine niedrige Umlaufbahn gilt die erste kosmische Geschwindigkeit, ca. 7900 m/s auf Höhe der Erdoberfläche. Je höher man startet, desto weniger wird es.
Und, der angegebene Direktlink zu deinem Wiki geht nicht.
-
Du schreibst, das viele Gegenstände die 700 g einer Waschtrommel durchaus unbeschadet überstehen, doch gilt dies auch für komplexe Geräte, die uns von Nutzen sind? Ich meine, es ist schon ein deutlicher Unterschied, ob man eine Hose 100 g aussetzt, oder ein technisches Gerät. Ich meine, welche Beschleunigung erleidet ein Handy, wenn aus aus dem ersten Stock auf den Bürgersteig fällt?
Und Raketen halten das mit Sicherheit nicht aus. Damit eine Rakete überhaupt funktioniert, muss sie sehr leicht gebaut werden, und daher halten sie kaum höhere Beschleuinigungen aus, als die, mit denen die heute starten.
-
Das ganze erinnert etwas an HARP (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4074.0). Die Beschleunigungen waren dort noch hoeher und man hat damit aber schon elektronische Messgeraete "gestartet". Ich glaube mich zu erinnern das es auch in den USA noch in juenger Vergangenheit Untersuchungen zum Kanonenstart fuer Kleinstsatelliten gab.
-
doch gilt dies auch für komplexe Geräte, die uns von Nutzen sind?
In unserer Familie wurden schon ein paar mal Handys unabsichtlich mitgewaschen...
Und die Überlebensquote - nach dem Trocknen - war glaub ich schon höher als 1/3. Das größere Problem ist mM nach aber das Wasser. Und wenn das Hochschleudern nichts kostet, schleudere man einfach 3 Sats in den LEO, einer überlebts. Hat man Glück, alle 3.
-
Ich bin zwar kein Phsiker oder Orbitalmechaniker, aber ein Kanonenstart oder der Fall aus der Höhe sind stossweise beschleunigungen. Das was jlutat da vorschlägt ist eine, dazu gesehen, relativ langsame beschleunigung. Sicher, 100g sind 100g, aber eine langsame beschleunigung auf 100g dürfte ein Gerät das entsprechend konstruiert besser aushalten als einen Schlag mit dem Hammer.
-
Hallo,
wie du schon sagst ... Beschleunigung ist Beschleunigung. Die wirkenden Trägheitskräfte werden allein dadurch bestimmt und haben hier nichts mit dem langsamen Aufbau der Rotation zu tun, sondern mit der hohen Zentripetal-/Zentrifugalkraft durch die extrem hohe "KurvenGeschwindigkeit" am Ende des langen Seils.
Außerdem, verwechsel begrifflich nicht die "Geschwindigkeit der Geschwindigkeitsänderung" (Beschleunigung ~ wirkende Trägheitskraft) und "Geschwindigkeit der Bescheunigungsänderung" (kann man mathematisch als sog. Ruck definieren, dem aber eine physikalisch alleinstehende Entsprechung wie Kraft fehlt, es wäre bloß die zeitliche Änderung der Kraft.).
-
Mal eine ganz andere Frage: Haben wir überhaupt ein passendes Material dafür? Da steht etwas von "60 km Kabel", und vertun wir uns jetzt nicht - am Ende dieses Kabels herrscht beim Ausklinken eine Beschleunigung von 100g. Näher zur Nabe hin wird es natürlich weniger.
Sollte man mit so einem Superseil nicht gleich einen Weltraumlift bauen? ;)
Wie wäre es übrigens mit der Sicherheit, wenn dieses Seil reißt? Je näher an der eigentlichen Nutzlast mit den höchsten Beschleunigungswerten der Riss erfolgt, desto geringer die Auswirkungen auf die Erdoberfläche. Im günstigsten Fall könnte man vielleicht sogar die Nutzlast an Ort und Stelle befördern, wenn man das Seil im Flug ausklinkt. Je mehr Seil aber mitfliegt, desto größer wird die Gefahr, denn auch hier gilt: Runter kommen sie immer.
-
Bei einem so langen Seil wird man es nicht mehr als masselos betrachten können, d.h. die Trägheitskräfte/Volumenkräfte des Seils selbst müssen in der Rechnung der Lasten berücksichtigt werden.
Noch ein Punkt: das Ende ddes Seils samt Nutzlast bewegt sich fast mit Orbitgeschwidnigkeit, ist aber noch in der tiefen Atmosphäre unterwegs. Widerstand und thermische und mechanische Belastung sind dann auch "nicht ohne".
-
Bewegt sich dann das Seil ab einem bestimmen Bereich nicht mit Überschallgeschwindigkeit?
... und ... wie soll ich das fragen? ... gibts da dann einen Dauerknall? ... hat der auch Einfluß
auf das Verhalten des Seils?
Irgendwie kann ich mir vorstellen, dass ein solches Seil ab einer bestimmten Länge wegen
der Trägheit sich selbst überholt, also im inneren Bereich, sich quasi aufwickelt.
-
Wie schon gesagt wurde: 7-8km/s müssen ja erreicht werden, und das in der Atmosphäre?? Die thermischen Belastungen sind viel zu hoch. Außerdem, wodurch soll das Objekt am Seilende beschleunigt werden, entgegen der hohen atmosphärischen Widerstände?
Wie schwer ist wohl ein 60km langes Seil?? (welches aus Stahl oder Kohlefaser bestehen müsste?) Das Seil wird ja auch am Ende recht schnell und müsste ebenfalls hohe Temperaturen aushalten.
Der "30 meter hohe Turm" müsste solche Kräfte aushalten, wie sie wohl kein Material aushalten könnte.
Sehr merkwürdige Idee :P
-
Bevor man sagt, dass etwas etwas aushält oder nicht, kann oder nicht, muss man das durchrechnen/überschlagen. So etwas kann man schnell quantifizieren. Hat der Ideengeber jlulat schon Zahlen?
-
Der "30 meter hohe Turm" müsste solche Kräfte aushalten, wie sie wohl kein Material aushalten könnte.
Sehr merkwürdige Idee :P
Nun, das Problem könnt eman umgehen, in dem man ein Gegengewicht aufbaut. Dann wirken keine Kräfte auf den Turm.
-
Hallo ich versuch die Fragen nacheinander zu beantworten
1) websquid:
Die Zusatzraketenstufe ist nicht zwingend erforderlich. Wenn der Turm ganz leicht geneigt ist, bekommt er beim
Loslassen noch eine kleine Vertikalkomponente mit auf den Weg; so könnte die Starthöhe von 30km nach dem Loslassen nochmal deutlich erhöht werden. Geeignete Simulationstools habe ich aber noch nicht erstellt (Unterstützung willkommen ;) ).
Satellitenbauer sind konservativ: Ja, da mache ich mir keine Illusionen. Da wird man wohl einen Branchenfremden überzeugen müssen. Ist aber nicht wirklich schlimm. Die Technik ist so anders, das viele Erfahrungen und Strukturen der klassischen Raumfahrtindustrie ich nicht gebraucht werden. zudem gibt es eine kleine aber tapfere internationale Gemeinde von Spaceelevatorfans, die werde ich erst mal versuchen zu begeistern.
In meinem Wiki habe mal grob versucht darzustellen, wie man auch ohne große etablierte Organisationen das Ganze ans Laufen bringen kann.
Damit wären wir beim Link "Schrillich":
http://spaceschleuder.wikia.com/wiki/Spaceschleuder_Wiki (http://spaceschleuder.wikia.com/wiki/Spaceschleuder_Wiki)
ich hoffe so klappt es.
Ich weiß noch nicht ob ein Wiki oder ein Forum die beste Option ist, das Thema zu diskutieren und weiterzuentwickeln. Ich werde auch noch mal die Form des Blogs ausprobieren.
Ich brauch halt noch einen Haufen externen Input und würde das Ganze gerne offen a la LINUX entwickeln.
Sollte das mit den 7900 m/s für den Erdnahen Orbit, wäre das natürlich eher gut. ich hatte die Zahl grob nur recherchiert aber nicht komplett nachvollzogen. Hast du eine belastbare Quelle? Dann ändere es im Wiki oder ich mache es.
-
Eine Kickstufe ist auf jeden Fall notwendig. Egal wie du die Nutzlast loslässt, wenn sie auf einem Ellipsenorbit um die Erde ist, kommt sie auf der Höhe des Loslassens (quasi dem Endpunkt der Beschleunigung) wieder vorbei. Und wenn eine Nutzlast in 20km Höhe wieder vorbei kommt, stürzt sie ab.
-
Bzgl. der 7900 m/s:
Such mal bei Wikipedia nach den "kosmischen Geschwindigkeiten", oder trau mir ;). Ich habe das mal studiert.
-
Nun, das Problem könnt eman umgehen, in dem man ein Gegengewicht aufbaut. Dann wirken keine Kräfte auf den Turm.
Naja, das keine Kräfte wirken, kann man doch so eigentlich nicht sagen, oder? Das Material des Turms wird doch dann einfach nur in beide, statt in einer Richtung belastet - wenn der Turm das Seil auf beiden Seiten hält. Tut er dies nicht, und das Seil ist nur "durch den Turm durchgelegt" (wie auch immer) mit einem Gegengewicht an der anderen Seite, dann dürfte aber zumindest das Seil auf Höhe des Turms ziemlichen Belastungen ausgelegt sein.
-
1) websquid:
Die Zusatzraketenstufe ist nicht zwingend erforderlich. Wenn der Turm ganz leicht geneigt ist, bekommt er beim
Loslassen noch eine kleine Vertikalkomponente mit auf den Weg
Doch ist sie, das ist einfache Bahnmechanik. Eine Umlaufbahn geht immer durch den Punkt der letzten Krafteinwirkung. Die "Vertikalkomponente" ist hingegen völlig unnötig - eine Ellipse erreicht man allein schon durch die Horizontalgeschwindigkeit.
-
Auf der Erde bringt es so eine Schleuder nicht, aber über eine im Weltall kann man ja mal drüber nachdenken. Gab ja schon einige Experimente mit Seilen im Weltraum (z.B. für künstliche Gravitation, Gemini 11).
-
123... :
700g 100g??
Wenn ein Handy aus dem Fenster auf einen harten Gegenstand (Bürgersteig) fällt, dann hat man sehr viel höhere Beschleunigungen, das der "Bremsweg nur wenige zehntel mm beträgt. Fällte es auf eine Wiese, hat man schon einige
mm und die Beschleunigung sinkt rapide, weshalb diesen Sturz viele Handys überleben.
Was die Satelliten selbst betrifft, so bin ich eher optimistisch. Zum einen lassen sich die Komponenten sehr gut vorher testen. Dann gibt es Tricks, wie das Vergiessen von Schaltungen und gut CAD Software kann mittlerweile Schwachstellen schon im Vorfeld gut aufzeigen. Als Maschinenbauer sehe ich diesen Punkt eher gelassen.
Was eine potentielle Raketenstufe betrifft. auch das ist machbar, aber sie wird etwas schwerer. Da aber insgesamt zwei Stufen fehlen hat immer noch eine enorme Gewichtsersparnis.
"Orbitalkanone"
Ja, die technischen Aufgaben sind ähnlich. Mit der "Steinschleuder" habe ich aber einige Vorteile. Ich kann einen deutlich längeren Beschleunigungsweg realisieren. gleichzeitig gewinne ich an Höhe und habe die hohen Beschleunigungen mit dem kritischen Luftwiderstand in Bereichen mit sehr geringer Luftdichte.
Superseil notwendig:
Das Eigengewicht des Seils musste ich bei meinem Vorüberlegungen natürlich mit berücksichtigen. dann braucht man ähnliche Werkstoffe, wie Sie auch ein Weltraumaufzug benötigt, aber 100 km statt 36.000 km Länge. Zudem darf ein
Seil für eine Spaceschleuder ca. 50% schlechter sein, als für einen Weltraumaufzug. Dann ist man im Bereich der Nanoröhrchen, die man heute schon (leider erst im Labormaßstab) herstellen kann.
Lufttransportprojekte und die Konstruktion der Schleuder kann man aber ggf. schon jetzt mit Zylonfasern beginnen.
Später tauscht man dann "einfach" das Seil aus.
Was die Temperaturbelastung betrifft, so versuche ich gerade mein mathematisches Modell zu verfeinern.
Wenn jemand, jemanden kennt, der sich wirklich in der Berechnung von Überschallprofilen auskennt, wäre ich für einen Kontakt dankbar.
Aktuell ist der Stand meiner Überlegungen wie folgt.
Bis in den klassischen Überschallbereich wird es keine Probleme geben, außer einer gewissen Geräuschentwicklung,
welche aber nicht einem Überschallknall entsprechen wird. Ob es zischt oder pfeift, kann ich momentan nicht sagen.
Ein dünnes breites Band stellt das ideale Überschallprofil dar. Cw-Werte << 0.01 sind auf jeden Fall möglich.
Je schmaler ich das Band gestalte, desto besser werden die Verhältnisse. Nimmt man den Begriff Nonoröhrchen
wörtlich, gäbe es gar kein Erwärmungsproblem ;)
Momentan ist als "Hitzeschutzschild" geplant. die vorderen Fasern als Siliziumcarbidfasern auszuführen, die die hinteren temperaturempfindlichen Nanoröhrchen schützen. Um hier das Optimum zu finden, bräucht ich im ersten Schritt eine komplexe numerische Simulation. Leider habe ich im Moment keine starke Simulationssoftware wie z.B.
ANSIS zur Verfügung. Zudem müsste man auch überprüfen, ob das Programm im Überschallbereich sinnvolle Ergebnisse liefert. Aber es ist ein wichtiger Schritt auf meine To-Do Liste.
Zudem muss diese Modell dann in das mechanische Model eingeführt werden, um die Seilbahn genau berechnen zu können. Mein momentaner Ansatz mit der barometrischen Höhenformel ist da eher eine Worst-Case Betrachtung.
Da aber herrauskommt "könnte funktionieren" stelle ich die Idee zur "informellen Diskussion" und Weiterentwicklung.
Momentan suche ich noch nach einem Weg, die mathematischen Modelle öffentlich zu diskutieren.
Sowohl ein WIKI als auch ein Forum sind dafür leider noch keine perfekten Lösungen.
Ich habe auch schon mal versucht, ein numerisches Modell mit dem guten alten Excel darzustellen,
aber auch das bleibt für externe schwer lesbar.
Ich bin daher für gute Ideen offen, wie man die Rechnungen möglichst transparent macht.
-
Websquid:
Rein mechanisch muss ich dir Recht geben.
Irgendeine Form der "Restrakete" wir benötigt.
Aber ich möchte Sie gerne so klein, wie möglich halten.
Wenn ich den Turm leicht neige "kämpfe" ich damit gegen Restluftwiderstand an. Meine Hoffnung ist es dadurch auf einer "besseren" Bahn zu landen und etwas weniger Korrekturbedarf durch Rakentenantriebe zu haben.
Hallo Schrillich:
dann glaube ich dir mal, und gebe Wikipedia als Quelle an ;).
P.S. Wenn Du das mal studiert hast, kennst du jemanden, der sich mit
Überschallprofilen und geeigneten thermischen Modellen auskennt?
-
Durch die Neigung deines Turms setzt du das Perigäum der Bahn weit hinab und machst alles noch schlimmer. :o Außerdem der Turm ist 30m hoch und das Seil ist 60km(?) lang, da kannst du nicht viel neigen. Der Cw-Wert 0,01 ist unrealistisch, Seile haben einen erheblichen Luftwiderstand. Und natürlich gibts da einen heftigen Überschallknall. Materialfestigkeitswerte nehmen mit steigender Temperatur stark ab. Kein heutiges Material würde das aushalten.
Es gibt noch ganz andere Problem: Wo willst du das aufstellen und der ganze Luftraum im Umkreis von 60km müsste gesperrt sein, es darf keine Erhebungen geben, die höher als 30 m sind. Allein durch Schwingungen im Seil kannst du die perfekte Ausrichtung nicht halten und es haut den Satelliten auf den Boden. Du kannst dein Seil allein schon dadurch nicht perfekt horizontal schwingen, da durch die Erdgravitation immer eine kleine Komponente nach unten geben wird und diese Komponente kann nur durch eine sehr hohe Geschwindigkeit minimiert werden. Laut einer kleinen Überschlagsrechnung muss das Seil noch schneller rotieren oder du musst deinen Turm deutlich höher bauen.
Wenn der Satellit mit Stufe 10 Tonnen wiegt bei 100 G kommst du auf eine Kraft von 10 MN (noch ohne Berücksichtigung des Eigengewichts des Seils), da brauchst du ein sehr starkes und schweres Seil.
Ergo: Aus dieser Idee wird nichts werden. ;)
-
Hallo Tobi,
mein aktuelles Excelsheet "für Überschlagsrechnung" ist z.Z. 4Mb groß.
Ich habe ungefähr 12 Hauptparameter die ich optimal variieren muss.
Zudem komme ich im Überschallbereich mit den normalen Profilüberlegungen und Cw-werten nicht weiter.
Definitiv setzte ich aber mit einem sehr flachen Band das "ideale" Überschallprofil ein.
Den Turm möchte ich gar nicht höher bauen. ggf. denke ich über eine Verlängerung des Seils nach.
Das ist gut für die Beschleunigung. Den Turm möchte ich zur Zeit noch nicht erhöhen sondern eher nach einem Startplatz auf einem Hügel oder Berg suchen.
60 km Luftraum sperren, das ist natürlich nicht im Ruhrgebiet realisierbar. Aber es gibt hinreichend Orte auf der Erde, wo man so etwas machen kann.
Was die thermischen Belastungen betrifft, so habe ich aktuell ca. 350 W/m an den Extrempunkten. Was dort thermisch mit einer sehr dünnen Siliziumcarbidfaser passiert, versuche ich gerade herauszufinden. Eine einfache Extrapolation aus dem Unterschallbereich hilft da z.Z. nicht weiter. :'( .
Das Eigengewicht des Seils ist wie bereits gesagt in die Berechnungen eingeflossen. Daher ergibt sich dann die Forderung nach Werkstoffen wie Kohlenstoffnanoröhrchen.
-
Wie soll dieses 60-km-Kabel eigentlich beschleunigt oder abgebremst werden? Einfach auf die Erde knallen zu lassen, wäre sicherlich keine Lösung. Oder soll das eine kreisförmige Start- und Landebahn mit einem Radius von 60 km geben? Das klappt aber auch nicht, da man dann vielleicht die Startvorrichtung landen lassen könnte, aber mit Sicherheit das Seil nicht.
Mit anderen Worten: Das ist eine lustige Idee ohne jeden praktischen Nutzen. :)
-
Das Kabel wird aus- bzw. aufgerollt wenn man beschleunigt bzw. abbremst?
-
je länger ich die Posts vom Threadersteller lese, desto mehr frage ich mich, ob das ein Scherz ist hier
-
;D
Nein, aber mal ehrlich:
Dann hätte er sich aber sehr viel Mühe gegeben für einen so kleinen Scherz - unwahrscheinlich, deswegen finde ich wir sollten fair diskutieren.
-
Die erforderlichen 7-8 km/s können in dichten Atmosphäre-Schichten nicht erreicht werden.
Mir ist nicht klar, wie das Ganze angetrieben werden soll, aber die Bremswirkung der dichten Luft ist extrem, wobei Geschwindigkeit in Wärme umgewandelt wird.
Bei Raumfahrzeugen, die mit dieser Geschwindigkeit in die Atmosphäre eintreten, glüht der Hitzeschild bereits in 80-60 km Höhe, wo die Luft noch extrem dünn ist.
In dichten Atmosphäre-Schichten wäre der Aufwand für den Antrieb enorm, um der Bremswirkung entgegen zu wirken.
Die dabei entstehenden Temperaturen sind unbeherrschbar.
Bei Deiner Idee wird es nicht genügen, kleine Werte einfach hoch zu rechnen.
Bei hohen Überschallgeschwindigkeiten treten unkalkulierbare Strömungen auf, die noch nicht ausreichend verstanden sind.
Bei Schockwellen gelten andere Gesetze, als bei Luftströmungen.
Selbst wenn mit der Schleuder Orbital-Geschwindigkeit erreicht werden könnte, wird sie nach dem Ausklinken sehr schnell durch die Schockwelle/Reibung in der dichten Atmösphäre und dem Aufbau der potentiellen Energie abgebaut.
Um diese Verluste auszugleichen, muss die Anfangsgeschwindigkeit beim Ausklinken noch viel höher sein.
Die Orbital-Geschwindigkeit muss im Orbit noch vorhanden sein, sonst stürzt das Ganze unkontrolliert ab.
Wie willst Du für die Sicherheit garantieren?
Wenn kurz vor dem Erreichen der Orbital-Geschwindigkeit das Seil reißt, wird die Nutzlast irgendwo unkontrolliert einschlagen! :o
-
Guten Morgen,
Profil und Auftriebserzeugung
Das einfachste Überschallprofil ist der Doppelkeil. Damit könnte man dann auch Auftrieb erzeugen, zum "Halten der Seilmasse". Auftrieb führt aber zu zusätzlichem Widerstand.
Thermische Belastung
Die von eumel sehr plastisch beschriebenen thermischen Lasten sind das Problem. Es ist nicht unmöglich das zu meistern, wie es u.a. ja Wiedereintrittskörper (Nuklearsprengköpfe) zeigen, die mit hoher Geschwindigkeit bis zur Oberfläche durchkommen. Aber bei den hier angedachten Größenordnungen und anderen Randbedingungen (Haltbarkeit, Dauer des Einsatzes, Dynamik des Seils, Kostenkotrolle, ...) halte ich das momentan auch für unmöglich.
-
Sind die 60km der zu erreichende Radius oder die Seillänge? Aufgrund des Luftwiederstands wird das Seilende ja auf jeden Fall gegenüber dem Antrieb hinterhergeschleppt was den Radius verklenert. Muss das Seil denn so lang sein? Würde hier nicht ein kürzeres reichen, vorausgesetzt die Drehzahl wird erhöht? Mit einem kürzeren Seil würde sich auch die Masse verringern, der Platzbedarf verkleinern und es gäbe eher die Möglichkeit das Seil von innen her irgendwie zu kühlen.
Ich bin übrigens der Ansicht, dass sich Diskussionen wie diese durchaus lohnenswert sind. Kreative Leute braucht die Welt. Das Thema wäre auf jeden Fall eine wissenschaftliche Arbeit an einer Uni wert. Auch wenns nicht funktioniert ist das ja wissenschaftlich begründbar.
-
Die erforderlichen 7-8 km/s können in dichten Atmosphäre-Schichten nicht erreicht werden.
[...]
Eine sehr schöne Auflistung, warum das Konzept über eine Gedankenspielerei niemals hinaus kommen wird.
Mir ist aber noch etwas zu der Behauptung von jlutat aufgefallen, dass die Nutzlast bei seinem Startverfahren wesentlich weniger durchgerüttelt würde als bei einem konventionellen Raketenstart. Das Seilende und die Nutzlast beim Verlassen des Seil bewegen sich mit einer Geschwindigkeit, die fast zum Erreichen eines niedrigen Erdorbits reicht, also extreme Hyperschallgeschwindigkeit. Wenn man genügend Energie hinein pumpen und Seil wie Nutzlast vor dem Verglühen bewahren könnte, so dürfte es doch noch zu extrem hohen Vibrationen kommen, oder?
Aber wo wir schon am Theoretisieren sind - wenn man alle Probleme, die man sich mit einem tieffliegenden 60-km-Kabel einhandeln würde, tatsächlich in den Griff bekommen könnte, macht das am Ende wirklich noch Sinn? Wie wir gesehen haben, könnte man mit so einem Katapult keine raumtauglichen Nutzlasten starten, da Aerodynamik und Hitzeschild für einen Satelliten unnützer Ballast wären. Es müsste also ein Transportfahrzeug her, dass wiedereintrittsfähig - genauer gesagt natürlich austrittsfähig. Dieses könnte man mit minimaler Antriebsleistung ausstatten und wie gewohnt den Satelliten mit eigenen Triebwerken ausstatten. Unter Verwendung modernster Kacheltechnik sollte so ein Vehikel auch wieder zur Erde zurück kehren und erneute verwendet werden können. Das würde natürlich die zu startende Masse erheblich in die Höhe treiben, aber ohne gibt es eben keine Chance.
Würde sich der ganze Aufwand dann überhaupt noch lohnen? Welche Energien wären notwendig, und wie sähen die aus im Vergleich zu einem normalen Raketenstart? Ich denke, so ein Startkatapult würde sein eigenes Kraftwerk benötigen, zumal es logischerweise in einer völlig menschenleeren Gegend liegen müsste. Ein Kraftwerk ist allerdings je nach Bauart und Leistung ziemlich groß, und sollte daher mindestens 60 km (= Kabellänge) vom Katapult entfernt gebaut werden. Die Stromleitungen müssten allerdings bodennah oder sogar als Erdkabel verlegt werden.
Noch eine Frage zur Schallentwicklung. So ein schnell rotierendes Kabel sollte ähnlich wie ein Hubschrauberrotor erheblichen Lärm verursachen. Könnte der Schall aber bei der ungehuren Größe der Anlage vielleicht im Infraschallbereich liegen? Dann wäre ein Aufenthalt in der Nähe des Kabel für ungeschützte Menschen sicherlich sehr unangenehm - Infraschall hat schon merkwürdige Auswirkungen...
-
Hallo zusammen,
das dargestellte Konzept halte ich nicht für realisierbar,
weil ein zu hoher Reibungswiederstand in der Atmosphäre und der Lastwechsel.
Die Idee einer Space-Schleuder habe ich für den Mond weiterentwickelt.
http://www.overunity.de/1738/mond-weltraumschleuder/msg33842/#msg33842 (http://www.overunity.de/1738/mond-weltraumschleuder/msg33842/#msg33842)
Gruß,
Jens
-
je länger ich die Posts vom Threadersteller lese, desto mehr frage ich mich, ob das ein Scherz ist hier
Naja, dacht ich auch erst, ist ja schließlich vermutbar. Aber vlt hat GlassMoon recht.
Dennoch - hier werden Berechnungsversuche erwähnt (von denen nichts zu sehn ist) ohne daß man mal Erfahrungen des einfachen täglichen Lebens bedenkt. Es ist auch nicht zu spüren, daß mal normal zugängliche Werte und Tabellen in die "Gedanken" einflossen. Geschweige denn, daß man mit verfügbaren Materialien mal einen Modellversuch gemacht hat. Beispiel : Das Thema flaches Band als ideales Profil hätte sich dann von selbst erledigt.
Nichts gegen Schüler und ihr Schülerwissen, aber wer über Raumfahrttechnik (allgemein gesagt) sprechen will, sollte erst ein bissel mehr Beschäftigung damit durchblicken lassen.
Hier wird in letzter Zeit ein Thread nach dem Anderen aufgemacht nach dem Motto "Ach ich werf einfach mal so eine Frage hier rein" . Also beim Besten Willen - das alles zu tolerieren, geht mir zu weit.
-
Hallo McFire,
leider gibt es noch keine Berechnung oder Werte zu einer Berechnung.
Ich kenne die aktuellen technischen Möglichkeiten nicht.
Wir diskutieren nur eine Idee.
Was ist an einer Weltraumschleuder witzig,
wenn wir damit schneller und billiger in der Raumfahrt werden?
Gruß,
Jens
-
Naja, an das "scherzhafte" hatte ich mich nur angeschlossen.
Aber 2 oder 3 Gedankenexperimente und 2 oder 3 Modellversuche und dazu ein bissel kaufmännisches Denken hätte einfließen können. Und womöglich den Text erspart.
Es gibt fundierte Ideen, die man diskutieren kann und wo man selbst beim ad acta legen einen Erkenntnisgewinn hat. Und es gibt Unausgegorenes.
Ergänzend möchte ich nochmal drauf hinweisen, daß das auch andere Threads der letzten Zeit betrifft.
So, mehr sag ich nicht dazu. Und wenn ich der einzige bin , der das so sieht, dann darf mein Text als nicht vorhanden betrachtet werden. Damit kann ich leben :)
-
Hallo McFire,
ja du bist offensichtlich der einzige, der so denkt. ;)
Ich beziehe die Ökonomie in meinen Modellen mit ein.
Mit Raketen haben wir eine sehr schlechte ökonomische Bilanz.
Einen Erd-Orbit Katapult und einen Orbit-Mond Katapult würde ich später
vorstellen, wenn keiner das zu witzig findet.
Gruß,
Jens
-
Hier wird in letzter Zeit ein Thread nach dem Anderen aufgemacht nach dem Motto "Ach ich werf einfach mal so eine Frage hier rein" . Also beim Besten Willen - das alles zu tolerieren, geht mir zu weit.
... naja, dieser Thread stammt aber aus Juli / Augist 2011 und wurde von Jens nur wieder "aufgewärmt" ;)
-
...aufgewärmt und damit wieder aufgemacht. Aber wie ich schon schrieb - es geht nicht nur um diesen Thread und schon garnicht nur um Jens.
-
Hallo zusammen,
leider war ich 2011 noch nicht im Forum.
Was ist am aufwärmen alter Threads schlecht?
Ich finde das Thema interessant.
Eine Space-Schleuder ermöglicht völlig neue Anwendungen.
Gruß,
Jens
-
Was ist am aufwärmen alter Threads schlecht?
... nichts!
Darum ging es mir nicht, nur darum, dass der Thread nicht neuerdings enstand ;)