DE-STAR, Raumfahrt-Antrieb der Zukunft?

Hallo zusammen,

habt ihr schon von dem neuen Antriebskonzept der NASA gehört?:
 „Directed Energy System for Targeting of Asteroids and ExplorRation“ - See more at: http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/mit-laser-in-30-minuten-zum-mars-neues-nasa-konzept-zur-interstellaren-raumfahrt/#sthash.xsRhFiUB.dpuf

Wundert mich etwas, dass ich auf Raumfahrer.net nichts davon gelesen habe / finde.

Klingt schon bestechend, was da im Artikel von Grenzwissenschaft.de beschrieben wird, oder?

Wenn man denn einen so starken Laser samt Stromversorgung in den Orbit bekommt...... Also 40-70GW entspricht laut EEX transparency etwa dem Strommarkt von fast GANZ D!
Dann müsste schon auf allen Seiten der politische Wille da sein, genügend Geld auszugeben. Das macht die Sache leider recht unwahrscheinlich.

Außerdem frage ich mich, wie man mit der Beschleunigung und der Wärmeentwicklung umgehen will.

Grenzwissenschaft.de war schon immer grenzwertig bzw eher unreal

Außerdem frage ich mich, wie man mit der Beschleunigung und der Wärmeentwicklung umgehen will.

Erst mal sind ja nur unbemannte Sonden für diese Art von Antrieb vorgesehen.
Sollte man diesen Antrieb dann auch für bemannte Raumfahrt einsetzen wollen, müssten Techniken entwickelt werden, um größere G-Kräfte für biologische Organismen verkraftbar zu werden zu lassen.

Grenzwissenschaft.de war schon immer grenzwertig bzw eher unreal

Sehe ich nicht so. Die nennen in der Regel brav ihre Quellen, die ebenfalls regelmäßig eher seriös erscheinen als umgekehrt.
Was ich hingegen etwas unseriös finde, ist das Vorverurteilen einer Information, nur weil sie aus einer eher unserös wirkenden (oder einmal so eingestuften) Quelle stammt. Auch in der Bild-Zeitung können (bisweilen...) wahre Informationen zu lesen sein.
Grenzwissenschaft.de würde ich aber im Vergleich zur Bild-Zeitung sehr weit in Richtung Seriosität einordnen, obwohl ich bei Grenzwissenschaft.de natürlich schon auch einen gewisse sensationsheischenden Charakter sehe.

Erst mal sind ja nur unbemannte Sonden für diese Art von Antrieb vorgesehen.
Sollte man diesen Antrieb dann auch für bemannte Raumfahrt einsetzen wollen, müssten Techniken entwickelt werden, um größere G-Kräfte für biologische Organismen verkraftbar zu werden zu lassen.

Bei 11 G ist für lebendes Gewebe generell Schluss, wenn ich es richtig gelesen habe. Und ich hab noch nix davon gelesen, wie man das überwinden kann. Außerdem: eine Sonde die mit irrsinniger Geschwindigkeit zum Mars rast, muß dort erst mal wieder runtergebremst werden. Für interstellare Entfernungen wär das natürlich ein Riesensprung für die Menschheit (der Ausdruck wird langsam inflationär gebraucht!) -- doch bemannt müssen wir langsamer beschleunigen, und am Empfangsort muss ein Abbremslaser sein... über die Kosten möchte ich jetzt gar nicht nachdenken, Kopfweh am Morgen mag ich überhaupt nicht...

[...]Grenzwissenschaft.de würde ich aber im Vergleich zur Bild-Zeitung sehr weit in Richtung Seriosität einordnen, obwohl ich bei Grenzwissenschaft.de natürlich schon auch einen gewisse sensationsheischenden Charakter sehe.[...]

Und genau da beißt sich der Hund in den Schwanz. Seriosität verträgt sich nicht mit Sensationsjournalismus. Im Prinzip sagt die Überschrift schon alles: "Mit Laser in 30 Minuten zum Mars: neues NASA-Konzept zur interstellaren Raumfahrt" Da sind selbst BILD-Schlagzeilen (meistens) näher an der Wahrheit dran

Für mich sind beliebige Extrapolation bekannter Technologien (quasi: "Was wäre, wenn ich beliebig viel Leistung hätte?") keine seriösen Konzepte. Da kann man sich dann alles zurechtrechnen, aber nicht wirklich sinnvoll diskutieren, abwägen und beurteilen.

Also man muss schon eingestehen, dass in den letzten Tagen nicht nur grenzwissenschaft.de über dieses Thema berichtet hat.
Und trotz aller hier aufgeführten Bedenken was die Technik angeht, unterstützt das NIAC (NASA Institute for Advanced Concepts) seit letztem Jahr mit 100.000 US$ Philip Lubin bei der Grundlagenerforschung (Projekt DEEP-IN bzw. Directed Energy Interstellar Precursors).
Wer zu den Grundlagen von Lubins Plänen etwas mehr lesen möchte: http://www.deepspace.ucsb.edu/wp-content/uploads/2015/04/A-Roadmap-to-Interstellar-Flight-15-d.pdf
Man achte mal auf die angegebenen g-Kräfte (bei wohlgemerkt 70 GW!!) für unterschiedliche Massen auf Seite 33-34....

Lasergestützte Antriebe in unzähligen Varianten werden ja schon seit den 80ern und davor diskutiert. Dass aber irgendwelche Arbeiten von der NASA tatsächlich gefördert wurden (auch wenn es nicht viel ist), daran kann ich mich nicht erinnern.

Bei 500W/m2 bei solarpanels, bräuchte man nur 140 km2 

Gut ist auch "Laser blocked bei earth". Ich denke das wird den Erdlingen nicht gefallen, mit einem multi-GW Laser beschossen zu werden. 

Ich hab versucht so ein Beispiel von Seite 34 aus http://www.deepspace.ucsb.edu/wp-content/uploads/2015/04/A-Roadmap-to-Interstellar-Flight-15-d.pdf
etwas anschaulicher zu beschreiben.

Beispielmasse 10 Tonnen - (darunter muss man kaum über g Beschleunigungen im Zusammenhang mit Passagieren diskutieren):

Die Beschleunigung beträgt sehr erträgliche 0.00237 g - schnarch - da fahr ich lieber meinen Subaru.

Wenn man etwas länger als ein Jahr lang voll auf den modisch gestalteten 2.7 km Reflektor drauf brutzelt,
erreicht man aber immerhin eine Geschwindigkeit von 770 km/s
und befindet sich in einer Entfernung von rund 85 AE.
Da kann ich nicht mithalten - 4x4 hin oder her.

Voyager 1 ist aktuell etwa bei 134 AE. Die ist aber auch schon seit 1977 unterwegs.

Aber 1 Jahr lang so viel Energie abstrahlen ?
Und gibt es da nicht auch auf der Gegenseite beim Laser Schub - wenn der im Orbit wäre ginge das doch nicht, oder ? Das verstehe ich nicht.

Off-topic: was für Nen subi? ( Hab Nen 04'er impreza)

On- Topic. Nur halte ich ein 10-Tonnen Crew Modul massemäßig für unwahrscheinlich, selbst 100t sind ganz schön wenig, und damit ist man dann mindestens 10 Jahre am beschleunigen. Bemannt ist also wohl eher unmöglich. Vllt mit einem 700GW Laser

Ein 70GW-Laser samt Stromversorgung ist so schwer, da dürfte der Schub vernachlässigbar sein.

On-Topic: Wie genau wollen die einen solchen Riesenlaser in Position halten? So wie ich das sehe, macht Newton 3 und die Orbitalmechanik dem ganzen einen Strich durch die Rechnung. Außerdem klingt "Laser blocked by earth" etwas bedenklich.

Ganz einfach, in dem man einen Identischen Laser dranmontiert, welcher dann 180 ° entgegengesetzt abstrahlt hier heben sich dann die Kräfte auf.

Das Konzept gehört nicht in ein Raumfahrtforum, das ist in dem Esoterikforum ganz gut aufgehoben.

On-Topic: Wie genau wollen die einen solchen Riesenlaser in Position halten?

Ganz einfach, indem man eine riesige, hochmoderne Raumstation um den Laser drum herum baut, die auch gleichzeitig die nötige Energie erzeugt. Und dann nennen wir diese Station, die den Todesstrahl (so nannte man doch früher Laser, oder?) für unser Sternenschiff abfeuert Todes-Stern 

Sorry, ich konnte nicht anders. Aber ich glaube, das Konzept hat keine Zukunft. Allein schon, weil man dann ja für jedes Raumschiff einen Riesenlaser bräuchte. Nicht so praktisch, wenn man das Weltall besiedeln will
@holleser: vollste Zustimmung

Die Splitts haben genau das allerdings auch hinbekommen
https://de.wikipedia.org/wiki/Der_Splitter_im_Auge_Gottes
Vielleicht kennt den Roman ja jemand hier. Dort wurde von Aliens mit einem planetengestützten Laser ein Raumschiff (die "Narrensonde") an einem Lichtsegel in ein anderes System gehievt.

Es gibt noch eine viel bekanntere fiktive Geschichte mit Lasersegel: Avatar- Aufbruch nach Pandora
Dort wird das Raumschiff nach Pandora mittels Lasersegel beschleunigt und mittels Antimaterie wieder abgebremst.
Das Segel hat laut Film-Kanon eine Reflektivität von 99.99999%, damit es nicht sofort verdampft...

So, bevor es ne Watschn vom Moderator gibt, jetzt lieber zurück in die reale Welt: So einen Spiegel möchte ich erst einmal im All sehen!! Verlustarme Laserspiegel kommen heutzutage auf etwas über 99,9%....kommt auch auf die Wellenlänge drauf an.
Selbst wenn man nen entfaltbaren (!) Spiegel mit 99,99% hinbekommen sollte, bleiben von 70GW noch genügend Megawatt (!!) übrig, um dem Spiegel und der Nutzlast thermisch gesehen "ordentlich" einzuheizen. Jedes Staubkorn, jeder Defekt auf einem Spiegel würde zudem innerhalb von Millisekunden verdampfen und weitere Spiegelbereiche schädigen.

Man sollte daher was Laserantriebe angeht erst einmal ungleich kleinere Brötchen backen. Es wäre ja schon sensationell mit weitaus geringeren Laserleistungen innerhalb von 2-3 Jahren einen kleinen Cubesat mit großem Spiegel an den Rand des Sonnensystems senden zu können.....auch wenn das dann ein recht hektischer Transit am Zielort wäre.
Aber selbst das wäre technisch gesehen wohl bereits ein Megaprojekt (im Gigaeuro-Bereich) bzgl. eines raumgestützten Lasers.

Ja, lang ists her, ich hab da stellenweise Kopfweh gekriegt... Stichwort: Islamisten im Weltraum...

@ alle Skeptiker und Spötter:
Die NASA würde sich wohl kaum finanziell an esoterischen Projekten beteiligen, oder?
Und wenn es erst mal im Kleinen funktioniert, wird man Erfahrungen und Ideen sammeln, und VIELLEICHT könnte es dann auch mal eine Zukunftsperspektive für die bemannte Raumfahrt WERDEN.

Dieses Raumfahrtforum (jedes Raumfahrtforum) befasst sich ja nicht ausschließlich mit bemannter Raumfahrt, oder? Und wenn es technische Möglichkeiten gibt, dass eine kleine (!) Raumsonde mittels einer neuen technischen Idee unseren Nachbaarstern in weniger als zwei Jahrzehnten erreichen könnte (erst mal ganz unabhängig des Abbremsens), und wenn sich ein von der NASA beauftragter Wissenschaflter ernsthaft mit dieser Technik befasst, dann gehört dieses Thema selbstverständlich in ein Raumfahrtforum, und auf keinen Fall in ein Esoterikforum!   

Hallo Mannimanaste,

Spott ist wohl nicht die beste Diskussion, aber Skepsis ist gut und auch die richtige Interpretation.

NASA beschäftigt sich mit der Technologie: wie geht sie? Wie sind die Parameter? Was ist möglich? Was nicht? NASA beschäftigt sich nicht mit einem 70GW-Laser im Orbit. Das ist nur ein extremer Modellfall der Studie.

Solche Extremskalierungen spielt man in solchen Studien auch mal durch. Da kommt dann aber u.a. mit Zahlen raus, was das bedeuten würde ... und anhand der Zahlen (s. Skepsis), warum es wohl nicht geht. Studien sind auch dazu da die Grenzen zu quantifizieren. Nicht alle Fälle darin sind relevant. Sich dann den einen davon rauszupicken und verkürzt als Missionskonzept darzustellen, reicht für 'ne SciFi-Story (kann zu Esoterik entarten). Das wird aber nicht der technischen Studie und der Entwicklungsarbeit gerecht.

Für eine fundierte Diskussion (auch hier) sind doch gerade technische Eigenschaften (Spiegel? Wärme? ...) interessant, nicht beliebiges Wunschdenken.

DIe NASA muss schlicht jeder Idee untersuchen, die mal kommuniziert wurde allein um Verschwörungstheoretiker Mundtot zu machen.
Ob das nun O Neil Kollonien, Warpdrive, EM-Drive, DE-Star oder Weltraumlift bedeutet.

Der finanzielle  Aufwanad der hierfür getrieben wird ist sehr gering und es kann keiner mehr behaupten:
"wenn die NASA den ... Untersucht hätte dann hätten wir bereits Interstellare Raumfahrt, den Mars Koloniesiert, lebten in Raumstationen,.."

Jeder zweite in den USA lehnt die Evolution ab. Es ist daher billiger an exotischem Unsinn zu forschen, als immer wieder Senatoren oder Abgeordneten mit viel Aufwand zu erklären warum es sinnlos ist an einem bestimmten Thema zu forschen. Ein Bericht für ein Geldgebendes Kommitee ist sehr aufwändig und verschlingt unmengen an Ressourcen.

Man muss bedenken, das der Durchschnittsmensch leider eher dumm ist, und noch schlimmer sich von Gefühlen leiten lässt.
Es wäre doch cool wenn xxx-Technologie funktionieren würde, da ohne die Erfindung solcher Wundertechnologien kein Normalsterbliche zu seinen Lebzeiten jemals in den Orbit oder darüber hinaus kommen würde. Ergo sind viele dafür Geld in solche FSorschung zu stecken und sei es noch so unsinnig.

Hallo Zusammen,

hier ist jetzt schon sehr viel über das Projekt DE-STAR (Directed Energy System for Targeting of Asteroids and exploRation) geschrieben worden, aber kaum oder eher nichts über den vorgesehenen Einsatz des großen Phased-Array-Laser. Bei den Gw auch kein Wort dazu.

Das Projekt ist dazu vorgesehen, um die Near-Earth Objects (NEOs) von der Erdumlaufbahn abzulenken. Es gibt auch noch ein viel kleineres, ähnliches System, DE-STARLITE, das neben dem Ziel fliegen könnte und es langsam über einen längeren Zeitraum aus der Gefahrenzone ablenken könnte. Die Autoren schlagen vor, ein orbitales planetares Verteidigungssystem zu schaffen, um die Oberfläche von potentiell gefährlichen Objekten auf den Punkt der Verdampfung zu erhitzen. Durch die Verdampfung an der Oberfläche eines Objektes würde durch das kontinuierlich verdampftes Material eine reaktionäre Kraft geschaffen, die das Objekt in eine neue Bahn schiebt.
Derzeit liefern Hochleistungslaser ausreichende Energiedichte auf ein Ziel, um jedes bekannte Material zu schmelzen und zu verdampfen. Somit ist die Technologie heute generell verfügbar. Der Wissenschaftler Zhang und seine Kollegen berichten, wenn DE-STAR über einen 330-Meter- Phased-Array-Laser verfügen würde, einen  Asteroiden mit einem Durchmesser 330 Meter durch die Pulse etwa zwei Millionen Meilen ablenken könnte.
Da das kleinere System  DE-STARLITE nach Ansicht der Wissenschaftler nicht genug Zeit zur Verfügung haben könnte, die während eines Transits eines Ziel-Asteroid erforderlich wäre, kann es für diese schnellen Ziele unwirksam sein. Alles hängt dem frühen Auffinden der  Asteroiden (NEOs) ab. Die jüngsten technologischen Fortschritte ermöglichen es, ein Verfahren, basierend auf die  Laserablation zu prüfen.
 
Ein Konzeptbild von DE-STAR im Orbit.

Details

Bild-Kredit: Kosmo et al.
Quellen:
http://www.astrowatch.net/2016/03/could-laser-weapon-save-earth-from.html

http://www.deepspace.ucsb.edu/wp-content/uploads/2013/09/Hughes_etal_2013_DE_STAR_PlanetaryDefense-final.pdf

http://www.deepspace.ucsb.edu/projects/directed-energy-planetary-defense


https://www.youtube.com/watch?v=sUAXZCqR1c8


https://www.youtube.com/watch?v=XwYJZqBB0ms


https://www.youtube.com/watch?v=xOK-s97c6Ko

Mit den besten Grüßen
Gertrud
PS: der Threadtitel ist somit auch nicht sehr passend.?

Hallo Gertrud,
danke für die sehr interessanten Links.

Bin speziell dem Talk von Prof. Philip Lubin auf der SPIE Optics + Photonics (Dauer: 42:17) sehr aufmerksam gefolgt.
Hier mal eine kleine Zusammenfassung

(18:00) Ziel ist also ein gebündelter Ytterbium NIR-Glasfaserlaser mit einer Wellenlänge von ca. 1µm.

(33:20): Die "Mass Ejection Rates" zur Ablenkung von Asteroiden werden erst ab >5GW Laserleistung so richtig hoch. Selbst Lubin gibt zu, dass geringere Leistungen keinen Sinn machen. Ob 35GW oder 100GW macht überraschenderweise  kaum mehr einen großen Unterschied.

[34:58): Die "wall plug total efficiency" für halbleiterdiodengepumpte Ytterbium-Laser ist gegenwärtig laut Lubin 35%. Oha, das würde also bedeuten ein Laser von 70GW würde ca. 200GW elektrische Leistung ziehen. Etwas lapidares Kommentar hierzu von Prof. Lubin: Der Wert muss noch steigen.....
In meinen Augen ist bereits 35% ein absolut beachtlicher Wert, denn ich weiß von industriellen Lasersystemen, die im kW-Bereich Leistung ziehen, um im Watt-Bereich zu emittieren (der Rest? Natürlich Wärme), aber scheinbar spielen halbleitergepumpte Lasersysteme gerade hier ihre Stärke aus.
Nehmen wir nur einmal kurz an zukünftige Lasersysteme schaffen einen elektrisch-optischen Wirkungsgrad  von 80% (in meinen Augen ausgeschlossen), wo soll denn die ganze restliche (Wärme-)Leistung dann hin? Einige werden vielleicht sagen:  Ja bei einer so großen PV-Fläche…wo ist das Problem? Ist doch ein super Radiator. Aber:                 

• Jeder, der Solarzellen auf dem Dach hat, müsste eigentlich schon beobachtet haben, dass im Sommer an heißen Tagen die PV-Leistung sinkt, d.h. Solarzellen mögen keine Temperatur, da dann der Wirkungsgrad sinkt. Solarzellen als thermische Radiatoren scheiden also vollkommen aus.
• Wie sollte sich diese thermische Energie denn von der Wärmequelle (Laser) über eine solche Fläche sehr dünner Solarzellen verteilen? Über einen Wärmekreislauf wie auf der ISS? Dann rauschen aber die Werte kg/m² ganz schön gegen Norden.

(39:29): Hier wird es in meinen Augen bitter: Prof. Lubin sagt hinsichtlich des gegenwärtig recht leistungsfähigen PV-System ATK Ultraflex von Orbital ATK (0,1kW/kg) in meinen Augen fast schon etwas dreist beiläufig, dass dieser Wert für eine Umsetzbarkeit von DE-STAR 4 um den Faktor 10 (!) gesteigert werden müsste, wollte man eine Systemfläche von 100 ISS-Äquivalenten nicht übersteigen.....und hat dabei noch nicht einmal das Wort "challenging" dahinter geschrieben, wie beispielsweise bei der Angabe zur erhofften Systemmasse bei einer solchen Fläche (1kg/m²).

An der Stellschraube Wirkungsgrad lässt sich aber nicht mehr soooo viel drehen.  Zwar weist Lubin bei 19:40 auf die rasant technische Entwicklung des PV-Wirkungsgrads in Richtung 50% hin (er erwähnt als Beispiel die Multi-junction Solarzelle SOITEC CPV 5/28, welche übrigens nachgegoogelt einen Wirkungsgrad von ungefähr 43,6% hat)  und er mag damit für Labormuster auch sicherlich recht haben, aber Orbital ATKs kommerzielles Ultraflex arbeitet auch schon bei beachtlichen ca. 30% Wirkungsgrad (ebenfalls nachgegoogelt: Ultraflex verwendet EMCORE ZTJ Triple-junction Solarzellen), und ist schon gewichtsoptimiert für Raumfahrtanwendungen konzipiert worden. 
Faktor 10 besser?

….Prof. Lubin hat beiläufig gesagt einen grauenhaften Humor… :'(

Hat eigentlich schon mal so ganz beiläufig berechnet, wieviel Material/Geld/Transport in die ganze Sache gesteckt werden müßte?
Betrachtungen, daß Geld und KnowHow bei einer durch die Gefahr geeinten Menschheit keine Rolle spielen, bitte außen vor lassen... 

Also ich habs in den Veröffentlichungen nie direkt gelesen, aber ich nehme mal an, das hier immer von continuous wave Lasers gesprochen wird. Mit einem gepulsten System wären die geforderten Energiedichten kurzzeitig viel leichter erreichbar und die Benötigte Leistung auch viel geringer. Der Schub auf den Asteroiden natürlich auch, aber es geht ja zunächst darum überhaupt Material zu verdampfen und Schub zu erzeugen.

Eine andere Sache bei Planetay Defence Projekten ist, und das wurde hier glaube ich noch nicht angesprochen: Dual Use. Jedes System, das in der Lage ist Asteroiden abzulenken oder zu zerstören kann auch Satelliten vernichten oder auf die Erde selbst gerichtet werden.

Da gabs doch auch mal das (immer wieder mal aufgewärmte) Projekt Sonnenenergie mit Mikrowellen zur Erde zu übertragen und da in Strom zu verwandeln. Im MW Bereich ! Also wenn man überhaupt nennenswerten Wirkungsgrad haben will, muß man ja einen gut gebündelten Strahl erzeugen. 

Man muß halt einfach nur ein Konsortium ehrenhafter Leute bilden und Bösewichter schwören lassen, daß sie nie.... nun ja....