Raumcon
Raumfahrt => Konzepte und Perspektiven: Raumfahrt => Thema gestartet von: pmvstrm am 14. April 2011, 14:43:44
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Hallo,
Ich bin wie viele hier sicher auch schon seit vielen Jahren am Thema Raumfahrt und Aerodynamik interessiert.Und gerade deswegen komm ich nicht umhin den doch sehr engen Bereich in dem wir Raumfahrt mit heutigen Mitteln
betreiben können kritisch zu hinterfragen. Es gibt zwar gute Ideen wie Ionocraft Propulsion und VASIMIR die
mittlerweile sogar schon von der Nasa in Missionen eingesetzt werden, aber ich bin skeptisch ob die Lösung wirklich
nur in der schlichten Erhöhung von relativen Abschlussgeschwindigkeiten liegen soll.
Auch bei erreichen hoher Geschwindigkeiten bleibt z.B das Thema der Masseträgheit und G-Kraftbelastung ein zentrales Problem.Kollisionen mit kleinsten Objekten werden bei diesen Geschwindigkeiten zum russischen Roulette
und agressive Ausweichmanöver können aufgrund der G-Kraft Belastung ebenfalls für Rumpfzelle und Besatzung zu
ernsthaften Komplikationen führen (Materialüberbelastung/bei Menschen Knochenbrüche, Kreislaufversagen).
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Ich weiss nicht, was du für Vorstellungen hast, aber "aggresive Ausweichmanöver" gibt es definitiv nicht. Bei der größe des Raumes und der Qualität bordinterner Radarsysteme ist es völlig unmöglich, das ein gefährliches Objekt erst in einer Nähe entdeckt wird, die es nötig macht, mit mehreren G auszuweichen.
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Die Raumfahrt steckt noch in Kinderschuen wir haben gerade mal 50 Jahre rum.
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Es geht ja nicht nur um aggressive Ausweichmanöver, sondern im Kern eher um die Gefahren die bei hohen
Beschleunigungswerten von den G-Kräften auf Mensch und Material einwirken.Sogar moderne Kampfjets
haben extra Warnsysteme die den Piloten akustisch und visuell warnen wenn er Toleranzwerte übersteigt,
ganz einfach weil die G-Kräfte enorm sind. Beim Apollo Astronautenprogramm haben nur spezielle, militärisch
ausgebildete Personen, mit sehr guten psychischen und physischen Eigenschaften überhaupt die Chance
gehabt in das Programm aufgenommen zu werden.Muskeltraining und intensive Vorbereitungen auf G-Kraft
Einwirkungen waren eine Grundbedingung. Ich kann zwar kein Patentrezept zur Lösung des Problems liefern,
bin aber der Meinung das ein Schlüssel für zukünftige Raumfahrtprojekte gut daran tun diesen enormen Belastungsfaktor zu mildern/reduzieren.
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Du verwechselst da aber die Start- und Landephasen, die in der Tat sehr belastend sein können, mit den Flugphasen im Weltraum. Woher sollen denn dabei diese hohen G-Kräfte kommen? Man muss im freien Fall halt nicht diese aus der irdischen Atmosphärenfliegerei bekannten "Kampfkurven" fliegen.
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Moin,
hallo pmvstrm, erstmal Willkommen im Forum. :D
Ich befürchte, Du verwechselst da was. Wie es Ruhri schon geschrieben hat. Ein Raketenstart ist wesentlich weniger belastend für die Astronauten als ein Flug im Kampfjet. Mehr als max. 5 g treten da (kurzfristig) nicht auf. Bei einer Shuttle-Landung sind es auch nicht mehr. Lediglich beim ballistischen Wiedereintritt einer Kapsel wie der Sojus kann die Belastung kurzfristig etwas höher sein.
Selbst 77-jährige Raumfluggäste haben das schon lächelnd überstanden... ;)
Wenn man erst einmal im Orbit ist, herrscht Schwere- und Beschleunigungslosigkeit. Deren Fehlen muß sogar durch viel Sport entgegengearbeitet werden.
Ausweichmanöver: da ist nichts aggressiv. Als jetzt die ISS etwas "verschoben" werden mußte, um einem Trümmerstück auszuweichen, erfolgte das mit einem Schub von 980N, bei einer Masse der ISS von ca. 400 t. So, nun rechne mal die Beschleunigung aus... 8)
Gruß
roger50
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Ich bin mir sicher, dass wir bis zur Einsatzreife von Antrieben nach dem Muster VASIMR mittel und Wege gefunden haben, um Kollisionen mit Mikrometeoriten zu verhindern......vielleicht nach dem Vorbild der kollisionswarnung in einem Flugzeug.
Natürlich mit einer Art Ausweichautomatik und entsprechend hoher Reichweite.......G-Hosen sollten die Astronauten natürlich nicht tragen müssen! :)
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Moin,
hallo pmvstrm, erstmal Willkommen im Forum. :D
Jo danke!
Selbst 77-jährige Raumfluggäste haben das schon lächelnd überstanden... ;)
Ich glaube kaum das ein 77 jähriger direkt nach der Landung über die Strapatzen lächelt. Neulich in einer
Arte Doku über die Sojus ISS Versorger war die Rede davon das gelegentlich jemand Bewustloß in der
Kapsel liegt wenn sie gelandet ist, so ohne ist das nicht mal eben.
Aber das ist auch nicht der Punkt. Wesentlich problematischer sehe ich die G-Kraft Belastung während eines
längeren Fluges an.Manche meinen ja hier, das es während des Flugs keine G-Kraftbelastung zu geben
scheint, aber dem ist nicht so, wie die Nasa Grafik des TLI Manövers (Trans Lunar Injection) zeigt
https://images.raumfahrer.net/up013831.gif (https://images.raumfahrer.net/up013831.gif)
Das sind relativ kleine Beschleunigungen, trotzdem zeigen sie worauf es aus deterministischer Sicht
hinausläuft. Raumschiffe mit viel höheren Geschwindigkeiten wie bei VASIMIR bringen nun mal auch
eine hähere G-Kraftbelastung mit sich die auf Material und Mensch wirken. Bei 10% Lichtgeschwindigkeit
ist ein schnelles ausweichen z.B wenn sich ein Hindernis in den Weg stellt nicht mal eben machbar,
es sei denn man will riskieren dass das Raumschiff auseinanderbricht oder die Besatzung gekillt wird.
Das ganze erinnert an die Titanic, wo der Eisberg zwar zu sehen war, aber das schiff durch seine
Trägheit auf seinem Kurs einfach nicht schnell genug herumschwenken konnte.
Ich bleibe dabei: Effektive, kostengünstige Raumfahrt kann nur dann gelingen, wenn wir Wege
finden Schwerkraft und Beschleunigungsspezifische Masseträgheitsphänomene zu reduzieren.
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Bei interplanetaren Flügen mit nicht-chemischen Antrieben sind die Beschleunigungen minimal. VASIMR hat nur ein paar Newton Schub, großes chemische Antriebe haben mehrere Meganewton. In der Regel gilt: je höher die Ausströmgeschwindigkeit desto kleiner der Schub.
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Das sind relativ kleine Beschleunigungen, trotzdem zeigen sie worauf es aus deterministischer Sicht
hinausläuft. Raumschiffe mit viel höheren Geschwindigkeiten wie bei VASIMIR bringen nun mal auch
eine hähere G-Kraftbelastung mit sich die auf Material und Mensch wirken. Bei 10% Lichtgeschwindigkeit
ist ein schnelles ausweichen z.B wenn sich ein Hindernis in den Weg stellt nicht mal eben machbar,
es sei denn man will riskieren dass das Raumschiff auseinanderbricht oder die Besatzung gekillt wird.
Das ganze erinnert an die Titanic, wo der Eisberg zwar zu sehen war, aber das schiff durch seine
Trägheit auf seinem Kurs einfach nicht schnell genug herumschwenken konnte.
Geschwindigkeiten von 10% C sind bei der derzeitigen Technologie nichtmal halbwegs realistisch. Und daran wird sich auch für die nächsten 100 Jahre nichts ändern.
Ich bleibe dabei: Effektive, kostengünstige Raumfahrt kann nur dann gelingen, wenn wir Wege
finden Schwerkraft und Beschleunigungsspezifische Masseträgheitsphänomene zu reduzieren.
Man kann die Masseträgheit nicht reduzieren.
Und Schwerkraft herrscht im freien Raum auch keine.
Und wieso die Konntrolle der Masseträgheit erforderlich sein muss, um effektive Raumfahrt zu betreiben, ist mir ein Rätsel.
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Aber das ist auch nicht der Punkt. Wesentlich problematischer sehe ich die G-Kraft Belastung während eines
längeren Fluges an.Manche meinen ja hier, das es während des Flugs keine G-Kraftbelastung zu geben
scheint, aber dem ist nicht so, wie die Nasa Grafik des TLI Manövers (Trans Lunar Injection) zeigt
https://images.raumfahrer.net/up013831.gif (https://images.raumfahrer.net/up013831.gif)
Ein TLI-Manöver ist aber kein Ausweichmanöver. Wie du ja selber gesehen hat, betrug die Beschleunigung keine 2 g. Kampfkurven in irdischen Flugzeugen bringen aber Beschleunigungen von 7-9 g.
Das sind relativ kleine Beschleunigungen, trotzdem zeigen sie worauf es aus deterministischer Sicht
hinausläuft. Raumschiffe mit viel höheren Geschwindigkeiten wie bei VASIMIR bringen nun mal auch
eine hähere G-Kraftbelastung mit sich die auf Material und Mensch wirken. Bei 10% Lichtgeschwindigkeit
ist ein schnelles ausweichen z.B wenn sich ein Hindernis in den Weg stellt nicht mal eben machbar,
es sei denn man will riskieren dass das Raumschiff auseinanderbricht oder die Besatzung gekillt wird.
Das ganze erinnert an die Titanic, wo der Eisberg zwar zu sehen war, aber das schiff durch seine
Trägheit auf seinem Kurs einfach nicht schnell genug herumschwenken konnte.
Wir reden aber bei unserer heutigen Raumfahrt nicht über derartige Geschwindigkeiten. Und sieh dir einmal Kurskorrekturen an, wie sie etwa bei Apollo-Flügen notwendig waren. Da wurden eben gerade keine Kurven geflogen, die bei der Jagdfliegerei zu hohen seitlichen G-Belastungen führen. Man benutzt die Steuerdüsen, um das Raumfahrzeug um eine seiner Achsen zu drehen. Dabei treten keine hohen Belastungen auf. Erst danach zündet man das Haupttriebwerk. Damit wird das Heck des Raumschiffs zu "unten". Mehr als die von dir erwähnten 1,6 g kommen dabei aber halt auch nicht zustande.
Ich bleibe dabei: Effektive, kostengünstige Raumfahrt kann nur dann gelingen, wenn wir Wege
finden Schwerkraft und Beschleunigungsspezifische Masseträgheitsphänomene zu reduzieren.
Darum können wir uns immer noch kümmern, wenn wir die passenden Antriebe haben. Vielleicht klappt das ja schon gar nicht.
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Im Detail mag es ja richtig sein, das bei der heutigen Raumfahrt (die keine Langzeitperspektive sein kann)
die notwendigen Kurskorrekturen so wie beschrieben durchführbar sind, aber die Grundsätzliche Beschränkung
derzeitiger Raumfahrzeuge bleibt unverändert bestehen.
Wenn wir mal die modernen Raketen wie Ariane oder Delta hernehmen, dann ist klar das diese Verhikel
eine Abschlussgeschwindigkeit und maximale Brenndauer haben. Planetare Sonden werden auf
Kurs gebracht und driften dann ihrem Ziel entgegen oder hangeln sich von Planet zu Planet. Das erinnert
mich eher an Affen im Dschungel denn an Raumfahrt. Es gibt nun mal kein Tankstellennetz da oben und
man benötigt eine autonome, langzeit Energiequelle die einen geeigneten Antrieb auf lange Sicht versorgen
kann.Den größten Energieaufwand beim Begin einer jeden Mission beim Start in Form von Treibstoff investieren
und meist ist der restlos aufgebraucht sobald der Orbit erreicht ist - aber genau hier wird es dann interessant.
Für Raummiossionen jenseits des Mondes brauchen wir völlig andere Raumschiffe, die wesentlich autonomer
und schneller unterwegs sind.Und last but not least: Wenn das ganze breit aufgestellt kommerziell nutzbar
werden soll (z.B Abbau von Mineralien und Transport zur Erde u.s.w) dann brauchen wir ernsthafte
Alternativen zu dem was wir bisher betrieben - denn ganz ehrlich: Raketen sind die großen Brüder dessen
was die Chinesen vor 4000 Jahren aus kulturellen Anlass verschossen haben, es ist lächerlich so etwas
Raumfahrt zu nennen und letztendlich reden wir hier ja wohl über Zukunft und nicht olle Karmellen die
zu nichts zu gebrauchen sind und allenfalls Nebelkerzen ohne Perspektive darstellen.
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... je höher die Ausströmgeschwindigkeit, desto kleiner der Schub.
... ist physikalisch allerdings falsch. Dass elektrische Triebwerke im allgemeinen einen kleinen Schub zur Verfügung stellen, liegt daran, dass man sehr viel Energie für die Beschleunigung geladener Partikel benötigt, die man mit heutigen Mitteln nur schwer zur Verfügung stellen kann. Daher stößt man nur eine sehr geringe Masse aus, diese dann aber mit hoher Geschwindigkeit.
Den letztlich positiven Beschleunigungseffekt erreicht man durch lange Laufzeiten mit kleiner Energiequelle. Bei chemischen Triebwerken wird dagegen eher viel Treibstoff in kurzer Zeit verbraucht.
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An pmvstrm
Und wie geht das?
Es genügt mir schon, wenn Du mir den Warpantrieb, den Anti-Materie Antrieb, die Kernfusion, Schutzschirme, Photonen-Torpedos, das Paratron-Feld und die Transwarp-Spule detaillliert erklärst. Bitte!!!!! ::)
Nun Warp ist tatsächlich eine Variante die nach Alcubierre und Van den Broeck wirklich mal durchgerechnet
wurde:
Ein funktionsfähiger Warp-Antrieb muss die Eigenschaft haben, einen bestimmten Energie-Impuls-Tensor zu erzeugen, welcher das Raumzeitgebiet um ein Raumschiff herum derart verändert, dass die Entfernung zwischen Start- und Zielpunkt verringert wird. Dies bedeutet nichts anderes, als dass die Raumzeit vor dem Schiff kontrahiert und hinter ihm wieder expandiert.
Das Problem dabei ist, daß man selbst unter günstigsten Bedingungen und nach einer speziellen Durchrechnung
dieser Variante noch wenigstens 10g Exotische Materie von nöten wäre (keine Antimaterie) und da es zu dieser
ominösen Materieart nicht mal Ansatzweise Untersuchungen gibt, entfällt diese Lösung wohl so lange bis wir mehr darüber wissen.
Viel interessanter finde ich die jedoch die Forschungen rund um das Thema EPR Effekt, einer Qunatentheoretischen
Arbeit von Einstein, Podolski und Rosen. Hiernach werden bei der Aussendung von Verschränkten Teilchen offenbar
auf bisher unbekannten Wege überlichtschnelle Informationen ausgetauscht. Die Ergebnisse wurden in
Nature und Science sowie den Physical Review Letters publiziert und sind reichhaltig dokumentiert. Einstein
selber bezeichnete den effekt einmal als "Spukhafte Fernwirkung" und war nicht besonders begeister
das Max Plank mit dieser Sache anfing, denn sie greift die Grundaussage der ART frontal an, denn offenbar
gibt es allen Überzeugungen der Kaste der Relativen zum Trotz doch einen Effekt der mittlerweile an berechnet
wurde und wenigsten mit ca. 10.000 facher Überlichtgeschwindigkeit auftrumpft und dies ist nur eine sehr sehr
konservative Schätzung.
Siehe:
http://www.nature.com/nature/journal/v467/n7319/full/4671042a.html (http://www.nature.com/nature/journal/v467/n7319/full/4671042a.html)
http://www.heise.de/tp/artikel/28/28531/1.html (http://www.heise.de/tp/artikel/28/28531/1.html)
Welt der Physik schreibt dazu:
Durch Berücksichtigung der West-Ost-Achse, auf der die beiden Orte annähernd liegen, und der Erdrotation zeigten sie zudem, dass der Austausch zwischen den Photonen, wenn er nicht unendlich schnell sein sollte, mit mindestens 10.000 facher Lichtgeschwindigkeit erfolgen muss.
http://www.weltderphysik.de/de/1517.php (http://www.weltderphysik.de/de/1517.php)
Das ist natürlich kein Antrieb, aber zumindest schon mal ein Signalweg und wird bei der Realisierung von
Quantkyptographie und Quantencomputern als Ausgangspunkt angesehen. Aber darüber hinaus bleibt
natürlich festzuhalten, daß Lichtgeschwindigkeit unter Quantenmechanischen Bedingungen nicht mehr die
höchste Form von Geschwindigkeit darstellt und es schneller gehen kann. Die nächsten Schritte sind aus meiner
Sicht den Transportweg zu verstehen. Die Frage was da genau passiert wenn Teilchen scheinbar ohne
ersichtlichen Grund miteinander überlichtschnell kommunizieren und das egal ob auf Erde Mond oder dem
Mars.
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Geschwindigkeiten von 10% C sind bei der derzeitigen Technologie nichtmal halbwegs realistisch. Und daran wird sich auch für die nächsten 100 Jahre nichts ändern.
Man könnte eine Sonde mit einer Masse <<1kg mit Ionentriebwerk vielleicht so schnell bekommen. Allerdings sind da wohl die Antennen schon zu schwer.... Zumindest auf astronomische Entfernungen!
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... je höher die Ausströmgeschwindigkeit, desto kleiner der Schub.
... ist physikalisch allerdings falsch. Dass elektrische Triebwerke im allgemeinen einen kleinen Schub zur Verfügung stellen, liegt daran, dass man sehr viel Energie für die Beschleunigung geladener Partikel benötigt, die man mit heutigen Mitteln nur schwer zur Verfügung stellen kann. Daher stößt man nur eine sehr geringe Masse aus, diese dann aber mit hoher Geschwindigkeit.
Den letztlich positiven Beschleunigungseffekt erreicht man durch lange Laufzeiten mit kleiner Energiequelle. Bei chemischen Triebwerken wird dagegen eher viel Treibstoff in kurzer Zeit verbraucht.
Wieso physikalisch falsch? Ich sag nur: Leistung des Antriebsstrahls:
Leistung = 0.5 * Massenstrom*Ausströmgeschwindigkeit^2
und mit Schub = Massenstrom*Ausströmgeschwindigkeit
folgt:
Leistung = 0.5 * Schub *Ausströmgeschwindigkeit
Wir sehen also, dass bei konstanter Leistung nur hoher Schub oder hohe Ausströmgeschwindigkeit möglich ist. Wenn elektrische Antriebe also eine Leistung haben, die vergleichbar mit chemischen Antrieben ist, dann ist der Schub immer noch kleiner. Für hohen Schub und hohe Ausströmgeschwindigkeit braucht man gigantische Leistungen, da reicht auch ein Kernspaltungsreaktor nicht mehr.
Nur mal ein Beispiel: die erste Stufe der Saturn V hatte eine Ausströmgeschwindigkeit von ca. 2580m/s (laut Wiki) und einen Schub von 34.020.000 N. Das entspricht einer Leistung von 44 Gigawatt(!!!). Jetzt soll man mir mal zeigen welcher Reaktor weltweit soviel Leistung hat und den man noch klein bauen kann und bei dem man eine gigantische Abwärme im mehrstelligen Gigawattbereich über Radiatoren abführen kann. Selbst ein 4 Gigawatt Reaktor gibts ja gar nicht.
Was ich damit sagen will: bei chemischen Antrieben ist die spezifische Leistung gegenüber allen anderen Antrieben um mindestens eine Größenordnung besser, sieht man auch hier:
http://en.wikipedia.org/wiki/Power-to-weight_ratio (http://en.wikipedia.org/wiki/Power-to-weight_ratio)
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Im Detail mag es ja richtig sein, das bei der heutigen Raumfahrt (die keine Langzeitperspektive sein kann)
die notwendigen Kurskorrekturen so wie beschrieben durchführbar sind, aber die Grundsätzliche Beschränkung
derzeitiger Raumfahrzeuge bleibt unverändert bestehen.
Doch, die heutige Raumfahrt muss und wird unsere Langzeitperspektive sein. Wovon du träumst, ist leider pure Science Fiction. Aber wo wir schon bei dem Thema sind, fällt mir etwa der Antrieb in David Webers Harrington-Universum ein. Die SF-Raumschiffe bei Weber funktionieren mit Gravitation und schaffen locker einige hundert g Beschleunigung. Weber behält aber insofern einen dünnen Verbindungsfaden zur Realität, als seine Kapitäne und Navigatoren genau berechnen müssen, wo sie mit welchem Vektor unterwegs sind und wo sie hinwollen. Man fährt dann mit einer hohen Beschleunigung, bis die Zeit gekommen ist, das Schiff zu wenden und mit entsprechender Beschleunigung abzubremsen, um am gewünschten Ziel mit Relativgeschwindigkeit 0 anzukommen. Der Antrieb in diesem SF-Zyklus ist völlig abgehoben und für unsere heutige Wissenschaft undenkbar, aber das Prinzip der Kursmanöver funktioniert genauso wie bei unseren heutigen Kapseln.
Wenn wir mal die modernen Raketen wie Ariane oder Delta hernehmen, dann ist klar das diese Verhikel
eine Abschlussgeschwindigkeit und maximale Brenndauer haben. Planetare Sonden werden auf
Kurs gebracht und driften dann ihrem Ziel entgegen oder hangeln sich von Planet zu Planet. Das erinnert
mich eher an Affen im Dschungel denn an Raumfahrt. Es gibt nun mal kein Tankstellennetz da oben und
man benötigt eine autonome, langzeit Energiequelle die einen geeigneten Antrieb auf lange Sicht versorgen
kann.Den größten Energieaufwand beim Begin einer jeden Mission beim Start in Form von Treibstoff investieren
und meist ist der restlos aufgebraucht sobald der Orbit erreicht ist - aber genau hier wird es dann interessant.
Es ist nun einmal extrem aufwändig, von der Oberfläche eine Himmelskörpers zu starten und die notwendige Geschwindigkeit aufzubauen. Hat man erst einmal genügend Abstand und Geschwindigkeit gewonnen, ist alles weitere eine Frage von Stützmasse und Energie. Der entscheidende Punkt ist aber, dass man genau dann Energie sparen kann. Wenn du allerdings die Affen-im-Dschungel-Raumfahrt nicht magst, dann kann dir leider niemand helfen. Eine andere Art der interplanetaren oder gar interstellaren Raumfahrt wird mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit kein heute lebender Mensch mehr erleben.
Für Raummiossionen jenseits des Mondes brauchen wir völlig andere Raumschiffe, die wesentlich autonomer und schneller unterwegs sind.Und last but not least: Wenn das ganze breit aufgestellt kommerziell nutzbar werden soll (z.B Abbau von Mineralien und Transport zur Erde u.s.w) dann brauchen wir ernsthafte
Alternativen zu dem was wir bisher betrieben - denn ganz ehrlich: Raketen sind die großen Brüder dessen
was die Chinesen vor 4000 Jahren aus kulturellen Anlass verschossen haben, es ist lächerlich so etwas
Raumfahrt zu nennen und letztendlich reden wir hier ja wohl über Zukunft und nicht olle Karmellen die
zu nichts zu gebrauchen sind und allenfalls Nebelkerzen ohne Perspektive darstellen.
Auch das ist alles pure Science Fiction. Wie willst du denn von der Oberfläche der Erde oder eines anderen Himmelskörpers wegkommen außer mit Raketen? Man muss in kurzer Zeit eine hohe Geschwindigkeit aufbauen, und das geht eben nur mit chemischen Raketen. Es gibt zurzeit kein anderes Konzept, wenn man von dem Atombombenantrieb á la Orion (http://de.wikipedia.org/wiki/Orion-Projekt) absieht.
Und welche Mineralien sollen es denn wert sein, sie auf einem anderen Himmelskörper zu fördern? Die Raumfahrt erfordert nun einmal ungeheuer große Energiemengen. Die von dir geforderte neue Art der Raumfahrt würde noch viel mehr Energie erfordern. Mit der Energie könnte man alles auch auf der Erde gewinnen, z.B. durch Ausfiltrieren aus dem Meerwasser. Ich sehe da wirklich keine kommerziellen Möglichkeiten für die interplanetare Raumfahrt. Weltraumtourismus mag sich selbst tragen, aber wirklich bezahlbar wird auch das für lange Zeit nicht sein.
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Geschwindigkeiten von 10% C sind bei der derzeitigen Technologie nichtmal halbwegs realistisch. Und daran wird sich auch für die nächsten 100 Jahre nichts ändern.
Man könnte eine Sonde mit einer Masse <<1kg mit Ionentriebwerk vielleicht so schnell bekommen. Allerdings sind da wohl die Antennen schon zu schwer.... Zumindest auf astronomische Entfernungen!
Technisch unmöglich. Die Gewichtsbezogene Leistung ist viel zu gering und selbst die Ausströmgeschwindigkeit ist bei modernen Ionentriebwerken nicht ausreichend.
Geschwindigkeiten von 10% c kann man nur mit einer Art Kernfusionsantrieb erreichen, oder mit von starken Lasern bestrahlten Lichtsegeln.
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Wir sehen also, dass bei konstanter Leistung ...
Eben das fehlte vorhin. Ohne diese Angabe würde suggeriert, dass Ausströmgeschwindigkeit und Schub immer umgekehrt proportional zueinander seien. Und das ist falsch, wie auch Du zugeben wirst. :)
Ich konnte das nicht so stehenlassen, da auch meine Schüler hier hin und wieder mitlesen.
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Auch das ist alles pure Science Fiction. Wie willst du denn von der Oberfläche der Erde oder eines anderen Himmelskörpers wegkommen außer mit Raketen? Man muss in kurzer Zeit eine hohe Geschwindigkeit aufbauen, und das geht eben nur mit chemischen Raketen. Es gibt zurzeit kein anderes Konzept, wenn man von dem Atombombenantrieb á la Orion (http://de.wikipedia.org/wiki/Orion-Projekt) absieht.
Dieser Bereich des Forums trägt ja nicht ohne Grund den Titel "Konzepte und Perspektiven der Raumfahrt".
Du kannst nicht erwarten das ich oder ein anderer mit einem Königsweg oder einem Patentrezept um die
Ecke kommen aber man kann sich sehr wohl über völlig neue Ansätze unterhalten und da schlage ich als erste
einmal eine schonungslose IstAnalyse vor.
Man muss in kurzer Zeit eine hohe Geschwindigkeit aufbauen, und das geht eben nur mit chemischen Raketen.
Ok und warum müssen wir diese gewaltigen Energien überhaupt aufbringen?
Richtig: Gravitation. Gravitation ist nach Einstein eine Ausprägung des Raums selbst.Wenn dies so ist und
wir haben allen Grund anzunehmen das es zutrifft, dann müssen wir uns die Fragen stellen ob es
ggf. etwas gibt was schneller sein könnte als das Licht.Gravitationswellen b.z.w Gravitions/Eichbosonen
sie aussichtsreiche Kandidaten und weltweit wird in den großenTeilchenbeschleunigern parallel nach dem
Higgs-Boson gesucht, das nach der Higgs-Theorie den Teilchen bei Ihrer Entstehung erst Ihre Masse
Eigenschaft verpasst. Materie kommt demnach nicht automatisch mit Ruhemasse daher sondern bekommt
diese Eigenschaft erst nach Herstellung verpasst. Masselose Teilchen allerdings besitzen kein Gewicht,
nichts was sie bremsen könnte und sind potentiell dazu in der Lage wie Photonen auch Lichtgeschwindigkeit
zu erreichen und das mit geringen Aufwand. Hier kann ich mir ein Triebwerk vorstellen das diesen Effekt
nutzt und Ruhemasselose Materie entgegen der Flugrichtung ausstösst.
Und welche Mineralien sollen es denn wert sein, sie auf einem anderen Himmelskörper zu fördern? Die Raumfahrt erfordert nun einmal ungeheuer große Energiemengen.
Korrekt und daher muss man wegen finden diese benötigten Energiemengen zu verringen.
Ein anderes Konzept das vorstellbar ist, ist ein Quantenfeldantrieb der auf dem gut dokumentierten EPR Effekt
beruht. Obwohl hier momentan ein Rekord nach dem anderen gebrochen wird und die Welt der Physik in Staunen
versetzt, ist immer noch unklar was da mit minimum 10.000 facher Überlichtgeschwindigkeit, nicht ART konform
kommuniziert (siehe weiter oben).
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Hallo,
wir sind hier bei Konzepten und Perspektiven. Lies dir aber bitte die Regeln dieses Bereichs durch (sind angepinnt). Wir sind bei technischen Konzepten aktueller Raumfahrttechnik, nicht bei SciFi-Schön-Wäre-Wenn.
Gleitet bitte nicht in ferne oder nur halbgare Theorien oder gar SciFi-Themen ab (Auch wenn ich das Honorverse selbst schätze ;)).
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at Schillrich
Die Konzepte rund um EPR sind in der Physik nichts neues und sogar schon seit 1935 bekannt.
Es gibt Konzeptionen wie sehr wohl ein Potential für die Zukunft der realen Raumfahrt beinhalten.
Nur weil jemand nicht auf dem laufenden ist, muss dies nicht bedeuten das es etwas anderes als
Raketen nicht gibt.
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Lies dir nochmal die Bereichsregeln durch.
Überlichtgeschwindigkeit ist explizit als No-Go genannt.
Und wie sich der EPR-Effekt für die Raumfahrt nutzen lassen soll, ist mir schleierhaft. Es wird ja nichtmal Information übertragen, wie soll dann Masse übertraqgen werden?
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Zudem müssen beim EPR-Effekt beide Teilchen unabhängig voneinander gemessen werden, und das Ergebnis vom einen Messgerät ans Andere übermittelt werden. Da das nur mit Lichtgeschwindigkeit geht, ermöglicht der EPR auch nur lchtgeschwindigkeitsschnellen Informationstransfer.
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Selbst wenn das ginge (was ich insgeheim hoffe ;)), würde es mindestens 600-800 Jahre dauern, bis dieses System reif für den Transport von Nutzlast ist. Also aus allein dem Grund ist das als kein reales, kurzfristiges Konzept, sondern als Science-Fiction zu betrachten.
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Und wie sich der EPR-Effekt für die Raumfahrt nutzen lassen soll, ist mir schleierhaft. Es wird ja nichtmal Information übertragen, wie soll dann Masse übertraqgen werden?
Also entweder habe ich mich falsch ausgedrückt oder Du hast einfach keine Ahnung.Die Grundlage für einen Quantencomputer ist die per Definition das die Konzepte zur Informationsübertragung lösbar sind und genau dies ist, wie mehrfach genannt der Fall.Es werden sogar nicht mal mehr nur photonale Zustände sondern bereits ganze Felder übertragen. Zu deiner Kritik bezüglich Superiluminarer Effekte musste ich wirklich etwas schmunzeln denn die Arbeit an derartigen Projekten findet an Universitären Einrichtungen schon länger statt z.B im Bereich
der quantenmechanischen Tunnellung von Photonen.Da gibt es gar keinen Zweifel und kein Rumgerede
das dies Superiluminare Effekte sind, ob Dir das nun passt oder nicht - das ist der Physik mit verlaub gesagt
völlig egal.
Buchempfehlung:
Quantilbewegung und Kausalität: Tunnelzeiten und -geschwindigkeiten beim quantenmechanischen Tunneleffekt und bei der Ausbreitung elektromagnetischer Signale in dispersiven Medien und Hohlleitern
http://www.amazon.de/gp/product/3486577239/ref=pd_lpo_k2_dp_sr_1?pf_rd_p=471061493&pf_rd_s=lpo-top-stripe&pf_rd_t=201&pf_rd_i=3933342155&pf_rd_m=A3JWKAKR8XB7XF&pf_rd_r=10HG7WS6HSM9K8B5M7S6 (http://www.amazon.de/gp/product/3486577239/ref=pd_lpo_k2_dp_sr_1?pf_rd_p=471061493&pf_rd_s=lpo-top-stripe&pf_rd_t=201&pf_rd_i=3933342155&pf_rd_m=A3JWKAKR8XB7XF&pf_rd_r=10HG7WS6HSM9K8B5M7S6)
Seltsam wie sich manche Leute mit einem Niveau zu schmücken versuchen, dass sie nicht mal bei wohlwollender
Betrachtung auch nur ansatzweise in der Lage sind zu erreichen.
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@pmvstrm etz mach doch mal kein so nen Wind, erklär lieber mal wie sich dieser EPR-Effekt konkret für die Raumfahrt nutzen lässt;
Bzw erklär den Zusammenhang zwischen dem Effekt und neuen Wegen in der Raumfahrt.
Ein "Tunneleffekt" bedeutet ja noch lange nicht, dass da ne dicke Raumkapsel durchpasst ;)
(ein einzelnes Photon zu tunneln is ne andere Dimension...)
mfg h-j
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Um nochmal den Punkt der Beschleunigungen bei sehr schnellen Bahnen aufzgreifen:
Für bemannte Raumfahrt wäre es von großem Interesse möglichst mit konstanter Beschleunigung (und Bremsung) von 1g zu fliegen... Jetzt wäre es mal interessant was im Sonnensystem mit dieser Randbedingung für Trajektorien rauskommen (von der nötigen Technologie mal abgesehen). Leider hab ich dazu auf die schnelle nix finden können, aber vielleicht kenn von euch da jemand eine Quelle. Gefühlt würde ich dagen dass damit alle Raumfahrtträume für die nächste Zeit leicht abzudecken sind :-)
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Gefühlt würde ich dagen dass damit alle Raumfahrtträume für die nächste Zeit leicht abzudecken sind :-)
Da wird dir auch jeder zustimmen ;)
Nur leider gibt es (derzeit und in absehbarer Zukunft) keinen Antrieb, der diese 1g Beschleunigung konstant liefern kann. Aber schön wärs 8)
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Richtig: Gravitation. Gravitation ist nach Einstein eine Ausprägung des Raums selbst.Wenn dies so ist und
wir haben allen Grund anzunehmen das es zutrifft, dann müssen wir uns die Fragen stellen ob es
ggf. etwas gibt was schneller sein könnte als das Licht. Gravitationswellen b.z.w Gravitions/Eichbosonen
sie aussichtsreiche Kandidaten ...
Nein, Gravitationswellen breiten sich nicht mit Ueberlichtgeschwindigkeit aus.
Gruss,
Volker
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Gefühlt würde ich dagen dass damit alle Raumfahrtträume für die nächste Zeit leicht abzudecken sind :-)
Da wird dir auch jeder zustimmen ;)
Nur leider gibt es (derzeit und in absehbarer Zukunft) keinen Antrieb, der diese 1g Beschleunigung konstant liefern kann. Aber schön wärs 8)
Wie wärs mit 1/10 g. Das würde schon mal 10 mal weniger Treibstoff kosten. Und man hätte ca. Mondschwerkraft.
(Abgesehen von Twechnologischen Grenzen)
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Wie wärs mit 1/10 g. Das würde schon mal 10 mal weniger Treibstoff kosten. Und man hätte ca. Mondschwerkraft.
Auch das ist derzeit nicht umsetzbar. Smart-1 z.B. wurde relativ konstant angetrieben, die Beschleunigung lag da bei ca. 20 Mikro-g
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Das es dafür im Augenblick keine Technologie gibt war ja von vorneherein klar... es ging mir vielmehr darum mal diesen Flugphysiologischen Sonderfall sozusagen als Limit des sinnvoll Nötigen darzustellen. Deswegen fände ich es durchaus von Interesse die durch diese Vorgabe entstehende spezielle Klasse von Trajektorien mal zu sehen.... rein theoretisch ;-)
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Nein, Gravitationswellen breiten sich nicht mit Ueberlichtgeschwindigkeit aus.
Schon aber Higgs/Eichbosonen sind es mit Sicherheit nicht, sie müssen sogar schneller sein und
Photonen verlieren Ihren Wellecharakter und werden zu Teilchen in der Quantenmechanik.
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Das es dafür im Augenblick keine Technologie gibt
Fix und fertige Technologien fallen nicht vom Himmel weder lässt voraussagen wann eine bestimmte Technologie verfügbar ist.In der Vergangenheit hat sich immer gezeigt, wenn einzelne, besondere Menschen (oftmals
Querdenker) ihre Ideen vorantreiben und ggf auch umsetzen konnten, wurde Geschichte geschrieben.
Und oftmals sind es interdisziplinäre Leihgaben die aus dem vorhandenen etwas völlig neues entwickeln.
Kreativität und Erfindungsreichtum ist gefragt, keine "in 300 Jahren wird es vielleicht mal was Statements".
Es gibt genügend kluge Köpfe auf unserer Erde.Es wäre besser Ihnen zu helfen wo wir können als immer zu
nur Futterneid und Missgunst Vorschub zu leisten.
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Wer soll denn das sein? Oder anders gefragt: Wie soll man die Genies mit den verrückten Ideen von den echten Verrückten unterscheiden?
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Ich stelle mir die Frage, ob es nicht möglich ist die eine Fliessbandfertigung in der Raumfahrt einzufügen und auf dauerhafte Stationen zu verzichten? Nur noch Adhoc Einrichtungen.
Die jeweils angehängt, geteilt umgelagert oder entfernt werden.
Ausfallsicherheit wird gewährt durch redundante und austauschbare, neu konfigurierbare Elemente.
Druckmodul:
1) Es gibt ein Standardmodul (Knotenmodul) unter Druck (Quader oder Zylinder).
2) In dem ist nur das Nötigste installiert:
- Lagekontrolle
- Notfallausrüstung
- Lebenserhaltung für wenige Tage
- Kommunikation auf kurze Distanz
3) 6 Adapter 1 Aktiver und 5 Passive
4) 4 Schienennetze auf allen Längsseiten (mit eingebauter Versorgungsleitungen):
- Fix über die Adapter (gesamt 4 mal).
- Drehbar um den Zylinder (gesamt 1 mal)
- Drehbar Urzeigersinn horizontal, vertikal (gesamt 4 mal) Überführung in andere Module
- Fix bei verlängerten Modulen (max. 8 mal)
5) Produktion ein Modul pro Monat
6) Lebensdauer 30 Jahre (macht 30 x 12 = 360 ständige Module)
7) Innen bildet das Modul ein Quader (in welchen Einrichtungen in würfelförmige standardisierte Elemente eingebaut werden kann). Diese Würfel könnten aneinander verschoben werden (möglicherweise ohne Handeingriffe).
Der Durchmesser und Länge des Moduls bestimmt wie viele Würfeleinheiten im Druckbehälter Platz haben sollten.
Adapter:
In dem Adapter gibt es zwei Durchgänge:
- Personen
- Material (für je ein würfelförmiges Element)
Schienennetz:
- Durch die Platzierung des Schienennetzes sollten beim Zusammenbau der Module jede Position eines ganzen Komplexes auf mehrere Wege erreichbar sein (Redundanz).
- Module oder begehbare Fahrzeuge könnten via Schiene auf die Adapter platziert werden
- Das Schienennetz bildet ebenfalls Haltegriffe bei Aussenbordeinsätze
- Es gibt ebenfalls Fixpunkte für das feste fixieren von Schienenfahrzeuge am Modul
- unterhalb der Schiene könnten verschiedene Versorgungsleitungen eingebaut werden (zur Versorgung der Schienenfahrzeuge auf den fixierten Positionen)
Schienenfahrzeug:
- Treibwerke (chemisch, nuklear, elektrisch)
- Energieversorgung (Fotozellenausleger, Nuklearreaktoren, Empfänger und Sender von Mikrowellen oder Laser)
- Kollektoren für die Nuklearreaktoren
- Treibstoff und Warentransporter
- Luftschleuse
- Mannschaftstransporter
- Krananlage
- Liftanlage (über Adapter für Würfelelemente von innerhalb der Module nach Drucktransporter)
- Drucktransporter für Würfelelemente
- Kommunikationsanlagen
- Teleskope
- Seilwinden (für Zentrifugen) wenn zwei Module über Seile verbindet werden
- Schutzschilde für capture und bracking Verfahren
- aufblasbare Module
Funktionen der Module:
- Raumstation die jeweils auf einer Seite mit neuen Modulen bestückt werden und auf der anderen Seite alte Module abgetrennt werden. Somit veraltet keine Raumstation mehr und kann je nach Gebrauch wachsen, teilen oder schrumpfen
- Schlepper für anfliegende Versorger
- Service und zusätzlicher Raum für Mannschaftsraumschiffe (die selbst nur für den Start oder Wiedereintritt gebraucht werden)
- Wartungsstationen die vor einem bemannten Einsatz Satelliten in verschiedenen Orbits sammeln könnten
- Energiestationen (Solaranlagen in den Lagrange Punkten L,4,L5 oder L3) mit Mikrowellen könnten oder Laser könnten Einheiten mit elektrischen Antrieb versorgt werden
- Lagerstätten in Lagrange Punkt L1 (Treibstoff, Nuklearantrieb)
- Austauschstationen im Mondorbit (Beispiel Austausch von chemischer Antrieb in elektrischen Antrieb)
- Landungen auf kleinen Körper (Asteroiden, Monden)
- Stationen auf kleinen Himmelskörper
- Interplanetare Fahrzeuge die für Weitereise als Station funktionieren ansonsten als Teleskope frei im interplanetaren Raum fliegen (die können je nach Gebrauch vergrössert, geteilt, modelliert oder verkleinert werden). Ebenfalls könnten dort auf die Erde anfliegende Einheiten Ihre Nuklearantrieb oder Reaktoren parkieren.
- freifliegende Laboreinheiten die von Zeit zu Zeit an einer Station anlegen (austausch der Experimente)
Allgemein:
Da die spezielle Infrastruktur auf Schienenfahrzeuge passiert (bzw. innerhalb des Moduls in würfelförmigen Einheiten), könnten Diese einfach von einem Modul zu einem Anderen transportiert werden. Danach kann das veraltete oder defekte Modul entsorgt werden zum Beispiel mit einem elektrischen Antrieb.
Gestartet wird ein Modul mit einer modular aufgebauten Rakete. Die zum Teil unter Druck stehende Fracht innerhalb des Moduls, oder ohne Druck ausserhalb des Moduls auf dem Schienennetz fixiert wurden.
Unbemannte Module können mit elektrischen Antrieb bestückt werden und an die jeweilige Position gefahren werden. Energieversorgung Erdnah: Fotozellen oder via Energiestation Erdfern: Nuklear)
Schnelle Mannschaftstransporte durch chemische (Erdnah) bzw. Nuklearer Antrieb (Erdfern)
(leider kann ich keine Grafik einfügen)
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Leider kann ich keine Grafik beilegen:
Die Position der Adapter sind verschoben:
Das heisst bei einem liegenden Zylinder:
- An beiden Enden ein Adapter
- auf der linken Seite: vorne und hinten ein Adapter mit fixer Schienenteil darüber (oben und unten eine drehbare Schiene 'Uhrzeigersinn' -> Transport auf angehängtes Modul vorne bzw. hinten )
- in der mitte ein drehbares Schienenteil um den Zylinder (Transport zwschen Schienenteil oben, vorne, unten und hinten)
- auf der rechten Seite: oben und unten ein Adapter mit fixer Schienenteil darüber (hinten und vorne eine drehbare Schiene 'Uhrzeigersinn' -> Transport auf angehängtes Modul oben und unten )
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(https://images.raumfahrer.net/up014592.jpg]https://images.raumfahrer.net/up014592.jpg)
(https://images.raumfahrer.net/up014593.jpg]https://images.raumfahrer.net/up014593.jpg)
(https://images.raumfahrer.net/up014594.jpg]https://images.raumfahrer.net/up014594.jpg)
(https://images.raumfahrer.net/up014595.jpg]https://images.raumfahrer.net/up014595.jpg)
Bild-Links von Schillrich korrigiert