Asteroiden als Raumfähren?

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websquid

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Asteroiden als Raumfähren?
« am: 21. Februar 2011, 20:36:03 »
Ein Physikprofessor der University of New York hat sich ein interessantes Konzept ausgedacht, wie man zum Mars fliegen könnte. Die Idee ist, Asteroiden, die sowohl der Erde als auch dem Mars nahekommen, durch Sonnensegel auf eine Bahn zu bringen, die ideal zwischen den beiden Planeten pendelt. Dadurch soll es möglich sein, von der Erde aus zum Asteroiden zu fliegen, dort in einem Krater, einer Höhle oder gar einem künstlich geschaffenen Loch vor Strahlung geschützt zu sein und dann am Mars auszusteigen. Der Transfer würde also relativ wenig Treibstoff verbrauchen (nur zweimal  zum Asteroiden hin und zurück).
Wenn man mehrere Asteroiden auf solche Umlaufbahnen bringt, wäre sogar ein regelmäßiger Pendelverkehr möglich.

Die Bahnanpassung ist natürlich extrem anspruchsvoll, so dass man zunächst am ehesten Asteroiden nehmen müsste, die sowieso die Strecke fliegen. Da hätten wir einen Kandidaten 2037 und zwei Asteroiden im Jahr 2086. Allerdings müsste man dann einen Aufenthalt von bis zu fünf Jahren auf dem Mars einplanen, bevor man so einen Rückflug machen kann.

Gregory Matloff hat da eine ganz interessante Idee, klingt für mich aber doch sehr nach verzweifelten Versuchen, eine Anwendung für Sonnensegel zu finden (an deren Entwicklung in den USA er großen Anteil hat). Oder räumt ihr diesem Konzept reale Chancen ein? :)

Hier die Meldung von National Geographic

mfg websquid

tobi453

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #1 am: 21. Februar 2011, 20:42:34 »
Dadurch soll es möglich sein, von der Erde aus zum Asteroiden zu fliegen, dort in einem Krater, einer Höhle oder gar einem künstlich geschaffenen Loch vor Strahlung geschützt zu sein und dann am Mars auszusteigen. Der Transfer würde also relativ wenig Treibstoff verbrauchen (nur zweimal  zum Asteroiden hin und zurück).

Strahlenschutz ok, aber Treibstoff sparen? Um auf dem Asteroiden zu landen brauch man dieselbe Bahn wie der Asteroid und wenn man auf der Bahn ist, ist man auch schon auf der Marsbahntransferbahn. Ich sehe auch nicht, dass sowas bei National Geographic steht. Oder habe ich die Stelle übersehen? ;)

websquid

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #2 am: 21. Februar 2011, 20:44:23 »
Ich sehe auch nicht, dass sowas bei National Geographic steht. Oder habe ich die Stelle übersehen? ;)
Klick mal meinen Link an ;)

tobi453

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #3 am: 21. Februar 2011, 20:51:28 »
Hab ich doch, bring mal ein direktes Zitat. Ich sehe nur diese Stelle:
Zitat
Once the asteroid is in a stable orbit, Matloff said, "you'd just jump on it. You could store provisions and spare parts on it and use it for shielding. ... "

"Draufspringen"? So einfach ist das nicht. Rosetta muss Jahre seinen Orbit entsprechend anpassen, warum fliegt man nicht einfach direkt hin und springt mal eben drauf? ;D Ich bin zwar kein Physikprofessor aber ich meine schon ein wenig von Orbitmechanik zu verstehen. ::)

Betrag und Richtung von der Geschwindigkeit und der Ort von Raumschiff und Asteroid müssen gleich sein = gleicher Orbit = keine Treibstoffersparnis.

runner02

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #4 am: 21. Februar 2011, 21:13:13 »
Man könnte schon hinfliegen und dem Asteroiden Energie abzapfen. Nur wird dann in einer Millisekunde so viel Energie an dein Raumschiff abgegeben, dass es zerschellt...

Crest

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #5 am: 21. Februar 2011, 22:34:27 »
Es würde in dem Moment Sinn machen (mal nur von der Energiebilanz her gesehen), in dem man mehrere Missionen fliegen möchte. Dann muss man einmal ein entsprechendes Habitat auf den Asteroiden schaffen, und auf späteren Missionen nur eine Shutle-Kapsel zwischen Planet und Asteroid beschleunigen. Allerdings sind solche groß angelegten Pläne mehr Science Fiction als sonst etwas.

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Offline Schillrich

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #6 am: 21. Februar 2011, 22:36:20 »
Das erinnert an den Mars-Cycler von Buzz Aldrin, nur das der ohne das unmögliche Unterfangen auskam, die Bahn eines Asteroiden zu ändern ...
\\   //    Grüße
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Offline Ruhri

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #7 am: 21. Februar 2011, 23:01:27 »
Wenn du da an "Begegnung mit Tiber" denkst, dann war das geniale an der Idee ja, dass die Unterkünfte auf dem Mars etwas weniger spartanisch waren als auf den Cyclern, Menschen aber nur auf der "kurzen Route" an Bord waren. Der längere Rückweg, ob zur Erde oder zum Mars, wurde unbemannt als Frachtflug geflogen.

Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #8 am: 23. Februar 2011, 11:14:28 »
Man könnte schon hinfliegen und dem Asteroiden Energie abzapfen. Nur wird dann in einer Millisekunde so viel Energie an dein Raumschiff abgegeben, dass es zerschellt...


Dann sollte man ein Seil, welches für den Weltraumlif eh angefertigt wird am Asteroiden befestigen und dahinter ausrollen. Fliegt der Asteroid forbei, klinkt man sich mit einem Rollensistem am Seil ein und haut die Bremse rein so dass man mit einigen g Beschleunigt.

Alternatiev könnte man ein Bungeeseil mittels Harpune Abschießen, hierdurch ließe sich sogar die doppelte Asteroidengeschwindigkeit erziehlen, da sich bei max. ausdehnung des Seils sich die Geschwindigkeiten des Rumschiffs und des Asteroiden angeglichen haben. In der Kontraktionsphase beschleunigt das Raumschiff dan weiter bis auf nahezu doppelte geschwindigkeit.

Es ist jedoch darauf zu achten, nicht auf den Asteroiden zu knallen.

runner02

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #9 am: 23. Februar 2011, 11:31:21 »
Zitat
Es ist jedoch darauf zu achten, nicht auf den Asteroiden zu knallen.

Und die Harpune, die dein Seil am Asteroiden halten soll?? Die dürfte mit so etwa 1000m/s aufknallen ....

Es sei denn, am Asteroiden würde ein Seil nachhängen. Dann fliegt das Raumschiff zum Seil, hält es mit einem Rollensystem fest, und gleicht die Geschwindigkeit durch Reibung an...

Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #10 am: 23. Februar 2011, 12:47:05 »
Ja, so hatte iche es gemeint,

alternatief könnten Zwei Raumschiffe, die mit einem sehr langen Seil verbunden sind, so in die Flugbahn des Asteroiden fliegen, dass der Asteroid die mitte des Seils erwischt. Dadurch, dass die Beschleunigung 90° zum Seil geschieht, nimmt die beschleunigung des Raumschiffs almählich zu. Auch hier wird die begonnene Kreisbewegung nicht aufhören wenn due Raumschiffe sich hinter dem Asteroiden befinden un die gesch. angeglichen haben. Da die beiden Raumschiffe sich am Seil weiterdrehen, kann durch ausklinken im entsprechenden winkel auch eine vom Asteroiden abweichende Flugbahn erreicht werden

Poseidon

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #11 am: 16. März 2011, 04:21:44 »
Das Konzept hatten die Amerikaner schon Ende der 80er.

Damals nannte es sich VISTA und hatte anstatt der Asteroidenlösung ein Interplanetarisches Raumschiff zum Ziel das sich auf einer Bahn zwischen Mars und Erde bewegte. Mit drei VISTAs wäre ein Pendelverkehr möglich gewesen und da kommen wir zum grossen Problem. Wieviel Energie ist nötig um drei passende Asteroiden auf diese Bahn zu bekommen. Sorry aber die Idee wäre selbst in Star Trek eine Herausforderung.  ;)

Offline kfelske

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #12 am: 14. Mai 2011, 15:31:16 »
Hallo miteinander,

etwas Ähnliches wie dieser Professor hatte ich auch schon überlegt.
Das Raumschiff soll nicht bei dem Asteroiden "einschweben", sondern sich in einem langen Tunnel magnetisch mitreissen lassen, bis es die gleiche Geschwindigkeit hat wie der Asteroid. Wenn ein Passagier dies überleben soll, muss die Beschleunigungsstrecke mehrere Kilometer lang sein. Dieser Magnettunnel wird später auch zum Abbremsen des Raumschiffs zum Ziel verwendet.
Die Flugbahn des Raumschiffs und des Tunnels müssen sehr exakt aufeinander abgestimmt werden.
Dummerweise haben Asteroiden eine schwer vorhersagbare Eigenrotation. Eine Beschleunigung an einem Ende kann wegen einer ungleichmässigen inneren Struktur eine vollkommen andere Rotation als gedacht zur Folge haben.

Es ist vielleicht besser, in der Nähe eines Asteroiden eine Raumstation zu bauen, die um den Magnettunnel rotiert. Das Material beschafft man sich von dem Asteroiden und bringt die Raumstation anschliessend auf Kurs. Die Verbindung aus Raumstation und Tunnel besteht dann aus einer langgezogenen Speiche, ähnlich einer archimedischen Schraube.

Diesen Aufwand kann man nur rechtfertigen, wenn man sehr regelmässig einen Transfer erwartet. Zum Mars hin sehe ich da für mehrere Jahrhunderte noch keinen Bedarf. Möglicherweise sind stabile Umlaufbahnen zwischen Erde und Mond denkbar, die solche Überlegungen etwas früher rechtfertigen.

*

Offline Schillrich

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #13 am: 14. Mai 2011, 21:10:39 »
Was ist denn ein "Magnettunnel"?
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runner02

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #14 am: 15. Mai 2011, 12:16:02 »
Ich nehme an eine Schiene, an der man seine Geschwindigkeit magnetisch (also mit Strom statt Treibstoff) an den Asteroiden angleichen kann.

-> Magnetschwebebahn

Offline knebel99

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #15 am: 15. Mai 2011, 13:47:09 »
Hallo Kfelske,

-wie lang muss so ein Tunnel sein?
-wie groß muss der Asteroid sein, um die benötigte Schwerkraft aufzubringen?
-wie bremst man am ziel wieder ab?
-welche Vmax willst du erreichen damit?

mfg
"Get ready to witness the majesty and the power of Discovery as she lifts off one final time" Commander Steve Lindsey STS133

runner02

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #16 am: 15. Mai 2011, 19:57:39 »
Ein paar davon kann ich beantworten ;)

Zitat
-wie lang muss so ein Tunnel sein?

Je nach gewünschter Beschleunigung und Geschwindigkeit

Zitat
-wie groß muss der Asteroid sein, um die benötigte Schwerkraft aufzubringen?

Das wird kaum der Fall sein. Statdessen müsste man ihn am Asteroiden festschrauben (falls das Material nicht zu lose ist) bzw. festbinden...


Zitat
-wie bremst man am ziel wieder ab?

Magnetisch, das ist ja der Sinn  ::)  Nebenbei kann man so magnetisch wieder Impuls zu Erde hin gewinnen, wenn man sich magnetisch wieder abstoßt nach getaner Mission ;)

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Offline Schillrich

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #17 am: 16. Mai 2011, 15:23:58 »
Hallo,

Wenn ein Passagier dies überleben soll, muss die Beschleunigungsstrecke mehrere Kilometer lang sein.

"mehrere Kilometer" ist gut ... 1000+ km kommt schon eher hin. Auch wenn (aus meiner Sicht) der Rest der Idee schon unmöglich ist, lässt sich gerade diese Größe sogar real abschätzen. "Überlebbare" Beschleunigungen bringen unsere Raketenstarts von Shuttle und Sojus. Beim Shuttle sieht man, wie weit es geflogen ist zwischen Lift-Off und ca. 7400m/s Endgeschwindigkeit im Orbit ... Mit kontinuierlich 3g käme man auf 930 km Strecke.
\\   //    Grüße
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Elatan

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #18 am: 16. Mai 2011, 17:05:11 »
Wieviel g wären denn vertretbar? Ich denke alles über 3g wäre ungemütlich, aber Menschen verkraften mehr, oder? Das Vehikel müsste dann natürlich auch dementsprechend konstruiert sein, aber da ja eh alles hypothetisch ist... ;)

websquid

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #19 am: 16. Mai 2011, 19:57:18 »
Also über 5g würde ich auf keinen Fall gehen. Das ist schon ziemlich hart für eine längere Belastung und stellt auch wieder große körperliche Anforderungen. Größere als derzeit das Shuttle oder die Sojus, beide erreichen im Normalbetrieb solche Werte nicht (Sojus bei Abbruch schon, aber nur für Sekunden)

Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #20 am: 16. Mai 2011, 22:26:17 »
Bei allem Respekt: Gehört das alles nicht eher in den Thread "Raumfahrt mal nicht ganz so Ernst?"

Grüsse

Wilhelm
"We choose to go to the moon in the decade and do the other things: not because they are easy, but because they are hard."

websquid

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #21 am: 16. Mai 2011, 22:32:57 »
Dieser Witz ist zu lang, als dass er in dem Thread untergehen dürfte ;)

Offline kfelske

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #22 am: 28. Mai 2011, 21:24:17 »
Hallo Wilhelm,

als Konstantin Ziolkowski http://de.wikipedia.org/wiki/Konstantin_Eduardowitsch_Ziolkowski 1895 eine Schrift zum Thema Raumfahrt veröffentlichte, hielten das viele, so wie du abwegige Überlegungen heute, wahrscheinlich für einen Witz. Jedenfalls wurde dem keine grosse Beachtung geschenkt. Die benötgten Geschwindigkeiten und Flüssigtreibstoffraketen waren damals utopisch.
Andere aber liessen sich davon nicht abschrecken. Erst Hermann Oberths Buch "Die Rakete zu den Planetenräumen" im Jahre 1923 fand internationale Beachtung. Auch Robert Goddard wurde noch als Phantast abgetan.
Heute erntest du wie selbstverständlich ihre Früchte.

Bei der Beschleunigung dachte ich eher von 7,4 auf 10,7 m/s. Das ist Differenz zwischen 1. und 2. kosmischen Geschwindigkeit http://de.wikipedia.org/wiki/Kosmische_Geschwindigkeit.

Zur Vmax ...also....
Ich bedanke mich bei runner02. Besser hätte ich nicht antworten können.

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Offline Ensi

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #23 am: 26. Dezember 2011, 02:23:29 »
Hallo,

Die erinnert stark daran:

http://www.drg-gss.org/typo3/html/index.php?id=102

schonmal jemand etwas davon gehört?

Offline kfelske

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Re: Asteroiden als Raumfähren?
« Antwort #24 am: 05. März 2012, 22:49:37 »
Hallo Ensi,

besten Dank für den Beitrag. Mir war weder das Konzept bekannt, noch die Webseite.

Vielleicht ist so ein Konzept eher für den Verkehr zum Mond realisierbar: Seltene Erden für die Erde, Rohstoffe für den Erdorbit. Ausser einer Hohmannbahn sind auch andere stabile Bahnen möglich.
Die Gründe
künstliche Schwerkraft,
Energieversorgung,
Strahlenschutz
sind auch bei dieser Kurzstrecke interessant, aber Erfahrungen und Fehler lassen sich leichter in Erdnähe machen.

P.S. Ich bitte um Entschuldigung für den Schreibfehler im letzten Beitrag: Es sind natürlich km/s nicht m/s.