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Webmaster
11.05.2005, 12:30
MAGBEAM: Zum Mars und zurück in 90 Tagen

Das größte Problem für eine bemannte Mission zum Mars ist die lange Reisezeit: Rund sechs Monate wären die Astronauten mit herkömmlichen Raumschiffen unterwegs - und das nur für den Hinweg. Mit einem neuen Verfahren, das am NASA Institute for Advanced Concepts studiert wurde, könnte man die Reisezeit dramatisch verkürzen. Das Raumschiff würde dabei quasi auf einem gebündelten Plasmastrahl reiten.

mehr: http://www.astronews.com/news/artikel/2005/05/0505-008.shtml (http://www.astronews.com/news/artikel/2005/05/0505-008.shtml)

CSAGAN
11.05.2005, 22:31
:rolleyes: Nach meiner überschlägigen Berechnung sind für den geschilderten Antrieb Energiemengen erforderlich, die höchsten durch ein im Orbit schwebendes Kernkraftwerk erzeugt werden könnten. Für die Beschleunigung von 10 t von 0 auf 20 km/s in vier Stunden müßte eine durchschnittliche Leistung von etwa 140.000 Gigawatt zur Verfügung stehen! Man muß aber auch berücksichtigen, daß mit zunehmender Entfernung der wirksame Anteil des Plasmastrahl stark abnimmt, in der Realität also noch viel mehr Energie abgestrahlt werden müßte. Wie groß sollen die Solarzellen denn sein, die diese Energie von der Sonne beziehen? Und wo soll die gespeichert werden?

Zap
12.05.2005, 05:41
Ich mag zwar daneben liegen. Aber das koennten auch nur 140 MW sein...

Gruss,

Zap

Bynaus
12.05.2005, 07:31
Zap hat recht - ich komme auch auf 140 MW.

Wie gross müssten die Solarzellen sein, um diese Energie (2 TJ) zu speichern?

Über der Atmosphäre beträgt die mittlere Solarkonstante rund 1369 W/m^2 (1369 J pro Sekunde und Quadratmeter). Da eine Opposition von Erde und Mars etwa alle 2 Jahre eintritt, hat die Raumstation dort 2 Jahre Zeit, um die nötige Energie zu sammeln. Dort draussen beim Mars beträgt die Solarkonstante aber nur noch 600 W/m^2 (600 J pro Sekunde und Quadratmeter). Wenn wir jetzt eine Umwandlung von rund 15% des Sonnenlichtes (heutiger Industriewert) in elektrische Energie annehmen, erhalten wir 90 J pro Sekunde und Quadratmeter. 2 Jahre haben rund 63 Mio Sekunden. Für 2 TJ (=2000000000000 J) bräuchten wir also (2000000000000 / (63000000 * 90) = ) rund 350 Quadratmeter Sammelfläche, mal angenommen, alle erzeugte Energie könnte verlustfrei gespeichert und auf das Raumschiff transferiert werden... Setzen wir mal das doppelte an: zwei "Sonnensegel" von jeweils 10 x 35 m erscheinen mir nicht allzu viel zu sein. Bei der Erde würde ein einziges solches Segel (bei gleichen Voraussetzungen) reichen.

CSAGAN
12.05.2005, 18:28
Es war wohl doch schon ein bißchen spät gestern.
Ihr habt natürlich recht, ich muß da wohl bei den Zehnerpotenzen etwas durcheinander gebracht haben.
Trotzdem bleibt mein Eindruck, daß die Sache Science fiction bleiben wird.
Gibt es schon Erkenntnisse darüber, wie stark so ein Plasmastrahl divergiert? Schließlich sind das doch gleichartig geladene Teilchen, die einander abstoßen. Wie groß werden also die Verluste mit zunehmender Entfernung? Ich könnte mir vorstellen, daß schon nach relativ geringer Entfernung von der Plasmakanone nur noch ein Bruchteil des Plasmas das Schiff trifft.
Außerdem wird das Schiff sich ja nicht geradlinig auf der Achse des Strahls zum Mars bewegen. Die den Schub bewirkende Kraftkomponente wird also auch dadurch kleiner werden.
Ich denke also, daß doch ein Vielfaches der 140 MW gebraucht werden.
Andere Fragen:
Was passiert, wenn infolge eines unvorhersehbaren Ereignisses das Schiff aus dem Strahl gerät?
Wie wird gewährleistet, daß kein anderer Körper ungewollt in den Strahl gerät?
Was macht man, wenn der Bremsstrahl vom Mars ausfällt?

Bynaus
12.05.2005, 22:13
Was macht man, wenn der Bremsstrahl vom Mars ausfällt?

Sich auf ein WIRKLICH lange Reise vorbereiten... :) Du hast recht: das wäre natürlich der "Super-Gau"... vielleicht müsste man dem Raumschiff deshalb ein kleines Triebwerk einbauen, damit es wenigstens ein SwingBy-Manöver am Mars durchführen und zur Erde zurück kehren kann...