Raumcon
Raumfahrt => Konzepte und Perspektiven: Raumfahrt => Thema gestartet von: klausd am 01. August 2009, 12:19:37
-
Ich finde nicht das es irgendwo anders reinpasst, aber wenn ich mich irre, könnt Ihr ja verschieben!
Ich habe mir grade dieses Video hier angeschaut und dabei besonderes Augenmerk ab Minute 5:00 gelegt. Also es geht nicht um diese Lasersache...
http://www.space.com/common/media/video/player.php?videoRef=SP_090729_LightCraft
Das klingt ja sehr interessant. Könnte sowas funktionieren?
-
Hallo Klaus,
das Konzept am Ende ist schon immer noch das "Laserkonzept", die Grundidee ist ja: Energie durch Strahlung zuführen und die Atmosphäre als Stützmasse nutzen.
PS:
Ein sprechenderer/genauerer Titel wäre gut gewesen.
-
Also ich hab das anders verstanden. Zum Schluss sollte eine Mikrowellenstrahlung den Luftwiderstand verringern und das mit Helium befüllte schiff sollte mitz zusätzlichen Triebwerken (magnetisch usw) weiterfliegen...
Wo war denn da ein Laser im Spiel? Ich hab keinen gesehen.
P.S.: Wenn ich wüsste wie man dieses Konzept nennt, würde ich es auch beim Namen nennen ;)
-
Er sagt:
ein Teil der Mikrowellen (Maser) wird zum Antrieb genutzt (die Lightcraft-Idee) und der andere Teil wird für den "Airspike" zur Widerstandsreduierung an der Front genutzt. Also das Grundprinzip ist das selbe.
Ich nenne den Thread in Lightcraft um.
-
Klingt vielversprechend.
Allerdings kann ich mir grade überhaupt nicht vorstellen welche Energiemengen da von dem Sat oben in Form von Mikrowellen abgestrahlt werden müssten und über welchen Zeitraum?
Ist sowas überhaupt realistisch?
-
Das ginge vielleicht für kleine Sachen. Er spricht von hohem spezifischem Impuls, der hier u.a. dadurch zustande kommt, dass man nur sehr wenig Treibstoff bzw. Stützmasse benötigt. Die Energie kommt ja von außen. Um von der Erde hoch zu kommen, braucht man aber auch am Anfang des Flugs viel Schub. Ob das System auch "viel" Schub liefern kann, weiß ich nicht.
Das Konzept erwähnt Helium als Stützmasse: Helium haben wir nicht gerade in Unmengen auf der Erde und ist es einmal frei gesetzt, dann ist es weg. Das wird im nächsten Jahrhundert wahrscheinlich eine teure rare Ressource werden.
-
Okay, aber Helium könnte man ja durch Wasserstoff ersetzen. Und das könnte man mit alternativen Energiequellen herstellen lassen.
(Ich verstehe es doch richtig das er das Helium benutzen wollte um einen Ballon Effekt zu erzielen?)
Der Engpass dürfte der riesige Sat da oben sein oder?
-
Es gibt wohl konzepte, die das gewöhnliche Raketeprenzip voneiner etwas anderen Seite angehen. In dem folgendem Video, leider nur auf Englisch berichtet man von der Steigerung der Effizienz von 100%-600% (hier reden die von der Brenndauer des Triebwerks im Bezug auf gelieferten Schub, eine andere Art speziphisches Impuls zu erfassen)
Es zeigt neben dem anschaulichen Versuche auch ein Konzept für eine umfangreichere Antriebskozeptart
-
Hallo Yevgenij,
irgendwo hatten wir dieses Konzept hier schon mal. Ich muss mich auf die Suche machen und verschiebe den Thread dann bei Gelegenheit.
-
Hallo Daniel,
den Einruck hatte ich auch, ich habe aber leider nicht den Topic finden können.
Privet. Yevgenij
-
Ich momentan auch nicht mehr ...
Aber weiß Klaus mehr? Der hat dort damals auch mitgeschrieben ;).
-
Hallo Yevgenij,
das hört sich interessant an, gibt es noch mehr zu diesem Thema?
Andererseits frage ich mich wie man den nötigen Schub in den oberen Atmospherenschichten erzeugen will.
Zum Schluss hat man es beschrieben, aber es hat sich sehr sehr vage angehört.
Gruß
Tigga
-
Das DLR forscht daran auch:
http://www.dlr.de/tp/desktopdefault.aspx/tabid-2803/4273_read-6407/
Vom größeren Höhen ist man aber noch weit entfernt.
-
Hallo,
bzgl. "Lightcraft" gibt es auch andere (kleinere) Konzepte: Triebwerke zur Lageregelung und zum Station-Keeping im Orbit.
Hier würde in einem kleinen Triebwerk ein fester Treibstoff eingebracht, der von einem Laser verdampft wird, um so kleine Schübe zu realisieren. Die Düse ist dabei gleichzeitig paraboloide Fokussieroptik für den Laser und (weniger optimale) Düse für den Treibstoff.
-
Bei dieser Sache gibt es zur zeit noch 3 kleinere Probleme:
a.) Die Ausgangsleistung vom Laser,bzw eher der Wirkungsgrad. Die Laser die einen guten Wirkungsgrad haben (Diodenlaser) besitzen ein schlechtes Strahlprofil (Also kein Gauss-mode sondern ehr ein 4Eckiger Mode oder irgendein Multimode-gewaber)
b.) Die damit entsprechende Energiegewinnung: Aus dem Video wird ungefähr deutlich wie groß die Sonnensegel von einem solchen System seinen müssten. (Höhere Wirkungsgrad bei den Sonnsegel würde diese selbstverständlich verkleinern... aber wo sind wir da grad? ich glaub bei knapp 30% im Labor und unter Idealbedingungen)
c.) Das wichtigste Überhaupt : Laserschutz! Wenn man da mit so einer Leistung versucht Treibstoff zu verdampfen und es gehen mal ein "paar Photonen" ;) daneben weil man eben nicht trifft wegen Schwankungen der Temperatur in der Atmosphäre (Ich weiß das kann man mit einem Piezospiegel ausgleichen :Siehe Raketenabwehrsystem im Jumbojet der Air Force) und das trifft auf die Erdoberfläche bzw Menschen/Tiere. Dann ist das Geschrei wieder groß (Im wahrsten Sinne des Wortes ;) )
Und kommt nun nicht das die Leistung auf der Erdoberfläche dann zu gering wären. Wir legen da oben mit mehrern KW an Ausgangsleistung los und müssen das auch Fokussieren...und selbst bei einer hohen Divergenz kommt meiner Meinnung nach mehr als 5mW (Laserschutzklasse 4) auf dem Erbboden an.
Wenn ich so am schreiben bin kommen mir noch weitere Idenn in den Kopf wo es da probleme gibt, aber ich will nicht gleich alles tot reden ;)
-
Funktioniert dieses Triebwerk nach dem Prinzip wie alle anderen, also das durch Rückstoß eines Gases, wovon ein Teil des Impulse auf das Schiff/die Rakete übertragen wird? Etwas doofe Frage, i know 8). Aber ich frage mich, ob das dass einzige Konzept ist was es gibt.
-
Hallo,
an Rückstoß kommen wir nicht vorbei, wobei aber nicht nur ein Teil, sondern der gesamte Impuls des ausgestoßenen Materials übertragen wird.
Hier geht es auch "nur" um erhitzest/gepumptes Material, nur liefert der Laser die thermische Energie, nicht eine chemische Reaktion des Materials. Hier erzeugt man quasi ein Plasma.
-
Der Thread den ihr sucht ist uebrigens der hier:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=6145.0 (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=6145.0) ;)
-
Danke ... "gesucht haben" :)
Ich fasse mal zusammen.
-
Moin,
ich weiß nicht ob ihr die Ergebnisse der Studie "Beamed-Energy Propulsion" der Nasa schon kennt.
Die Studie ist vom feb 2012 also schon nen bisschen her. Für mich wars jedenfalls neu.
Hört sich gut an find ich!!! :o
http://naca.larc.nasa.gov/search.jsp?R=20120002761&qs=N%3D4294966387%2B4294911766 (http://naca.larc.nasa.gov/search.jsp?R=20120002761&qs=N%3D4294966387%2B4294911766)
-
ich weiß nicht ob ihr die Ergebnisse der Studie "Beamed-Energy Propulsion" der Nasa schon kennt.
Die Studie ist vom feb 2012 also schon nen bisschen her. Für mich wars jedenfalls neu.
Hört sich gut an find ich!!! :o
http://naca.larc.nasa.gov/search.jsp?R=20120002761&qs=N%3D4294966387%2B4294911766 (http://naca.larc.nasa.gov/search.jsp?R=20120002761&qs=N%3D4294966387%2B4294911766)
Eine schöne Studie, ich komme hoffentlich mal dazu sie genauer zu lesen. Ich habe mal kurz in die Zusammefassung geschaut: Es könnte eine "game changing" Technologie sein, allerdings ist derzeit die Bodenstation mit der Laseranlage zu teuer als das sich das ganze System finanziell lohnen würde.
Also abwarten und Laser weiterentwickeln.
-
Ich finds schade, dass ein Konzept das eine echte Alternative zu chemischen Antrieben ist einfach verworfen wird. Wenn die Infrastruktur einmal steht, lassen sich damit Lasten wesentlich günstiger in den Orbit befördern. Bei vielen Starts wird's potentiell sogar noch günstiger.
Nicht umgesetzt wird das Konzept also aufgrund der Infrastruktur.... Ich finde, da man das Laser-Array für größere Lightcrafts einfach erweitern kann, und nicht neu bauen muss, ist das kein Argument. Man könnte mit einem kleinen Array anfangen um die Technologie zu demonstrieren und zu testen. Wenn das Ganze dann in der nahen Zukunft funktioniert, kann das Array mit dann hoffentlich günstigeren Lasern erweitert werden.
Ich glaube die NASA ist einfach zu alt, groß und träge geworden :-\
Hier nochmal ein Interview mit einem Gründer von Laser Motive
www.thespaceshow.com/ (http://www.thespaceshow.com/) Dann Sendung vom 20.05.12
ersten 5 min am besten überspringen ;)
-
Escape Dynamics haben das “Beamed Energy Propulsion” Konzept wieder aufgegriffen um günstiger und einfacher in den Orbit zu kommen. Um genauer zu sein, handelt es sich um Thermal Propulsion mit Mikrowellen.
Was echt verblüffend ist, es soll bereits Hardware existieren und 2015 solls dann mit suborbitalen Tests losgehen :o. Unter anderem ist auch Peter Diamandis von Planetary Resources als Partner mit an Bord.
Die Infos hab ich aus einem Interview auf thespaceshow http://www.thespaceshow.com/detail.asp?q=2025 (http://www.thespaceshow.com/detail.asp?q=2025)
Hier eine Zusammenfassung für die, die sich nicht das ganze Interview geben wollen ;)
Konzept: Mehrere Sender stahlen Mikrowellen auf einen Wärmetauscher an der Unterseite des Spacecrafts. Die Reaktionsmasse an Bord (Wasserstoff) wird erhitzt, und strömt durch eine Nozzle nach aussen. Man führt also keinen Oxidiser mit und spart dieses Gewicht. Einzelkomponenten wie z.B. der Wärmetauscher existieren und wurden auch schon getestet.
Spacecraft: SSTO mit voller Wiederverwendbarkeit. Das Raumschiff soll als Gleiter zurückkommen. Vorerst ist das ganze nur für Payloads (ca. 200Kg) aber später auch größer und bemannt geplant. Mit einem geplanten Isp von 800sec. wäre das Thermal Propulsion System dann viel effizienter als chemische Antriebe.
Kosten: Die Nasa hat das Konzept in einer Studie als technisch machbar eingestuft. Jedoch wurde das ganze auf Eis gelegt weil die Kosten fuer die Grundstation zu hoch waren. Die Jungs von Escape Dynamics sagen jedoch, dass das ganze um ein vielfaches günstiger wird als jeder Chemische Antrieb.
Sicherheit: Durch mehrere Sender am Boden ist die Mikrowellenstrahlung nur am Raumschiff auf einen kleinen Bereich konzentriert. Man frittiert also keine Tauben unter, oder Satelliten über dem Spaceship. Die Explosionsgefahr ist geringer da man nicht Wasserstoff und Sauerstoff gleichzeitig an Bord hat.
Ich find das Konzept echt gut. Mal schauen was draus wird....
-
Man führt also keinen Oxidiser mit und spart dieses Gewicht.
Meiner Meinung nach ein Trugschluss. Der Impuls hängt von der ausgestoßenen Masse ab. Dabei ist es unerheblich, ob man eine Kombination zweier Stoffe verwendet oder einen. Allerdings ist reiner Wasserstoff als leichtestes Element auf die höchsten Geschwindigkeiten zu beschleunigen.
Ich denke, man spart Rüstmasse und erreicht mittels Mikrowellen eine höhere Austrittsgeschwindigkeit und somit einen höheren spezifischen Impuls.
Allerdings "kocht" man dabei wohl auch etwas Luft dazwischen. ;)
-
Das klappt soschnell nicht. Um von der Erde mit Raketentriebwerken abzuheben braucht man eine gigantische Leistung im hohen Megawatt/Gigawattbereich. Wo soll die bitte herkommen??? :o Per Microwellen >100MW Leistung auf einen Punkt konzentrieren? Woher kommt die Leistung?
-
Schaut mal hier:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=6145.0 (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=6145.0)
Über solche Konzepte haben wir schon diskutiert. Mal schauen, ob ich die verschiedenen Spielvarianten unter einem Sammelthread vereinen kann.
-
Meiner Meinung nach ein Trugschluss. Der Impuls hängt von der ausgestoßenen Masse ab.
stimmt ::)
Das klappt soschnell nicht.
Dass ein solches System funktionieren würde, finde ich auch schwer vorstellbar. Ich hab das wie gesagt auch nur in einer Studie der Nasa gelesen. Die haben das System als „technisch machbar“ einstuft. Es wurde aber auch gesagt, dass es ein Problem gibt, soviel Energie auf einmal aus dem Stromnetz zu bekommen. Um das Problem zu lösen hatte die Nasa mit Zwischenspeichern in Form von hunderten Chevy Batterien gerechnet. Das war dann auch der Grund warum sich das ganze ökonomisch nicht rechnen soll. Ich kann mir aber gut vorstellen, dass man dafür noch andere Lösungen findet.
Hier die Studie: http://naca.larc.nasa.gov/search.jsp?R=20120002761&qs=N%3D4294966387%2B4294911766 (http://naca.larc.nasa.gov/search.jsp?R=20120002761&qs=N%3D4294966387%2B4294911766)
Den besten Überblick (in einer Grafik) findet man auf Seite 515
-
Die Suche nach einem günstigen Stromspeicher ist heute die Suche nach dem heiligen Gral für die Materialforschung etc....
So schnell glaube ich da nicht an einen Durchbruch ::)
-
Die Suche nach einem günstigen Stromspeicher ist heute die Suche nach dem heiligen Gral für die Materialforschung etc....
So schnell glaube ich da nicht an einen Durchbruch ::)
Wieso, man hat doch bereis super-Kondensatoren. Nur Langzeit speichern kann man kaum...
-
Man darf nicht vergessen wieviel Energie in einer Rakete steckt.
Eine Tonne Wasserstoff beinhaltet eine Energie von 123'000 Megajoules. Die Delta IV hat z.B. 33 Tonnen Wasserstoff an Bord, das entspräche dann ca. 4'060 Gigajoule, oder nicht ganz 1/10 der Hiroshima-Bombe (56 TJ).
Eine Megawattstunde ist 3'600 Megajoules.
Die 100 Megawatt reichen ja nur für 200kg in the Orbit oder so ähnlich. Wenn es linear ist bräuchte man für 20t 15 Gigawatt. Da muss man ein paar Atomkraftwerke hinstellen :).
CERN braucht z.B. 230 MW, dafür brauchts aber keine Batterien, sondern einen guten Anschluss ans Stromnetz. Teuer dürften wohl eher die vielen Mikrowellen-Sender sein.
-
Die Energie im Wasserstoff kann man aber ohne eine chemische Reaktion nicht freisetzen. Dazu braucht man einen Oxidator und den gibts ja hier nicht.
Außerdem soll ja der Wasserstoff mit Energie vom Boden erhitzt werden.
-
Ja klar, wollte nur aufzeigen wieso man so viel Energie braucht, weil halt soviel Energie in einer Rakete steckt. Also ich finde das beeindruckend :).
-
Erinnert mich irgendwie an ein paar witzige Diskussionen mit Sci-Fi Fans in Sachen Kardashev Zivilisationen. ;D
Ja, ich weiß ich bin offtopic, aber einige vo ndenen glauben wir würden Typ II in knapp 100 Jahren erreichen, obwohl wir nicht mal annährend bei Typ I sind.
Und wieviel Energie ein chemischer Antrieb liefert ist schon gewaltig.
Jemand hat ja mal geschätzt wievie Energie die "Serenty" aus der Serie Firefly brauchen würde. (Wobei einige der Daten nicht ganz korrekt sind, soviel Nerdwissen muß sein. ;))
http://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/JustForFun/AbusingTheKardashevScaleForFunAndProfit?from=Main.AbusingTheKardashevScaleForFunAndProfit (http://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/JustForFun/AbusingTheKardashevScaleForFunAndProfit?from=Main.AbusingTheKardashevScaleForFunAndProfit)
Ansonsten @Energiespeicher:
Sind in Arbeit, z.b. SMES
http://www.heise.de/tr/artikel/Strom-in-der-Warteschleife-1205267.html (http://www.heise.de/tr/artikel/Strom-in-der-Warteschleife-1205267.html)
Die haben das System als „technisch machbar“ einstuft.
Tja, aber wie schon gesagt wurde. Technischt machbar heißt (leider) nicht gleichzeitig auch ökonomisch machbar. ;)
-
Wieso, man hat doch bereis super-Kondensatoren. Nur Langzeit speichern kann man kaum...
Für große Energiemengen zu sinnvollen Preisen vollkommen unbrauchbar. Also: Nein hamma nicht.
-
In "Brennschluss"-Höhe wird von den Mikrowellen nur noch ein verschwindend geringer Bruchteil das Raumfahrzeug treffen. Da schiebt sich nix mehr - im wahrsten Sinne des Wortes.
-
Die Energieübertragung soll durch die Atmosphäre im gewählten Wellenlängenbereich etwa 85% betragen. Es wird geschätzt, dass man 1Megawatt pro Kilo benötigt. (Cern verbraucht etwa 220Megawatt) Rechnen wir mal mit einem kWh preis von 20cent. Unternehmen in den USA werden wahrscheinlich deutlich weniger bezahlen... aber egal. Das sind dann 0,2€ x 1MW = 200€ für eine Stunde Betrieb für einen Kilo. Wenn wir dann die Transitzeit bis LEO mit 6 Minuten rechnen kommen wir auf 20€ pro Kilo in den LEO. Mit einem wiederverwendbaren Vehicle nicht übel. Problem ist also wirklich die Investition in die Infrastruktur. Baut man eine Gasturbine mit 600MW auf, oder rechnet wie im Nasa Report mit Autobatterien, kommt man mit heutigen Launchraten nicht günstiger weg als mit einer Pegasus. Bei hoher Auslastung einer solchen Anlage würde es jedoch wieder besser aussehen.
-
Wie willst du den Mikrowellenstrahl so fokussieren, dass er in z.B. 100km Entfernung vom Sender noch mit nennenswerter Leistung auf der Fläche des Raumfahrzeugs ankommt?
Die 85% mögen schon richtig sein, aber die laufen eben zum weit überwiegenden Teil neben dem Raumfahrzeug vorbei.
-
Schau mal in den Nasa Bericht... Die sehen mit diesem Konzept sogar Möglichkeiten bei "in space propulsion" was dann ja noch viel weiter als 100km weg ist. Die Nasa stellt die technische Machbarkeit mit Mikrowellen oder Laser jedenfalls nicht in Frage. Mein Gefühl sagt mir zwar auch dass das nicht so einfach klappen kann.... aber mal schauen
Updates zu Tests von escape dynamics sollen wohl noch dieses Jahr kommen. Ich finds jedenfalls spannend dass mal was komplett anderes versucht wird
Übersicht aus dem Nasa Bericht:
(http://img593.imageshack.us/img593/4101/lv0d.png)
-
Sieh dir die Daten auf Seite 590 an, Figure D.20, und dann fang zu rechnen an. Alles nur Träumerei. Und dabei sind 30MW wirklich nicht viel im Vergleich zu chemischem Antrieben.
-
Helix hat schon recht, um 30Kg in den LEO zu bekommen hätte man nen Fußballfeld voll mit über 2000 Sat-Schüsseln. Wenn das ganze linear ist, hätte man über 20.000 Schüsseln auf 10 Fußballfeldern für 300Kg Payload. Schon echt groß.... :o
Die Studie sagt ja auch, dass sich das ganze mit heutiger Technology nur für Payloads zwischen 1-10Kg lohnen könnte (z.B. cubesats). Es wird aber auch gesagt, dass weitere Entwicklungen die Schlussfolgerung der Studie ändern könnten.
Unter 2.6 Future Potential wird z.B. gesagt :
As mentioned in this report, and as shown in the investigations into the DRMs, BEP has the potential to realize low-cost access to space and the transportation of vehicles from LEO to GEO and deep space. If successfully developed, these applications alone would be game changing.
Träumerei ist also bei meinen Posts bestimmt mit an Board. Aber so gaaanz weit hergeholt is es auch nicht.
-
Man hätte über 2000 Antennen, von denen jede größer als ein Fußballfeld wäre. Ohne Zwischenraum aufgestellt ergäbe sich ein Quadrat mit sechs bis zehn Kilometer Seitenlänge, je nach Variante.
Schau auf den Öffnungswinkel der Antennen (HPBW), rechne die Fläche in 100km Entfernung aus, setze diese Fläche ins Verhältnis zur 1-Quadratmeter-"Empfangs"-Fläche des Raumfahrzeugs, verdopple den Wert (wegen HPBW), multipliziere das jetzt mit den 30MW, die pro Quadratmeter beim Raumfahrzeug ankommen sollen. Das ergibt die reinzusteckende Leistung, wenn Sender und Empfänger mit einem Wirkungsgrad von 100 Prozent arbeiten, was illusorisch ist.
-
Wenn ich das falsch falsch verstanden hab hast du absolut recht!
Aber bei z.B. Frequenz 95 steht doch:
Antenna Diameter (m): 1.86
Array Diameter (m): 211
No. of Array Antennas: 2190
Also eine Antenne 1,86m wobei das gesamte Array 211m im Durchmesser ist, und 2190 Antennen enthält.
Und die Mikrowellen würden doch über eine Parabolantenne gesendet. Nicht mit Abstahlwinkel...
Ich will die Wellen doch fokussieren
-
Uuuuups! Was die Größen angeht hast du recht! Asche auf mein Haupt!
Aber jede Antenne hat ihren Öffnungswinkel. Die hier angegebenen Werte sind schon extrem gut.
-
Aber jede Antenne hat ihren Öffnungswinkel. ....
Daher der Parabolspiegel zur Bündelung der von der Antenne abgesendeten (oder empfangenen) Strahlen. Dieser sollte idealerweise, Antenne im Brennpunkt, dann parallel abstrahlen - bei 1.85m Spiegeldurchmesser einen Strahl von 1,85m Durchmesser.
Es sind immer 2 Teile - Antenne z.B. Stift oder Schlitz im elektrisch leitenden Hohlleiter - Spiegel, passiv, aus Blech.
...das sollte man nicht vergessen, wenn man "Antenne" oder "Spiegel" sagt.
Gruß, HausD
-
Guten Morgen,
ich habe den Thread mit dem alten Thread "Lightcraft - Laser-gepumpter Antrieb" zusammengeführt. "Beamed energy" scheint mir ein guter Sammelbegriff der verschiedenen Konzepte zu sein.
-
Danke fürs Zusammenfügen der Threads!
@Helix
Ich glaub du hast die Grafik mit HPBW falsch verstanden. Wie HausD schon gesagt hat ist das der Öffnungswinkel des Senders bevor er auf den Parabolspiegel triff. Mit der angegebenen Formel kann man die Schüsselgröße in Abhängigkeit der Frequenz berechnen. Bei 220GHz ist die Schüsselgroße z.B. noch 0,6m.
-
@HausD, @rookie
Na, dann macht euch mal Gedanken zu realen Parabolantennen. Da gibt es weder "idealerweise" noch Brennpunkt, sehr zum Leidwesen der Antennenbauer. Und "Öffnungswinkel des Senders" - ähem - also, wäre der Öffnungswinkel desjenigen Bauteils gemeint, der die Leistung auf den "Parabolspiegel" abstrahlt, dann würde ich die Frage stellen, wozu man einen so großen "Parabolspiegel" braucht, da man mit dem winzigen Öffnungswinkel nur einen klitzekleinen Teil des "Parabolspiegels" treffen würde. Nein, es geht schon um den Öffnungswinkel der Parabolantenne als Ganzes.
Könnte man die Leistung tatsächlich parallel abstrahlen, dann würden alle diesen Verfahren nutzen, um Raumfahrzeuge ins All zu bringen. Die beste Paralellität erreicht man mit einem Laser, aber selbst der fächert auf und kann auf die große Entfernung nicht genügend Energie in ein kleines Ziel bringen. (Erinnert sich noch jemand an SDI? Aus den Laserkanonen ist trotz viel Geld nichts geworden.)
-
Genau: Punkt - ideal / Steuscheibchen - real, der Widerspruch zwischen Realität mit x Keulen und Nebenkeulen und dem "unendlich" kleinen Punkt ( ) fordert die Antennenbauer der Parobol-Antenne schon!
Doch nur deren "Sender" hat einen Öffnungswinkel, nicht die Parabolantenne, z.B. 3dB Abfall der Sende-Keule.
(http://www.mydarc.de/dj6iy/ghz-antennen/win3-10db.gif)
Die Parabol-Spiegel, das 2. Teil der Parabol-Antenne, hat einen nicht idealen Brennpunkt in den man den Sender setzt.
(http://www.mydarc.de/dj6iy/ghz-antennen/parab-winkel.gif)
Der Sender strahlt nun in alle Richtungen seines Öffnungswinkels auf den Parabolspiegel. Dieser hat nur noch die Aufgabe die einzelnen Strahlen über seine parabolische Spiegelfäche so zurück zu werfen, dass der austretende Strahlenbündel-Flächen-Fleck aus möglichst parallelen Strahlen besteht.
Ich hoffe dass die Frage wozu man einen so großen "Parabolspiegel" braucht
damit beantwortet ist.
Ansonsten, etwas mehr darüber : http://www.mydarc.de/dj6iy/ghz-antennen/ghz-ant.html (http://www.mydarc.de/dj6iy/ghz-antennen/ghz-ant.html)
Viel Spaß beim Lesen, wünscht HausD (ohne "Schüssel")
-
Man kann mit einem Reflektor die Strahlen auch hervorragend in einem Brennpunkt konzentrieren.
(http://assets.newport.com/web250w-EN/images/991.gif)
Der Brennpunkt variiert mit der Distanz des Senders zum Reflektor.
Klappt auch super mit ner Taschenlampe ;)
-
... man kann mit einer Taschenlampe eine Beamed Energy Propulsion machen ;D
Der Brennpunkt variiert mit der Distanz des Senders zum Reflektor
Nee, nee, nee, echt'n Brennpunkt gibts nur ein'n, heisst auch Fokus oder kurz F ! ... und gibs auch nur bei Parabolspiegel! (shagt Maulwuff)
Aber man kann nach den Reflektionsgesetzen den Konzentrationsbereich (heisst manchmal Bildebene) der abgestrahlen Energie auf das sich entfernende Ziel anpassen, indem man den Sender auf der Mittelachse des Spiegels von aussen nach innen bis zum Fokus/Brennpunkt verschiebt! ... und ab irgend einer Höhe (Entfernung - wie im Bild von rookie) ist dann die Strahllage der austretenden Stahlen parallel aber auch kein idealer Brenn-Punkt mehr, sondern eben ein Brenn-Fleck ...
Der Vergleich mit der Taschenlampe ist gut! -Wo sitzt das Glühobst und was fällt aus der Taschenlampe mit einem (recht und schlecht geformten) Parabolspiegel raus... ;D
Viel Spaß beim Beamen, HausD
-
Jau stimmt, mit dem im Bild oben gezeigten Ellipsoid-Reflektor bekomme ich zwar einen zweiten Brennpunkt, aber der wird wieder zum „Brennfleck“ wenn ich die Distanz Quelle - Reflektor variiere. Richtig?!
Man, die Optik Vorlesung war meist immer zu frueh morgens... ;D
-
Man, die Optik Vorlesung war meist immer zu frueh morgens... ;D
... Dafür meine EX-Physik-Optik Praktika immer dann, wenn die Kneipen aufhatten ... leider war es ein EX-Fach und die haben immer alles so ernst genommen. ... waren richtig nachtragend ;) ...
Beste Grüße, HausD
-
Tja, wenn das alles so einfach ist, dann bleibt nur noch die Frage, wieso die Deppen von der NASA das nicht schnallen und - ruckzuck - den Superduper-Antrieb für Raumfahrzeuge realisieren. Stattdessen quälen sie sich mit SLS ab. ;)
-
In der Vergangenheit waren Laser oder Mikrowellen einfach nicht stark genug um so ein Konzept zu realisieren. Auch heute rechnet sich das System nicht, weil die „Beamingstation“ einfach zu teuer ist. Bleibt abzuwarten ob der Preisverfall und die Leistungssteigerung von Lasern und Mikrowellen ähnlich denen von Halbleitern ist.
Also abwarten.... Hier nochma nen Zitat aus dem Nasa Report mit Ausblick auf die Zukunft:
If the economic barrier to space access is ever to be broken, it will most likely be by the first concept to achieve reusability, enabled by the first technology that achieves the highest margins at the smallest scale. According to the results of DRM 1–C and specifically Table 3.30, microwave thermal rockets are a candidate.
-
Hat sich schon mal jemand Gedanken gemacht, wie man in einen Orbit bei sich drehender Erde beamt?
fragt neugierig, HausD
-
Hallo HausD
Warum nicht? Grundsätzlich ist das kein Problem. Unsere astronomischen Instrumente peilen doch auch Punkte am Himmel an, während die Erde sich dreht. Man hat nicht ständig Kontakt, braucht man aber an sich auch nicht.
-
Wegen der Erdkrümmung gerät die Rakete außer Sicht.
Schließlich muss sie in einen Orbit - die Erde umkreisen.
-
Mehrere Stationen? Oder man startet auf einer anderen Trajektorie als heute üblich: erst steil und weit nach oben, dann oben stark beschleunigen auf den Zielorbit. Das wäre aber wohl mit starken Verlusten verbunden.
-
Laut Escape Dynamics soll das ganze mit einer BEP Station funktionieren. Trajektorie ist glaub ich nen bissl anders...
(http://escapedynamics.com/wp-content/uploads/2012/11/EMPRLS-stars-large-letters.png)
-
Also wenn ich die Grafik richtig verstehe, "pumpt" die Station mehr Leistung in die Rakete hinein, als diese gerade "verbraucht". Mit dem Überschuss wird ein Wärmespeicher aufgeheizt, der dann oben, bzw. außer Sichtweite der Station, "entladen" wird und so weiter Antriebsleistung bereitstellt.
(auch eine schöne Lösung)
-
Mit dem Überschuss wird ein Wärmespeicher aufgeheizt, der dann oben, bzw. außer Sichtweite der Station, "entladen" wird und so weiter Antriebsleistung bereitstellt.
Nee, der Mikrowellenbeam folgt schon der Rakete bis zum Cut off (oben rechts in der Grafik). Die Range von 100Km kann mit dem Beam abgedeckt werden
-
Aus der Grafik entnehme ich das anders (wozu sonst Wärmetauscher und Arbeitsmedium)? Man hat dort ein Wärmereservoir an Bord, dass Energie abgibt. Außerdem erscheint mir das sinnvoll, eben um Manöverleistung auch jenseits des Horizonts zu haben, ohne noch extra ein rein chemisches System einbauen zu müssen.
Ob man jetzt "mit einem Strahl" direkt bis in den Orbit kommt, oder nicht, ist damit ja nicht verneint. Aber es wird zusätzlich Energie an Bord "gepumpt", für später.
-
Den Wärmetauscher brauche ich um die Energie aus dem Mikrowellenstrahl zu absorbieren. Und "cut off" bedeutet in diesem Fall soviel wie Laser wird ab-gestellt/geschnitten.
Ich glaube auch soviel Wärmeenergie um eine Rakete anzutreiben könnte man auf dem Raum auch nicht speichern....?!
-
Nun gut, was heißt "soviel Wärmeenergie um eine Rakete anzutreiben" konkret? Was will ich antreiben? Wie schnell, oder weit oder stark? Will ich ein Fluchtmanöver fliegen? Will ich die Bahn zirkularisieren? Will ich die Lage stabilisieren?
Zum Manövrieren kann ein Einstoffsystem reichen, quasi ein "aufgeblasener", und hier erhitzter Luftballon. So was gab es ja schon. LCROSS hat damals den wertvollen Wasserstoff der Centaur-Oberstufe "vergeudet", um seine Mond-FlyBy-Trajektorie einzusteuern. Der Wasserstoff wurde nicht verbrannt, sondern einfach ausgeblasen. Das ist nicht sonderlich effektiv im Vergleich zu einem chemisch brennenden Antrieb dann, aber es ist möglich, und über das Gesamtsystem gerechnet hier vielleicht effizienter.
-
Jau, man kann die verbleibende Wärme bestimmt noch nutzen... Wollte damit nur sagen, dass über die dargestellte Range, der Beam bis zum cut off aktiv ist. Hab mal nen alten Artikel rausgekrahmt der das Konzept wesentlich kürzer darstellt als die Nasa Studie...
http://news.cnet.com/8301-13772_3-20020131-52.html (http://news.cnet.com/8301-13772_3-20020131-52.html)
-
Ok, da sieht es jetzt nicht mehr nach großem Wärmereservoir aus, wenn überhaupt. Interessant ist, dass sie eine Turbopumpe brauchen. Das war vorher auch nicht direkt ersichtlich.
Interessant finde ich die Idee eines Wärmereservoirs trotzdem. Ein wenig Manöverkraft ...
-
Ich könnte mir auch vorstellen, dass die Grafik zeigen soll, wie sie mit einem Mikrowellenstrahl die Energie eines chemischen Treibstoffs, der je energiebegrenzt ist, erhöhen wollen. Man könnte ja z.b. auf LOX/LH2 verzichten, dafür eher etwas dichtere, volumensparende Treibstoffe nehmen, z.b. LOX/Kerosin, und dafür noch mehr Energie hinzuführen, indem der Treibstoff per Beam vorgeheizt wird.
-
Ich könnte mir auch vorstellen, dass die Grafik zeigen soll, wie sie mit einem Mikrowellenstrahl die Energie eines chemischen Treibstoffs, der je energiebegrenzt ist, erhöhen wollen. Man könnte ja z.b. auf LOX/LH2 verzichten, dafür eher etwas dichtere, volumensparende Treibstoffe nehmen, z.b. LOX/Kerosin, und dafür noch mehr Energie hinzuführen, indem der Treibstoff per Beam vorgeheizt wird.
das Problem ist doch nicht der Energiegehelt, sondern dass die Düsen kaum 2000°C aushalten?
Sonst könnte man ja einfach Wasserstoff nuklear auf 10.000°C aufheizen und hätte eine tolle Effizienz.
-
Bei einem nuklearen Antrieb hätte man zudem auch ein großes Problem mit der Sicherheit. Da bei BEP die Energiequelle am Boden bleibt, braucht man das Gewicht (Reaktor) nicht mit beschleunigen. Deswegen sind die benötigten Temperaturen auch wesentlich geringer, was die Konstruktion mit vorhandenen Materialen ermöglicht.