Space Elevator

Hallo zusammen,

ich habe mir auch Gedanken zu einem Space Elevator gemacht.
http://www.overunity.de/1743/space-elevator/msg33865/#new

Die einfachste Lösung der Stromversorgung wären PV Module am Band.
Wenn die Masseträgheit klein genug ist, könnte man anderen Objekten ausweichen.
Das erfordert aber einen neuen Lösungsansatz.

Gruß,
Jens

Hallo,

Die einfachste Lösung der Stromversorgung wären PV Module am Band.

Das Overunity Forum ist ja nun eher eine Adresse die einen Physiker das Gruseln lehrt. Da wird ja eher aus der Kategorie Perpetuum Mobile berichet.

Gruss,
Volker

Das kannst du zumindest für die unteren 6000km knicken, das Zeug ist einfach zu schwer. Bei 20t und 200km/s werden im unteren Seilabschnitt ca. 11MW benötigt, falls ich mich nicht verrechnet habe.

Ja, der Energieverbrauch würde von der Masse und der Aufstiegsgeschwindigkeit abhängen.
Es müssen nicht 20t bei 200km/s sein.
Ein hoher Energieverbrauch macht den Aufzug zu schwer.
Es soll leichte PV Modulfolie geben.

Gruß,
Jens
 

gerade gefunden
aber leider beinahe schon zu ende
http://www.isec.org/sec/

http://www.washingtonpost.com/blogs/innovations/wp/2014/10/02/the-space-elevator-extreme-science-fiction-thats-still-a-long-way-from-science-fact/
http://www.cnet.com/news/new-diamond-nanothreads-may-make-space-elevator-a-reality/

Wieder ein neuer Materialkandidat für einen Space Elevator. Diamond Nanothreads (Diamant Nanofäden).

Sowas, was sind denn das für Abbildungen in der FAZ?

http://www.faz.net/aktuell/wissen/weltraum-aufzug-wuerde-die-raumfahrt-revolutionieren-13177163.html

Habe ich in der Form auch noch nicht gesehen. Glaubt man den Bildquellenangabe bzw. dem Inhalt des Textes, kommen sie direkt von der ISEC, (der aktuellen ISEC Space Elevator Conference?) bzw. aus dem IAA-Report.
Jedenfalls wird hier eine Fahrstuhlvariante vorgestellt, in welcher der Climber großflächige, zusammengefaltete und sehr leichtgewichtige PV-Module mit sich führt, um auf 40km Höhe den eigentlichen vertikalen Aufstieg zu beginnen (dann komplett solarbetrieben), ohne die Module vorher zerstörischen Winden auszusetzen. Bis dahin soll die Energie vom Boden zugeführt werden. Ein etwas anderer Ansatz zur sonst propagierten Energieversorgung mittels Hochleistungslaser(n) bis hinauf in den Orbit.

Prima Beitrag finde ich. Mein Tipp für das Seil waren ca. 2012 noch 10 Jahre, also 2022.
Schneller wird es nicht gehen, es seiden es hat jemand eine geniale Idee mit der man das Zeug beliebig lang herstellen kann.

Die Obayashi Leute glauben ja, dass 2030 die Technik so weit sein wird. Ich bin mir zwar immer noch nicht sicher in wie weit ihre Pläne ein Werbegag sind, da 2050 in Pressedeutsch meist heisst "Ist uns doch egal ob er dann gebaut wird, wir sind dann eh tot".

Aber die Diamant Nanofäden sind imo. schon ein wichtiger Schritt. Hier ist übrigens die Originalmeldung der Penn State University.

http://science.psu.edu/news-and-events/2014-news/Badding9-2014

The team's discovery comes after nearly a century of failed attempts by other labs to compress separate carbon-containing molecules like liquid benzene into an ordered, diamondlike nanomaterial.

Hier ist noch die dazu gehörende Publikation:
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/pdf/nmat4088.pdf

Zwar sind hier auf Bildern einzelne Nanofäden erkennbar, man sieht aber auch, dass diese aus einer chaotischen Anordnung im Bulkmaterial herausragen.
Der Knackpunkt bei dieser Technologie ist also der gleiche wie bei den CNTs: Wie schaffe ich es nicht nur sehr lange Fäden wachsen zu lassen, sondern das auch noch geordnet (!), d.h. ausgerichtet, damit ein (möglichst defektfreier) Strang gebaut werden kann? 

Falls jemanden dazu eine Lösung hat wird er wohl den Nobelpreis dafür bekommen, für mich nicht die Frage ob, sondern nur wann dies passieren wird.

http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_carbon_nanotubes 

http://www.spaceelevatorblog.com/?p=2059

Die Japan Space Elevator Association (JSEA) hat dieses Jahrt wieder einen Climber Wettbewerb abgehalten. Dieses Jahr gab es sogar Versuche mit einem 1200m( von einem Ballon obengehaltenen) langem Tether und einem Climber mit einer 100kg schweren Nutzlast.

Ein Video dazu gibt es ebenfalls.


https://www.youtube.com/watch?v=1Xk_KV38eC4#t=347

Die konkepten Ergebnisse des Wettbewerbs sind leider nur auf japanisch verfügbar. Aber laut Googleübersetzung lagen die Ergebnisse der angetretenen jap. Universitäten bei ca. 1000-1200m. Die TU München war ebenfalls vertreten und schaffte 1000m.

Offenbar gab es zwei verschiedene "Medien". Das eine war ein etwa Finger-dickes geflochtenes Seil, das andere ein flaches, breites Band. Die Ballone hatten aber nicht ausreichend Auftrieb, so dass die Maschinen sich und ihre Nutzlast teilweise durch Gestrüpp ziehen mussten. Alles in Allem sehe ich da aber durchaus Fortschritte. Manches Gefährt hätte auch eine bedeutend größere Strecke geschafft. Gibt es bei uns auch einen solchen Wettbewerb?

Ja, gibt es.

http://www.warr.de/spaceelevator/wettbewerbe

Allerdings sehe ich dort nur die Ergebnisse aus dem Jahr 2012, obwohl es die letzten Jahre über angeblich weitere Wettbewerbe gegeben hat.

http://euspec.warr.de/results

Da waren auf der SPEC2014 ja durchaus beeindruckende Climber am Start.
2012 war übrigens tatsächlich die letzte EUSPEC. Die nächste wird es laut Ankündigung auf Facebook 2015 geben. Einen genauen Termin kennt man aber noch nicht.
Vielleicht wird ja bei einer der nächsten Challenges tatsächlich einmal ein erstes CNT-Compositseil verwendet. Das würde für die Challenge zwar keinen Unterschied machen, wäre aber ein Mega-PR-Gag und würde der Motivation aller einen Riesenschub geben.
Die Privatfirma des bekannten Befürwortes Brad Edwards (Carbon Designs Inc.) schafft aktuell ja bereits offensichtlich ein 5km langes 3GPa starkes Seil mit 3-5% CNTs drin (für eine Challenge sicherlich mehr als ausreichend) und hat laut eigener Aussage "umsetzbare" Pläne für die Marschroute in Richtung der benötigten 200GPa....obwohl ich da sehr vorsichtig wäre, solange nichts Konkretes verraten wird.

Das wäre der Megarenner

Wenn man da mal genauer nachrecherchiert, was Bradley C. Edwards seit seiner Zeit bei den Los Alamos National Laboratories so getrieben hat, wird es da doch etwas undurchsichtig.

Carbon Designs Inc. ?
Black Line Ascension ?
Plasma Ten ?

Ich hatte meinen vorigen Post auf eine PowerPoint-Präsentation Edwards bezogen (auf Folie 8 wird von ihm sein Unternehmen und das Seil erwähnt).
Carbon Designs Inc (CDI) wurde wohl laut einer Pressemitteilung 2004 von ihm gegründet. Auf seinem Linked-ID-Profil wird dieses Unternehmen in seinem beruflichen Werdegang aber nicht einmal erwähnt (!). Stattdessen aber, dass Edwards Black Line Ascension (ein Nanotubes Start-up, dessen Webseite tot ist) gegründet habe, von 2005-2007 dessen CEO war und dass er aktuell Plasma Ten (ebenfalls ein Nanotubes Start-up) mitgegründet hat.
Zu letzterer Firma gibt es auch eine Webseite: http://www.plasmaten.com, allerdings ohne viel Informationsgehalt.
Allen Anscheins nach stammt die Präsentation also von 2004 oder 2005....ohjeh! Was wurde aus dem von ihm erwähnten Seil?
Sehr vertrauenserweckend klingt das alles ja nicht gerade.

Ich frag mich eh, wie das Seil aufgebaut werden soll. Die Tubes müssen ja mit irgendwas "zusammengeklebt" werden. Das ist dann ja das schwächste Glied der Kette. Die Tubes zerreißen nicht, aber der Kleber hat ja nicht die gleiche Festigkeit. Es ist ja nicht so wie bei GFK Seilen, wo das noch in etwa der gleichen Dimension liegt und wo eh überdimensioniert wird, weil es aufs Gramm nicht ankommt. Beim Elevator-Seil schon.
Wenn man aber die Tubes selbst miteinander "verschmilzt", sind es keine Tubes mehr - behalten sie trotzdem die Eigenschaften?
Als Flecht-Gitter wird wohl auch nicht gehen, weil dann ein Teil auf Bruch beansprucht wird. Bruchfestigkeit ist aber immer (meist wesentlich) kleiner als Zugfestigkeit.
Kurz um - die Zugfestigkeit von Nanotubes kann mich vorerst nicht beeindrucken...

Ich habe auch ein Problem damit. Mal angenommen, man kann das bauen. Wie schwer darf eine Fahrstuhlkabine sein? Wie schnell kann sie die über 36.000km hochklettern? Wie groß wäre die Nutzlast pro Jahr?

Ein weiteres Problem wäre - es darf ja kein Seil sein, da muß ja eine Mindest-Auflagefläche da sein für die Rollen des Antriebs. Also ein Band. Mit einer Beschichtung, um die Tubes zu schützen und Reibung für die Rollen sicherzustellen. Bei einer gewissen Mindestandruckkraft und ständigem Betrieb gibts also Abrieb.
Das heißt - solange man nicht mit der Errichtung des Elevaturs den Produktionsbeginn des nächsten Bandes absichern kann, braucht man garnicht anfangen.
Es könnte also sein, daß die Herstellung der Bänder plus der Lastplattform/Kabine plus Logistik erst dann praktikabel ist, wenn vielleicht durch verbesserte Raketententechnik ein kaufmännisches Berechnen ergibt, daß Raketen auf Dauer besser sind. Und besser abgesichert werden können, den ein SpaceElevator ist ein verletzliches Ding in einer Zukunft,  wo Gier auf der einen Seite Haß auf der Anderen erzeugt.

Ein neuer Artikel auf dem Space Elevator Blog hat übrigens auf einen Wikieintrag über mehrere Wettbewerbe der letzten Jahre hingewiesen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Elevator_Competitions

Abrieb bedeutet das Verbindungen gebrochen werden, klar geht das auch bei CNT's, allerdings sollte man sich mal der Verhältnisse vergegenwärtigen, CNTs ist so was ähnliches wie Diamand und es ist vollständig klar das sich der z.B. von Kalkstein eher nicht, von Wolframkarbit aber schon abnützen wird, wenn auch immer noch langsam.
Weiterhin ist jeder Bandabschnitt ja nur sehr kurz und vermutlich nur maximal einmal pro Tag frequentiert.
Was sich aber wirklich abnutzen wird sind die Rollen, ich denke die wird man vielleicht halbe Jahr ersetzen und ganz billig werden dich sicher auch nicht.
Ein Material für dessen Oberfläche zu finden wird sicher auch nicht ganz einfach werden.
Was der Haltbarkeit sicher entgegenkommt, ist das nur der untere Abschnitt stark belastet wird, schon in ca. 6000km höhe, gibts nur noch 1/4G.
Ich rechne deshalb nicht damit das es deshalb zu viel Abnutzung kommen wird, wenn dann wird man sich vielleicht überlegen müssen wie man das letzte Stück zum Boden (500km?) erneuern kann. Ist vielleicht was für die Schweizer, die bauen eh Seilbahnen.

Ich frag mich eh, wie das Seil aufgebaut werden soll. Die Tubes müssen ja mit irgendwas "zusammengeklebt" werden. Das ist dann ja das schwächste Glied der Kette. Die Tubes zerreißen nicht, aber der Kleber hat ja nicht die gleiche Festigkeit. Es ist ja nicht so wie bei GFK Seilen, wo das noch in etwa der gleichen Dimension liegt und wo eh überdimensioniert wird, weil es aufs Gramm nicht ankommt. Beim Elevator-Seil schon.
Wenn man aber die Tubes selbst miteinander "verschmilzt", sind es keine Tubes mehr - behalten sie trotzdem die Eigenschaften?
Als Flecht-Gitter wird wohl auch nicht gehen, weil dann ein Teil auf Bruch beansprucht wird. Bruchfestigkeit ist aber immer (meist wesentlich) kleiner als Zugfestigkeit.
Kurz um - die Zugfestigkeit von Nanotubes kann mich vorerst nicht beeindrucken...

In dem Raumzeit Interview das hier schon verlinkt wurde wurde erwähnt das die CNT's nicht geklebt sondern verwebt werden sollen. Wenn wir in der Lage wären Nanotubes mit ausreichender länge (ca. 10 cm) herzustellen, dann würde die Reibung ausreichen um das Seil nicht reisen zu lassen.