Interstellare Raumfahrt

Ich habe ein paar ältere Threads hier zusammengeführt.

Um nochmal die bisherigen Ergebnisse zusammenzufassen: geeignet wären Antimaterieantriebe, Kernfusionsantriebe und Kernspaltungsantriebe. Für ein Raumschiff, das mit 0,1 C fliegt (Unbemannt, da das einer lebenden Besatzung nicht zuzumuten wäre) würde die Reise zum am stärksten geeigneten ziel (Epsilon Eridani Begründung: Exoplanet, leicht ereichbarkeit durch günstige Lage relativ zur Ekkliptik,zudem auch sonst recht innteressant {Kürzliche Meldung über Reduktion der Exzentrizität des Gasriesen, wodurch auch terrestrische Planeten in der Habitalen Zone möglich werden}) 105 Jahre dauern und das 100-Fache des Raumschiffgewichts in Wasserstoff erforden. Bei einen Raumschiff das mit 0,2 C fliegt (Bemannt, da dann die Reisezeit schon kurz genug ist) würde die Reise 52,5 Jahre dauern und das 400-Fache des Raumschiffgewichts in Wasserstoff erfordern. Meiner Einschätzung nach könnte eine derartige Mission anfang des Nächsten Jahrhunderts geflogen werden. In 200 jahren könnte es möglich sein, stetig beschleunigte Missionen zu fliegen und Hoch relativistische geschwindigkeiten zu ereichen, die es ermöglichen mehrere hundert Lichtjahre innerhalb der Lebenszeit der besatzung zu fliegen.(z.b. durch Bussard-Ramjets).(Das geht nicht mit einen festen Treibstoff weil das bereits bei einer 1 Kilogramm Mikrosonde die gesammte der Menschheit verfügbare energie {1 Jahr} erforderlich wäre, selbst wenn man den Energieträger nicht mitbeschleunigen müsste.) Noch weiter in der Zukunft liegen Ideen wie die , die mir vor einigen Tagen (Inspiriert durch einen Anspitzer) gekommen ist. Bei dieser Idee handelt es sich um die eines Interstellaren 1-Personen-Raumschiffs von einer Tonne gewicht und 110 Tonnen Antimaterie-Treibstoff. (Zusammensetzung der Tonne: 100 kg für denn Reisenden, 100 Kg für die Kälteschlafkammer {mit einer Batterie die 100 Jahre hält, was durchaus möglich wäre} und 800 Kg chemischer Treibstoff für den Flug innerhalb des Systems.) Dieses Raumschiff wäre in der Lage innerhalb der 100 Jährigen Betriebszeit der Kälteschlafkammer alle Ziele im Umkreis von 1000 Lichtjahren ereichen.(Durch die Zeitdehnung; 99,5%C). Allerdings liegt ein derartiger Instellarer Individualverkehr bereits so weit in der Zukunft, das ich mich nicht wage eine Schätzung abzugeben wann dieser Traum wirklichkeit werden könnte. Aber ich denke, das die Menschheit nie einen Weg finden wird, die Lichtgeschwindigkeit zu überschreiten.(Was dank der Zeitdehnung zum Glück auch gar nicht notwendig ist).

Ich hoffe darauf, daß möglichst noch in dieser Dekade Durchbrüche in der Gravitationsforschung erreicht werden, um technische Ansatzmöglichkeiten zur Erzeugung von gravitomagnetischen Wellen erkennbar werden.  Dann sehe ich Möglichkeiten die über den hier diskutierten Rahmen weit hinaus gehen.

Im Thread  Über die Natur der gravitativen Wirkung war eine Diskussion über Gravitation weiterzuführen.  Um über diesen Antrieb zu diskutieren wäre es nötig, die ihr zu grunde liegende Theorie über die Gravitation zu verstehen.  Eine Reise zu einen benachtbarten Stern wäre damit nicht mehr als ein 'kleiner Abstecher'.  Die dafür notwendige Energie wäre meiner Einschätzung nach mit einen FissionsReaktor in der LeistungsKlasse 1GW sichergestellt.  Wenn wissenschaftliche Durchbrüche in der Gravitations-Theorie erreicht werden und so eine fundierte wissenschaftliche Grundlage für meinen Antrieb existiert, macht es für mich Sinn diesen Antrieb genauer zu erklären.  So kann ich nur vermuten, daß keine Jahre für die Reise notwendig sein werden sondern wenige Wochen.

So kann ich nur vermuten, daß keine Jahre für die Reise notwendig sein werden sondern wenige Wochen.

Ein paar wochen Schiffszeit oder ein Paar wochen weltzeit? :-? Ein paar wochen schiffszeit wären theoretisch möglich (allerdings nur Theoretisch, da mann ein Bemanntes schiff nicht stärker als 7g beschleunigen kann ohne die Besatzung zu zerquetschen, und selbst damit braucht das schiff für die Reises 1 1/3 Jahr schiffszeit) . Ein paar Wochen Weltzeit dürfte unmöglich sein, da mann dafür die Lichtgeschwindigkeit überschreiten müsste, und es keine Hinweise darauf gibt, das das Möglich ist.

Ein paar wochen Schiffszeit oder ein Paar wochen weltzeit? :-?

Beides.

Ein paar wochen schiffszeit wären theoretisch möglich (allerdings nur Theoretisch, da mann ein Bemanntes schiff nicht stärker als 7g beschleunigen kann ohne die Besatzung zu zerquetschen, und selbst damit braucht das schiff für die Reises 1 1/3 Jahr schiffszeit).

Die Beschleunigung ist wesentlich größer, jedoch bereitet sie keine Probleme an Board des Schiffes, weil es gewißermaßen im freien Fall beschleunigt. Nicht "mitzufallen" wäre dagegen tragisch.

Ein paar Wochen Weltzeit dürfte unmöglich sein, da mann dafür die Lichtgeschwindigkeit überschreiten müsste, und es keine Hinweise darauf gibt, das das Möglich ist.

Es Hinweise doch man will sie nicht sehen.  Ich würd mich nicht mit dem Thema befassen, wenn es nicht möglich wäre.

Die Beschleunigung ist wesentlich größer, jedoch bereitet sie keine Probleme an Board des Schiffes, weil es gewißermaßen im freien Fall beschleunigt.

Bitte um Erklärung  

Stell dir vor du siehst eine sehr hohe Wasserwelle auf dich zukommen (die aber nicht bricht).  Wenn du dich von ihr heben lässt und auf ihr dann hinab gleitest (surfen), fährst du mit der Welle.

Für das Raumschiff heist das, daß es schon von alleine mit der Welle fahren würde, aber wenn es festgehalten werden würde, würden sehr große Gravitationskräfte auf dem Schiff einwirken die unter Umständen für das Schiff und Besatzung nicht mehr gesund sind.

Stell dir vor du würdest auf dieser Welle surfend pötzlich ein am Grund befestigtes Seil greifen...

Für das Raumschiff würde je nach Größe (Frequenz) und Amplitude der gravitomagnetischen Welle dieses eine extreme starke Zunahme der Gravitation sowie sehr große Beschleunigungskräfte bedeuten, bis es von der gravitomagnetischen Welle geglitten ist.

Hallo zusammen,

bitte nicht weiter über gravitative Wunderkräfte als Antriebsquelle diskutieren. Weitere Beiträge werden gelöscht.

Eine Nachfrage zu obigem Konzept mit Wasserstoff von 1234...usw.

400-Fache des Raumschiffgewichts in Wasserstoff erfordern

Gibt es dafür den ein Strukturkonzept??

Denn entweder du beschleunigst langsam... dann geht dir der Wasserstoff flöten oder du brauchst sehr aufwendige = schwere Tanks, oder du beschleunigst eher schnell, dann brauchst du trotzdem wieder schwere Struktur um die Kräfte abzutragen!

Nur zum Vergleich: Die Saturn 5 Stufen haben alle eine Struktur / Treibstoffverhältniss von 1/10- 1/20 und das ist immer noch das beste was je realisiert wurde! Wir reden hier von 1/400!!!

Das ist eine ziemlich gute Frage... Ich denke durch die Riesiege Menge (ca. 400 Millionen Tonnen) und der Tatsache, das Volumen und Oberfläche nicht Proportional sind, kann mann hier viel ereichen. ( Stichwort Oberflächenvergrößerung) Bei hohen Volumen und gleich bleibender Hüllendicke nimmt die Rolle der Tanks ab. Zur Beschleunigungsgeschwindigkeit: meinen Berechnungen zufolge reichen zum Beschleunigen und Abbremsen 1 Stunde beschleunigung bei 1,7 G (das wird von jeder Senioren-Achterbahn übertroffen).

Wenn man den Wasserstoff in den von mir vorgeschlagenen "Cooper-Tanks" aufbewahrt, (Cooper Pairs) dann beansprucht dieser wesentlich weniger Platz und Masse für den Tank selbst.

Cooper-Tanks? also das würd mich mal interessieren was das sein soll.. :-?

Es gibt Fermionen wie Licht und Bosonen wie Elektronen und Protonen oder auch ganze Atomkerne.

Der große Unterschied ist:  In einen "Sack" kannst du nur eine endliche Menge Bosonen (Wasserstoff) aber eine unendliche Menge Fermionen (Photonen) packen.

SupraKonduktivität wird bei fast allen Materialien dadurch erreicht, daß sich zwei Elektronen mit einen Phonon zu einen sogenannten Cooper-Paar (CP) verbinden.  Diese Paare sind deutlich größer als einfache Elektronen - aber weil sie sich nach den Gesetzen der Fermionen verhalten, können sie einander durchdringen.  Dieses ist vielleicht mit allen anderen Bosonen möglich, aber sicher wurde dieses bereits mit Protonen geschafft.

Wenn man nun CP-Protonen und CP-Elektronen beisammen lassen kann, um keine elektrischen Ladungen getrennt anzuhäufen, kann man vermutlich die Bestandteile von Wasserstoff in großer Konzentration in sehr kleinen Räumen anhäufen.

Hallo Space Warper

Jetzt bin ich aber enttäuscht. Seit wann holst Du denn die ganz ollen Kamellen raus. Gibts doch seit 20 Jahren, die Idee. Und wer hast gemacht. Niemand.
 
So eben mal zwischendurch, was ist denn nun ein Phonon? Eine Gitterschwingung? Es läuft darauf hinaus, Wasserstoff in einen Festkörper hinein zu befördern und wieder rauszuholen.
Auf gute Ergebnisse warte man leider seit 20 jahren.

Matjes

Dein Beitrag ist irgendwie so ... abstrakt.  Was willst du mir oder uns den eigentlich sagen?  Welche Kamelle meinst du genau und wie alt ist den die Kamelle und was ist an dieser Kamelle schlecht?

Die Schwierigkeit besteht vermutlich darin, daß man die Entstehung der gequantelten Gitterschwingungen bisher den Zufall überlassen hat.  Wenn man aber aber diese Schwingungen mit Nano-strukturierten Quarzen gezielt erzeugt, kann man Phononen nach maß in sehr großen Mengen erzeugen und dementsprechend große Mengen Cooper-Paare erzeugen.

Die Schwierigkeit besteht vermutlich darin, daß man die Entstehung der gequantelten Gitterschwingungen bisher den Zufall überlassen hat.

Quatsch, Phononen können sehr wohl gezielt angeregt werden und das schon lange. Stichwort Raman Streuung.
Macht jeder Physikstudent schon im Praktikum  

Gruß,
KSC

Worin besteht dann das Problem?

*edit*
Mit der Raman-Streung werden optische Phononen erzeugt.  Meines Wissens sind für Cooper-Paare jedoch akustische Phononen notwendig.  Diese könnte man mit der von mir genannten Methode erzeugen.  Akustische Phohnen können laut Wikipedia mittels der Brillouin-Streuung erzeugt werden.  All diese Methoden scheinen mir aber ineffizient und schwer steuerbar.  Meine Methode erzeugt die gewünschten Phonen direkt und maßgeschneidert.

Wann ist denn Ein Cooper-Tank so in etwa zu erwarten? Außerdem: Könnte mann die Wasserstoffatome da wieder rausholen?

An der Cooper-Zelle muß eine Grenzfläche sein, an der man die Phononen-Produktion kontrollieren kann.  Wenn man in einen kleinen Bereich invers modluierte Phononen erzeugt, dürfte diese Phononen in diesen Bereich zu einer Entkopplung der Cooper-Paare führen, womit die Teilchen wieder ihre gewöhnlichen Bosonen-Eigenschaften zurückerhalten.   Aus technischen Gründen sollten vll. besser die Elektronen-Paare und die Protonen-Paare an unterschiedlichen Orten entkoppelt werden, weil der entstehende Protonen-Strahl sich einfacher handhaben lässt, da er auf elektromagnetische Felder reagiert und noch wichtiger wesentlich weniger Raum beansprucht als Wasserstoff - also Protonen mit Elektron-Hülle.  Aus der Cooper-Zelle könnte man je nach Beschaffenheit (Material/Vakuum) mit Magnetfeldern die Ladungen trennen und so die Extraktion beeinflußen.

Ich hab über die Natur von akustischen Phonen nachgedacht und vermute, daß es sich hierbei, im Gegensatz zu optischen Phononen, um ein Phänomen der Gravitation handelt.  Vielleicht ist ein Phonon das quantenmechanische Analogon zu einer stehenden Welle.

Wenn keine größeren technischen Probleme zu bewältigen sind, schätze ich die Entwicklungsdauer auf ca. 8-16 Jahre.

Naja, wenn man sich SWs Ausführungen so anguckt, wahrscheinlich nie.

Es gibt Fermionen wie Licht und Bosonen wie Elektronen und Protonen oder auch ganze Atomkerne.

Der große Unterschied ist:  In einen "Sack" kannst du nur eine endliche Menge Bosonen (Wasserstoff) aber eine unendliche Menge Fermionen (Photonen) packen.

1. Photonen sind keine Fermionen.

2. Elektronen und Protonen sind keine Bosenen.

Außerdem sehe ich ganz und gar nicht, worin sich SWs "Cooper Tank" von einem Bose-Einstein-Kondensat, aus meinetwegen normalen Wasserstoffatomen bestehend, unterscheidet (Es gibt auch Fermionenkondensate z.B. mit Helium-3).

Nur wieso sollte man soetwas als Tank benutzen? Der Energieaufwand ein solches Kondensat zu Erzeugen wäre bei einer hinreichend großen Zahl an Atomen so groß, dass pro Atom mehr Energie verbraucht werden würde, als in diesem gespeichert ist. Da bleibt dann nix mehr für den Antrieb. Und alles nur um ein paar Tonnen Tankmasse zu sparen? Echt blödsinnig, oder?

Naja, wenn man sich SWs Ausführungen so anguckt, wahrscheinlich nie.

1. Photonen sind keine Fermionen.

2. Elektronen und Protonen sind keine Bosenen.

Hab ich Bosonen und Fermionen vertauscht?  :-) sry .. ich sprech meistens nicht ihnen sondern stell mit ihren Eigenschaften Überlegungen an.

Außerdem sehe ich ganz und gar nicht, worin sich SWs "Cooper Tank" von einem Bose-Einstein-Kondensat, aus meinetwegen normalen Wasserstoffatomen bestehend, unterscheidet (Es gibt auch Fermionenkondensate z.B. mit Helium-3).

Ich weiß nicht wie ich es einfacher erklären soll als mit dem Sack voll Licht.

Nur wieso sollte man soetwas als Tank benutzen? Der Energieaufwand ein solches Kondensat zu Erzeugen wäre bei einer hinreichend großen Zahl an Atomen so groß, dass pro Atom mehr Energie verbraucht werden würde, als in diesem gespeichert ist.

Das verwechselst du vll. mit dem Energie-Aufwand He-3 nahe 0K herabzukühlen.
edit
Aber ich habe nicht gesagt daß der Wasserstoff auf besonders tiefe Temperaturen herabgekühlt werden muß, sondern daß es auch bei Raumtemperatur funktionieren könnte.  Protonen selbst aber sind sehr einfach gestrickt und können nur über Eigenschaften Energie aufnehmen: Wegen Symmetrie nur über ihren Spin Rotations-Energie und über ihre lineare Bewegung.  Das bedeutet, daß die Wärmekapazität von Proton äußerst schlecht.  H2 besitzt eine 2te Rotationsachse, über der Bewegungsenergie aufgenommen werden kann.  Aber LH2 wird auch nicht so furchtbar heiß in die Tanks gefüllt.  Und schliesslich ist weniger der technisch notwendige Energie-Bedarf entscheidend, sondern der physikalische Energie-Bedarf.
Das heißt hier, daß die Wärme-Energie entscheidend ist, um den Stoff aufzuwärmen und nicht die Energie, die man praktisch aufwenden muß um den Stoff herabzukühlen.
Mein Kühlschrank verbraucht auch ständig Energie, ohne dabei seinen Kühlraum immer weiter harabzukühlen.
/edit

Da bleibt dann nix mehr für den Antrieb.

Wenn man deinen Standpunkt betrachtet korrekt.

Und alles nur um ein paar Tonnen Tankmasse zu sparen?

Mir fallen weitere Vorteile ein, die direkt die Kosten vorteilhaft beeinflußen.

Echt blödsinnig, oder?

 Gute Frage!

Du mit deinem Sack voll mit Licht! Photonen sind Bosonen:
Bei einem Bose-Kondensat hat man es geschafft, dass Atome (Kern ist z.B. bei Deuterium ein Boson, während die Elektronenhülle fermionisch ist) sich bosonisch verhalten. Also genau das, was du erreichen willst.

Schau dir mal bei Wiki oder so an wie so ein BE-Kondensat erzeugt wird und erklär mir dann nochmal wie du das bei Raumtemperaturen und ohne großen Energieaufwand hinbekommen möchtest.

Da sind einmal 2 Unbekannte für mich:
Wie stabil sind die Cooper-Paare im Vakuum?

A: Instabil:  Die Cooper-Paare müssen ständig in einen "See" von akustischen Phonoen schwimmen.
B: Stabil:  Die Cooper-Paare müssen nur an der Grenzfläche erzeugt werden und dürfen danach in einen hinreichend abgeschirmten Bereich verbleiben, den man vereinfacht als Vakuum bezeichnen könnte, wenn man von den Cooper-Paaren absieht.

Im Fall A müßte ein geeignetes Material gefunden werden, daß die Cooper-Paare möglichst wechselwirkungsfrei aufnehmen kann.  Lithium besitzt eine sehr einfachen Aufbau und hat sich hinsichtlich Protonen-Aufnahme und Protonen-Durchlässigkeit behauptet.  Für die Erzeugung von akutsichen Phononen müßten feine Strukturen aus SiliziumDiOxid im Lithium-Kristall oder auf der Lithium-Oberfläche erzeugt werden, die ich vereinfacht als Quarz-Leitungen bezeichnen möchte.  Wenn man an diesen Leitungen ein geignet schnelle wirklich-hoch-frequent-schwingendes elektrisches Feld anlegt, sollte der Quarz anfangen zu schwingen.  Sollten Phononen tatsächlich auf Stehende Wellen zurückzuführen sein, dann müßte in dieser Quarz-Leitung ebenso eine Stehende Welle erzeugt werden.  Weil der Quarz entsprechend dem elektrischen Feld räumlich mitschwingen würde, würde er die gewünschten Phononen erzeugen.    Da man so gezielt und in großen Mengen geeigneter Phononen erzeugen würde, würden sich die Protonen bzw. Elektronen mit den Phononen schnell zu Cooper-Paaren kombinieren.   Das Cooper-Paar verhält sich wie ein Cooper-Paar, so wie  "heiße SupraLeiter" auch supraleitend sind auch wenn sie nicht nahe 0K herabgekühlt wurden.

Die Wärme ist nur in soweit von Bedeutung, daß dadurch ein buntes Gemisch an Schwingungen entsteht, welche zur Entkopplung der Cooper-Paare führen kann.

Je "wärmer" die Umgebung der Cooper-Paare ist, um so häufiger werden Cooper-Paare entkoppelt.   Je größer aber die Anzahl/Dichte  der frei zur Kopplung stehenden Phononen sind, um so geringer ist Zeit, in der Protonen ungekoppelt sind.
*edit*
Ein regelmäßiger Kristall-Aufbau müßte vorteilhaft, weil dadurch die Anzahl der Schingungs-Modi im Kristall abnimmt und dadurch weniger störender Schwingungen möglich sind. Davon sollte auch die Protonen-Bewglichkeit profitieren.

*edit*
Wenn man durch den Lithium-Kristall ein homogenes Magnetfeld führt, würden die Protonen auf Kreisbahnen gezwungen werden.  Wenn man die Magnetfelddichte entsprechend wählt, könnte man so die Protonen auf Bahnen zwingen, deren Durchmesser dem mittleren Abstand zweier benachtbarter Lithium-Atome entspricht.  Dadurch würden schliesslich alle Protonen sich auf Bahnen um die Atomekerne bewegen.  Durch die ordnende Kraft des Feldes würden sich die Protonen auf diesen Bahnen konzentrieren und leichter mittels der Phonen Cooper-Paare bilden.  Zusätzlich würden weniger Störungen auftreten welche die Cooper-Paare entkoppeln könnten.

Diese physikalische Grundsatzdiskussion passt hier nicht rein. Bleibt bitte von jetzt an bei "realen" oder "realistischen "Konzepten.

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