Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?

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Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« am: 06. Juni 2008, 20:55:11 »
Hallo,

ich bin interessierter Nichtauskenner und habe mich nach der Lektüre meines Letzten SF Buches (Der ewige Krieg) gefragt, wie lange die Reisezeit zum Mars durschnittlich (gemittelte Entfernung?) bei einem Schub von einem G (Beschleunigung und Bremsen) wäre.
Da ich keine konkrete Vorstellung davon habe wie das zu berechnen wäre, dachte ich dass ich hier einfach mal nachfrage :)

Danke!

Kreuzberga

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #1 am: 07. Juni 2008, 02:03:57 »
Es macht einen großen Unterschied, ob du konstant mit 1 g beschleunigen kannst, also die ganze Reisezeit über, oder ob du nur eine gewisse Anfangsgeschwindigkeit erreichen willst, um die nötige Geschwindigkeit für die Flugbahn zum Mars zu erreichen. Bremsen kann man dann mit Hilfe der Atmosphäre etc.

Ein Triebwerk das über längere Zeiten auch eine nur kleine Masse mit einem g beschleunigen kann, existiert derzeit leider nicht.

Eine übliche Reisezeit zum Mars beträgt 6-12 Monate, je nach Startzeitpunkt. Energetisch besonders ungünstige Bahnen wird man nicht wählen, weil die Reisezeit entweder extrem lang werden würde, oder man aber gar keine Mittel hat die notwendige Gesamtgeschwindigkeitsänderung zu erreichen.

Benutzt man einen Ionenantrieb kann es auch erheblich länger dauern.

Also, es hängt alles davon, welchen Antrieb Du Dir vorstellst!
« Letzte Änderung: 07. Juni 2008, 02:08:24 von Kreuzberga »

TePe

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Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #2 am: 07. Juni 2008, 06:26:54 »
Er hat doch ne ganz einfache Frage gestellt.

Fiktiver Antrieb, 1G Beschleunigung bis zu dem Zeitpunkt wo eine Verzögerung mit 1G fällig ist um beim Mars zu landen.

Sagen wir der Mars kommt uns auf ca 60-70 Mio km nahe, ich denke bei dieser Art des Reisens müssen wir nur ne Strecke von sagen wir 40 Mio km beschleunigen und dann 40 Mio verzögern.

Habe das mal stark vereinfacht, ganz primitiv überschlagen und komme auf eine Reisedauer von ca. 2 Tagen.

Kurz vor dem Bremsmanöver hätten wir fast 1000 km pro Sekunde drauf...

TP
« Letzte Änderung: 07. Juni 2008, 06:29:40 von TePe »

Keily

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #3 am: 07. Juni 2008, 12:16:24 »
Endlich

richtig TP

Zitat
Er hat doch ne ganz einfache Frage gestellt.

Man bekommt auf ne Frage hier zwar oft Antworten aber meißt keine Antwort auf die Frage.

Da hab ich gleich ma ne Frage an Dich!

Gibt oder hast Du ne Formel mit der man nen bisschen rumspielen kann, oder ne Tabelle?
Weil wenn der Mars auch 130Mill. Kilometer entfehrnt währ würde sich damit die Reisezeit ja nicht automatisch verdoppeln, durch die höre Geschwindigkeit,oder?  :-?
Und 1G währ Ideal,da das Problem mit der Schwerelosigkeit nicht mehr vorhanden währ.  :)

Kreuzberga

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #4 am: 07. Juni 2008, 13:02:16 »
Zitat
Endlich

richtig TP

Zitat
Er hat doch ne ganz einfache Frage gestellt.


Ja, ich hatte nicht verstanden, ob es sich um einen fiktiven Antrieb handeln soll oder, ob die Frage auf Reisezeiten zum Mars mit heute verfügbaren Technologien zielt. :-[

Aber gut, hier eine einfache Formel zum überschlagen:

sqrt(2*s/a)=t, wobei

s=Wegstrecke in Metern
a=Beschleunigung (hier dann wohl 9,81 m/s2)
t=Benötigte Zeit um den Weg s zurückzulegen in Sekunden.

Vereinfacht würde man für s die halbe Wegstrecke annehmen, also 90 Mio. km, bei 180 Mio. km Gesamtstrecke (auf Grund des notwendigen Bremsmanövers).

Für die Maximalgeschwindigkeit gilt dann v=a*t.

Und ja: Es würde sauschnell gehen!
« Letzte Änderung: 07. Juni 2008, 13:05:19 von Kreuzberga »

Keily

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #5 am: 07. Juni 2008, 13:50:50 »
Wau das ging ja schnell.  :)

Danke Kreuzberga

Nicht beleidigt sein aber die Mehrzahl hier sind wahrscheinlich Normalis
wie ich. Wir wollen doch nur träumen und staunen. Was währe wenn...

Die Formel hab ich mir natürlich gleich kopiert. Werd heut abend mal nen bisschen rumspielen und vielleicht auch staunen.  :o

Gruß Torsten  :)

Clip

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #6 am: 07. Juni 2008, 14:51:46 »
Danke euch allen, ihr habt mir sehr geholfen :)

TePe

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #7 am: 08. Juni 2008, 13:48:06 »
Besorge Dir mal das Buch "Der Splitter im Auge Gottes" von Larry Niven, dort wird am Anfang ziemlich realistisch ein Abfangmanöver im Sonnensystem mit hoher Beschleunigung gezeigt und später ein spannender Erstkontakt...

Niven ist übrigens ein guter Tip für spannende wissenschaftlich angehauchte Science Fiction.


TP

Clip

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Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #8 am: 10. Juni 2008, 16:50:57 »
Wow, mit der Fomel zu spielen macht wirklich Spaß!
Die Reisezeit zum Neptun läßt sich sehen :)

Wenn der Transport von Technik und Menschen in den Weltraum keinen Limitationen unterworfen wäre, (Gewicht & Masse) wäre es möglich einen Antrieb zu bauen der einen konstanten Schub von 1 G liefert? (Annahme, das zu bewegende Objekt hätte ca. 50.000 Tonnen Gewicht)

TePe

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #9 am: 10. Juni 2008, 21:58:44 »
Zitat
Wow, mit der Fomel zu spielen macht wirklich Spaß!
Die Reisezeit zum Neptun läßt sich sehen :)

Wenn der Transport von Technik und Menschen in den Weltraum keinen Limitationen unterworfen wäre, (Gewicht & Masse) wäre es möglich einen Antrieb zu bauen der einen konstanten Schub von 1 G liefert? (Annahme, das zu bewegende Objekt hätte ca. 50.000 Tonnen Gewicht)

Nein.

Würdest Du die 50000 Tonnen in normalen Raketentreibstoff investieren so wäre der nach sagen wir ner halben Stunde bei 1G Beschleunigung verbrannt - Nix mit konstant.

Verwendest Du Solarzellen oder einen Kernreaktor und ein elektrisches Triebwerk könntest du relativ lange konstant beschleunigen aber weit weit unter 1G.

Könnten wir in großer Menge Antimaterie erzeugen, was wir NICHT können, wäre da vielleicht was machbar. Wir sind davon fast so weit entfernt es zu können wie die Römer im Jahre Null von einem Kernreaktor. Momentan erzeugen wir gerade mal einige Atome in riesigen Teilchenbeschleunigern im Jahr bei zb CERN und brauchen dafür MegaWatt an Strom. Tonnen von Antimaterie wären aber Aberbilliarden von Atomen.

Man muss sich mal vor Augen halten das Dank relativistischer Effekte der Besatzung eines mit konstant 1G beschleunigten Raumschiff das ganze Universum offen steht da es sich der Lichtgeschwindigkeit immer mehr nähern würde.

Da gibt es ein tolles Buch drüber Tau Zero bzw Universum ohne Ende von Poul Anderson.

TP

Clip

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Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #10 am: 11. Juni 2008, 10:34:47 »
"Würdest Du die 50000 Tonnen in normalen Raketentreibstoff investieren so wäre der nach sagen wir ner halben Stunde bei 1G Beschleunigung verbrannt - Nix mit konstant."

Warum ist das so? Auf der Erde ist es doch ohne weiteres möglich so eine Beschleunigung zu erreichen. Zumindtest solange bis der Luftwiderstand zu groß wird...

Innerhalb unseres Sonnensystems brächte man so einen konstanten Schub ja höchstens für 2 - 3 Wochen.

*

Offline Schillrich

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  • 19601
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #11 am: 11. Juni 2008, 11:14:26 »
Hallo Clip,

der Treibstoff wird verbraucht. Damit nimmt die Masse ab und dadurch ist die Beschleunigung bei konstantem Schub nicht konstant.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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TePe

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #12 am: 11. Juni 2008, 22:44:25 »
Zitat
"Würdest Du die 50000 Tonnen in normalen Raketentreibstoff investieren so wäre der nach sagen wir ner halben Stunde bei 1G Beschleunigung verbrannt - Nix mit konstant."

Warum ist das so? Auf der Erde ist es doch ohne weiteres möglich so eine Beschleunigung zu erreichen. Zumindtest solange bis der Luftwiderstand zu groß wird...

Innerhalb unseres Sonnensystems brächte man so einen konstanten Schub ja höchstens für 2 - 3 Wochen.


Ich merke du hast es nicht verstanden.

Welche Beispiele auf Erden schweben Dir den vor Augen ?

Die Raketentestflugzeuge wie die Bell X1 konnten auch jeweils nur wenige Minuten beschleunigen und mussten daher sogar mit umgebauten Bombern erstmal in die Luft geschleppt werden.

Die bemannten Raketenabfangjäger im dritten Reich mussten sogar im Segelflug landen nach kurzer Start und Flugphase.

Alles andere setzt den Sauerstoff der Luft voraus was im Weltraum ja nicht funktioniert.

Und selbst wenn man das nicht beachten würde, bezweifel ich das eine Boing 747 genug Power hat um ohne Flügel allein mit ihren Triebwerken in der Luft zu bleiben.
Nicht ohne Grund gibt es bis heute nur ein den Harrier der Engländer als Senkrechtstarter und der geht sofort nach dem Start in den Gleitflug über.


Vieleicht denkst Du das der Treibstoff im Weltraum ja Schwerelos ist es daher egal ist wie viel man mit nimmt.

Das ist FALSCH !

Der Treibstoff hat immer noch seine träge Masse und du musst immer noch eine Kraft aufbringen diese zu bewegen.

Daher gehen 99% deines Treibstoffes dafür drauf sich selbst zu beschleunigen und da chemische Triebwerke nicht genug "Power" haben musst Du soviel deines Treibstoffes verheizen damit sich dein Schiff überhaupt bewegt das nach kurzer Zeit davon nichts mehr übrig bleibt.


TP

*

Offline Schillrich

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  • 19601
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #13 am: 15. Juni 2008, 20:55:35 »
Ich habe diese Frage nach der geschätzten Reisezeit für 80 Millionen km bei 1g konstanter Beschleunigung mal ein paar Kollegen gestellt. Sie sollten intuitiv schätzen und nicht rechnen. Alle dachten an Wochen bis Monate. Keiner hätte die 2 Tage geschätzt. Das hat dann alle etwas umgehauen ... ;)
Das ist wieder mal ein Beispiel dafür, dass wir mit nichtlinearen Zusammenhänge nicht intuitiv umgehen können. Wenn wir da schätzen, liegen wir immer falsch ... ziemlich sogar.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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Keily

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #14 am: 15. Juni 2008, 21:27:38 »
Das macht richtig Spass hier.

Aber um nicht noch einen neuen Tread zu öffnen will ich hier mal die Frage erweitern.

Wenn ich ein Raumschiff hätte das kontinuierlich mit 1G beschleunigen kann (unabhängig von Antrieb und Spritverbrauch) wann tät ich "Theoretisch" Lichtgeschwindigkeit erreichen? Da man ja natürlich die nie erreichen kann (warum auch immer) wie schnell kann ich werden und was passiert mit dem Raumschiff und mit mir.  :o
Denn ich kann mir nicht vorstellen das ich z.B. 99% Lg erreicht habe und weiterhin mit 1G beschleunige, das da nichts mehr Passiert. Wenn aber doch, was geschiet dann?
Hoffentlich hab ich mich nicht falsch ausgedrückt.  :-/

Danke  :)

Torsten

TePe

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #15 am: 15. Juni 2008, 21:51:34 »
Zitat
Das macht richtig Spass hier.

Aber um nicht noch einen neuen Tread zu öffnen will ich hier mal die Frage erweitern.

Wenn ich ein Raumschiff hätte das kontinuierlich mit 1G beschleunigen kann (unabhängig von Antrieb und Spritverbrauch) wann tät ich "Theoretisch" Lichtgeschwindigkeit erreichen? Da man ja natürlich die nie erreichen kann (warum auch immer) wie schnell kann ich werden und was passiert mit dem Raumschiff und mit mir.  :o
Denn ich kann mir nicht vorstellen das ich z.B. 99% Lg erreicht habe und weiterhin mit 1G beschleunige, das da nichts mehr Passiert. Wenn aber doch, was geschiet dann?
Hoffentlich hab ich mich nicht falsch ausgedrückt.  :-/

Danke  :)

Torsten


Nunja Du wirst der Lichtgeschwindigkeit immer näher kommen, in sagen wir 20-30 Jahren Schiffszeit kannst du dann erleben wie die letzten Sterne erlöschen und das Universum den Kältetod stirbt.

Das bewirkt der Zeitdehnungseffekt der immer krasser wird da Du der Lichtgeschwindigkeit immer näher kommst.

Irgendwann vergehen für dich Sekunden wenn auf der Erde Tausende Jahre vergehen.

TP

TePe

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #16 am: 15. Juni 2008, 23:50:11 »
Wär über das Thema übrigens mal in einem spannenden SF Roman lesen will sollte sich mal von Poul Anderson - Universum ohne Ende besorgen.

In diesem Roman wollen einige Siedler mit einem Busshard Stauschaufel Raumschiff zu einem einige Dutzend Lichtjahre entfernten Planetensystem aufbrechen.

Unterwegs kommt es allerdings zu einem Unglück das es ihnen unmöglich macht innerhalb der dichten Region der Milchstrasse ihren Antrieb auszuschalten...

TP

Kreuzberga

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #17 am: 16. Juni 2008, 00:06:39 »
Hallo Thorsten,

mal jenseits von der Zeitdilatation, die TePe angesprochen hat, wäre ein Faktor für deine angestrebte konstante 1 G-Beschleunigung von besonderer Bedeutung: Die relativistische Massenzunahme.

Ab so ca. 0,7 c (also 70 Prozent der Lichtgeschwindigkeit) wird dieser Effekt langsam relevant. Dein Raumschiff wird immer schwerer und schwerer - dein Antrieb muss also immer weiter hochgefahren werden um die 1 G zu halten. Je näher du der Lichtgeschwindigkeit kommst, desto stärker nimmt deine Masse zu (und eben nicht linear), wobei deine Masse bei 1 c theoretisch unendlich hoch werden würde, bei 0,9999999 c zumindest extrem hoch.

So, und nun zeig mir mal den Antrieb, der eine nahezu unendlich große Masse immer noch um 1 G beschleunigen kann! ;)

Falls du dich da gerne mehr einlesen möchtest, kann ich dir diesen Link empfehlen: Spez. Relativitätstheorie einfach erklärt
« Letzte Änderung: 16. Juni 2008, 00:07:30 von Kreuzberga »

Kreuzberga

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #18 am: 16. Juni 2008, 00:14:29 »
Ach ja,

wenn du wissen willst wie lang es rein hypothetisch dauern würde bis mit einem G Lichtgeschwindigkeit erreicht ist, können wir wieder näherungsweise die Formel

c/g=t                  

c: Lichtgeschwindigkeit (Meter/Sekunde)
g: Erdbeschleunigung
t: Benötigte Zeit in Sekunden

verwenden. Dabei geht man davon aus, dass dein Superantrieb die relativistischen Effekte (die Massenzunahme) kompensieren kann. In diesem Fall würde es mit 1 G ca. 354 Tage, also fast ein Jahr dauern um auf 300000 km/s zu beschleunigen.

Super, was?
« Letzte Änderung: 16. Juni 2008, 00:19:27 von Kreuzberga »

TePe

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #19 am: 16. Juni 2008, 01:27:07 »
Wobei einem klar sein muss das genau C niemals erreichbar sein wird.

Die Massezunahme wird in der von mir angesprochenen SF Geschichte recht kreativ ausgenutzt ;)

Man beschleunigt so lange bis das Schiff schwerer als das restliche in sich wieder zusammenfallende Universum geworden ist und landet in einem neuen, findet in diesem einen Planeten und es gibt doch noch ein Happy End.

Die technische Umsetzung dieses fiktiven Busshard Stauschaufel Schiffes ist sicherlich auch ziemlich unmöglich aber es ist ein tolles Storyelement um die Auswirkungen der RT bei Geschwindigkeiten nahe C zu veranschaulichen.

Die Busshard Stauschaufel funktioniert übrigens so das sie den benötigten Treibstoff nicht mitnimmt sondern den interstellaren Wasserstoff nutzt.

TP

*

Offline Schillrich

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  • 19601
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #20 am: 16. Juni 2008, 06:30:05 »
Zitat
Die Massezunahme wird in der von mir angesprochenen SF Geschichte recht kreativ ausgenutzt ;)

Man beschleunigt so lange bis das Schiff schwerer als das restliche in sich wieder zusammenfallende Universum geworden ist und landet in einem neuen, findet in diesem einen Planeten und es gibt doch noch ein Happy End.

Jetzt hast du das Ende verraten ....  ::) :-?
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

"We are following you ... but not on twitter." (Futurama)

Keily

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #21 am: 16. Juni 2008, 17:14:05 »
Hi Leute

Sorry das ich nicht gleich Antworte aber hab seid gestern riesen Problem mit dem PC, der spielt verrückt.
Muß Ihn erst wieder zur Vernunft bringen, will ja nicht das hier jemand Probleme bekommt.
Aber meld mich natürlich wenns wieder läuft,sorry  :-/

Torsten

TePe

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #22 am: 16. Juni 2008, 17:58:42 »
Zitat
Zitat
Die Massezunahme wird in der von mir angesprochenen SF Geschichte recht kreativ ausgenutzt ;)

Man beschleunigt so lange bis das Schiff schwerer als das restliche in sich wieder zusammenfallende Universum geworden ist und landet in einem neuen, findet in diesem einen Planeten und es gibt doch noch ein Happy End.

Jetzt hast du das Ende verraten ....  ::) :-?

Naja bevor wieder unterstellt wird das der Autor dies oder jenes nicht bedacht hat und unter den Tisch hat fallen lassen :P

TP

Keily

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #23 am: 23. Juni 2008, 21:50:22 »
Hi Kreuzberga

Hab natürlich bei Deinem Link versucht mich einzulesen aber so einfach ist das da auch nicht oder ich verstehs einfach nicht. Naja muß ich auch nicht, zu was gibts denn Euch.  :)

und TP

Zitat
Poul Anderson - Universum ohne Ende

werd ich mir jetzt besorgen.

Dank Euch für die Hilfe  :D

Torsten

mesut

  • Gast
Re: Durschnittliche Reisezeit zum Mars bei 1 G?
« Antwort #24 am: 25. Juni 2008, 23:28:21 »
na ja die gleichungen,die man zur berechnung dieser ereignisse,zur handhaben muss,sind eigentlich denkbar einfach.
aber schau mal v=a.t gilt fuer beschleunigte geschwindigkeiten nun ueberleg mal wenn g=10m:s2 wäre und du 10tage dh 10.24.60.60s lang beschleunigst,welche geschwindigkeit hättest du dann: 10m:s2.10.24.60.60s=8640000m:s=2400000km:h und das schon nach 10 tagen.ok man muss deine frage anders verstehen.wie lange dauert diese reise zum mars mit den bestmöglichen mitteln,die uns zur zeit zur verfuehgung stehen und bei den besten bedingungen.und da kann ich dir leider auch nicht helfen.sorry vlg mesut :)