Nuklearwaffen im All

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #25 am: 13. Januar 2014, 00:25:24 »
Eine Atombombe zur Umlenkung / Zerstörung eines Meteoriten mit Kurs Erde. Man streitet sich ja inwiefern dies nur in Hollywood funktionieren könnte. Wie sieht ihr es?

Ablenken mit einer Bombe ist schwierig, sowas geht nur mit sehr festen Brocken. Da gibt es bessere Methoden - die brauchen aber viel Zeit. Zerstören ist schon "etwas" einfacher. Die Trümmer fliegen zwar mehr oder weniger auf der alten Bahn weiter, aber als Notlösung bei großen Boliden wenn sonst alles zu spät ist würde ich sowas versuchen. Idealerweise gleich mit mehreren Wasserstoffbomben, denn je kleiner die Trümmerstücke desto besser. Lieber ein Hagel kleiner Einschläge, auch wenn es eine Hemisphäre der Welt entvölkert, als das was den Sauriern passiert ist.
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Offline TWiX

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #26 am: 13. Januar 2014, 10:28:16 »
Also ich kann mich erinnern, mal eine Doku gesehen zu haben, worin ein Meteoriteneinschlag thematisiert wird. Hauptfokus lag zwar darauf, wie sich eine solche Zerstörung auf der Erde manifestiert (enorme Hitze, Staub in der Atmospähre, Einschlagsenergie usw.), aber am Anfang ging man auch darauf ein, wie man den Brocken aufhalten könnte. Verwendet wurde eine Fission-Fusion-Bombe mit möglichst großer thermischer Energie, die man mittels einer Impaktor-Sonde auf den Brocken lenkte, um ihn zu zerteilen und wegzuschmelzen.
Ich glaube, dass das auch heute die einzige wirklich gangbare Möglichkeit, einen wirklich großen Meteoriten aufzuhalten. Allerdings kann ich mich an Bilder der Zar-Bombe (stärkste je gezündete Kernwaffe) erinnern, die war alles andere als klein. Und um einen Himmelskörper von Durchmessern jenseits der 500 Meter abzulenken, bräuchte man nochmals eine Größenordnung mehr Sprengkraft. Mindestens.
P.S.: könnte man eigentlich eine solche Waffe bauen, indem man eine Wasserstoffbombe umbaut und sie mit einer zweiten Fusionsschicht versieht, die durch die erste gezündet wird ?
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Offline Schillrich

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #27 am: 13. Januar 2014, 11:00:38 »

P.S.: könnte man eigentlich eine solche Waffe bauen, indem man eine Wasserstoffbombe umbaut und sie mit einer zweiten Fusionsschicht versieht, die durch die erste gezündet wird ?

So funktionieren doch Fusionsbomben. Man kann die quasi schichtweise größer machen. Die Zar-Bombe sollte ursprünglich größer sein und noch eine (Fissions?-)Schicht tragen. Die hat man dann weggelassen.
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Offline TWiX

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #28 am: 13. Januar 2014, 11:18:01 »

P.S.: könnte man eigentlich eine solche Waffe bauen, indem man eine Wasserstoffbombe umbaut und sie mit einer zweiten Fusionsschicht versieht, die durch die erste gezündet wird ?

So funktionieren doch Fusionsbomben. Man kann die quasi schichtweise größer machen. Die Zar-Bombe sollte ursprünglich größer sein und noch eine (Fissions?-)Schicht tragen. Die hat man dann weggelassen.
Nee, was ich meine ist, dass die erste Fissionsschicht die erste Fusionsschicht zur Zündung bringt. Und da drum herum eine weitere, zweite Fusionsschicht, die ihre Initialisierungsenergie aus der vorherigen Fusionsschicht bezieht
Zur Zar-Bombe: bist du dir sicher, dass es eine Fissionsschicht war? Ich hab noch nie davon gehört, dass es auch zweischichtigte Fission-Fission-Bomben gibt, dachte bisher, das Schichtenprinzip benutzt man nur deshalb, weil es die einzige Möglichkeit darstellt, in der Bombe eine Kernfusion in Gang zu setzten
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Offline Schillrich

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #29 am: 13. Januar 2014, 11:25:53 »
Hallo TWiX,

wir reden schon vom selben. Mit "schichtweise" meine ich die verschiedenen Stufen, die sich nacheinander "befeuern".

Die Zar-Bombe war ursprünglich ein 3-Stufen-Design. Zur dritten Stufen steht:
Zitat
Für den Test wurde aber auf die Hälfte der Sprengkraft verzichtet, um den radioaktiven Niederschlag um 97 % zu reduzieren, indem der Mantel der dritten und möglicherweise auch der zweiten Spaltstufe, dessen 238Uran durch die schnellen Neutronen der Wasserstoff-Stufen gespalten worden wäre (siehe Kernwaffentechnik), stattdessen vermutlich aus Blei bestand.
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Offline Schillrich

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #30 am: 13. Januar 2014, 11:52:30 »
Von diesem schichtweisen Skalieren könnte man grundsätzlich ableiten, dass sich eine Fissions-Fusions-Bombe "endlos" vergrößern lässt. Wahrscheinlich kommen dann aber doch prinzipielle, technisch-physikalisch Grenzen zum Vorschein. Das Material verdampft ja und wird auseinander getrieben. Welche Grenzen der Stufen gibt es (geometrische Konfiguration, Dichte, Reinheit, Festigkeit, ...), um sie im Ablauf der Reaktion noch "zündbar" zu halten?
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Offline ZiLi

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #31 am: 13. Januar 2014, 18:34:25 »
Es gibt wohl keine prinzipielle Machbarkeitsgröße beim Bau einer dreistufigen Bombe, aber man geht wohl auch davon aus, dass die Effektivität ein gewisses Limit etwa im 100MT-Bereich hat, welches vorwiegend durch die Höhe der Erdatmosphäre gegeben ist, und so der Zerstörungsradius nicht mehr stark mit dem Yield skaliert und eine Verdopplung der Sprengkraft eben NICHT mehr eine Verdopplung der Schäden erzeugt. Aber keiner weiss nix genaues net, wenn man mal nachfragt. ;)

-ZiLi-

Martin

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #32 am: 14. Januar 2014, 14:31:49 »
Kam die Ungenauigkeit beim CEP durch die längere und schräge Passage beim Eintritt, im Vergleich zu einer schnell und sehr steil eintauchenden ICBM-Nutzlast?

Hi,

ich bin wieder bei meinen Buechern, habe aber zu der genauen Ursache nichts gefunden. Die nromale R-36 Variante trug auch einen rund 20Mt starken Sprengkopf, die FOBS Variante "nur" einen 3Mt schweren durch das hoehere Gewicht und die zusaetzlich benoetigte Gewschwindigkeit. Wie gesagt, ich denke mit moderner Technologie kann man das CEP Problem loesen, allerdings machen nukleare Weltraumwaffen trotzdem keinen Sinn.

Zu den Wasserstoffbomben:

Diese sind nach dem stufenweissen Implosionsdesign ("staged radiation implosion", Teller-Ulam oder auch Sacharows 3. Idee) tatsaechlich mit unbegrenzter Sprengkraft baubar. Zum zuenden der naechsten Stufe wird die Roentgenstrahlung der vorangehenden Stufe genuetzt (daher "radiation implosion"), welche schneller ist als die schwere Materie (die verdampfende Bombe).

Dabei gilt, das die primaere Stufe eine etwa 100fach staerkere zweite Stufe zuenden kann. Also mit einer 10kt Primaerstufe kann man eine 1Mt starke Zweitstufe zuenden. Und dann soweiter.

RDS-220 (der "Grosse Iwan") mit einer nominalen Sprengkraft von ueber 100Mt bestand aus insgesamt 3 Stufen. Die erste beruhte auf Kernspaltung, welche eine sekundaere Kernfusionsstufe zuendete, welche wiederum eine tertiaere Kernfusionstufe zuendete.

Fuer die tatsaechliche militaerische Waffe waere die 3. Stufe mit abgereichertem Uran ummantelt gewesen (mglw. auch die zweite Stufe), welches durch die bei der Kernfusion freigesetzten schnellen Neutronen gespalten worden waere. Das Uran hat man aber bei der Testbombe gegen Blei ausgetauscht, wodurch die Sprengkraft halbiert wurde. So kamen beim Grossen Iwan 97% der freigesetzten Energie (50Mt) aus Kernfusion, anstatt nur etwa 50% bei der tatsaechliche 100Mt Waffe.

RDS-220 war aber nur ein Propagande Projekt, auf Nikita Crustschows Wunsch in 16 Wohen zusammengezimmert (normalerweise dauerte ein neuer Entwurf zu dieser Zeit etwa 2 Jahre). Die Bombe wurde parallel zum Zeichnen der Entwuerfe auf einem Eisenbahnwagon zusammengebaut, auf dem sie dann auch verschickt wurde. Der finale Bericht zum Entwurf wurde erst 6 Tage vor dem Test fertiggestellt.

Dadurch war die Bombe ein sehr konservatives Design, da man auf Nummer sicher gehen wollte das er funktioniert. Man ist also nicht an die Grenzen des machbaren gegangen. Die zweite und dritte Stufe bestanden aus Clustern von kleineren Fusionsstufen, um keine einzelne Grosse entwickeln zu muessen (nicht unaehnlich wie bei den Triebwerken von N1 vs Saturn V).

Dadurch wurde die Bombe auch so gross und schwer. Bei 100Mt Sprengkraft hatte sie ein Gewicht von rund 27t, also etwa 3.7 kt Sprengkraft je kg Bombengwicht. Das von amerikanischen Bombenentwicklern errechnete Limit (dem man in den USA auch ziemlich nahe kam) lag bei 6kt/kg, das entspraeche bei 100Mt rund 17t. Man muss hier aber auch bedenken, dass es sich um eine Bombe handelt, also schwere Teile beinhaltet sind welche eine Weltraumwaffe nicht braucht, z.B. wog der Fallschirm und sein Gehaeuse schon einiges.

Andere sowjetische Entwicklungen sind in dieser Hinsicht aber vielleicht interessanter. Die UdSSR betrieb ein grosses Programm fuer sogenannte friedliche oder industrielle Kernexplosionen. Im Gegensatz zu den USA ging dies ueber das Versuchsstadium hinaus und sie kamen tasaechlich fuer Industrieprojekte wie Kanaele, Bergbau, Kavernenerzeugung etc zum Einsatz. Im Erzbergbau hat man auch Praktiken entwickelt, die Explosion ein eine Richtung zu lenken um Erz gezielt zu brechen und zu bewegen. Diese Erfahrungen koennte man vielleicht auch zur Ablenkung von Asteroiden verwenden.

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Offline Volker

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #33 am: 14. Januar 2014, 14:50:03 »
Hallo,

Dadurch wurde die Bombe auch so gross und schwer. Bei 100Mt Sprengkraft hatte sie ein Gewicht von rund 27t, also etwa 3.7 kt Sprengkraft je Tonne Bombengwicht.

100 Mt / 27t = 3.7 Mt pro Tonne Bombengewicht (nicht kt)

Gruss,
Volker
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Martin

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #34 am: 14. Januar 2014, 14:59:15 »
Hallo,

Dadurch wurde die Bombe auch so gross und schwer. Bei 100Mt Sprengkraft hatte sie ein Gewicht von rund 27t, also etwa 3.7 kt Sprengkraft je Tonne Bombengwicht.

100 Mt / 27t = 3.7 Mt pro Tonne Bombengewicht (nicht kt)

Gruss,
Volker

Stimmt, danke. Es sollte natuerlich kt / kg heissen.

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Offline Miam

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Re: Nuklearwaffen im All
« Antwort #35 am: 16. Januar 2014, 19:47:29 »
Ich meinte auf Seite 2 natürlich wirklich Envisat, fragt bitte nicht wie ich auf 20t gekommen bin, der Satellit wog maximal 8211kg, trotzdem hat so ein Teil bei ungefähr 28000km/h eigentlich alles weg was es trifft