Interstellare Raumfahrt

Achte bitte auf deinen Ton!
Wir haben hier Forenregeln und achten auf den Umgangston. Das geschriebene Wort wirkt immer anders als das gesprochene.

Das tut mir leid, aber wie gesagt, reine sonnensegel sind für interstellare reisen zu langsam, auch wenn man damit super durchs Sonnensystem Brausen kann.

? = tonnenweise Erdöl

Die Äuserung ist übrigens Klüger als du dachtes, cake. Es geht weniger um denn Materrielen wert ( Die beförderung wäre zu teuer, und wenn man Kernfusion betreibt braucht mann kein Öl mehr) sondern weil Öl nur entsteht, wenn es auf den betreffenden Planeten Leben gibt gab, und das wäre dann schon eine unglaubliche entdeckung! (Auch wenn ich bezweifle das wir gleich das glück haben direkt bei der ersten Interstellaren Expidition auf Leben zu stoßen).

Mir ist da jetzt eine Idee gekommen: wie wäre es mit einen Hybrid? Wir hängen die Fusionsgetriebene sonde an das sonnensegel bis es in etwa beim Jupiter ist (danach hat das Sonnensegel kaum noch einen effekt), werfen es dann ab und schalten auf den Fusionsantrieb um. Dadurch könnte die sonde noch schneller am Ziel ankommen. Weiß jemand ob das so funktionieren könnte?

Nach unserm technischen stand halte ich nur ionentriebwerke für sinnvoll, sobald sie genug ausgereift sind.
Die fluggeräte müssen selbstverständlcih zuerst mit einem konventionellen triebwerk von der erde weggebracht werden.



- nen hybriden halte ich für sinnvoll, aber nicht mit nem sonnensegel.. Bevor ich ein sperriges sonnensegel mitnehme, das das risiko hat, sich nicht zu entfalten, und dann wiegt das ganze noch was... Da ists doch sinnvoller noch ein paar tonnen treibstoff mitzunehmen anstatt des segels, sonnensegel halte ich sowieso für total überschätzt..

Interstellare Reisen sind für uns einfach (noch?) zu weit gegriffen, wir habens ja noch nichteinmal die für das jahr 2000 im luft fliegenden autos und wohnungen auf dem mond verwirklicht

Wir sollten uns lieber erstmal auf die zurückeroberung des mondes und dann auf den mars konzentrieren
vllt findet ja irgendein genie in der zwischenzeit eine neue antriebsart,
die uns überlichtschnelle reisen ermöglichen kann


Und nochmal zum thema: Was haltet ihr vom Antrieb mit atombomben?
W

enn im Vakuum in ausreichendem Sicherheitsabstand zu einem parabolischen Reflektor eine kleine Atombombe gezündet wird, kann man mit Hilfe des entstehenden Strahlungsdrucks ein Raumfahrzeug vorantreiben. Da im Weltraum keine Druckwellen entstehen, braucht der Reflektor nicht allzu massiv zu sein. Mit einem derartigen Raumfahrzeug könnte man prinzipiell das Sonnensystem durchqueren. In den USA gab es Ende der 1950er Jahre entsprechende Studien im Rahmen des Orion-Projekts.

politisch wird das wohl noch lange unrealistisch bleiben

Nach unserm technischen stand halte ich nur ionentriebwerke für sinnvoll, sobald sie genug ausgereift sind.
Die fluggeräte müssen selbstverständlcih zuerst mit einem konventionellen triebwerk von der erde weggebracht werden.

Und nochmal zum thema: Was haltet ihr vom Antrieb mit atombomben?

politisch wird das wohl noch lange unrealistisch bleiben

Ionenantriebe sind zwar sehr effektiv, verbrauchen allerdings auch eine menge energie, die sich im Interstellaren raum nicht mit Sollarzellen gewinnen lässt. Batterien schließe ich mal aus, da bereits welche bei Elektroautos die nur ein paar hundert Kilometer schaffen bereits über Hundert Kilogramm wiegen, und da das Xenon noch hinzukommen muss. Was Atombomben angeht hasst du, im Bezug auf die Politischen Herausforderungen recht, da derartiges durch internationale verträge verboten ist, wodurch atombomben-antriebe im weltraum nur im Betrieb genommen werden könnten, wenn die ganze Welt dem zustimmt.Dass allerdings dürfte ziem.lich schwierig sein, da vermutlich jedes Land nur für die Projektplannung zustimmen würde, die ihm am besten in denn kragen passt.

Und nochmal zum thema: Was haltet ihr vom Antrieb mit atombomben?

Ganz und garnichts. Waffen haben im Weltraum nichts zu suchen - Atombomben schon garnicht. Die schwammingen Verträge die wir auf diesem Gebiet haben sollten verschärft und nicht weiter aufgeweicht werden!

Falls jemand weiß, wie weit die Forschungen die Antriebe ungefähr verbessern werden können, kann man ja neue Rechnungen durchführen.

Kann man versuchen, nicht nur bei der Sonne abzubiegen, sondern in eine Umlaufbahen zu kommen die bei zunehmender Geschwindigkeit immer größer wird? Ich denke da kommt man auf mehr als 90 km/s.
Und wenn der Wirkungsgrad nicht mehr Effektiv genug ist, kann man ja immernoch auf Ionenantrieb oder Fussionsantriebe zurückgreifen.

Und um Xenon brauchen wir uns bis dahin wohl keine Gedanken machen, da wenn die Sonde gebaut werden sollte, es sowieso viel Zeit kosten wird und man wärenddessen bestimmt die erforderliche Menge produzieren kann.

In den nächsten Jahren wird sich auch die Politik ändern. Wer weiß was dann gilt.
99% angereichertes spaltbares Uran für den Fussionsantrieb. Und wer weiß wieviel? Ich habe mal gehört, dass man angereichertes Uran in Keramikkugeln für Atomkraftwerke benutzen wolle Diese können ja in einer Extraschublade in der Rakete plaziert werden und bei bedarf (z.b. Fehlstart der Rakete) einfach abgesprengt werden. 8-) Und wenn die Mission erfolge hat kann man diese von der Obersufe mittels Roboterkran oder "Fahrstuhl" in das Raumschiff bringen wo sie dann gebraucht werden.

Mit der Bemerkung zum Xenon habe ich nicht die Produktion gemeint, sondern das mann dieses Xenon mitführen muss, was zusätzliches gewicht bedeutet. Das mit 99% angereicherten Uran musst du mal näher erklären, denn Uran kann mann nicht Fusionieren, ein Uran getriebenes Raumschiff wäre Fisionsgetrieben.

Sorry, ich kenne mich mit den Namen wie Fision ...nicht aus.
Ich meine das man nicht wenig angereichertes uran nemen sollte, sondern hochangereichertes Uran, damit man nicht soviel Unnützes mitnimmt, sondern nur U235. Und damit es auch einen großen Wumms macht:)

fission ist kernspaltung, z.b in atomkraftwerken
damit hab ich mich noch nicht allzusehr auseinandergesetzt, ich weiß nur dass man entweder angereichertes uran oder plutonium mit neutronen beschossen werden, und die atome dadurch gespaltet werden und zerfallen und eine kettenreaktion auslösen.
fusion ist kernverschmelzung, z.b in der sonne, wenn 2 wasserstoffatome zu einem heliumatom werden, ein heliumatom hat aber weniger masse als 2 wasserstoffatome
diese "überschüssige" Masse wird nach der formel e=mc² in strahlungsenergie, also licht, wärme etc umgewandelt

Cool, danke!
Wo wir schon von Fisionsantrieben (jetzt richtig?) sprechen.
Ich stelle mir einen Antrieb so vor, dass das Raumschiff ein nach innen gebogenes Schutzschild am hinteren Ende hat und man dort in geringer Entfernung kleine "Bomben" zündet, das Schild nimmt diese Energie/Schockwelle auf und bewegt sich in entgegengesetzter Richtung. :-?
Also wie das Rückstoßprinziep.

Good night

Das Konzept gab´s schon. Nannte sich damals Projekt Orion.http://de.wikipedia.org/wiki/Projekt_Orion

Vielleicht können die Freunde der unterschiedlichen Antriebssysteme einmal versuchen ein paar konkrete Zahlen für unsere Referenzmission  zu posten, nur da mit wir einen Vergleich haben. Ich werde auch mal versuchen die Solarsegelkonzepte noch mit ein wenig mehr Angaben bzgl. Masse etc. zu untermalen...... auch wenn ich hier scheinbar der einzigste Fan bin  :'(

Die Zahlen habe ich doch schoneinmal gesagt, oder?

Rein rechnerisch wären 108 Kg fusionswasserstoff nötig um auf 0,1 C zu beschleunigen (bei einer Sonde von 100 Kg), da dieser Treibstoff allerdings mitbeschleunigt werden muss, meiner schätzung zufolge 900 Kg. Da auch abgebremmst werden muss komme ich im sektor Treibstoffverbrauch auf 2 Tonnen Wasserstoff.(Der benötigte Wasserstoff verhält sich linear zur schiffsmasse, bei 100 Tonnen wären 2000 Tonnen Wasserstoff nötig)

Die Reisezeit beträgt bei der Veranschlagten Geschwindigkeit 105 Jahre. Es kommen also nur Sonden, schläferschiffe und Generationenraumschiffe in Frage.

Die Antriebs Technologie ist meiner Einschätzung zurfolge (ich bin da ein bisschen pessimistisch) etwa mitte des 22. jahrhunderts verfügbar.(laut optimisten mitte dieses Jahrhunderts).

Wann dieser "Künstliche Kälteschlaf" für die Schläfferschiffe angeht, kann ich noch keine Einschätzungen geben. Wahrscheinlich bleibt das Für immer ein Traum. :'(

Wenn v groß genug ist, braucht man keinen Kälteschlaf etc.
Habe mal bei Wikipedia mir die Zeitdilatation angeschaut.

http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitdilatation

OK, 0,1C ist schon mehr als SienceFiction, aber interessant sind so Gedankenspiele allemal.

Rein rechnerisch wären 108 Kg fusionswasserstoff nötig um auf 0,1 C zu beschleunigen (bei einer Sonde von 100 Kg), da dieser Treibstoff allerdings mitbeschleunigt werden muss, meiner schätzung zufolge 900 Kg. Da auch abgebremmst werden muss komme ich im sektor Treibstoffverbrauch auf 2 Tonnen Wasserstoff.

Hier wäre etwas mehr Berechnung und etwas weniger ins-Blaue-Schätzen angesagt.

Zum Einen fehlt in deiner Rechnung der Treibstoff für die Triebwerke. Die 108 kg beziehen sich auf den Wasserstoff für den Reaktor, nicht auf den Treibstoff. Wenn Du den Treibstoff in deine 100 kk für die Sonde mit reinnimmst, dann wird als wirkliche Nutzlast nicht mehr viel übrig bleiben. Zählst Du den zur Sondenmasse dazu, steigt der Wasserstoffbedarf für den Reaktor entsprechend.

Zum Zweiten machst Du bei Deiner Annahme mindestens einen Denkfehler. Der Wasserstoff für die Energieerzeugung beim Abbremsen muss zunächst komplett mit beschleunigt werden. Damit hast Du in der Beschleunigungsphase eine Sondenmasse von 1000 kg statt 100 kg. Für diese 1 Tonne Nutzlast benötigst Du nach Deiner Schätzung dann rund 9 Tonnen Wasserstoff zur Energieerzeugung beim Beschleunigen.

René

Der Treibstoff für die Triebwerke ist der der Wasserstoff im Reaktor! Und da der Abbrems-Waserstof mit beschleunigt wird, braucht mann vermutlich tatsächlich 9 Tonnen. Na gut, dann braucht die Sonde eben 10 Tonnen Wasserstoff. (oder Gleich 20 Tonnen um noch schneller da zu sein)

...Rein rechnerisch wären 108 Kg fusionswasserstoff nötig um auf 0,1 C zu beschleunigen (bei einer Sonde von 100 Kg), da dieser Treibstoff allerdings mitbeschleunigt werden muss, meiner schätzung zufolge 900 Kg. Da auch abgebremmst werden muss komme ich im sektor Treibstoffverbrauch auf 2 Tonnen Wasserstoff.(Der benötigte Wasserstoff verhält sich linear zur schiffsmasse, bei 100 Tonnen wären 2000 Tonnen Wasserstoff nötig) Die Reisezeit beträgt bei der Veranschlagten Geschwindigkeit 105 Jahre. Es kommen also nur Sonden, schläferschiffe und Generationenraumschiffe in Frage....Wahrscheinlich bleibt das Für immer ein Traum.

Der Bussard-Ramjet könnte das Treibstoffproblem bei interstellaren Reisen lösen. Bereits 1960 kam der Physiker Robert W. Bussard auf die Idee, dass man Wasserstoffteilen mit einem riesigen Magnetfeld im interstellaren Raum "ansaugen" könnte, um damit ein  Fusiontriebswerk zu versorgen.

Im Weltraum findet man etwa ein bis zwei Wasserstoffteilchen pro Kubikzentimeter. Elektrische Felder könnten die Atome ionisieren und in einen Fusions-Reaktor umleiten. Allerdings müsste das Magnetfeld schon riesige Ausmasse haben, damit genug Wasserstoff "angesaugt" wird...



Ausserdem muss das Raumschiff schon eine sehr hohe Anfangsgeschwindigkeit besitzen, damit der RamJet-Antrieb funktionstüchtig bleibt und gleichmässig versorgt wird. Also braucht man zusätzlich ein zweites Antriebssystem, um vorher ca. 4-6% der Lichtgeschwindigkeit zu erreichen. Erst dann kann das RamJet-Triebwerk aktiviert werden...

Gemäss Bussards Berechnungen könnte ein 1000 t-Raumschiff mit 100% Reaktorwirkungsgrad fast endlos bei 1 g beschleunigen und so innerhalb eines Jahres relativistische Geschwindigkeiten erreichen. Was sicherlich Unmengen von anderen Problemen erzeugen würde...

Eine angedachte Variante ist das RAIR, ein Ram Augmented Interstellar Ramjet. Es würde das eingefangene Gas nicht zur Fusion bringen, sondern als Reaktionsmasse verwenden um Treibstoff zu sparen.

Galaktische Grüsse aus Delmenhorst
Starcat66

Bitte richtig zitieren! Das "Wahrscheinlich bleibt das für immer ein Traum" meinte die Idee von den Kälteschlafkammern. Was den Bussard Ramjet angeht: Riesige Magnetfelder dürften kein Problem sein, wenn mann genug energie zur verfügung hat. Das mit der Anfangsgeschwindigkeit ist natürlich ziemlich Kniffelig, da bräuchte mann wahrscheinlich einen doch einen Treibstoffvorat. Weshalb sollten Relativistische geschwindigkeiten ein Problem darstellen? Das Raumschiff wird immer schneller und schneller (nimmt also auch mehr Wasserstoffteilchen auf) beschleunigt noch stärker und die Zeitdehnung wird immer größer. Die Lichtgeschwindigkeit wird natürlich nicht überschritten, aber wenn man schnell genug fliegt, wird die Zeitdehnung so groß, das die Besatzung den Eindruck hat sich mit Überlichtgeschwindigkeit vortzubewegen (auch wenn ledeglich die Uhren in ihren Raumschiff langsamer laufen) meinen Berechnungen zufolge reicht für eine derartige "scheinbare Überlichtgeschwindigkeit" (auch wenn der Begriff nicht ganz korekt ist) bereits eine Geschwindigkeit von 0,7 C.

Bitte richtig zitieren! Das "Wahrscheinlich bleibt das für immer ein Traum" meinte die Idee von den Kälteschlafkammern.

Sorry, da hatte ich etwas zuviel gekürzt...

Weshalb sollten Relativistische geschwindigkeiten ein Problem darstellen? Das Raumschiff wird immer schneller und schneller (nimmt also auch mehr Wasserstoffteilchen auf) beschleunigt noch stärker und die Zeitdehnung wird immer größer.

Das riesige Magnetfeld dürfte eine nicht unerhebliche Reibung mit der interstellaren Materie verursachen, wenn man in den relativistischen Bereich kommt. Im ungünstigsten Fall würde das Schiff sogar langsamer werden, je nach der Dichte des interstellaren Mediums.

Galaktische Grüsse aus Delmenhorst
Starcat66

Das ist eine gute frage, ob der energieverlust durch die reibung größer wird als der energiegewinn durch dass zusätzliche material. Wenn mann das ganze stromlinienförmig bauen könnte wäre reibung kein Problem, aber da das Magnetfeld per funktionsprinzip vorne am größten sein muss, ist das natürlich nicht möglich. Könnte sich das mal jemand ausrechnen? (ich kann es nicht)

Bitte richtig zitieren!Was den Bussard Ramjet angeht: Riesige Magnetfelder dürften kein Problem sein, wenn mann genug energie zur verfügung hat.

Wo sich die Katze dann wieder in den Schwanz beißt

Nochmal was das Fusionsgetriebene Raumschiff angeht: mit der 4-fachen menge Treibstoff kann man doppelt so schnell reisen, was dann in den bereich kommt, wo die, die das Projekt beginnen es auch abschließen. Also 40 Tonnen für 100 Kilogramm nutzlast und 40.000 für 100 Tonnen.

Wenn ich das nocht recht überblicke nutzt du bei deinem Fusionsraumschiff Trägheitsfusion?! Oder zumindest war das eines der diskutierten Konzepte. Wie auch immer... Kannst du mal beschreiben wie der ganze Zündmechanismuss gestaltet sein soll, und was da für Massen und Energien zusammenkommen, bzw. wo und mit welcher Gerätschaft diese aus dem Antreib abgezweigt werden.... vielleicht wird dann ein wenig klarer wie du auf die Zahlen kommst! Ebenso wäre interessant was der Treibstoff ist, denn gerade

Der Treibstoff ist der Wasserstoff aus dem Reaktor

funktioniert meine ich nicht einfach so. Die Energie bei der Fusion haben ja zum Teil auch die Neutronen. Willst du das Fusionsprodukt, also das Helium irgendwie mit seiner Eigenbewegung durch die hohe Plasmatemperatur als Rückstossteilchen nutzen, also quasi Abzapfen?

Anbei noch ein schöner Youtube Link zu ein paar Solarsegelszenarien

Ich habe mir das Viedeo mal angesehen. Die rede ist immer vom "nächsten stern" also Alpha centauri, und keine der Missionen war kürzer als Hundert jahre.(glaube ich jedenfalls so verstanden zu haben) Und unsere referenzmission zu Epsilon Andromeda würde mehr als doppelt so lange dauern. Wie ich an die Zahlen komme? Dass habe ich doch auf seite Vier ausgerechnet. Ich habe mir das so vorgestellt dass im Reaktor (keine ahnung wie der aufgebaut sein muss, das wird ja schließlich noch erforscht) die Wasserstoffteilchen miteinander Fusionieren, wodurch sie extrem erhitzt werden, sich das gas ausdehnt aus der Austrittsdüse rausgeht und so dasganze schiff antreibt.

Hallo 1234567891011a,

puh, da werd ich deine Vorstellungen von der Fusion wohl leider etwas revidieren müssen.
Auch wenn Problem eigentlich als Herausforderungen betrachtet werden sollten, bleibe ich hier bei dem Begriff Problem.

Es ist richtig, dass Wasserstoffisotope in einem Plasma unter entsprechende Bedingungen fusionieren und dabei Energie in Form von Wärme abgeben - einfach gesagt, das Plasma als weiter erhitzen. Sie funktioniert sogar schon kontrolliert. Damit die Reaktion jedoch überhaupt starten kann, muss eine bestimmte Grundenergie vorliegen. Diese liegt unter Laborbedingungen bei etwas 100 Millionen Kelvin. Sterne müssen einen nicht so hohe Temperatur erreichen - sie liegt bei etwa 10 Millionen Kelvin - da dort wesentlich höhere Drücke herrschen.  

Problem Nr. 1 ist also: Wie bekommt man eine so hohe Temperatur in ein Raumschiff?

Problem Nr. 2 ist der Austritt zum Antriebssystem. Damit ein Antriebssystem so funktioniert wie gedacht, muss es eine gewissen Zeit laufen. Die Fusionsreaktion darf also eine bestimmte Zeit delta t nicht erlöschen. Es ist also ein vernünftiger Einschluss notwendig. Da die Ionen und Elektronen, aus denen ein Plamsa besteht elektrische geladen sind, lässt sich die über ein Magnefeld erreichen.
Am einfachsten zu realisieren sind hier toroidale Felder, die dem aussehen eines Donuts verblüffend ähnlich sehen.


[size=9]Bildquelle: Wikipedia/Tokamak[/size]

Bloß, wie will man dort einen Austritt ermöglichen, der das zum Antriebssystem leitet? Die Reaktion würde sofort erlöschen.
Mal abgesehen, dass der spezifische Impuls der Plasmateilchen...naja... :-?

Schau vielleicht mal hier im Astronomie-Bereich, dort berichte ich zur Zeit über die Fusionsforschung.

Grüße,
Olli