Künstliche Schwerkraft

Im Prinzip ist so ein Fass voller Neutronensternmaterie wohl eigentlich ein einziges riesiges Atom.
Ich denke da steckt ca 16*10²⁴kg*m/s an Energie drin.
... Nein ich denke es ist besser man bringt den Brocken besser im Jupiter oder Saturn möglichst tief und schaltet dann das Kraftfeld ab, am besten zu Silvester, das gibt bestimmt ein schönes Feuerwerk...

Wie kommst Du auf die Ominösen 16 * 10^24 Nm ?

Was passiert, wenn Himmelskörper auf Jupiter einschlagen haben wir bei Shoemaker-Levy 9 gesehen. Gigantische Explosionen in Atombombengröße, die von der Erde aus nicht mal als Flackern zu sehen waren. Schönes Feuerwerk ; ja, aber nur für die, die in der "Nähe" gerade Party machen.

Ich empfehle Scheerbart - "Das schwarze Loch"

Zitat von: Klakow am 05. März 2014, 11:50:42

Wenn es möglich wäre ein Faß (159L) Materie von einem Neutronenstern im Stück auf die Erde zu holen, dann möchte ich möglichst auf der anderen Seite der Erde sein wenn man das Kraftfeld abschaltet.
Das Ding hätte etwa die Masse eines Eisklotzes mit 230km Kantenlänge und 1km Höhe.
Ich würde mal vermuten das nach dem Abschalten ganz schnell keinerlei Leben mehr auf der Erde vorhanden wäre.

Du wirst Dich wundern, aber so viel würde gar nicht passieren. Das Ding würde Durch seine Masse durch den Erdmantel "schwimmen" bzw. abtauchen und anschließend Richtung Erdkern wandern. Es würde leicht die Gravitation der Erde erhöhen. Das war's dann aber auch schon. Kein Erdbeben, kein Vulkanausbruch und keine Katastrophe.

Das stimmt nicht, die extrem komprimierte Materie ist nur wegen der extremen Schwerkraft den Neutronensterns so dicht zusammengepackt.
Würde man sowas als Block aus dem Neutronenstern herausholen aus dem Schwerefeld des Sterns, führt der extreme  Entartungsdruck sofort dazu das der "kleine Anteil" des Sterns sofort explodiert. Ich hab gelesen das bei einem Neutronenstern mit zwei Sonnenmassen, eine Sonnenmasse an Energie abgespeichert hat. (E=m*C²)
Also fliegen die Atome mit ca. 70% der Lichtgeschwindigkeit auseinander.
Ist doch auch klar, das Atom mit der riesigen Atommasse sicher nicht als als einzelnes Atom komprimiert bleibt. Aber eigentlich spielt das eh keine Rolle, weil ohne Entartungsdruck alle Neutronen sofort auseinander fliegen, weil da einfach riesige mengen an Energie drin stecken.

Guten Morgen,

kommt bitte mal wieder zu technisch sinnvollen und plausiblen Wegen, wie wir Schwerkraft in der Raumfahrt simulieren können. Pure Spekulation (Neutronenstern ...) bringt der Diskussion wenig.

Nachdem mich Terminus an einer anderen Stelle um ein Bild zu diesem Thema gebeten hat, hier ist es.

Ich hab die Beschreibung von Klakow als Grundlage genommen und ein bisschen ausgeschmückt.
@ Klakow – ich hoffe Du erkennst Deine Idee wieder -- bzw. bitte Korrekturinfos.



dksk

@dksk:
Danke für die Zeichnung, das ist schon fast so wie ich mir das gedacht habe.
Den Verbindungstunnel habe ich mir aber schmaler vorgestellt,
nur soviel Durchmesser das man Gegenstände von der Zentralachse zu den Lebensbereichen transportieren kann.
Ich denke, breiter als die Schleusenöffnung, braucht das vermutlich nicht sein.
Die Lebensräume würde ich in der Höhe mindestens in zwei Ebenen unterteilen,
es macht ja wohl keinen Sinn hohe Räume zu haben, in denen die Zentrifugalkraft herrscht.
Das könnten auch durchaus drei oder sogar vier Wohnebenen sein,
je nachdem wie lange der Zylinder ist und wieviel Platz man der Besatzung reserviert.
Wenn die Zylinder außen 10m hätten und sagen wir innen 9,4m also 30cm Tankring als Strahlenschutz,
sind das knapp 70m³ Vollumen/Höhenmeter. Mit zwei Bereichen a'7,5m Höhe,
stehen mehr als 1000m³ Lebensbereiche zur Verfügung.
Das müsst sicher für mehr als 10 Personen reichen.

Die Antriebssektion stelle ich mir aber sehr viel länger vor,
weil ich es für sinnvoll halte zumindest ab GEO mittels Solarelektrischen Triebwerken zu beschleunigen.
Dazu werden aber große Panels benötigt, damit vielleicht 20MW Leistung (im GEO) zur Verfügung stehen
wird bei 30% Wirkungsgrad sind das zwei Pannels  a'160x160m Größe.
Dazu müssten die Pannels aber zur Sonne ausgerichtet sein.
Die Antriebsrichtung ist vom Erdorbit weg sicher irgendwie abgebogen.
Der Zylinder selber braucht natürlich auch Strom, weshalb es vielleicht am sinnvollsten ist das diese kleinere Kollektoren haben.
Die Antriebssektion wird selber auch einen Tank benötigen.
Falls man es nicht hin bekommt ein Gelenk zu konstruieren das im Vakuum funktioniert,
bleibt wohl nur bei Beschleunigen vom GEO den Tank der Antriebssektion zu verwenden
und nach der halben Strecke die Rotation anzuhalten und den Treibstoff umzupumpen.

Die Alternative ist die Antriebssektion ebenfalls rotieren zu lassen, aber dadurch muss man die Pannels natürlich mit rotieren lassen.
Falls die MCT aber wirklich in der Lage ist, 15m oder sogar mehr, große Zylinder in All zu bringen geht das aber besser mit Zylinder die einen Rotieren.
Allerdings ist die künstliche Schwerkraft dabei sicher schlechter, wegen des kleineren Rotationsradius und der relativ größeren Corioliskraft.

Also ehrlich, ich muß mich schon wundern: Warum muß es ein starres Rohr sein? Warum zwei bewohnbare Einheiten? Für eine Schwerkraftsimulation ohne Coriolisunfälle schon beim Aufstehen reicht der Radius zum Schwerpunkt ohnehin nicht… Machen wir es doch ganz simpel! Für eine ausreichende Schwerkraft benötigen wir eigentlich nur zwei Dinge: Eine trennbare Verbindung zwischen einerseits Tank- und Antriebssektion (bei permanenter Beschleunigung eben nur Tank, evtl. Lander, wasauchimmer keine menschliche Anwesenheit erfordert) und andererseits dem Passagierabteil, dazu ein paar hundert Meter Seil¹. Mit einigen Schluck mehr Sprit für die ohnehin eingebauten Lageregelungstriebwerke etwas Rotation drauf und gut. (Sollte das alles permanent angetrieben werden, müßte der Marschantrieb seine Position am Seil korrigieren können, um sich vom sich leerenden Tank langsam zu entfernen².)

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Flugrichtung nach oben, die Pünktchen sind die Besatzung…

Nemesis
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¹: OK, Redundanz: Viele Schnüre nebst Kabeln und Schläuchen
²: oder alternativ Seile verlängern/verkürzen mittels Schlaufen

Auf Bahnkorrekturen verzichtet man dann allerdings während des fluges lieber. Und den Tank musst du dann auch noch mit  Lageregelung ausstatten. Dazu noch ein paar hundert meter Kraftstoff+Oxidatorschläuchen + Isolierung. das alles auch noch verkürzbar.


Ja es geht wohl irgendwie. Aber leicht handhabbar ist anders...

Ich denk halt auch, daß der gesamte Aufwand für Systemstabilität bei Seilen so hoch ist, daß er alles an eingespartem Gewicht und Geld annulliert.

Auf Bahnkorrekturen verzichtet man dann allerdings während des fluges lieber.

Schwarzer Humor, der aber halt Denkanstöße gibt (geben sollte)

Naja, es ging mir primär um den Vergleich mit riesigen starren Zylindern / Tori o.ä., die ja das Zigfache an Masse benötigen oder aber so wenig Radius aufweisen, daß man nicht verletzungsfrei herumlaufen kann. Ich persönlich würde auf den Marschantrieb verzichten, aber da Klakow ihn ins Spiel brachte... Ein Antrieb, bei dem man noch zusätzlich Schwerkraft erzeugen muß, funktioniert außerdem mit sehr wenig Edelgas als Treibstoff, da braucht es kein dickes Rohr 

Es gibt einen NSF-Thread Space Cities.

http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=37622.0

Ein Aspekt ist künstliche Gravitation durch Rotation. Ein pdf der San Jose State University, University of Michigan dazu.

http://space.alglobus.net/papers/RotationPaper.pdf

Neuere Forschungen haben ergeben, daß mit etwas Anpassung fast alle mit Rotationsraten von ca. 6 U/m zurechtkommen. Das nach Ergebnissen von rotierenden Strukturen auf der Erde. Experimente in Skylab deuten darauf hin, daß in einer schwerelosen Umgebung sogar noch höhere Rotationsraten akkzeptabel wären.

1 U/m erfordert einen Radius von ca. 895m
2 U/m erfordern einen Radius von ca. 224m
5 U/m erfordern einen Radius von ca. 36m
6 U/m erfordern einen Radius von ca. 25m

Bei höherer Rotation sinkt der Radius nicht mehr so stark.

Das Papier enthält noch viel mehr Daten, die ich nicht wiedergeben kann.

Ah, Al Globus. 

http://space.alglobus.net/

Der beschäftigt sich schon seit Jahren mit dem Thema.

Imo. auch eine sehr gute Zusammenfassung welche Studien in den vergangenen Jahrzehnten zu dem Thema betrieben wurden.

Also 25 Meter klingt doch gut. Damit lässt sich das etwas anfangen. ^^

Zumindest bei so einem Konzept wie hier:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=8140.msg283109#msg283109
dargestellt.
Wenn MCT kommt und da wirklich 100 Menschen an Board sind, wird man eh viel Platz brauchen.
Ich hoffe aber man kommt mit unter 10m aus, für 0,4G könnte das reichen.

Es sollte sich doch jeder klar sein, daß bei Langzeitaufenthalt auch immer die psychologischen Effekte mit bedacht werden müssen.
Z.B.
Ja, man kann die Station mit 25 m bauen und dann eben schneller drehen lassen. Ja, es kann sein daß man sowas auf der Erde ein paar Tage gut durchhält. Immer im Bewußtsein - na und, kotze ich eben...
Aber in einem halben Jahr mit nicht mal eben "aufhören" kann das ganz anders sein.
Und wer möchte aus einem Fenster sehen, wo die Erde pausenlos vorbeiflitzt wie Verkehr auf der Autobahn?
Aber Fenster sind wichtig wie man weiß.
Dann hätten wir noch das Problem Ankopplung. Man kann ja auf der Drehachse zwei Koppelmöglichkeiten vorsehen. Da muß man freilich das anfliegende Raumschiff in der Drehung anpassen. Das sollte bei 1 U/Min in den Griff zu kriegen sein und selbst für kleine Ungenauigkeiten einen Puffer lassen.
Bei 6 U/Min kann da schnell eine Katastrophe draus werden.

Einfach mal hinsetzen und in die machbare Technik sich Menschen hineindenken.

Ja, man kann die Station mit 25 m bauen und dann eben schneller drehen lassen. Ja, es kann sein daß man sowas auf der Erde ein paar Tage gut durchhält. Immer im Bewußtsein - na und, kotze ich eben...
Aber in einem halben Jahr mit nicht mal eben "aufhören" kann das ganz anders sein.
Und wer möchte aus einem Fenster sehen, wo die Erde pausenlos vorbeiflitzt wie Verkehr auf der Autobahn?
Aber Fenster sind wichtig wie man weiß.

Nach den Untersuchungen sind diese Werte völlig Nebenwirkungsfrei, nach einer kurzen Eingewöhnungsphase. Also gerade auf Dauer.

Das mit dem Fenster ist ein Argument. Man müßte die wohl durch ultrahoch auflösende Bildschirme ersetzen und die Drehung kompensieren, ist ja heute machbar.

Aber ich sehe überhaupt keine Notwendigkeit für Gravitation in der Erdumlaufbahn oder auf Marsreisen, im Gegenteil, in Schwerelosigkeit ist das verfügbare Volumen viel besser nutzbar. Notwendig wäre künstliche Gravitation für dauerhafte Siedlungen im Weltraum oder auf langen Reisen ins äußere Sonnensystem.

Und selbst da deuten die Untersuchungen darauf hin, daß jeden Tag eine kurze Zeit in einer Zentrifuge die bessere Lösung sein könnte, um gesundheitliche Probleme durch fehlende Schwerkraft zu vermeiden. Eine Sektion mit Toiletten, Duschen und Trainingsgeräten unter Schwerkraft vielleicht. Eines der Ergebnisse war, daß Personen, die die rotierenden Unterkünfte täglich betreten und verlassen, damit nach Eingewöhnung genauso wenig Probleme hatten, wie die Versuchspersonen, die dauerhaft der Rotation ausgesetzt waren. Übrigens weiß ich aus eigener Erfahrung, daß man bei Wasserknappheit sehr gut mit 5l Wasser duschen kann. 10l sind aber komfortabler, besonders, wenn man noch die Haare wäscht.

Dann hätten wir noch das Problem Ankopplung. Man kann ja auf der Drehachse zwei Koppelmöglichkeiten vorsehen. Da muß man freilich das anfliegende Raumschiff in der Drehung anpassen. Das sollte bei 1 U/Min in den Griff zu kriegen sein und selbst für kleine Ungenauigkeiten einen Puffer lassen.
Bei 6 U/Min kann da schnell eine Katastrophe draus werden.

Da gibt es sicher Lösungen. Ich sehe zwei. Entweder den Docking-Adapter gegen die Station rotieren lassen, so daß andocken ohne Rotation möglich ist und das Fahrzeug erst nach dem Andocken in Rotation bringen. Oder eine große rotierende offene Schleuse, in die rotationsfrei eingeflogen werden kann. Für aktuelle Kapseln müßte die gar nicht so groß sein. Dann wieder das Fahrzeug nach dem Einflug und schließen der Schleuse an die Rotation anpassen.

Das Raumproblem hat sehr viel mit dem Trägersystem zu tun und genau das  wird mit der BFR erheblich kleiner werden. Es ist nun mal so, dass die Oberfläche quadratisch  das Volumen  aber kubisch ansteigt.

Edit: Für die derzeitige ISS hast du sicher recht Führerschein, aber nimmst du wirklich an das damit das Ende einer sinnvollen Nutzung erreicht ist?
Überall wo man Zero-G braucht, stimmt das solange Leute da nicht sehr sehr lange Arbeiten, aber wenn es Hotels da oben geben wird, ändert sich dies.
Derzeit gibt es keine 10 Leute gleichzeitig auf der ISS, aber wie wird das sein wenn man 100 und mehr Leute z.B. auf einer neuen Station mit Hotel usw. hat?
Wie die Amis so schön sagen, "think big".
Perfekt würde das wenn es gelingen würde eine unter Druck stehende Rotationsverbindung hätte, die in der Lage ist im äußeren Vakuum zu arbeiten.
Ansonsten geht natürlich auch ein Kopplungsmodul wo man mit einer Art Aufzugkabine z.B. am rotationsfreien Bereich andockt, einsteigt, die Drucktüren schließt, ablegt und z.B. durch magnetische Kopplung sich dem rotierenden Teil anpasst, anlegt und die zweite Druckschleuse öffnet.
Da ging zwar nicht so schnell, aber man wäre ständig innerhalb der Station.
Aber vielleicht gibt es ja auch andere Möglichkeiten wie z.B. irgendwelche Gase oder Flüssigkeiten mit größeren Atomen.

Das Raumproblem hat sehr viel mit dem Trägersystem zu tun und genau das  wird mit der BFR erheblich lleiner werden. Es ist nunmal so das die Oberfläche quadratisch  das Volumen  aber kubisch ansteigt.

Ich denke mal, daß man mehr an innerer, nutzbarer, mit irgendwas bestückbarer Oberfläche interessiert ist. Mit der Vergrößerung kommt dann ja automatisch auch eine Volumenvergrößerung. Die ohnehin auch mehr in die freie Raumtiefe gehen sollte, damit man von dieser ISS-Tunnelbauweise weggehen kann. Volumen nach oben in Richtung Decke ist vlt gar nicht mal so erwünscht wegen der "Gemütlichkeit". Was sich darüber ergibt, wird man für Stauraum gebrauchen können.

@Führerschein

Eine Sektion mit Toiletten, Duschen und Trainingsgeräten unter Schwerkraft vielleicht

Ja das wäre wohl wirklich das Nächstnotwendige. Ein Jahr Reise für viele Personen sind ganz was anderes als 6 Mon. 3 Personen, die drauf konditioniert sind , auch mal etwas "Geruch" zu tolerieren.

Entweder den Docking-Adapter gegen die Station rotieren lassen, so daß andocken ohne Rotation möglich ist

Ich sehe da jede Menge technischer "tückischer" Probleme, das wird wohl für lange Jahre noch keine Lösung sein.

Oder eine große rotierende offene Schleuse, in die rotationsfrei eingeflogen werden kann.

Noch'n paar Jahre dazu

Zitat

Entweder den Docking-Adapter gegen die Station rotieren lassen, so daß andocken ohne Rotation möglich ist

Ich sehe da jede Menge technischer "tückischer" Probleme, das wird wohl für lange Jahre noch keine Lösung sein.

Zitat

Oder eine große rotierende offene Schleuse, in die rotationsfrei eingeflogen werden kann.

Noch'n paar Jahre dazu

Ich seh das anders. Wenn es eine Notwendigkeit für eine Lösung gibt, wird es eine Lösung geben. Auch wenn es ein SpaceX Praktikant nicht übers Wochenende schafft.

Ich sehe aber keine Notwendigkeit in den nächsten 30 Jahren, also wird es auch keine ausgearbeitete Lösung geben. Insofern gebe ich dir recht. Es wird dauern.

Es sollte sich doch jeder klar sein, daß bei Langzeitaufenthalt auch immer die psychologischen Effekte mit bedacht werden müssen.
Z.B.
Ja, man kann die Station mit 25 m bauen und dann eben schneller drehen lassen. Ja, es kann sein daß man sowas auf der Erde ein paar Tage gut durchhält. Immer im Bewußtsein - na und, kotze ich eben...
Aber in einem halben Jahr mit nicht mal eben "aufhören" kann das ganz anders sein.
Und wer möchte aus einem Fenster sehen, wo die Erde pausenlos vorbeiflitzt wie Verkehr auf der Autobahn?
Aber Fenster sind wichtig wie man weiß.
Dann hätten wir noch das Problem Ankopplung. Man kann ja auf der Drehachse zwei Koppelmöglichkeiten vorsehen. Da muß man freilich das anfliegende Raumschiff in der Drehung anpassen. Das sollte bei 1 U/Min in den Griff zu kriegen sein und selbst für kleine Ungenauigkeiten einen Puffer lassen.
Bei 6 U/Min kann da schnell eine Katastrophe draus werden.

Einfach mal hinsetzen und in die machbare Technik sich Menschen hineindenken.

Da steht, das bei 6 U/min auf 25 Meter die meisten kein Problem damit haben. Dann dreht man eben nur mit 5 U/min - sollte kein Problem sein.

Beim Docking hast du imho einen Denkfehler. Du gehst davon aus, das sich das ganze Ding dreht. Muss es aber nicht. Es reicht doch völlig, wenn man ein inneres Segment hat welches rotiert und das "Schiff" selbst "still" steht.

Beim Docking hast du imho einen Denkfehler. Du gehst davon aus, das sich das ganze Ding dreht. Muss es aber nicht. Es reicht doch völlig, wenn man ein inneres Segment hat welches rotiert und das "Schiff" selbst "still" steht.

Auch innere Segmente wären vergleichsweise große und schwere Teile, die sich gewissermaßen gegenander zum Äußeren in Drehung befinden. An den Platz zum Drehen mag ich noch nicht denken.
So, und jetzt konstruiere mir eine Apparatur, die
- eine Öffnung im Meterbereich vakuumdicht hält, trotzdem da Dichtungs-Ringe o.ä. zwangsläufig aufeinander reiben. Und an solchen Stellen wird Gas transportiert. Das Ausgleichen ginge nur wenn man von vornherein rechlich Luftvorräte zwecks Druckerhaltung bereithält.
- trotzdem muß das Ganze aber kraftschlüssig mit einander verbunden sein mit genug Reserve gegen auch mal heftiges "Anpoltern". D.H. es darf nicht schwingen und/oder man muß erheblichen Aufwand für eine "intelligente" Dämpfung einbauen.
- Es muß jederzeit auch mal abzubremsen gehen und dann mit extra Energieeinsatz wieder hochzufahren sein.

Also ein ankommendes Raumschiff stoppen beherrscht man, ebenso Positionierung mit Drehung. Da keine Reibung, ist wenig Energie dafür nötig. Was spricht dagegen? Zumindest vorerst?

Die o.g. Lösungen mögen komfortabel sein , sind aber noch lange nicht realisierbar. Das wird vlt. in ein paar Jahren alles konstruierbar/montierbar sein. Aber bis dahin verdunstet mehr und mehr Geld für die Raumfahrt.

Ich hatte da ja mehrere Ideen, hier zwei davon:
1) man lässt die gesamte Station/Schiff rotieren, aber nicht unbedingt mit 1G, sondern soviel das normales Leben einfach möglich wird, also WC, Duschen, Kochen, Arbeiten mit Gerätschaften, Schlafen. Wenn es eine Station ist, so wird es um so besser je größer das Ding ist, also z.B. r=25m und rpm=6/60s mit 1G außen und 0,4G (Marsverhältnisse) bei r=10m
Die Energieversorgungseinheit kann man getrost Stationnär, also nicht rotierend koppeln. Das System könnte Drucklos sein und die Energieübertragung induktiv. Die Kraftaufnahme über magnetische Kopplung wie beim Maglev.

2) Man nimmt möglichst dicke Zylinder mit r=10m und erzeugt die Zentrifugalkraft durch ein innen liegenden etwas kleineren Zylinder. Das ist dann eine Art Schleudergang für Astronauten in der Waschmaschine. Ein Übergang nahe dem Zentrum ist unproblematisch da z.B. bei 9m/s² außen (r=9m) nur eine sehr geringe Kraft  nahe dem Zentrum herrscht.
Der wesentliche Vorteil ist dass das gesamte System innerhalb des Zylinders unter Druck steht und es gibt keine Abdichtungsprobleme. Eine Arbeiten ist je nach Anforderung dann unter optimalen Bedingungen möglich. Sollte sowas bei MCT gemacht werden, können die Reisenden langsam an die Schwerkraft ihres Zieles gewöhnt werden.

Ohne Schwerkraft, wird es sehr viel schwerer werden z.B. OPs, z.B. eine Blinddarm-OP durchzuführen. Für die ISS ist Schwerelosigkeit nötig wegen der Forschungsziele, bei fast allen anderen Missionen mit Menschen ist das mindestens lästig.
Lösung 2 erscheint mir die einfachste Lösung zu sein, das was da innen gemacht werden muss ist Technik die in jedem Haushalt mit Waschmaschine tagtäglich benutzt wird.

Wer meint das dies nicht benötigt wird, sollte sich mal Seite 6 von dem oben verlinkten Dokument anschauen.
Das geht gerade noch im erdnahen Raum für eine kleine Besatzung, mit 100 halbwegs normalen Menschen sage ich es gibt Tote unterwegs.
Um zu verhindern das es zu größeren Problemen bei der Anpassung an die Rotation kommt, würde ich nur 0,4-0,5G ganz außen nehmen, dann hat man mit ca. 4-5U/60s aus, dass sollte gehen.
Leute die viel Probleme mit der Anpassung haben, bleiben dann halt weit außen, da ist eh der meiste Platz.

Habe hier:

https://www.youtube.com/watch?v=CumZP6_9sHU und
hier

https://www.youtube.com/watch?v=2p7bgMxewxAden ersten Trailer zum Film der Marsianer gefunden,
in den ersten Sekunden ist das Raumschiff von außen zu sehen mit rotierender Station.

Wow, wow, wow (=3*wow)

Bei dem Konzept eines Raumschiffes mit einem feststehenden und einem rotierenden Teil sehe ich in der Bauart zwei Probleme.

1.  Da der Reibwiederstand des Drehgelenkes niemals Null betragen kann, überträgt sich der Drehimpuls zwangsweise auch auf den feststehenden Teil des Raumschiffes. Diesem Impuls muss man entgegenwirken. Inwieweit sowas möglich ist, ohne Energie, Treibstoff oder schwere Drallräder, halte ich persönlich für sehr schwierig.

2. Die Mechanische Abnutzung des Drehgelenkes und Dichtungen sollte über längere Zeit doch zu einem ernsten Problem werden. Ich kenne keine Dichtung oder Simmerring ( im Übertragenen Sinne ) in drehenden Bauteilen, die vollkommen Dicht sind und sich nicht über einen längeren Zeitraum abnutzen oder einlaufen. Sie müssten schließlich über mehrere Jahre absolut funktionstüchtig sein.

Das erste ist kein Problem, man kann der Reibung durch einen inneren Antrieb entgegenwirken, das kostet zwar etwas elektrische Energie aber keinen Treibstoff.

Das zweite Problem ist schwerer zu lösen, da gebe ich dir recht. Vielleicht gibt es Dichtungen die sowas lange abkönnen, aber sicher nicht ohne Verluste.
Was gehen würde wären zwei getrennte Druckbereiche, beide könnten mit einer Art Lift verbunden werden der über Schleusen verfügt.