Antimaterie für Antriebe nutzen?

Ich

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v=0 wenn kein Treibstoff verbraucht wird. Das sagt auch die allgemeine Raketengleichung. Mir ist völlig rätselhaft, worauf du hinaus willst.
Dann hast du überhaupt nicht verstanden, worum es geht. Der spezifisch Impuls, den du da bemängelst gilt - wie ich bereits gesagt habe - unter dieser Annahme:
"If all the energy to accelerate the fuel comes from an external source..."
Das heißt die Ruhemasse des Treibstoffs kommt vom Schiff, und er wird mit externer Energie beschleunigt. Das ist so z.B. bei einem solargespeisten Ionenantrieb.
Im Falle einer Photonenrakete ist die Ruhemasse des Treibstoffs exakt Null, deshalb wird von der Rakete gar nichts bereitgestellt, und ihre Masse bleibt konstant. Der ganze Schub kommt von der externen Energie.
Bei konstanter Masse ist natürlich die Raketengleichung relativ sinnfrei. Sie wird aber nicht falsch: es folgt nicht v=0, weil ja der spezifische Impuls divergiert. Sie wird bloß unbestimmt, wie es sein muss, wenn das Resultat (v) nicht vom Eingabewert (dm) abhängt.
Die Angabe eines spezifischen Impulses ist da so überflüssig wie ein Kropf!
Weil du stattdessen die Treibstoffgeschwindigkeit angibst? Das ist nunmal, wie im Artikel auch korrekt beschrieben, für den Fall, dass die Energie aus dem Treibstoff kommt, genau dasselbe. Und für den Fall, dass externe Energie zugeführt wird einfach falsch. Der spezifische Impuls hat schon seine Berechtigung.

Erschreckend ist hier, dass anscheinend 2006 schon jemand den “Nonsense” des Hauptartikels erkannt hat, kein Schwein es allerdings für nötig hielt, darauf zu reagieren!
Welchen "Nonsense" denn? Ich hab den Artikel nur überflogen, finde aber keinen Fehler darin. OK, sie schreiben zu Beginn, dass sie keine externe Energiequelle zählen lassen wollen, tun das aber später doch.
Das lässt tief blicken, was die allgemeine Qualität von Wikipedia anbelangt!
Es zeigt einfach, dass die Qualität ganz gut ist, weil nicht jeder rumkorrigiert, wenn er was nicht verstanden hat.
 

Bernhard

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Und zur Not geht es auch ganz ohne, wenn man beispielsweise die Formel für die gleichmäßige Beschleunigung kennt.

(1) v=c*tanh(g*t‘/c)
Hallo Julian,

wenn man etwas genauer hinschaut, wird klar, dass die Rakete aufgrund des eigenen Masseverlustes nicht konstant beschleunigt wird. Konstant ist eventuell (?) die Schubkraft im Ruhesystem der Rakete, gemäß F = D*v_a (D: Durchsatz=Masseverlust pro Eigenzeit, v_a: Ausströmgeschwindigkeit).

Insofern frage ich mich, ob man damit nicht auch einen neuen Ansatz für die Bewegungsgleichung benötigt. Mein erster hastiger Versuch ging dabei gestern leider daneben. Habe momentan einfach zuviel verschiedene Dinge um die Ohren, möchte das Thema langfristig aber weiter beobachten.

Soviel nur zur Ergänzung.
Gruß
 

Ich

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Insofern frage ich mich, ob man damit nicht auch einen neuen Ansatz für die Bewegungsgleichung benötigt.
Aber auf Ansatz und Herleitung wird doch verlinkt. Der einzige Unterschied im relativistischen Fall ist, dass DeltaV keine Geschwindigkeit ist, sondern eine Rapidität: man addiert ja arithmetisch lauter kleine dV in einer Reihe von Bezugssystemen.
 

Ich

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Bernhard schrieb:
Mit 'neu' meinte ich 'nicht konstant beschleunigt'.
Du willst Geschwindigkeit als Funktion der Zeit? Das wäre noch einfach, wenn du Masse als Funktion der Zeit angibst. Für den Weg müsste man integrieren, das sollte bei D=const aber auch gehen.
in relation zu was gibt man im weltraum eigentlich geschwindigkeiten an?
Wie man will. Satelliten wohl relativ zur Erde, weitergehende Sonden vielleicht relativ zum Schwerpunkt des Sonnensystems. Solche Raketen wie hier besprochen relativ zum Startplatz.
 

voov

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worauf ich hinaus wollte...wenn die rakete das einzigste objekt im weltraum wäre, was wäre dann?
 

Bernhard

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Du willst Geschwindigkeit als Funktion der Zeit?
Hallo Ich,

ich habe mir gerade den englischen Wikipedia-Artikel zu "relativistic rocket" etwas näher angesehen: Ein Problem bei dem Artikel ist sicher die angegebene Formel für den spezifischen Impuls. Dass der für v_e -> c nach unendlich gehen soll, sieht für mich irgendwie nicht gut aus.

Der tanh "bügelt" das dann bei der Endgeschwindigkeit so halbwegs wieder hin, ergibt aber trotzdem als Grenzwert c, was so nicht stimmen kann.

Ich persönlich würde den spezifischen Impuls aus diesem Artikel bis auf einen Link herausnehmen und eine Art Formelsammlung aufschreiben. Setzt man beispielsweise im Abschnitt Delta-v in die Formel mit dem tanh anstelle I_sp einfach die exhaust velocity v_e, so stimmt die Formel meiner Meinung nach wieder.
Gruß
 
Zuletzt bearbeitet:

Ich

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voov schrieb:
worauf ich hinaus wollte...wenn die rakete das einzigste objekt im weltraum wäre, was wäre dann?
Dann wär's ziemlich langweilig. Man könnte aber immer noch das ursprüngliche Ruhesystem anhand des ausgestoßenen Treibstoffs feststellen und verwenden.
Bernhard schrieb:
Ein Problem bei dem Artikel ist sicher die angegebene Formel für den spezifischen Impuls. Dass der für v_e -> c nach unendlich gehen soll, sieht für mich irgendwie nicht gut aus.
Du hast ja wenig Zeit gehabt, dich damit zu beschäftigen. Vielleicht magst du trotzdem lesen, was ich Julian zu diesem Thema erklärt habe. Dieser spezifische Impuls ist vollkommen korrekt.
Der tanh "bügelt" das dann bei der Endgeschwindigkeit so halbwegs wieder hin, ergibt aber trotzdem als Grenzwert c, was so nicht stimmen kann.
Wieso nicht?
Setzt man beispielsweise im Abschnitt Delta-v in die Formel mit dem tanh anstelle I_sp einfach die exhaust velocity v_e, so stimmt die Formel meiner Meinung nach wieder.
I_sp ist auch v_e. Das steht auch genau so im Artikel, wenn auch nicht als Formel. Man könnte noch die Formel I_sp=v_e hinzufügen, das wäre wohl nicht schlecht, und die andere Formel noch deutlicher davon absetzen.
 

julian apostata

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Dann hast du überhaupt nicht verstanden, worum es geht. Der spezifisch Impuls, den du da bemängelst gilt - wie ich bereits gesagt habe - unter dieser Annahme:
"If all the energy to accelerate the fuel comes from an external source..."

Warum zum Geier sagst du das nicht gleich? Ich dachte, wir reden hier von Anbeginn des Themas von Raketen? Und bei der Rakete kommt nun mal der Treibstoff samt enthaltener Energie von sich selbst und nicht von Aussen!

Und trotzdem ist der Titel totaler Bockmist, weil auf das eigentliche Thema, nämlich die allgemeine Raketenformel überhaupt nicht eingegangen wird.

Zum springenden Punkt kommt man erst auf der Diskussionsseite unter der Rubrik “Nonsense“.

Konstant ist eventuell (?) die Schubkraft im Ruhesystem der Rakete,

Genau darauf beruht doch meine Ableitung. Oder willst du vielleicht, wenn du jahrelang im All unterwegs bist, dich ständig auf andere Schwerkraftverhältnisse einstellen?

Und jetzt stellen wir den Treibstoffaustoß der Rakete so ein, dass gilt.

(2) m=e^(-k*t‘) ergo k*t‘=ln(1/m)

(Startmasse=1)

Über das Impulserhaltungsgesetz lässt sich diese Beziehung ermitteln

(3) k*u=g (u=Treibstoffgeschwindigkeit)

Bei der Photonenrakete beispielsweise stellt man k so ein dass gilt

k=g/c=[(10m/s²)/c]=(1/0,95Jahre)

Mit anderen Worten, angenehme Schwerkraftverhältnisse werden geschaffen, wenn sich die Masse der Photonenrakete alle 240,5 Tage halbiert.

Aber auf Ansatz und Herleitung wird doch verlinkt.

Da steht aber nur die Herleitung der klassischen Raketenformel. Für unser Thema brauchen wir aber eine allgemeine Raketenformel und die steht inzwischen doch schon längst hier!

http://de.wikipedia.org/wiki/Diskussion:Raketengrundgleichung#Relativistische_Raketenformel
 

Runzelrübe

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Dürfte ich euch darum bitten, ab diesem Punkt zurück auf das Thema Antimaterie als Treibstoff zurückzukommen oder sonst ein neues Thema aufzumachen? Danke. :)
 

julian apostata

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Zu allererst, achte bitte auf Deine Wortwahl. Darüber hinaus ist das "Thema", um das es hier gehen soll, im ersten Eintrag zu lesen.

Okay, Zwischenfrage: Willst du jetzt mit Hilfe von Materie und Antimaterie eine Rakete antreiben?

1. Wenn ja, dann bin ich voll auf das Thema eingegangen.

2. Wenn nein, dann hab ich das Thema verfehlt.
 

Ich

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Pass mal auf, j.a.: Beruhig dich erst mal, nimm Baldrian oder so, und dann probiers mal mit einer neuen Strategie: lesen was der Diskussionspartner (bzw. Wikipedia) schreibt. Wirkt Wunder.
Warum zum Geier sagst du das nicht gleich?
Ich habe das gleich gesagt. Hier.
Und in der von dir zitierten Antwort habe ich auch gesagt, dass ich das schon mal gesagt habe. Da kann ich dir nicht helfen, wenn's für dich total überraschend kommt.
Und trotzdem ist der Titel totaler Bockmist, weil auf das eigentliche Thema, nämlich die allgemeine Raketenformel überhaupt nicht eingegangen wird.
Und was ist das? Die allgemerne relativistische Raketenformel.
Genau darauf beruht doch meine Ableitung.
Konstante Schubkraft != konstante Beschleunigung.
Da steht aber nur die Herleitung der klassischen Raketenformel.
Weil die relativistische Verallgemeinerung im Artikel über die relativistische Rakete selbst erfolgt, nicht in der verlinkten Seite zur klassischen Raketengleichung. Was ja, wenn man drüber nachdenkt, durchaus Sinn ergibt.

Zum Thema Antimaterieantrieb allgemein: Um einen Vorteil von der hohen Energiedichte zu haben, muss man mit möglichst hoher Ausstoßgeschwindigkeit arbeiten. "Niedrige" Ausstoßgeschwindigkeiten kriegt man viel einfacher mit Fusion hin.
Und da ist dann das Hauptproblem die immense Leistung, die so ein Antrieb haben müsste. Im Extremfall (Licht) braucht man 300 MW für 1 N Schub. Die entstehende Abwärme, selbst bei 99% Effizienz, kriegst du nie mehr aus der Rakete.
 
Zuletzt bearbeitet:

julian apostata

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Und was ist das? Die allgemerne relativistische Raketenformel.

Kannst du mir auch sagen, wo die steht? Die da kann es auf keinen Fall sein, weil die Formel ein Gebilde beschreibt, was zwar ähnlich wie bei einer Rakete einen Treibstoff nach hinten ausstößt, die Energie für den Ausstoß aber nicht aus dem Treibstoff bezieht, sondern von außen. Und das ist keine Rakete!

http://upload.wikimedia.org/math/a/f/2/af2d7e926e653d4dd4ff5d1cb585ed47.png

Ich habe das gleich gesagt. Hier.
Und in der von dir zitierten Antwort habe ich auch gesagt, dass ich das schon mal gesagt habe. Da kann ich dir nicht helfen, wenn's für dich total überraschend kommt.

Kann sein dass ich das überflogen habe, weil es absolut keinen Sinn ergab, weil es überhaupt nix mit einer Rakete zu tun hatte.

Konstante Schubkraft != konstante Beschleunigung.

Das ist eine Bemerkung von mir, von der ich mich distanzieren muss. Da war ich ein wenig schlampig.

Es gilt aber:

Wenn (Schubkraft/Raketenmasse) = konstant, dann gilt g=konstant. (g in der Rakete gemessen). In meiner Ableitung hab ich dies allerdings verwendet.

Wie wäre es, wenn du mir konkret mitteilen würdest, wo meine Ableitung fehlerhaft ist. So kompliziert ist doch die nicht. Und vielleicht könnte man so doch noch zu einer Einigung kommen.

Im Extremfall (Licht) braucht man 300 MW für 1 N Schub

Mit anderen Worten, für jedes Raketenkilo, welches man mit 10m/s² beschleunigen will, braucht man 10 N Schub und damit 3 000 MW Licht. Da braucht man schon einen Wirkungsgrad sehr nahe an 100%, um die Raketentriebwerke nicht zu überhitzen.
 

Bernhard

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Kannst du mir auch sagen, wo die steht? Die da kann es auf keinen Fall sein, weil die Formel ein Gebilde beschreibt, was zwar ähnlich wie bei einer Rakete einen Treibstoff nach hinten ausstößt, die Energie für den Ausstoß aber nicht aus dem Treibstoff bezieht, sondern von außen. Und das ist keine Rakete!
Hallo Julian

Du hast den Text entweder falsch verstanden oder falsch übersetzt. Im Fall der autarken Rakete gilt I_sp = v_e. Wenn die Rakete dagegen von außen angetrieben wird gilt I_sp = \gamma v_e. Den Fall dieser von außen angetriebenen Rakete verstehe ich lediglich als Einschub, bzw. Ergänzung. Er wird im ganzen folgenden Artikel auch nicht weiter behandelt. Auch die Tabelle zu I_sp bezieht sich auf die autarke Rakete.
Gruß
 

julian apostata

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Du hast den Text entweder falsch verstanden oder falsch übersetzt. Im Fall der autarken Rakete gilt I_sp = v_e. Wenn die Rakete dagegen von außen angetrieben wird gilt I_sp = \gamma v_e.

Genau diese Aussage hab ich doch inzwischen verstanden! Was ich aber wahrscheinlich nie im Leben verstehen werde ist, wie man auf die Idee kommt, ein Gefährt, was mit Energie von außen betrieben wird, wie man das als Rakete bezeichnen kann! Und das möchte ich mal an einem Rechenbeispiel verdeutlichen.

Es soll sein u=Treibstoffgeschwindigkeit=0,8*c

Fall 1. Rakete so wie ich sie verstehe.
3kg Treibstoff werden ausgestoßen. Das heißt aber nichts Anderes.

1,8 kg Ruhemasse werden abgestoßen, dazu war eine Energie von 1,2 kg*c² nötig. Diese Energie war im Treibstoff integriert.

Fall 2. Rakete so wie sie “Herr Ich” versteht.
3kg Treibstoff werden ausgestoßen. Das heißt aber nichts Anderes.

3kg Ruhemasse werden ausgestoßen, dazu ist eine Energie von 2kg*c² nötig. Diese Energie wird von Außen entnommen.
Um jetzt wieder zum Thema zurück zu kommen. Wenn Fall 1 schon technisch nicht ganz einfach zu realisieren ist, wie soll dann erst Fall 2 praktisch funktionieren?

Wo zum Geier kriegt man Lichtjahre vom nächsten Stern entfernt derartige Energiemengen von Außen?:confused::confused::confused:

Und trotzdem ist der Titel totaler Bockmist, weil auf das eigentliche Thema, nämlich die allgemeine Raketenformel überhaupt nicht eingegangen wird.

Ich seh grad, da hab ich mich verschrieben. Artikel sollte es heißen, nicht Titel!

Damit meine ich das da:

Hier wird nur Fall 2 beschrieben

http://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_rocket

Fall 1 wird dagegen nur hier erwähnt.

http://en.wikipedia.org/wiki/Talk:Relativistic_rocket

Mal abgesehen von dem Schreibfehler da oben. Wo habe ich mich gegenüber irgendjemandem hier unhöflich verhalten?
 

julian apostata

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Kleiner Nachtrag: Im Artikel heißt es.

“I_sp =v_e
Of course this is only valid if the rocket does not have an external energy source“

Jetzt, wo ich das lese, bin ich einverstanden!

Nachträglich heisst es

„I_sp =v_e/wurzel(1-v_e^2/c^2)“
Für den Fall einer äusseren Energiequelle.

Ich sehe, der Artikel behandelt Fall1 und Fall2. Okay, man muss genauer hinschauen!

Wie gesagt, unverständlich finde ich aber immer noch, wie man Fall2 als Rakete verstehen kann!
 

Bernhard

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Ich sehe, der Artikel behandelt Fall1 und Fall2. Okay, man muss genauer hinschauen!
yep!

Wie gesagt, unverständlich finde ich aber immer noch, wie man Fall2 als Rakete verstehen kann!
Ich vermute, dass dieser Abschnitt nur der Vollständigkeit von einem sehr eiligen Autor eingetragen wurde. Ich vermute auch, dass dabei lediglich naiv ein gamma-Faktor eingetragen wurde, ohne das genauer zu prüfen. Irgendwie fehlt dabei ja auch eine Beschreibung, wie die Rakete von außen angetrieben werden soll, mit welchem Wirkungsgrad usw.

Ansonsten enthält der Artikel jetzt zumindest eine korrekte Erklärung der relativistischen Verallgemeinerung der "alten" Zolkowski-Gleichung und es geht bei der nichtrelativistischen Gleichung ja auch nicht so sehr um die technische Anwendung, sondern vielmehr um die Herleitung und das zugehörige Verständnis (genau das hat die Gleichung ja letztlich so berühmt gemacht ;) ).

Dass die Beschleunigung während des Fluges wegen den Astronauten angepaßt wird, ist dann eine zusätzliche Verallgemeinerung.
Gruß
 

Ich

Registriertes Mitglied
Fall 2. Rakete so wie sie “Herr Ich” versteht.
3kg Treibstoff werden ausgestoßen. Das heißt aber nichts Anderes.

3kg Ruhemasse werden ausgestoßen, dazu ist eine Energie von 2kg*c² nötig. Diese Energie wird von Außen entnommen.
Um jetzt wieder zum Thema zurück zu kommen. Wenn Fall 1 schon technisch nicht ganz einfach zu realisieren ist, wie soll dann erst Fall 2 praktisch funktionieren?
Mir platzt grad dermaßen der Kragen mit dir, das ist echt unglaublich. Hast du noch Baldrian übrig?

Ist es dir wirklich so vollkommen unmöglich, einfach nur zu lesen, was ich schreibe? Du hast's immerhin im Nachtrag noch geschafft, den Artikel zu verstehen. Jetzt gehst du bitte mit diesem neugewonnenen Wissen nochmal über meine Beiträge und versuchst sie zu verstehen (bis auf den von mir selbst als solchen erkannten Schmarrn natürlich). Und ehrlich gesagt würde ich mir durchaus eine Klarstellung von dir vorstellen können, dass der ganze Mist, den du mir hier unterschieben willst, von deiner Schlampigkeit beim Lesen und Nachvollziehenwollen herrührt, nicht von mir.

Wie wäre es, wenn du mir konkret mitteilen würdest, wo meine Ableitung fehlerhaft ist.
Wo habe ich irgendwas als fehlerhaft bezeichnet? Ich habe deine Ableitung weder gelesen noch kritisiert. Wenn du auch auf die korrekte Formel kommst, wird's schon passen. Wenn du konstante Beschleunigung dazu brauchst, dann hast du's unnötig eingeschränkt und kompliziert gemacht. Du kannst wirklich das nichtrelatevistsche Ergebnis einfach auf Rapidität umschreiben und bist fertig. Du kannst dir aber gerne Gedanken machen, warum das so ist, das hilft auch beim Verständnis kosmologischer Koordinaten.
 
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