Space Elevator

Zitat von: Ruhri am 06. Oktober 2010, 23:04:47

Das ist anzunehmen, denn wäre ja schon ein irrer Zufall, wenn die Damaszener mit ihren einfachen Mitteln Carbon Nanotubes hätten herstellen können.

Was das verlorene Wissen angeht, nun, sagen wir es so: Die Nachfrage an Kampfschwertern ist in letzter Zeit etwas rückläufig. 

Das möchte ich so nicht stehen lassen. In den letzten zwanzig Jahren ist die Nachfrage dank Mittelalter-Boom ziemlich angestiegen. Ich kenne Schmiede, die kommen mit der Fertigung nicht mehr nach.

Was das verlorene Wissen angeht, nun, sagen wir es so: Die Nachfrage an Kampfschwertern ist in letzter Zeit etwas rückläufig.  Zwinkernd

Da gab es mal neulich so ne Erfindung, naja... So n'neumodischer Kram... Ich glaube der hie irgendwas mit Panzer und braucht auch harte Stähle... Wird sich aber wohl nicht durchsetzen wie das 'Automobil' oder das Internet

Nee, mal im Ernst, von den Schwertern hab ich vor Jahren in einer Dokumentation gehört, ob wirklich CNT drin waren weiß ich nicht mehr.

Der Hauptgrund, warum die Schwerter des genannten Volkes den anderen überlegen waren, war das Erz: Es enthielt (viel oder eine besonderer Modifikation?) des Kohlenstoffes...
Geschmiedet wurde es auch nicht viel anders als andere Schwerter zur gleichen Zeit.

Nun ja, vielleicht hat man in Damaskus etwas mehr Sorgfalt und ein paar Arbeitsschritte mehr hinein gesteckt, um aus dem guten Erz hervorragende Schwerter zu schmieden, während man in anderen Orten schlampiger war - aus minderwertigem Stahl macht man halt keine guten Waffen. Ob heutige Sammelschwerter in ihrer Qualität mit den alten Waffen mithalten können, wer vermag das zu sagen? In harten Kämpfen werden die Dinger bestimmt nicht bis zum letzten ausgetestet. Immerhin sollte heutiger Waffenstahl recht hochwertig sein, und das dürfte schon helfen. Das mit den Geheimnissen der "alten Meister" ist ja auch so eine Sache. Mancher Geigenbauer versucht etwa, die alten Amatis und Stradivaris nachzubauen und scheitern, manch anderer arbeitet ausschließlich zielorientiert mit modernster Technik und liefert hervorragende Ware ab.

Um den Bogen von Materialkunde zurück zum Weltraumlift zu schaffen. CNTs bestehen letztlich aus nichts anderem als Kohlenstoff, nämlich aufgerollten Graphen-Blättchen, und die mögen sich auch unter einfachsten Bedingungen von Graphit abspalten. So gesehen können sie wohl auch in alten Schwertern in geringen Mengen vorkommen. Für einen Lift werden wir aber ungeheure Mengen brauchen. Die wahrscheinlich beste chemische Industrie auf diesem Planeten würde sicherlich einen erklecklichen Anteil dazu leisten, diese CNTs zu produzieren.

Noch etwas zu CNT-Seilen: Weiter oben wurde die Vermutung geäußert, man könne solche Seile nicht spleißen wegen der zu glatten Oberflächen. Wenn das der Fall sein sollte, wie soll man denn dann aus CNTs Seile herstellen? Beim Verdrillen gäbe es doch dieselben Probleme.

Ich halte das mit dem nicht spleitzen können für einen Quatch, es gibt kein Material ohne oberflächenrauheit, das geht schon deswegen nicht weil jegliche Kristallstruktur letztentlich in den atomaren Abständen voneinander Energienivous hat und die sind wahrscheinlich gequanttelt.
Es könnte zwar sein das die sehr glatt sind, aber selbst wenn jedes umschlingen nur 1% der Kraft aufnimmt, ist nach wenigen hundert umschlingungen schluss mit rutschen.
könnte allerdings sein das so ein Bereich vielleicht mehrere Meter lang ist.
Aber was solls, selbst wenn die Abschnitte nur 10t schwer sind, werden das immer noch mehr als 100km/Abschnitt sein, da kommt es auf selbst auf 100m kaum an.

Hat denn eigentlich jemand eine genauere Vorstellung , wie so ein Seil mal aussehen soll ? Ich denke, dass das ganze Konstrukt eine Art Hybrid aus CNT's , die Konzerntisch um eine Röhre mit innen liegenden Versorgungsleitungen sein müssten.

Zum Thema Stahl möchte ich anmerken, daß Techniken, die heute belächelt werden durchaus auch Sinn gemacht heben.

Reines Eisen, ist weich. Fügt man Kohlenstoff dazu, wird es härter, bzw. erst mal härtbar. Mit Metallen wie Chrom oder Molybdän, Mangan wird die Korrosionsbeständig bzw. die Elastizität verbessert.

Nun hört man hin und wieder aus Märchen, daß Schwerter in Blut gehärtet wurden. Blut kann dazu führen, daß die Oberfläche nitriert wird, bzw. auch zusätzlichen Kohlenstoff aufnimmt. Dadurch bekommt man eine spröde aber harte Oberfläche mit einem biegsamen Kern (bei Verwendung eines niedrig legierten Stahls mit <0,3% Kohlenstoff). Für ein Schwert ist das perfekt.

Genau wie bei Stahl wird auch bei CNT's die Qualität von dem Aufwand bei der Verarbeitung abhängen.

Hat denn eigentlich jemand eine genauere Vorstellung , wie so ein Seil mal aussehen soll ? Ich denke, dass das ganze Konstrukt eine Art Hybrid aus CNT's , die Konzerntisch um eine Röhre mit innen liegenden Versorgungsleitungen sein müssten.

Das war auch meine ursprüngliche Überlegung zu diesem Thema. Aber was soll man über 36.000 Kilometer in Versorgungsleitungen transportieren? Mittlerweile würde ich annehmen, dass die 'Liftkabine' alles, was sie und eventuell an Bord befindliche Personen brauchen, selbst dabei hat. Kommunikation würde über Funk laufen, die Energieversorgung wäre auch in die Kabine integriert. Das Seil wäre tatsächlich nur Fahrbahn, die Kabinen autarke Fahrzeuge daran.

Von der Nasa wurde zum Lift mal eine wissenschaftliche Arbeit verfasst, dabei wird aber nicht von einem Seil, sondern eher von einem dünnen Band von vielleicht 50cm Breite ausgegangen.
Ich habe sowas mal über ein Exceltabele berechnen lassen.
Habe bei 63GPa angenimmener Festigkeit im Boden einen querschnitt von (4,5mm)² ausgerechnet.
Nimmt man ein 500mm breites Band bekommt, bekommt man eine Dicke von ca. 0,032mm in Bodenhöhe.
in 36000km Höhe dann etwa 0,3mm.
Allerdings sieht es so aus als sind CNTs eher 99GPa stark.
Was dann entweder ein mehr an sicherheit bedeutet, oder viel weniger Masse vom Lift.

Bei Bauwerken ist es üblich, die Belastbarkeit der Baustoffe konservativ anzusetzen. Bei einem Bauwerk dieser Größenordnung und mit diesem Zerstörungspotential sollte man SEHR konservativ rechnen. Von daher ist dein Vorgehen, für deine Berechnungen immer den gerade höchsten zur Verfügung stehenden Wert für die Festigkeit zu nehmen (welche eigentlich? Zugfestigkeit?), geradezu unverantwortlich leichtsinnig.

Andererseits zeigt deine Berechnung mit dem 50 cm breiten Band ja aber, dass man diese Festigkeit vermutlich ohnehin nie ausnutzen würde. Ich denke, kein Mensch käme auf die Idee, eine Kabine eines Orbitallifts an eine 0,03 mm dünne Folie zu hängen.

Wie sieht die Haltbarkeit von CNTs eigentlich bei anderen Kräften als Zugkräften aus? Gibt es auch schon Daten zu ihrem Verhalten bei Druck, Scherung und Torsion? Und wie steht es mit der Brennbarkeit von CNTs? Im Weltall mangels Sauerstoff wird man nicht viel zu befürchten haben, aber innerhalb der Atmosphäre ist das wichtig. Vielleicht wird man um das Seil also noch eine Brandschutzschicht legen müssen.

Im Weltall mangels Sauerstoff wird man nicht viel zu befürchten haben, aber innerhalb der Atmosphäre ist das wichtig. Vielleicht wird man um das Seil also noch eine Brandschutzschicht legen müssen.

Dass sie sich mit Sauerstoff verbinden können ist ja wohl klar.

Nur, ich nehme an in dieser Struktur sind die C-Atome so fest gebunden, dass die Reaktion (etwas?) schwerer in Gang zu bringen sein sollte als die von reiner Kohle...

Sonst müsste man sie mit Aluminium bedampfen (geht das bei CNT?)

Zitat

Im Weltall mangels Sauerstoff wird man nicht viel zu befürchten haben, aber innerhalb der Atmosphäre ist das wichtig. Vielleicht wird man um das Seil also noch eine Brandschutzschicht legen müssen.

Dass sie sich mit Sauerstoff verbinden können ist ja wohl klar.

Nur, ich nehme an in dieser Struktur sind die C-Atome so fest gebunden, dass die Reaktion (etwas?) schwerer in Gang zu bringen sein sollte als die von reiner Kohle...

Sonst müsste man sie mit Aluminium bedampfen (geht das bei CNT?)

Von einer Selbstentzündung gehe ich jetzt mal nicht aus. Ich dachte jetzt eher an ein Feuer, dass in der Kabine ausbricht und übergreifen könnte, oder, extremer, an ein Flugzeug, das dagegen fliegt. Aber auch solche Katastrophen muss der Lift aushalten können.

Das war auch meine ursprüngliche Überlegung zu diesem Thema. Aber was soll man über 36.000 Kilometer in Versorgungsleitungen transportieren? Mittlerweile würde ich annehmen, dass die 'Liftkabine' alles, was sie und eventuell an Bord befindliche Personen brauchen, selbst dabei hat. Kommunikation würde über Funk laufen, die Energieversorgung wäre auch in die Kabine integriert. Das Seil wäre tatsächlich nur Fahrbahn, die Kabinen autarke Fahrzeuge daran.

Energieversorgung, Datenübertragung und Funk über Laser.

http://www.itnewsonline.com/showprnstory.php?storyid=124679

Der 'Reportlinker' hat CNT ins Register der Industrie aufgnommen...

Was ich in Kürze so gefunden habe, scheint mir das das ein Netzwerk der Industrie ist, um Firmen mit Kontakten zu versorgen, um die Innovationen zu steigern und Möglichkeiten aufzuzeigen...

http://english.farsnews.com/newstext.php?nn=8907190765

Hier wird die Reaktivität der Kohlenstoffnanoröhrchen untersucht... Allerdings konnte ich nichts herauslesen, wie der Trend geht (reaktiver oder inerter als bisher gedacht??)

Interessant wäre dies für den Space Elevcator insofern, als Sauerstoff der Atmosphäre ein unisoliertes CNT-Seil angreifen könnte.

Die Frage der Wirkung auf Organismen wäre auch eine interessante Frage. Wenn sich CNTs wie Asbestfasern verhalten, sind sie ein ziemlich gefährlicher Werkstoff. Man weiß über die Langzeitwirkung solcher Materialien noch so gut wie nichts (woher auch), es könnte da also noch die eine oder andere Überraschung geben.

Die Frage der Wirkung auf Organismen wäre auch eine interessante Frage. Wenn sich CNTs wie Asbestfasern verhalten, sind sie ein ziemlich gefährlicher Werkstoff. Man weiß über die Langzeitwirkung solcher Materialien noch so gut wie nichts (woher auch), es könnte da also noch die eine oder andere Überraschung geben.

Da hast du vollkommen Recht, wenn man die beim Lift einsetzt und die kommen irgendwie in die Kabine rein, was man sicher nicht verhindern kann, dann bekommen alle Nutzer Krebs, jedenfalls dann wenn sie nicht vorher an Luftmangel eingegangen sind weil sie die Tür zum Seil aufgemacht haben.
             ;D     

Ja, sehr lustig, Klakow. 

Und was ist, wenn die Krebsrate rund um die Bodenstation in die Höhe schnellt?

Nun bleib mal locker, Ruhri
Wir wollen doch nur ein Kabel machen. Wenn sich das auflösen und verteilen würde, sodass es die Umgebung belastet, könnte man das ganze Konzept gleich wieder vergessen. Ein Kabel, dass sich verstreut, wäre ja absolut sinnlos und nach kurzer Zeit zu ersetzen. Das würde keiner betreiben wollen.

mfg websquid

Ach, ich bin doch (schon wieder) ganz ruhig, websquid. 

Fakt ist aber, dass die Tauglichkeit von CNTs für einen Weltraumlift alles andere als sicher ist. Gerade in absoluter Bodennähe wäre das Kabel eben der Erdatmosphäre ausgesetzt, und da kann es zu völlig unerwarteten Effekten kommen. Womöglich würden abgetrennte Fasern im Nanobereich selbst durch fest verschlossene Drucktüren kriechen können, um noch einmal Klakows missglückten Witz aufzugreifen. Ehrlich, das Thema ist wirklich zu ernst für doofe Scherze.

Tut mir leid wenn du das als danebengegangenen Witz auffast.
Mir geht da ein wenig der Hut hoch wenn ich "sowas" von gefahren lese. Leider ist es bei uns in zwischen so das die "Bedenkenträger" die Medienhoheit haben, leider!!!

Nur mal kurz zum Verständnis, CNT sind deshalb so extrem zugfest, weil sie eigendlich ein riesiges Molekühl darstellen.
Man kann CNTs, Glypen, Diamand, Fulerone getrost nebeneinander aufführen. Das sind alles extrem Starke Verbindungen.

Schönen Moin noch, Klakow
(falls das jemand schon wie ich am Morgen liest)

Es gibt tatsächlich noch ein paar Hindernisse, die mir spontan einfallen.

Das geringere Problem sind elektrische Entladungen in der Atmosphäre. Schließlich ist ein Band, daß durch die Wolken in den Himmel führt, ein gigantischer Blitzableiter.

Das größere Problem wird durch den Sonnenwind verursacht. Bekanntlich führt der zum schwingen des Erdmagnetfeldes. In einen elektrischen Leiter, der sich in einem wechselnden magnetischen Feld befindet wird eine Spannung induziert. Die Kopfstation wird sich wechselseitig positiv und negativ aufladen. Das gesamte Konstrukt könnte sich wie ein gewaltiger Dipol verhalten wobei die Erde und die Kopfstation sich wie riesige Kondensatorplatten verhalten (Mit dem Band als Spule in der Mitte).

Auf der Erde ist das Problem von Pipelines bekannt. Die Alaska Pipelines sind aus doppelten Röhren aufgebaut. In der inneren Röhre strömt das Liquid (Öl,Gas) und das äußere dient dem Potentialausgleich der durch den Sonnenwind/Erdmagnetfeld induzierten Ströme.

Zu den Problem mit dem Krebs; ich glaube nicht, daß die Krebse von so einen Konstrukt in ihrer Ruhe gestört werden .

Das geringere Problem sind elektrische Entladungen in der Atmosphäre. Schließlich ist ein Band, daß durch die Wolken in den Himmel führt, ein gigantischer Blitzableiter.

Das ist der Eiffelturm auch...

Zu den Problem mit dem Krebs

1. Im ersten Space Elevator wird in der Kabine niemand mitfahren, denn das wäre noch unerprobt.

Zuerst müsste man weitere Seile oer Satelliten hochschießen, um Geld zu machen und somit die Investitionskosten wieder reinzukriegen.

Und 2) rund um das Seil passiert den Leuten auch nichts, da 1) die Basis-Station im Meer am Äquator liegt 2) das Seil im atmosphärischem Bereich sowieso ummantelt sein muss.

Das ist der Eiffelturm auch...

Dann bedenke aber bitte, daß der Eifelturm aus Stahl ist und so dimensioniert, daß Schäden durch Blitzeinschläge keine Auswirkungen haben.

Auch an Flugzeugen kommt es jedes Jahr zu Blitzeinschlägen. An den betreffenden Stellen entsteht eine Kerbe im Material.

Bei einem Band aus CNT's kann eine solche Kerbe zu einen Problem in der strukturellen Integrität des Materials führen. (Es kann dort zerreißen !)

  Das mit den Krebs war von mir nun wirklich nicht ernst gemeint.

Dann bedenke aber bitte, daß der Eifelturm aus Stahl ist und so dimensioniert, daß Schäden durch Blitzeinschläge keine Auswirkungen haben.

Und wir wollen doch nicht vergessen, dass der Eiffelturm geradezu winzig ist im Vergleich mit einem Weltraumlift. So gesehen stellt er einen ziemlich schlechten Vergleich dar.

Naja, aber ob die Eintritts'wunde' nicht gesteuert werden kann? Also, man hänge alle 500 Meter eine kleine Metallplatte an den Lift, und wenn der Blitz in diesen Blitzableiter einschlägt, wird keine Kerbe im Seil hinterlassen.

Außerdem, könnte es nicht sein, dass der Lift schon kleine Spannungen aufnimmt und somit in seiner Nähe keine Blitze zustandekommen?

Da er leitfähig ist, sollte es so passieren.

Oder man lädt in negativ auf, so dass er Blitze abstösst...

Oder man lädt in negativ auf, so dass er Blitze abstösst...

Im wahrsten Sinne des Wortes. Damit machst du den Lift vom Ziel zur Quelle des Blitzes - der Strom fließt aber trotzdem. Das ist nichts besser als ein Blitzeinschlag

Versteift Euch mal nicht zu sehr auf die Blitze. Ein richtiger Treffer und das Band ist auf dem Mars  . Was wollt Ihr denn gegen die Ströme unternehmen, die durch das Erdmagnetfeld und flatternde Sonnenwinde entstehen. Das dürften einige tausend Ampere sein.