SETI: Schub für Suche nach außerirdischem Leben

Dgoe

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Sag mal, was hast Du eigentlich an geometrischen Vorstellungen auf Lager?
Wie meinst Du das, Nathan?

Also um 3 Achsen ist es möglich, wie bei Navigationskreiseln. Nicht von ungefähr, sind die aber ineinander geschickt (senkrecht zueinander) verschachtelt. Das geht nicht mit einem Objekt selber.

Fliehkräfte würden so ein Band auseinanderreißen, zumindest verformen, wenn es anders, als nur um sich selber rotiert.

Gruß,
Dgoe
 
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Bynaus

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Ja, ein Schwarm wäre viel flexibler, müssten aber ziemlich viele Objekte sein, oder ziemlich große. Sie könnten größeren Kometen oder Asteroiden evtl. ausweichen... Fragt sich nur, ob der Energieeinsatz sich dann noch lohnt, ausserdem bliebe noch das kleinere Bombardement.

Ein Banks-Orbital hätte eine Breite von über 218 655 km, um z. B. unsere Sonne zu 20 % zu verdunkeln (falls ich richtig gerechnet habe). Kann mir vorstellen, dass eher noch Probleme hinzukommen, anstatt weniger zu werden.

Ein Banks-Orbital ist zudem ein rotierendes Band, nicht wahr? Wie kann es dann vor unsere Sicht vorbeiziehen und wieder verschwinden? Das geht doch gar nicht.

Ich glaube nicht, dass eine Zivilisation, die einen Dyson-Schwarm baut, Asteroiden / Kometen ausweichen muss. Die werden einfach abgelenkt und für den Bau des Schwarms verwendet. Und ja, natürlich müssten das viele Objekte sein.

Zum Banks-Orbtial: Nimm mal einen Papierstreifen, klebe die beiden Enden zusammen so dass ein flacher Zylinder (ein in sich geschlossenes Band) entsteht. Willst du im Ernst behaupten, das gebastelte Objekt könnte keinen Schatten werfen? Dann kann es auch einen Stern verdunkeln. Alles eine Frage der Querschnittsfläche.

Ein Banks-Orbital rotiert, um künstliche Gravitation durch Fliehkraft zu erzeugen. Dazu braucht es besondere Materialien, ja - möglicherweise solche, die wir heute nicht kennen. Verformen würde es sich wohl kaum (so lange R>>D mit R der Sternabstand und D der Banddurchmesser). Es hat eine sehr grosse Ausdehnung gemessen an seiner Masse, dh, es hat eine sehr geringe Dichte, entsprechend spielen Gezeitenkräfte kaum eine Rolle.
 

Dgoe

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Hallo Bynaus,

ich ging bisher davon aus, dass das Band um den Stern gewickelt sei, also wie eine Planetenumlaufbahn, die aus einem Band besteht, im Zentrum die Sonne/der Stern. Dann würde der Schatten immer nur in eine Richtung bzw. eher Ebene zeigen.
 

Bynaus

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ich ging bisher davon aus, dass das Band um den Stern gewickelt sei, also wie eine Planetenumlaufbahn, die aus einem Band besteht, im Zentrum die Sonne/der Stern. Dann würde der Schatten immer nur in eine Richtung bzw. eher Ebene zeigen.

Das wäre eine Ringwelt, ein Spezialfall von einem Orbital, bei dem ein Stern im Zentrum sitzt. Ich meinte aber ein richtiges Banks-Orbital, das einen Stern umkreist:

https://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_(The_Culture)
 

Dgoe

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Ach so. Dort steht
They have widths varying between one thousand and six thousand kilometres
Die Breite sollte aber um ein Vielfaches größer sein, damit man 20% Verdunkelung erreicht. Gibt es nicht physikalische Belastungsobergrenzen für egal welches hypothetische Material? Na ja, die unterstützenden Kraftfelder sind natürlich praktisch, wenn man denn welche mal erfindet.

Danke für den Link.
 

Bynaus

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Die Breite sollte aber um ein Vielfaches größer sein, damit man 20% Verdunkelung erreicht.

6000 km x 1.4 Mio km / (Pi * (0.7 Mio km)^2) = 0.5%.

Also ja - aber diese Breite gilt auch einfach für die Orbitale in den "Kultur"-Büchern von I. M. Banks. Grundsätzlich spricht aber nichts dagegen, die Bänder breiter zu machen. Zum Beispiel 40 Mal breiter.

Gibt es nicht physikalische Belastungsobergrenzen für egal welches hypothetische Material?

Natürlich.

Die Frage mit den Orbitalen sollte sein, ob man sie brauchen kann, um die eher chaotischen Transitevents zu erklären. Das scheint mir nicht ganz einfach. Ich argumentiere hier auch nicht dafür, dass es sich hier tatsächlich um ein Banks-Orbital handelt (ich denke tatsächlich, dass die Chance nur winzig klein ist, dass die Erklärung für die seltsamen Transits tatsächlich ausserirdisch-technologischer Natur ist).
 

Dgoe

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... (ich denke tatsächlich, dass die Chance nur winzig klein ist, dass die Erklärung für die seltsamen Transits tatsächlich ausserirdisch-technologischer Natur ist).
Dem schließe ich mich an. Ich wollte auch nur die Probleme etwas hinterfragen, denen solche Technologie konfrontiert wäre, welche es also noch unwahrscheinlicher aussehen lassen könnten.
 

Dgoe

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Und da kann man noch einen drauf tun.

Ich glaube nicht, dass eine Zivilisation, die einen Dyson-Schwarm baut, Asteroiden / Kometen ausweichen muss. Die werden einfach abgelenkt und für den Bau des Schwarms verwendet.

Das halte ich für äußerst aufwendig, angesichts der dann wohl fälligen Sisyphos-Arbeit. Siehe hier, was so rumschwirrt...

Konkret:
http://www.arm.ac.uk/neos/media/2007.gif (Bild)
http://szyzyg.arm.ac.uk/~spm/neostorm.png (Bild)
http://szyzyg.arm.ac.uk/~spm/neostorm.avi (Animation)

Und mal eine nähere Umgebung innerhalb von 11 Millionen Kilometern, also unser Banks-Orbital wäre alleine schon wesentlich größer:
http://szyzyg.arm.ac.uk/~spm/local.png

Und was die Erde dauernd trifft:
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4380 (in 9 Jahren)

Letzteres noch ohne den Kleinkram, der alleine täglich auf die Erdatmosphäre niedergeht und meist verglüht. Der dann aber auch weh tut, wenn man keine Atmosphäre irgendwo zwischen hat.

Und das noch ohne den Großkram, der aus der Ortschen Wolke gelegentlich anrauscht mit meist extrem hoher Geschwindigkeit (Kometen). Siehe hier.

Wohlgemerkt, wir sprachen von gigantisch großen Angriffsflächen. Das ist alles völlig absurd, sorry. Aber so völlig absurd. Was für eine Armada soll da dauernd kehren drumherum?

Davon abgesehen, dass solche Konstruktionen sowieso sofort in sich zusammenbrechen, bzw. auseinanderbrechen.
 
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Nathan5111

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Davon abgesehen, dass solche Konstruktionen sowieso sofort in sich zusammenbrechen, bzw. auseinanderbrechen.

Wird durch ständiges Wiederholen auch nicht richtiger.

Nimm einen Orbit um 'unsere' Sonne, Radius 190 Millionen Kilometer, Orientierung beliebig.
Pflastere ihn dicht an dicht mit quadratischen Platten mit 1 qkm Größe und verbinde diese Platten mit wie auch immer gearteten Seilen.

Welche Kräfte zerren an den Seilen?
 

Dgoe

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Welche Kräfte zerren an den Seilen?
Du meinst, wenn das Ganze so rotiert, dass man mit 1 g auf den Platten stehen kann?

Davon ab, das war nur eine Schlußbemerkung, weil es mir wieder einfiel. Wie man unschwer erkennen konnte, hatte ich einen anderen Aspekt angesprochen.

Aber dennoch, wäre interessant auszurechnen, und wie, ja, klar, auf jeden Fall. Gute Frage!
 

Dgoe

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Wenn ich so darüber nachdenke - ohne Formeln zu suchen oder nachzulesen - dann würde ich meinen, dass nur die Umlaufgeschwindigkeit maßgebend ist, um per Zentrifugalkraft 1 g aufzubauen, ganz unabhängig vom Radius. Vom Radius ist nur abhängig welche Kraft quer wirkt, zwischen diesen Seilen wirkt, also die Zugkraft, quer zur Zentrifugalkraft. Zusätzlich wäre auch das Gewicht entscheidend, je größer, desto mehr zerrt es auseinander, oder?
 

Bynaus

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@Dgoe: alles halb so wild. Sicher, grössere Oberfläche = mehr Kollisionen, aber das ist nicht wirklich ein Problem. Das Orbital hat ja eine innere Atmosphäre, die schützt die Oberfläche ebenso wie eine Planetenatmosphäre. Die Aussenseite ist eh dick armiert. Für die "grossen Brocken" ist es eine vergleichbar kleine Sache, die abzulenken - man startet ja nicht nur aus einem sehr flachen Gravitationspotential, sondern bekommt auch noch die Rotationsgeschwindigkeit des Orbitals als Startgeschwindigkeit gratis dazu. So viele wirklich grosse Brocken sind es dann auch wieder nicht.

Davon abgesehen, dass solche Konstruktionen sowieso sofort in sich zusammenbrechen, bzw. auseinanderbrechen.

Wie kommst du darauf? Es wäre schon heute möglich, ein (allerdings sehr kleines) Orbital zu bauen, das weder "zusammen-" noch "auseinanderbricht" (z.B. wie die Raumstation in "Elysium"). Es spricht nichts grundsätzlich gegen solche Konstruktionen, auch wenn sie sehr gross sind, so lange sich dereinst Materialien mit der notwendigen Zugfestigkeit finden lassen.

Wenn ich so darüber nachdenke - ohne Formeln zu suchen oder nachzulesen - dann würde ich meinen, dass nur die Umlaufgeschwindigkeit maßgebend ist, um per Zentrifugalkraft 1 g aufzubauen, ganz unabhängig vom Radius.

Na dann siehst du mal, Formeln sind eben doch für was nützlich... Die künstliche Schwerkraft in der beschriebenen Situation ist eine Funktion von Radius UND Umlaufgeschwindigkeit. Je grösser der Radius bei gleicher (Winkel-) Umlaufgeschwindigkeit, desto stärker die künstliche Schwerkraft. Je grösser die (Winkel-) Umlaufgeschwindigkeit bei gleichem Radius, dito.
 

Dgoe

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Aha, ok.

Na dann siehst du mal, Formeln sind eben doch für was nützlich...
Ja natürlich, ich bin auch kein Gegner oder Verweigerer dessen. Meine bildliche Vorstellung wurzelt letztlich ja auch in Physikunterricht längst vergangener Tage.

Je grösser der Radius bei gleicher (Winkel-) Umlaufgeschwindigkeit, desto stärker die künstliche Schwerkraft. Je grösser die (Winkel-) Umlaufgeschwindigkeit bei gleichem Radius, dito.
Ich meinte die Geschwindigkeit in m/s, mir ist klar, dass diese zunimmt, wenn der Kreis, bzw. der Radius größer wird und gleichzeitig die Dauer des gesamten Umlaufs (oder über einen Kreisbogen des gleichen Mittelpunktwinkels) gleich bleibt - in Konsequenz entsprechend auch die Zentrifugalkraft zunimmt.
Ich nehme an, mit Umlaufgeschwindigkeit wird letzteres bezeichnet, wie Du kenntlich gemacht hast.

Um jedoch auf 1 g zu kommen, wäre die Geschwindigkeit des umlaufenden Bandes in m/s immer gleich, unabhängig des Radius, richtig? Je kleiner der Radius, desto größer nur die Zugkräfte auf der Kreislinie (tangential?), und vice-versa. Da die Dauer eines Umlaufes immer weiter abnimmt, bzw. im umgekehrten Fall zunimmt.


Wie kommst du darauf?
Na, von äußeren Einflüssen abgesehen, vor allem deswegen:
..., so lange sich dereinst Materialien mit der notwendigen Zugfestigkeit finden lassen.
Zumindest, wenn dies nicht gelingt.

Ich vermute, dass die Zugkräfte bei Nathans Beispiel mit einem Radius von 190 Mio. km gerade noch unter der Belastungsgrenze von bekannten Materialien liegt. Nur wäre das wieder eine Ringwelt (bei der äußere Einflüsse wieder erheblich zunehmen) und kein viel kleineres gewöhnliches Banks-Orbital - mit entsprechend höheren Zugkräften.

Wie man solche Zugkräfte berechnet, müsste ich mich erst zu schlau machen - mache ich auch.
... sehr spannend, an Motivation mangelt es nicht.
 
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Dgoe

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Aha,

gerade angefangen danach zu suchen, das eine wird hier Winkelgeschwindigkeit und das andere wird Bahngeschwindigkeit genannt.

Von Zugkräften entlang der Kreislinie oder eines Kreisbogens aber noch keine Spur.

Edit: Ich glaube ich suche falsch, so auf Anhieb finde ich dazu nichts, müsste in meinen Büchern mal blättern...
 
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Dgoe

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Hallo Bernhard,

vielen Dank. Über lehrreiches Material dort und anderswo kann ich mich wirklich nicht beklagen. Das, was ich suche, finde ich jedoch auch dort leider nicht.

Gruß,
Dgoe
 

Dgoe

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@Bernhard:
Siehe Nathans Aufgabe oben.
Oder: die Kreislinie/der Kreisumfang sei ein Seil, an gleichen Abständen insgesamt 5 Kugeln gleichen Gewichts befestigt. Das Ganze rotiert, so dass sich ein rotierendes Fünfeck ergibt. Wie hoch ist die Zugkraft auf die Seilabschnitte, bzw. deren Befestigungen an den Kugeln?
Ab wann reißen die Seile (ab), je nach den Parametern?

Vorgabe soll sein, dass ein mitrotiertes Objekt auf der Außenseite der Kugeln (zum Kreismittelpunkt) eine Zentrifugalkraft erfährt, die einer Schwerkraft von 1 g entspricht (jetzt an der Schnittstelle der Kugeloberfläche, wenn man Kreismittelpunkt/bzw. Fünfecksmittelpunkt mit Kugelmittelpunkt gerade verbindet).

Welcher (Zug)Belastung müssen die Seile (Verbindungsstellen) standhalten?

Meine Vermutung ist, dass es nur vom Radius abhängt und dem Gewicht der Kugeln, während die Bahngeschwindigkeit unabhängig vom Radius immer gleich bleibt (im Unterschied zur Winkelgeschwindigkeit)


@Ralf:
Danke, ich schau mal nach...


Gruß,
Dgoe
 
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Dgoe

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Hallo Mac,

Oh, ja! Prima.
Von dort führt es auch hier hin: Hoop stress
Aber der erste (Dein) Link ist iwie besser.

Hm,
Omega ist die Winkelgeschwindigkeit, r wie immer Radius.
Sigma ist also die Zugkraft (circumferential)?
Rho (Zylinderdichte) dann iwie das Gewicht ... mit der Anzahl der Kugeln??

Ich bin noch ein wenig überfordert, muss ich noch mal genauer studieren, aber morgen erst...

Aber vielen Dank, das ist genau das Thema. Wie ich mein Kugeln-Modell zur Zylinderform übersetzen kann, noch was unklar zwar, aber egal. Ich bin begeistert, hab echt schon viel vergeblich gegoogelt.

Gruß,
Dgoe


P.S. @Ralf :
Die Zugfestigkeit von Kohlenstoffnanoröhren habe ich dort entdeckt. Mit 63000 N/mm^2 außerordentlich beeindruckend im Vergleich zu allen anderen. Wäre aber ein teurer Spaß heutzutage...
 
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