Weltraumtourismus 2062

**darek05** · 28.03.2012, 16:49

Im Zuge eines Projekts für mein Design-Studium erstelle ich ein Szenario für den Weltraumtourismus im Jahr 2062.
Für meine Recherche habe ich auch in diesem Forum einiges über zukünftige Antriebe gelesen.
Optimistisches Ziel ist es, Weltraumtouristen in der Zukunft über einen Weltraumlift hoch zu bringen und dann mit dem Shuttle (max. 6 Personen) weiter zu einem Weltraumhotel zu befördern. Ich gehe davon aus, das es Möglich wird, die Reisezeit mit dem Lift von jetzt vermuteten 5-7 Tagen auf unter einen Tag zu reduzieren.
Um das Hotel zu erreichen wäre noch ein Antrieb am Shuttle vonnöten. Energiequelle am Shuttle sollen große Sonnenkollektoren sein, die im Weltall ausfahren. Diese Transformation von der Liftfahrt zum Flug im All spielt für das Design eine wichtige Rolle. Welcher Antrieb wäre für den Flug vom Lift zum Hotel denkbar?
Des weiteren habe ich mir auch einige Fragen zum Lift gestellt.
Gibt es eigentlich Probleme beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre während der Liftfahrt ?
Die Geschwindigkeit von Objekten im All (Bsp: ISS, Space-Shuttles) ist sehr hoch.
Würde das Shuttle im All während der Liftfahrt diese Geschwindigkeit aufnehmen oder wie würde so etwas ablaufen ?

lasst euren Ideen und Gedanken freien Lauf...

Ich würde mich sehr über Antworten freuen

Beste Grüße

**Kibo** · 28.03.2012, 20:29

hallo Darek,

ein eigener Antrieb zum Beschleunigen des Shuttles sollte nicht von Nöten sein. Es ist vereinfacht in etwa so, das der Weltraum Lift die Kabine nachdem es einen bestimmten Punkt überschritten hat hinter sich her zieht und dabei die Kabine immer mehr beschleunigt. In etwa so so wie ein Hammerwerfer seinen Hammer schnell um sich herum schwingt, tut das dann die erde mit ihrer Rotation bei der Kabine weil die Fliehkraft um so mehr gegenüber der Schwerkraft der Erde überwiegt je weiter oben die Kabine am Seil ist.

Für das Einfangen am Hotel brauch man dann natürlich auch irgendwie eine Lösung.

MFG

**darek05** · 28.03.2012, 21:10

Herzlichen Dank für deine Antwort Kibo!

Ich bin davon ausgegangen, dass der Antrieb für das Shuttle es sicher flexibler machen würde. Desweiteren könnte ich mir so das Andocken an einer Station/Hotel besser/einfacher vorstellen.
Was meinst du genau mit "bestimmter Punkt überschritten" ? Von welcher Höhe sprechen wir da ca. ?

Besten Dank

**Schmidts Katze** · 28.03.2012, 23:12

Zitat von darek05

Was meinst du genau mit "bestimmter Punkt überschritten" ? Von welcher Höhe sprechen wir da ca. ?

Besten Dank

Hallo darek,

Kibo meint die geostationäre Bahn in etwa 36,000 km Höhe.
http://www.digipedia.tv/index.php?ti...n%C3%A4re_Bahn

Grüße
SK

**darek05** · 29.03.2012, 00:44

Hallo SK!
Bin davon ausgegangen, dass in der Höhe von 36tsd. km die liftfahrt beendet wird. somit müsste der Lift schon eher beschleunigen.

**darek05** · 04.04.2012, 17:40

Könnte mir jemand folgende Frage beantworten ?

"Gibt es Probleme beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre bzw. wie würde dieser bei der Liftfahrt vonstattengehen ?

Würde mich über eine Antwort freuen

Beste Grüße

Darek05

**mac** · 04.04.2012, 19:17

Hallo Darek,

willkommen im Forum.

Das was Kibo Dir geantwortet hat, ist nur unter ganz bestimmten, äußerst selektiven Bedingungen richtig. Und zurück zum Seil kommt das Shuttle damit auch nicht. Es braucht also auf jeden Fall einen eigenen Antrieb, es sei denn, Du baust Dein ‚Hotel‘ direkt am Seil und verzichtest auf das Shuttle.

Probleme beim ‚Wiedereintritt‘ in Form von Reibungswärme gibt es nicht (für den Lift) weil sich das Seil mit der Erdoberfläche mit dreht und somit die Luft um das Seil herum nur normale Windgeschwindigkeiten (in der jeweiligen Höhe) erreicht.

Herzliche Grüße

MAC

**mac** · 04.04.2012, 19:24

Hallo Darek,

Zitat von darek05

Bin davon ausgegangen, dass in der Höhe von 36tsd. km die liftfahrt beendet wird.

die kann enden, wo immer Du willst. Aber das Seil muß auf jeden Fall deutlich länger sein, sonst bleibt es nicht oben.

Zitat von darek05

somit müsste der Lift schon eher beschleunigen.

das habe ich nicht verstanden. Der Lift muß auf jeden Fall beschleunigen (beschleunigt werden), sonst kommt er nicht vom Boden weg, und wenn er am Ziel ist, muß er abbremsen. Innerhalb der ersten gut 100 km darf er auch nicht allzu schnell am Seil hoch steigen, sonst verglüht er durch die Luftreibung. Weiter oben kann er aber durchaus viele tausend km/h schnell werden. Und abwärts entsprechend umgekehrt.

Herzliche Grüße

MAC

**darek05** · 04.04.2012, 20:22

Vielen Dank für deine umfassenden Antworten MAC,

Das mit der Höhe/Länge des Seiles habe ich begriffen, mich vielleicht nur undeutlich ausgedrückt.
Im Internet liest man ständig die Zahl 36tsd. Km für den Ausstieg der Weltraumtouristen und etwa 108tsd. Km für das "Gegengewicht"
Wie kommen diese 36 tsd. KM zu stande ? Es wäre doch sicher möglich, schon viel weiter unten mit dem Shuttle auszudocken und weiter zu einem "Hotel" zu gelangen ?

Zur Beschleunigung des Lifts.
Das dieser z.B. über einen Laser beschleunigt werden muss ist mir klar, jedoch habe ich mich gefragt, ob es in Zunkunft (2062) möglich sein wird, die Liftfahrt auf paar Stunden zu reduzieren, da momentan von einer Liftfahrt bis zu 7 Tage die rede ist. Diese Frage hast du mir ja beantwortet

Für das Design des Shuttles habe ich mir während der Liftfahrt einen geschlossenen Körper vorgestellt, der sich nach dem Ausdocken vom Lift im All transformiert und große Sonnenkollektoren ausbreitet. Welcher Antireb sich ab da bis zum Weltraumhotel anbieten würde, kann ich momentan nicht genau sagen.
Ich gehe in der Zukunft von irgendeinem elektischen Antrieb aus. Hättest du einen Vorschlag?

beste Grüße
Darek05

**mac** · 04.04.2012, 23:01

Hallo Darek,

Zitat von darek05

Im Internet liest man ständig die Zahl 36tsd. Km für den Ausstieg der Weltraumtouristen

Stichwort Geostationäre Bahn.

Ein Satellit, der die Erde im freien Fall umrunden soll, muß dafür schnell genug sein. Die ISS (internationale Raumstation) umrundet die Erde in einer Höhe von rund 350 km über NN und braucht dazu gut 90 Minuten.
Die Fernsehsatteliten, deren Signale wir mit unseren Antennenschüsseln auf Dach und Balkon empfangen umrunden die Erde auch. Die Antennenschüsseln müssen ihnen aber nicht folgen.

Warum?

Nun, sie umrunden die Erde in knapp 24 Stunden einmal. (Warum nicht genau 24 Stunden, gehört hier nicht direkt zum Thema und erkläre ich Dir nur, wenn Du fragst)
Die Geschwindigkeit eines Satelliten hängt von seiner Bahn um die Erde herum ab. Ist er weiter weg, dann braucht er länger. In den geläufigen rund 36 tausend km Höhe, sind es diese knapp 24 Stunden.

Wieso ist das wichtig?

Bei einem Orbitalseil ist man nur in diesem Abstand wirklich schwerelos (wenn man dort anhält und nicht mehr weiter fährt). Darunter zieht einen die Erde immer stärker an, darüber kehrt die Fliehkraft den Eindruck von Oben und Unten um, da sie dort stärker wird, als die Erdanziehung im jeweiligen Abstand. Ansonsten ist das ein Ort wie jeder Andere, entlang des Seils.

Zitat von darek05

und etwa 108tsd. Km für das "Gegengewicht"

dieser Abstand ist weitgehend beliebig. Er kann kleiner sein, dann muß das Gegengewicht schwerer sein, er kann größer sein, dann braucht man ein kleineres Gegengewicht.
Im wirklichen Leben wird er allerdings eine sehr wichtige Rolle spielen bei der Berechnung der auftretenden Schwingungen des Seils. Das ist alles andere als trivial. Z.B. ist die Anziehungskraft des Mondes eine Störgröße, die das Seil in Schwingung versetzen kann – noch dazu verändert er seinen Abstand zur Erde und die Drehachse der Erde und seine Umlaufbahn taumeln umeinander.

Resonanzfrequenzen dieser verschiedenen Einflüsse müssen also entweder passiv über eine geeignete Seillänge vermieden, oder aktiv über einen Antrieb des Gegengewichts ausgeglichen werden.

Das Seil muß z.B. auch dem ganzen Schrott, der auf allen möglichen Bahnen und Abständen um die Erde herum fällt, ausweichen können. Das wird leider mit zunehmender Zeit immer komplizierter, weil sich dieser Schrott durch Nachlieferungen und durch Zerstörungen immer weiter vermehrt.

Zitat von darek05

Wie kommen diese 36 tsd. KM zu stande ? Es wäre doch sicher möglich, schon viel weiter unten mit dem Shuttle auszudocken und weiter zu einem "Hotel" zu gelangen ?

Ja, wäre es. Es hängt davon ab, wo dieses Hotel ist. In einer Umlaufbahn um die Erde? Dann ist es vom Energiebedarf für den Transport am günstigsten, wenn es neben dem Seil in einer geostationären Umlaufbahn ist. Nur, wozu? Das Selbe (die selbe Schwerelosigkeit, die Selbe Umlaufbahn, nämlich bezogen auf die Erdoberfläche keine) hätte man dann mit einem Hotel am Seil in dieser Höhe über dem Erdboden.

Die nächsten einigermaßen stabilen Bahnen (Bezogen auf die Erde) wären dann die Lagrange-Punkte 1 und 2, aber bis dort ist man viele Tage unterwegs. (beide sind rund vier mal so weit weg, wie die Mondbahn)

Und für jede Umlaufbahn ober und unterhalb der geostationären Bahn brauchst Du mehr oder minder viel Treibstoff (nätürlich immer noch extrem viel weniger, als bei einem Start vom Erdboden)

Wo soll das Hotel also sein?

Zitat von darek05

Für das Design des Shuttles habe ich mir während der Liftfahrt einen geschlossenen Körper vorgestellt, der sich nach dem Ausdocken vom Lift im All transformiert und große Sonnenkollektoren ausbreitet. Welcher Antireb sich ab da bis zum Weltraumhotel anbieten würde, kann ich momentan nicht genau sagen.

Nun, mit Strom allein, geht es nicht. Der Antrieb muß immer Masse mit, um so höherer, um so besser, Geschwindigkeit, weg von sich ‚pusten‘ Stichwort Impulserhaltung.
Die einzige Alternative dazu wären sehr große (etliche Quadratkilometer) Sonnensegel, die den Sonnenwind, richtig wie ein Segelschiff, auffangen. In der Erdumlaufbahn könnte man damit begrenzt manövrieren. Das funktioniert aber bei gewünscht kurzen Reisezeiten (und Du willst ja nicht Monate, oder Jahre lang unterwegs sein) nicht besonders zeiteffektiv.

Zitat von darek05

Ich gehe in der Zukunft von irgendeinem elektischen Antrieb aus. Hättest du einen Vorschlag?