Das Funktionsprinzip ist die Abstoßung von Ionen von gleich
geladenen Halbkugeln auf einer rotierenden Scheibe.
Nutzung der Masseträgheit beschleunigter Ionen.
Nutzung der Rotationsenergie.
Dann schauen wir doch mal, was zu diesen Themen so bekannt ist im Netz:
1. Gibt es eine Abstoßung von Ionen von gleich geladenen Halbkugeln auf einer rotierenden Scheibe?
Es gibt eine Abstoßung von Ionen von gleich geladenen Halbkugeln auf einer rotierenden Scheibe. Dieses Phänomen kann durch die elektrostatische Abstoßung erklärt werden, die zwischen gleich geladenen Teilchen auftritt.
Wenn zwei Halbkugeln auf einer rotierenden Scheibe platziert werden und beide Halbkugeln gleich geladen sind (z.B. beide positiv oder beide negativ), werden sie sich gegenseitig abstoßen. Diese Abstoßung entsteht aufgrund der Coulomb-Kraft, die zwischen gleich geladenen Teilchen wirkt. Die Coulomb-Kraft ist eine fundamentale Kraft der Elektrostatik und beschreibt die Anziehung oder Abstoßung zwischen elektrischen Ladungen.
Die Rotation der Scheibe kann zusätzliche Effekte auf die Bewegung der Halbkugeln haben, da die Zentrifugalkraft die Halbkugeln nach außen drückt. Die Kombination aus elektrostatischer Abstoßung und Zentrifugalkraft kann zu einer komplexen Bewegung der Halbkugeln führen.
Zusammengefasst: Es gibt eine Abstoßung von Ionen von gleich geladenen Halbkugeln auf einer rotierenden Scheibe, und diese Abstoßung wird durch die elektrostatische Coulomb-Kraft verursacht.
2. Kann die Masseträgheit beschleunigter Ionen als Antrieb genutzt werden?
Die Idee, die Masseträgheit beschleunigter Ionen als Antrieb zu nutzen, ist grundsätzlich möglich und
wird in der Raumfahrttechnik bereits angewendet. Ein bekanntes Beispiel dafür ist der
Ionenantrieb, auch bekannt als elektrischer Antrieb oder Ionentriebwerk.
Hier ist eine kurze Erklärung, wie ein Ionenantrieb funktioniert:
- Ionisierung: Ein Gas, typischerweise Xenon, wird ionisiert, indem Elektronen entfernt werden, um positiv geladene Ionen zu erzeugen.
- Beschleunigung: Diese Ionen werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt. Das elektrische Feld wird durch eine Spannung zwischen zwei Elektroden erzeugt.
- Ausstoß: Die beschleunigten Ionen werden aus dem Triebwerk ausgestoßen, wodurch ein Rückstoß erzeugt wird, der das Raumfahrzeug in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt.
- Neutralisierung: Um das Raumfahrzeug elektrisch neutral zu halten, werden Elektronen in den Ionenstrahl injiziert, um die positiven Ionen zu neutralisieren.
Der Vorteil eines Ionenantriebs liegt in seiner hohen spezifischen Impulsdichte (Isp), was bedeutet, dass er sehr effizient ist und wenig Treibstoff verbraucht. Dies macht ihn besonders geeignet für Missionen, die lange Betriebszeiten und hohe Geschwindigkeiten erfordern, wie z.B. interplanetare Missionen.
Ein Nachteil ist, dass Ionenantriebe im Vergleich zu chemischen Raketenantrieben einen relativ geringen Schub erzeugen. Dies bedeutet, dass sie nicht für den Start von der Erdoberfläche geeignet sind, sondern eher für den Einsatz im Weltraum, wo kontinuierlicher, aber geringer Schub über lange Zeiträume erforderlich ist.
Zusammengefasst: Die Masseträgheit beschleunigter Ionen kann als Antrieb genutzt werden, und dies wird bereits in Form von Ionenantrieben in der Raumfahrttechnik angewendet.
3. Kann die Rotationsenergie für Raketenantriebe genutzt werden?
Die Nutzung der Rotationsenergie für den Raketenantrieb ist ein
interessantes Konzept, das in verschiedenen Formen untersucht und angewendet wird. Hier sind einige Ansätze, wie Rotationsenergie in der Raumfahrttechnik genutzt werden kann:
- Spin-Stabilisierung: Einige Raumfahrzeuge und Satelliten nutzen Rotation, um ihre Fluglage zu stabilisieren. Dies wird als Spin-Stabilisierung bezeichnet. Obwohl dies nicht direkt als Antrieb dient, hilft es, die Ausrichtung und Stabilität des Raumfahrzeugs zu gewährleisten, was indirekt die Effizienz des Antriebs verbessern kann.
- Flywheels (Schwungräder): Schwungräder können verwendet werden, um Energie zu speichern und zu übertragen. In einigen Raumfahrzeugen werden Schwungräder eingesetzt, um Energie zu speichern, die dann für verschiedene Systeme, einschließlich des Antriebs, genutzt werden kann. Diese Methode ist jedoch eher für die Energiespeicherung und -verteilung gedacht als für den direkten Antrieb.
- Rotierende Antriebssysteme: Es gibt theoretische Konzepte und einige experimentelle Ansätze, bei denen rotierende Systeme direkt für den Antrieb genutzt werden. Ein Beispiel ist das Konzept des "Rotating Detonation Engine" (RDE), bei dem eine kontinuierliche Detonationswelle in einem rotierenden Brennraum erzeugt wird. Dies kann theoretisch eine höhere Effizienz und einen gleichmäßigeren Schub im Vergleich zu herkömmlichen Raketenantrieben bieten.
- Momentum Wheels: Diese sind ähnlich wie Schwungräder, werden aber speziell zur Kontrolle der Ausrichtung und Stabilisierung von Raumfahrzeugen verwendet. Sie können indirekt die Effizienz des Antriebs verbessern, indem sie die Notwendigkeit für korrigierende Schubmanöver reduzieren.
Zusammengefasst: Die Rotationsenergie kann in verschiedenen Formen in der Raumfahrttechnik genutzt werden, sei es für die Stabilisierung, Energiespeicherung oder in experimentellen Antriebssystemen. Direkte Nutzung der Rotationsenergie für den Antrieb ist jedoch eher theoretisch und experimentell als weit verbreitet in der Praxis.
@Jens,
a) Wodurch unterscheiden sich Deine Antriebsideen von den oben aufgeführten Möglichkeiten?
b) Was ist gegenüber den bekannten und im Einsazt befindlichen Antrieben bei Deinen Ideen neu?
c) Es wäre schön, wenn die Antworten in verständlicher Formulierung erfolgen würden (Z.B. wie hier erfolgt).
Zeichnungen, Berechnungen, Laborversuche beschreiben und deren Ergebnisse darlegen - wären für alle zum Verstehen sehr hilfreich. Ohne derartige Aussagen sehe ich mich weiterhin nicht in der Lage, Deine Ideen und evtl. Laborerprobungen zu bewerten.
Als Beispiel schauen wir uns
mal die Berechnung eines Ionenantriebes im nächsten Beitrag an.
Gruß, Astrofreund
Aber ich verstehe die Antworten und stelle fest, dass ich Neues nunmehr recht schnell lernen kann.