Space Elevator

ENDmasse, nicht ERDmasse  Dass da die Erde nicht aus der Bahn rollt ist schon klar!

Oh, Entschuldigung! Kleiner Lesefehler meinerseits.

ENDmasse, nicht ERDmasse

Habe ich auch zuerst gelesen. 

Stimmt schon, der umfunktionierte Bohrturm würde einiges aushalten müssen...

Erde: irgendwo habe ich mal eine theoretisch angestellte Rechnung gelesen (vielleicht war's sogar hier), dass man von der Erde über 10 Mrd Jahre Pro Tag/( oder wars Woche?) 10 Tonnen oder so hochschicken kann und man würde damit den Tag um weniger als eine Stunde verlängern...
Also Zahlen müssen nicht stimmen, nur die Größenordnungen sollen veranschaulicht werden...

Ja stimmt, die Größenordnungen sind schon jenseits von allem was der Mensch wohl wird erschaffen können. Bleiben die Belastungen für den Elevator, wenn sich eine Schwindung aufbaut.

Hi,

erste Ergebnisse bei den Space Elevator Games, das Team LaserMotive ereichte gestern 900 Meter Höhe bei einer Geschwindigkeit von annähernd vier Metern pro Sekunde. Damit sicherten sie sich einen Teil des Preisgeldes von 900.000 Dollar für die erste Preisstufe. Ziel ist die zweite Preisstufe, bei der eine Aufstiegsgeschwindigkeit von wenigstens fünf m/s erreicht werden müssen. Dieses Ziel möchte das Team LaserMotive heute schaffen, schauen wir mal. 
Hier der ganze Artikel: 
http://pressetext.de/news/091106023/weltraumaufzug-rekorde-bei-wuesten-wettbewerb/

http://derstandard.at/fs/1256744215313/Weltraumaufzug-Rekorde-bei-Wuesten-Wettbewerb

Im Dezember gibt es endlich den Thetherwettbewerb (Seil, CNT)...

Wie viel Energie bräuchte denn ein Climber mit - naja, wieviel Masse ist denn realistisch? 15 t , um 5-7 m/sek hinaufzuklettern?
Kann man die Versorgung mit Atom sicherstellen? Oder zu langsame Energieabgabe?

Bring doch nicht Energie und Leistung durcheinander. Bei Interesse kannst du das auch selbst ausrechnen/überschlagen, praktisch mit Schulphysik.


Frage nach der Energie
Hier musst du einfach die Energiedifferenz ausrechnen aus Gesamtenergie am Boden und am Ziel. Normalerweise ist das immer die Summe aus potentieller Energie im Schwerefeld und kinetischer Energie. Beim Space Elevator wird das aber einfacher. Hier musst du nur die potentielle Energiedifferenz ausrechnen. Die Geschwindgkeitsänderung (Beitrag zur kinetische Energie) bekommst du "gratis", da man praktisch nur einen hohen Berg besteigt. Dafür wird die Erde etwas verlangsamt.
Also einfach potentielle Energie da oben minus potentielle Energie hier unten, und schon hast du die zu leistende Arbeit/Energie.

Frage nach der Leistung
Wie schnell willst du oben sein? Der eben berechnete Arbeitsaufwand muss durch die Zeit geteilt werden, und das ergibt die Leistung.

Und was meinst du mit:

Kann man die Versorgung mit Atom sicherstellen? Oder zu langsame Energieabgabe?

?

Die Vorgabe bei einem Elevator ist mindestens 5m/sek, sonst dauert es mehr als nur Wochen zum Aufstieg, und das wäre für Menschen, aber auch für empfindliche Elektronik nicht das beste... Wenn man es vermeiden kann...

Bei den Marsrovern z.b. stellt die Sonne nicht genug Energie bereit, sie puffern sie in Akkus und setzen dann alles auf einmal frei (bildlich gesprochen), in kurzer Zeit.

Kann man mit einem halbwegs kleinem Atomreaktor einen Climber powern, oder wird dann die Masse zu groß?

Die Vorgabe bei einem Elevator ist mindestens 5m/sek, sonst dauert es mehr als nur Wochen zum Aufstieg, und das wäre für Menschen, aber auch für empfindliche Elektronik nicht das beste... Wenn man es vermeiden kann...

Solange die Beschleunigung selbst nicht zu schnell abläuft dürfte auch die Elektronik diese Geschwindigkeit vertragen. Selbst in Bergwerken finden sich aufzüge die 2-3m/sek schnell sind. Wichtig für die Belastung ist die Art der Beschleunigung (aprupt vs langsam ansteigend) nicht die Endgeschwindigkeit.

Ich denke runner meinte die Wirkung einer langsamen Fahrt durch die Van-Allen-Gürtel auf die Elektronik und den Menschen.

Bzgl. Energieversorgung:

Die Konzepte, die ich kenne, schleppen keine eigene Energieversorgung mit sich, sondern bekommen vom Boden Energie zugeführt, daher auch die Versuche mit Lasern (und evtl. Mikrowellen) bei den "Games".

Und träumen tut man meines Wissens immer noch davon, bei der Rückkehr aus dem All Energie zurück zu gewinnen. Das würde die Gesamtenergiekosten noch einmal nicht unerheblich senken. Ob die Ingenieurskunst allerdings in der Lage sein wird, die physikalischen Ideen umzusetzen? Das gilt selbstverständlich auch schon für den Lift an sich.

Für ähnlich phantastisch wie einen Weltraumlift, hielt man vor 100 Jahren auch die Idee, dass tausende Satelliten die Erde umkreisen.
Im Bereich der Materialforschung wurden allein in den letzten 50 Jahren Quantensprünge vollführt. Die Herstellung der Nanoröhrchen ist im Experimentierstadium wie es vor 30 Jahren Kohlefasermaterialien waren. Heute kann man solche Bauteile schon Industriell bauen...
Aus diesem Grund wage ich es gar nicht zu sagen, dass ein Weltraumlift "unmöglich" ist. Es haben immerhin auch etliche Leute gesagt, dass eine Untertunnelung der Ärmelkanals eine Idee von Phantasten sei...

Ich schliesse das ganze nicht aus, aber lege mich nicht darauf fest, dass es einem Weltraumlift einmal geben wird.

Okay schwieriger als das Projekt Eurotunnel wird's auf jeden Fall...

Mahlzeit!


Auf die Nichtmachbarkeit eines solchen Aufzuges habe ich schon mehrmals hingewiesen. Technisch durchaus irgendwann realisierbar, aber politisch oder finanziell wohl eher nicht. Vergesst es einfach.

Davon abgesehen ist es aus mindestens zwei Gründen sinnlos einen Aufzug hoch und wieder runter fahren zu lassen:

1. Der Aufzug benötigt eventuell mehrere Wochen um zum Ziel zu kommen. Beispielsweise bewegt sich der Aufzug des Berliner Fernsehturms mit 6 m/s. (21,6 km/h). Bei ca. 36.000 km Fahrstrecke wären das ca. 70 Tage. Wieder zurück geht es eventuell etwas schneller, aber immer noch viel zu langsam für eine hohe Startrate. Mir ist natürlich klar, daß ich nicht weiß welche Geschwindigkeiten diesbezüglich tatsächlich machbar sein können.

2. Beim Start des Aufzuges bewegt sich dieser mit 1.670 km/h auf der Äquatorlinie um die Erde. In ca. 36.000 km Höhe über dem Äquator muß er sich mit 11.070 km/h bewegen. Also benötigt der Aufzug nicht nur ständig Energie um nach oben zu kommen, er muß auch noch ständig horizontal beschleunigen. Dazu benötigt er nicht nur noch mehr Energie sondern auch ein Raketentriebwerk und entsprechend viel Masse zum wegschleudern. Fährt er nun wieder herunter muß er wieder horizontal abgebremst werden, braucht also noch mehr Energie und Masse zum Wegschleudern. Das gleiche Problem besteht in diesem Zusammenhang ebenfalls beim Bau des Aufzuges und bei einer Havarie (Seilriss). Egal wo das Seil reißen sollte gefährdet es auf der einen Seite direkt Menschenleben in großen Gebieten der Erde und auf der anderen Seite bleibt eventuell ein mehrere tausend km langes Stück Weltraumschrott zurück, dem man nicht so ohne weiteres ausweichen kann, da es so groß ist und seine Bewegungen wahrscheinlich nicht vorhersehbar sind.

Sollte übrigens das Seil elektrisch leitend sein so interagiert es mit dem Magnetfeld der Erde. Es entstehen dann wohl große Ströme und Spannungen und es wirken dann natürlich auch Kräfte auf das Seil (elktrodynamisches Prinzip). Besonders wenn das Seil nicht elektrisch leitend ist wird es wohl zu großen statischen Aufladungen kommen mit mir ehrlich gesagt nicht bekannten Folgen.

Das ist und bleibt alles nur schöne Science-Fiction. Oder -- wenn das Seil reißt -- Stoff für einen utopischen Äktschnfilm.


Gruß
Peter

Hallo Peter,

zu deinen beiden Punkten:

Punkt 1:
Es muss nicht nur ein "Zug" unterwegs sein, sondern alle 15 Minuten könnte ein neuer starten. Außerdem dürfte man schneller fahren als im Fernsehturm (bei entsprechender Leistung) .

Punkt 2
Ich hatte eine Seite vorher geschrieben: horizontale Geschwindigkeit bekommt man umsonst, dafür wird die Erde etwas langsamer. Wenn du einen Berg besteigst, beschleunigst du auch nicht extra in Rotationsrichtung, der Berg nimmt dich einfach mit. Der Aufzug ist einfach ein "hoher" Berg und Teil der Erde.

(Die Katastrophe eines reisenden Seils wurde in Büchern schon mal beschrieben (Red Mars). Warten wir mal bis der Film kommt .)

Mahlzeit Daniel,


bei 1. bezog ich mich darauf:

Und träumen tut man meines Wissens immer noch davon, bei der Rückkehr aus dem All Energie zurück zu gewinnen. ...

Aber alle 15 min. ein Start ist doch sehr illusorisch. Selbst wenn die Dinger mit 100 km/h fahren sollten würde alle 25 km ein Aufzug mit x Tonnen Gewicht dran hängen. Das wären bei 36.000 km Seillänge 1.440 Aufzüge. Wie lang müßte denn dann das Aufzugseil werden? 100.000 km oder noch mehr? Oder/und mit einem gigantischen Gegengewicht (das man erstmal hochbringen muß)?
(ich hoffe, daß ich keine Rechenfehler gemacht habe)

... horizontale Geschwindigkeit bekommt man umsonst, dafür wird die Erde etwas langsamer. Wenn du einen Berg besteigst, beschleunigst du auch nicht extra in Rotationsrichtung, der Berg nimmt dich einfach mit. Der Aufzug ist einfach ein "hoher" Berg und Teil der Erde. ...

Das mag bei einem Berg oder einem künstlichen Berg (auch Turm genannt) so funktionieren, denn diese sind mehr oder weniger starr. Aber bei einem Seil würde es nur funktionieren wenn es straff zwischen zwei Fixpunkten befestigt ist. Bei diesem Aufzug ist es aber nur an einem Punkt fest. Der andere Punkt im Weltall ist lose. Deshalb wickelt sich das Seil um die Erde wenn ein Gewicht ohne horizontale Beschleunigung daran nach oben steigt.


Gruß
Peter

Mahlzeit Daniel,


bei 1. bezog ich mich darauf:

Zitat von: Ruhri am 07. November 2009, 00:15:48

Und träumen tut man meines Wissens immer noch davon, bei der Rückkehr aus dem All Energie zurück zu gewinnen. ...

Aber alle 15 min. ein Start ist doch sehr illusorisch. Selbst wenn die Dinger mit 100 km/h fahren sollten würde alle 25 km ein Aufzug mit x Tonnen Gewicht dran hängen. Das wären bei 36.000 km Seillänge 1.440 Aufzüge. Wie lang müßte denn dann das Aufzugseil werden? 100.000 km oder noch mehr? Oder/und mit einem gigantischen Gegengewicht (das man erstmal hochbringen muß)?
(ich hoffe, daß ich keine Rechenfehler gemacht habe)

Zitat von: Schillrich am 07. November 2009, 06:51:16

... horizontale Geschwindigkeit bekommt man umsonst, dafür wird die Erde etwas langsamer. Wenn du einen Berg besteigst, beschleunigst du auch nicht extra in Rotationsrichtung, der Berg nimmt dich einfach mit. Der Aufzug ist einfach ein "hoher" Berg und Teil der Erde. ...

Das mag bei einem Berg oder einem künstlichen Berg (auch Turm genannt) so funktionieren, denn diese sind mehr oder weniger starr. Aber bei einem Seil würde es nur funktionieren wenn es straff zwischen zwei Fixpunkten befestigt ist. Bei diesem Aufzug ist es aber nur an einem Punkt fest. Der andere Punkt im Weltall ist lose. Deshalb wickelt sich das Seil um die Erde wenn ein Gewicht ohne horizontale Beschleunigung daran nach oben steigt.


Gruß
Peter

Das ist so nicht ganz korrekt!
Das "obere" Ende des Seils IST fest in dem Sinn, dass dort ein gegen"gewicht" in 150.000 Kilometer Höhe hängt, die eine Zugkraft auf das Seil ausübt.
Die Stzation im geostationären orbit ist somit sozusagen zwischen zwei Punkten aufgehängt.
Der eine ist am Äquator an der Erde befestigt, der andere am Gegengewicht in 150.000 Kilometer Höhe.

Durch aufsteigende Gewichte wird somit zwar temporär (für die dauer des Aufstiegs) ein Moment ausgeübt, das Seil bleibt aber straff im 90° Winkel zur Erdoberfälche gespannt.

Das ist so nicht ganz korrekt!
Das "obere" Ende des Seils IST fest in dem Sinn, dass dort ein gegen"gewicht" in 150.000 Kilometer Höhe hängt, die eine Zugkraft auf das Seil ausübt.
Die Stzation im geostationären orbit ist somit sozusagen zwischen zwei Punkten aufgehängt.
Der eine ist am Äquator an der Erde befestigt, der andere am Gegengewicht in 150.000 Kilometer Höhe.

Durch aufsteigende Gewichte wird somit zwar temporär (für die dauer des Aufstiegs) ein Moment ausgeübt, das Seil bleibt aber straff im 90° Winkel zur Erdoberfälche gespannt.

Und genau das glaube ich nicht. Wie ich weiter oben schonmal schrieb, es treten Coriolis-Kräfte auf, die auch ein "Gegengewicht" nicht ausgleichen kann. Dafür wäre z.B. ein Raketenantrieb an den Gondeln notwendig. "Umsonst" durch Abbremsung der Erde geht da leider nichts. Die Kräfte treten nämlich nicht senkrecht zur Seilrichtung auf, es würde zu seitlichen Versetzungen und Schwingungen kommen, und die Beschleunigungsenergie würde zudem über das Seil auf die Erde übertragen werden müssen, was die ohnehin enorme Spannung des Seils weiter belasten würde. So einfach ist das alles leider nicht...

Die Kräfte sind aber lediglich temporär. Insofern glaube ich auch an einen durchaus bemerkenswerten (und nicht zu unterschätzenden) Schwingungszustand den das Seil erfahren wird. Aber ein "Aufwickeln" wird nicht statt finden:

Eine Masse fährt am Seil Richtung geostationären Orbit.
damit wird eine Kraft gegen die Drehrichtung ausgeübt.
Die Zentripetalkraft des gegengewichts zieht dagegen und führt das Seil zurück in seine Ausgangslage.
Das wird zu einem Aufschwingen des Seils führen, dass die Spannung im Seil unter Umständen deutlich erhöhen wird, je nachdem wie nahe man der Resonanz kommen wird.

kennt eigentlich einer den aktuellen Stand der Liftport Group?

Wie weit ist die entwicklug des Seils ?

Kennt einer hierzu eine deutsche adr. mit aktuellem forschungsstand?

Ich empfehle mal die Berichte auf History HD , "Geheimnisse des Universums" anzuschauen. Da wird auch auf die Gefahren der Raumfahrt eingehend hingewiesen. Unter anderem auch auf dieses ominöse Seil. 

Da wirken gigantische Kräfte. Und wenn etwas schief geht gibt es gleich Tote !

Meiner Meinung nach ist das Projekt zu gewaltig und mit zu vielen Risiken verbunden, um jemals realisiert zu werden.

Ich empfehle mal die Berichte auf History HD

Wenn ich könnte...
Ich glaub weniger als 1% haben die Kombination HD Fernseher, HD SAT-Receiver und ein Sky HD Abo...

Ja, leider ist das kein freies Fernsehen. Ich empfehle aber trotzdem jeden, der sich mit der Materie der Naturwissenschaften befasst History bzw, National Geographic zu schauen.

Obwohl es mir widerstrebt Pay TV anzupreisen, muß ich sagen, daß dies zwei sehr gute Sender mit hochwertigen Reportagen sind. Hier mal ein direkter Link : http://natgeochannel.de/

Da startet jetzt eine Serie "Unser Universum".

Leider hat sich der "Discovery Channel" gegenüber früher in der Qualität sehr verschlechtert.

Dafür bekommt man aber im Paket von Sky einige andere interessante Kanäle gleich mit.

1. kennt eigentlich einer den aktuellen Stand der Liftport Group?

2. Wie weit ist die entwicklug des Seils ?

3. Kennt einer hierzu eine deutsche adr. mit aktuellem forschungsstand?

1. Ich glaube der Liftport Group ist inzwischen das Geld ausgegangen. Die letzte News auf ihrer Internetseite ist von 2007.

2. Es wird derzeit noch nirgends an der Entwicklung des Seils gearbeitet. Man befindet sich eher noch im Bereich der Grundlagenforschung. Bisher ist noch unklar, ob man überhaupt entsprechend lange und stabile Kohlenstoffnanoröhrchen auf industriellem Maßstab herstellen kann.

3. Z.B. hier:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
Winterbergstr. 28, 01277 Dresden

Carbon-Nanotubes
Dr. Oliver Jost
Telefon: +49 351 / 83391-3477
Fax: +49 351 / 83391-3300

Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Ralf Jäckel
Telefon: +49 351 / 83391-3444
Fax: +49 351 / 83391-3300

Und wenn etwas schief geht gibt es gleich Tote !

Man kann auch aus dem Bett fallen, ein Atomkraftwerk kann es zerfetzen, Oder es könnte ein Gamma-Strahlenstern innerhalb von Millisekunden seiner Explosion uns auf 15000°C grillen

Wie immer, wenn man etwas beherrscht sind die Risiken behrerschbar.

Und kaum ein Projekt könnte so gewaltige Auswirkungen haben auf unseren Alltag wie die Entwicklung des Weltraumliftes.


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Auch die http://www.spaceward.org/elevator2010  
Spaceward Fondation mit Elevator:2010 - The Space Elevator Challenge
scheint stehengeblieben, oder zumindest ihre Seite zu vernachlässigen...

Dort steht was von Theter Challenge im August 2009 und was ich gehört habe, wurde das auf Dezember verschoben...

_________
Ah ja ich hätte noch eine Bitte: Könnte sich jemand das ansehen http://www.spaceward.org/elevator-when ,
ich verstehe die Grafik nicht, über die Voraussichtliche und tatsächliche Materialstärke...

Wie ich das interpretiere ist man im Zeitplan hinten(?) Andererseits ist das 11 schon oberhalb der benötigten Materialstärke, also könnte schon gebaut werden (?)

Wie immer, wenn man etweas beherrscht sind die Risiken behrerschbar.

Nicht böse sein, daß ich hier Kritik übe, aber wie war das noch gleich mit der Atomkraft ? Für Jahre war das die sauberste Energie überhaupt. Dann gab es Unfälle und schließlich wusste niemand wohin mit dem Restmüll. Vom Supergau gar nicht zu reden. Oder die Geschichte mit der unsinkbaren Titanic, die gleich bei der Jungfernfahrt tiefer gelegt wurde ?

Diese Aussage von Dir, unterstellt, dass wir alle Eventualitäten und Risiken ausschließen. Das wird aber nie möglich sein. Es gibt Leute, die schon Schwierigkeiten haben ihren Videorecorder zu programmieren .....

Man kann auch aus dem Bett fallen, ein Atomkraftwerk kann es zerfetzen, Oder es könnte ein Gamma-Strahlenstern innerhalb von Millisekunden seiner Explosion uns auf 15000°C grillen

Oder vielleicht tritt einem eine Giraffe im Zoo auf den Fuß.

Was sind denn das für Vergleiche. Das ist ja so, als ob ich die Fallbeschleunigung einer Birne mit dem Sprungverhalten eines Kängurus vergleichen wollte.