Hallo neulich hatte ich eine Idee wie man das Problem des Transportes großer Mengen Materie in die Erdumlaufbahn lösen könnte.
Das mit dem Weltraumlift ist ja wohl wegen des vielen Weltraummülls Utopie. Das Seil würde noch während der Fertigstellung gekappt werden. Ich hätte da aber eine andere Idee, die außer mir vielleicht noch keiner hatte (Keine Panik jetzt kommt nicht der übliche kein Müll von Laien, ich hatte Physik Leistungskurs und kann auch meine Ideen z.T. auch durchrechnen)
Ein waagerecht liegender magnetischer Beschleuniger würde auf dem Mond wegen der fehlenden Atmosphäre prima funktionieren. Auf der Erde bräuchte so ein waagerecht liegender Beschleuniger eine Länge von etwa 1000 Kilometern. Bei fünffacher Erdbeschleunigung würde könnte man da etwa 10.000 m/s erzielen, was locker ausreicht, um einen hohen Orbit zu erreichen. Ich habe durchgerechnet, dass man den Beschleuniger auf den letzten 100 km - günstigem Gelände folgend - ganz leicht nach oben ziehen könnte, so das das Raumschiff seine luftleer gepumpte Röhre mit einem Steigungswinkel von etwa 6-8 Grad an einem Berghang verlässt. Dabei würden etwa 13 Sekunden lang 10g entstehen, was ein Mensch gerade noch aushalten kann.
Auf der Erde würde unser Raumschiff, das seinen etwa 1000 Kilometer langen luftleer gepumpten Beschleuniger verlassen würde, normalerweise in der Luft bei 10000 m/s (30-fache Schallgeschwindigkeit) augenblicklich verglühen.
Ich hatte aber da neulich eine Idee, wie man das verhindern könnte, nämlich indem man vor dem Projektil (Raumschiff) in der Atmosphäre eine fast luftleere Zone erzeugt wodurch der Luftwiderstand stark vermindern werden würde. Nämlich mit künstlichen Blitzen.
Ein natürlicher Blitz (nur einige 100 KWh Energieinhalt) erzeugt einen bis zu 140 Kilometer langen Kanal mit 1 Meter Durchmesser, der auf 30000 Grad erhitzte, unter 100 Bar Druck stehende Luft enthält. Diese dehnt sich nach der Entladung aus, sie explodiert förmlich und erzeugt so einen Kanal mit einer Dichte von (nach meiner Abschätzung) etwa 1% der normalen Dichte der Luft (Ich weiß, durch die Ausdehnung wird das Gas kühler, dann ist die Dichte etwas höher. Allerdings kommt es durch die Trägheit der expandierenden Luft wohl am Ende der Expansion auch zu einer Art Sogeffekt in der Mitte des dann etwa 10-20 Meter breiten Kanals. Dann ist es etwas weniger Dichte. Beide Effekte könnten sich in Etwa ausgleichen.) Sollte man es schaffen eine elektrische Entladung in der Stärke eines Blitzes direkt vor dem dahinrasenden Raumschiff zu erzeugen, sind kosmische Geschwindigkeiten auch in der Atmosphäre möglich, oder?
Und wie erzeugt man Blitze vor dem Raumschiff?
Ganz einfach. Ein Blitz hat nur einige hundert Kilowattstunden. Eine Kondensatorbatterie dieser Größe dürfte nur einige hundert Tonnen wiegen. Also die energetische Frage ist schon mal kein Problem.
Zur Formung des Blitzkanals benutzt man gepulste Laserstrahlen. Luft verhält sich bei Laserstrahlen einer bestimmten Stärke nicht mehr linear. Ab gewissen elektrischen Feldstärken durch das Laserlicht ionisiert die Luft. Die elektrischen Feldstärken des Lichts zerreißen dann die Verbindungen zwischen den Atomen und den Elektronen. Kreuzen sich zwei oder mehr "unterkritische" Laserblitze, müsste die Luft genau an dieser Stelle ionisieren, auch wenn die Stelle in einigen Kilometern Höhe liegt. Kreuzen sich zwei aufgefächerte Laserstrahlen müsste eine Gerade mit einem dünnen Kanälchen ionisierter Luft entstehen, auch noch in Großer Höhe. Ein Blitz würde diese ionisierte Gerade durch die Luft zur Entladung nutzen können. Man könnte auf diese Weise definiert geformte Blitze in der Atmosphäre erhalten, die vom Boden ausgehen (+Pol) und wieder im Boden (-Pol) verschwinden. Natürliche Blitze können schon bis zu 140 km lang werden. Alles ist nur eine Frage von Volt und Ampere und gepulstem Laserlicht. Um unseren Weg vor dem Raumschiff frei zu pusten brauchen wir 3 ionisierte Kanälchen. Vom Boden senkrecht hoch, dann der leicht steigenden Bahn des Raumschiffs etwa 300 Meter folgend, und dann die 3. Gerade wieder auf den Boden zurück um dem Stromkreis zu schließen.
Ein mit 10000 m/s fliegendes Raumschiff legt in einer dreißigstel Sekunde etwa 300 Meter zurück. Diese 300 Meter müsste der Blitz kurz vor dem Durchgang des Raumschiffs explodieren lassen. Nach diesen 300 Metern müsste sich die nächste Entladung anschließen. Und dann die nächste, und wieder die nächste. Eine Kette von etwa 1000 Blitzstation über 400 km, bis das Raumschiff große Höhen erreicht hat, wo der Luftwiderstand keine Rolle mehr spielt.
Hat die Dichte der Luft nur noch 1%, so vermindert sich der Luftwiderstand auf ein Hundertstel. Da der Luftwiderstand mit dem Quadrat der Geschwindigkeit ansteigt, entspricht der Luftwiderstand, dem sich unser Raumschiff ausgesetzt sieht, nur dem eines Flugzeuges, das mit 1000 m/s (Mach 11) fliegt. Und das gibt es schon. Sollte sich die Geschwindigkeit des Raumschiffs durch die Abbremsung in der Luft zu stark bemerkbar machen (was ich nicht glaube), so macht man es einfach etwas schwerer. Von der Beschleunigerseite her ist das kein Problem.
Ich habe mal so ein wenig gerechnet. Die Energie für die etwa 1000 Blitze entspricht größenordungsmäßig nur in etwa der Energie, die für die Beschleunigung eines 20 Tonnen schweren Raumschiffs aufgewendet werden müsste. Der Block eines oder zweier Kernkraftwerke könnte etwa alle 5-10 Minuten einen Start ermöglichen. Das ergibt etwa 200 Starts pro Tag, die locker 4000 Tonnen in einen Orbit schießen können. Macht pro Jahr über eine Million Tonnen. Ein Generationenraumschiff oder riesige Sonnensegel wären dann problemlos möglich. Der Preis um ein Kilo Masse in einen Orbit zu schießen würde auf einige wenige Euro sinken.
Starke gepulste Laserstrahlen auffächern und synchronisieren ist technisch überhaupt kein Problem, zumal der ionisierte Startkanal des künstlichen Blitzes nur einige wenige Millimeter dick sein müsste.
Man bräuchte nur ein Flecken Erde wo nur wenige Wolken vorhanden sind. Der südliche Teil der Sahara würde sich gut eignen, aber auch in Europa würde es zur Not gehen. Allerdings wegen der Laserstrahlen nur bei schönen Wetter. Die Gesamtmasse der Kondensatoren dürfte etwa 2 Millionen Tonnen betragen. Kostenpunkt bei Massenproduktion und einfachster Bauweise (Glasplattenstapel mit Alufolie dazwischen) vielleicht 5-10 Milliarden. Lächerlich wenig, wenn man bedenkt, was Raumfahrt heute so verschlingt. Das ganze Projekt könnte allerdings leicht 100 Milliarden und mehr verschlingen. Allerdings hätte man danach für alle Zeiten ein System, wo pro Schuss ins All nur etwa 100000 Euro variablen Kosten anfallen. Weltraumurlaub für alle wird möglich.
Das Projektil selbst stelle ich mir als wieder verwendbaren Flugkörper mit einklappbaren Flügeln vor.
Müsste doch funktionieren, oder?
Achim Wolfrum
Händelweg 2
61137 Schöneck
Das mit dem Weltraumlift ist ja wohl wegen des vielen Weltraummülls Utopie. Das Seil würde noch während der Fertigstellung gekappt werden. Ich hätte da aber eine andere Idee, die außer mir vielleicht noch keiner hatte (Keine Panik jetzt kommt nicht der übliche kein Müll von Laien, ich hatte Physik Leistungskurs und kann auch meine Ideen z.T. auch durchrechnen)
Ein waagerecht liegender magnetischer Beschleuniger würde auf dem Mond wegen der fehlenden Atmosphäre prima funktionieren. Auf der Erde bräuchte so ein waagerecht liegender Beschleuniger eine Länge von etwa 1000 Kilometern. Bei fünffacher Erdbeschleunigung würde könnte man da etwa 10.000 m/s erzielen, was locker ausreicht, um einen hohen Orbit zu erreichen. Ich habe durchgerechnet, dass man den Beschleuniger auf den letzten 100 km - günstigem Gelände folgend - ganz leicht nach oben ziehen könnte, so das das Raumschiff seine luftleer gepumpte Röhre mit einem Steigungswinkel von etwa 6-8 Grad an einem Berghang verlässt. Dabei würden etwa 13 Sekunden lang 10g entstehen, was ein Mensch gerade noch aushalten kann.
Auf der Erde würde unser Raumschiff, das seinen etwa 1000 Kilometer langen luftleer gepumpten Beschleuniger verlassen würde, normalerweise in der Luft bei 10000 m/s (30-fache Schallgeschwindigkeit) augenblicklich verglühen.
Ich hatte aber da neulich eine Idee, wie man das verhindern könnte, nämlich indem man vor dem Projektil (Raumschiff) in der Atmosphäre eine fast luftleere Zone erzeugt wodurch der Luftwiderstand stark vermindern werden würde. Nämlich mit künstlichen Blitzen.
Ein natürlicher Blitz (nur einige 100 KWh Energieinhalt) erzeugt einen bis zu 140 Kilometer langen Kanal mit 1 Meter Durchmesser, der auf 30000 Grad erhitzte, unter 100 Bar Druck stehende Luft enthält. Diese dehnt sich nach der Entladung aus, sie explodiert förmlich und erzeugt so einen Kanal mit einer Dichte von (nach meiner Abschätzung) etwa 1% der normalen Dichte der Luft (Ich weiß, durch die Ausdehnung wird das Gas kühler, dann ist die Dichte etwas höher. Allerdings kommt es durch die Trägheit der expandierenden Luft wohl am Ende der Expansion auch zu einer Art Sogeffekt in der Mitte des dann etwa 10-20 Meter breiten Kanals. Dann ist es etwas weniger Dichte. Beide Effekte könnten sich in Etwa ausgleichen.) Sollte man es schaffen eine elektrische Entladung in der Stärke eines Blitzes direkt vor dem dahinrasenden Raumschiff zu erzeugen, sind kosmische Geschwindigkeiten auch in der Atmosphäre möglich, oder?
Und wie erzeugt man Blitze vor dem Raumschiff?
Ganz einfach. Ein Blitz hat nur einige hundert Kilowattstunden. Eine Kondensatorbatterie dieser Größe dürfte nur einige hundert Tonnen wiegen. Also die energetische Frage ist schon mal kein Problem.
Zur Formung des Blitzkanals benutzt man gepulste Laserstrahlen. Luft verhält sich bei Laserstrahlen einer bestimmten Stärke nicht mehr linear. Ab gewissen elektrischen Feldstärken durch das Laserlicht ionisiert die Luft. Die elektrischen Feldstärken des Lichts zerreißen dann die Verbindungen zwischen den Atomen und den Elektronen. Kreuzen sich zwei oder mehr "unterkritische" Laserblitze, müsste die Luft genau an dieser Stelle ionisieren, auch wenn die Stelle in einigen Kilometern Höhe liegt. Kreuzen sich zwei aufgefächerte Laserstrahlen müsste eine Gerade mit einem dünnen Kanälchen ionisierter Luft entstehen, auch noch in Großer Höhe. Ein Blitz würde diese ionisierte Gerade durch die Luft zur Entladung nutzen können. Man könnte auf diese Weise definiert geformte Blitze in der Atmosphäre erhalten, die vom Boden ausgehen (+Pol) und wieder im Boden (-Pol) verschwinden. Natürliche Blitze können schon bis zu 140 km lang werden. Alles ist nur eine Frage von Volt und Ampere und gepulstem Laserlicht. Um unseren Weg vor dem Raumschiff frei zu pusten brauchen wir 3 ionisierte Kanälchen. Vom Boden senkrecht hoch, dann der leicht steigenden Bahn des Raumschiffs etwa 300 Meter folgend, und dann die 3. Gerade wieder auf den Boden zurück um dem Stromkreis zu schließen.
Ein mit 10000 m/s fliegendes Raumschiff legt in einer dreißigstel Sekunde etwa 300 Meter zurück. Diese 300 Meter müsste der Blitz kurz vor dem Durchgang des Raumschiffs explodieren lassen. Nach diesen 300 Metern müsste sich die nächste Entladung anschließen. Und dann die nächste, und wieder die nächste. Eine Kette von etwa 1000 Blitzstation über 400 km, bis das Raumschiff große Höhen erreicht hat, wo der Luftwiderstand keine Rolle mehr spielt.
Hat die Dichte der Luft nur noch 1%, so vermindert sich der Luftwiderstand auf ein Hundertstel. Da der Luftwiderstand mit dem Quadrat der Geschwindigkeit ansteigt, entspricht der Luftwiderstand, dem sich unser Raumschiff ausgesetzt sieht, nur dem eines Flugzeuges, das mit 1000 m/s (Mach 11) fliegt. Und das gibt es schon. Sollte sich die Geschwindigkeit des Raumschiffs durch die Abbremsung in der Luft zu stark bemerkbar machen (was ich nicht glaube), so macht man es einfach etwas schwerer. Von der Beschleunigerseite her ist das kein Problem.
Ich habe mal so ein wenig gerechnet. Die Energie für die etwa 1000 Blitze entspricht größenordungsmäßig nur in etwa der Energie, die für die Beschleunigung eines 20 Tonnen schweren Raumschiffs aufgewendet werden müsste. Der Block eines oder zweier Kernkraftwerke könnte etwa alle 5-10 Minuten einen Start ermöglichen. Das ergibt etwa 200 Starts pro Tag, die locker 4000 Tonnen in einen Orbit schießen können. Macht pro Jahr über eine Million Tonnen. Ein Generationenraumschiff oder riesige Sonnensegel wären dann problemlos möglich. Der Preis um ein Kilo Masse in einen Orbit zu schießen würde auf einige wenige Euro sinken.
Starke gepulste Laserstrahlen auffächern und synchronisieren ist technisch überhaupt kein Problem, zumal der ionisierte Startkanal des künstlichen Blitzes nur einige wenige Millimeter dick sein müsste.
Man bräuchte nur ein Flecken Erde wo nur wenige Wolken vorhanden sind. Der südliche Teil der Sahara würde sich gut eignen, aber auch in Europa würde es zur Not gehen. Allerdings wegen der Laserstrahlen nur bei schönen Wetter. Die Gesamtmasse der Kondensatoren dürfte etwa 2 Millionen Tonnen betragen. Kostenpunkt bei Massenproduktion und einfachster Bauweise (Glasplattenstapel mit Alufolie dazwischen) vielleicht 5-10 Milliarden. Lächerlich wenig, wenn man bedenkt, was Raumfahrt heute so verschlingt. Das ganze Projekt könnte allerdings leicht 100 Milliarden und mehr verschlingen. Allerdings hätte man danach für alle Zeiten ein System, wo pro Schuss ins All nur etwa 100000 Euro variablen Kosten anfallen. Weltraumurlaub für alle wird möglich.
Das Projektil selbst stelle ich mir als wieder verwendbaren Flugkörper mit einklappbaren Flügeln vor.
Müsste doch funktionieren, oder?
Achim Wolfrum
Händelweg 2
61137 Schöneck
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