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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Titan



_Mars_
11.01.2009, 15:47
Beschäftige mich gerade mit dem Saturnmond. Dabei haben sich einige Fragen aufgetan:
Wie Lang fliegt man zum Titan?
Wann sind Startfenster?
Kann man mit heutiger Technologie Menschen hinbringen (glaube ich nicht) auf Holmanbahnen?

Könnte man dort eine Forschungstation aufauen, oder wäre der Energieaufwand zur Heizung zu groß? Denn die Atmosphäre ist ja ziemlich kalt, und würde dauernd das Habitat abkühlen. (Auf jeden Fall würde damit die Effizienz von Passivhäuser-forschung gebraucht)
Theoeretisch könnte man ein Hab hinfliegen mit Vakkuum drinnen. Dann die Türe aufmachen, dann sind 1,3 Bar Stickstoff drinnen. Darin kann ein Mensch leben, es ergibt aber keinen Über - oder Unterdruck, der auf Dauer in starkem Luftverlust enden würde. Dann Sauerstoff rein, und ein bisschen Stickstoff raus.
Mit dem Sabatierprozess könnte man wieder Sauerstoff erzeugen (über einen Umweg)

Wie ist die Temperatur dort? Bei wikipedia steht 96K (also rund 180Grad unter Null), was aber nicht möglich scheint, da sonst die Atmosphäre wohl flüssig wäre!?

Infinity
11.01.2009, 18:13
Wie du sicherlich weißt, ist Lander Huygens vor fast genau 4 Jahren auf Titan gelandet. Die Mission mit dem Orbiter hat 2648 Tage (7 1/4 Jahre) gedauert.
Weitere Flüge zum Saturnmond sind zumindest nur geplant, wie TANDEM, die in mindestens 10 Jahren starten kann.
Die Atmosphäre von Titan besteht zu über 98% aus Stickstoff, der bei etwa -196 °C flüssig vorhanden ist.
Unter den enorm kalten Temperaturen wird Sauerstoff selbst natürlich flüssig (oder fast: -183 °C).

Wenn du den Titan heizt, kann die Atmosphäre auch nicht mehr flüssig vorhanden sein, da diese Elemente erst bei sehr geringer Temperatur flüssig werden.

frosch411
12.01.2009, 16:11
Könnte man dort eine Forschungstation aufauen, oder wäre der Energieaufwand zur Heizung zu groß? Denn die Atmosphäre ist ja ziemlich kalt, und würde dauernd das Habitat abkühlen. (Auf jeden Fall würde damit die Effizienz von Passivhäuser-forschung gebraucht)

Ich bezweifle, dass ein Passivhaus auf Titan möglich ist. Ein Passivhaus auf der Erde ist so gut gedämmt, dass Temparaturunterschiede zwischen Tag und Nacht, im Idealfall sogar zwischen den Jahreszeiten ausgeglichen werden und dass die Wärmeenergie der Bewohner und der Haustechnik im Normalfall ausreichen, um für die Bewohner angenehme Temparaturen zu erreichen. Aber Dämmung verlangsamt nur den Temparaturausgleich, so dass auf Titan wohl schon ordentlich zugeheizt werden muss.
Fragt sich, ob man mit den Kohlenwasserstoffen, z.B. den Methanseen, etwas anfangen kann, also ob eine Pumpe mit Schlauch in den See reicht, um eine Gasheizung im Habitat zu betreiben. Aber der Sauerstoff wird auch benötigt, zm Atmen und zum Verbrennen. Und generell wird man mit Sonnenenergie auf Titan nicht weit kommen. Also um eine Mannschaft von Wissenschaftlern am Leben zu erhalten und dort arbeiten zu lassen, ist die Energieversorgung sicher das größte Problem.

o_o

_Mars_
12.01.2009, 20:02
Ja eben. Ich meinte Passivhaus so -> dass die Abkühlung durch Interaktion mit der Atmosphäre so langsam von Statten geht, dass die Energie für die Heizung (mit heutiger Technologie) zu bewerkstelligen wäre.
Sonnenenergie ist die einzige, dauerhaft energieerzeugende Technologie. Vlt. auch Windkraft.

Bei der Planung einer Menschlichen Station würde man sich wohl nicht auf Atomkraft verlassen. Denn geht der Brennstoff aus, geht das Leben zwangsweigerlch aus. Mit Sonnenenergie und Windkraft kann sie auch ohne Evakuierung Jahre überleben.

frosch411
13.01.2009, 11:39
Ja eben. Ich meinte Passivhaus so -> dass die Abkühlung durch Interaktion mit der Atmosphäre so langsam von Statten geht, dass die Energie für die Heizung (mit heutiger Technologie) zu bewerkstelligen wäre.

Nun ja, natürlich ist sicher auch da das Dämmen wichtig, aber immerhin müssen so ca. 200K Temperaturunterschied überwunden werden. Da aber irgendwann auch bei bester Dämmung die Wärme nach Außen kommt, muss die Station so gebaut werden, dass ihre Oberfläche möglichst klein ist (z.B. rund).




Sonnenenergie ist die einzige, dauerhaft energieerzeugende Technologie. Vlt. auch Windkraft.


Aber nicht auf Titan. Windkraft ja, aber Sonnenenergie dürfte auf Titan doch sehr wenig ankommen.

In Wikipedia steht über den Titan:
"Durch die viel größere Entfernung von der Sonne und den Dunst in der Atmosphäre ist das Tageslicht auf Titan nur ungefähr ein Tausendstel so hell wie das auf der Erde."

Da kommt also nicht viel an, mit dem man die Station versorgen könnte. Und würde die Sonnenenergie dort zum Heizen reichen, wäre der Titan auch wärmer. Bleibt wirklich nur dort vorhandene Kohlenwasserstoffverbindungen zu verbrennen oder Atomkraft. Sollte es mal gelingen, einen effektiven Fusionsreaktor zu bauen, wäre genug Wassereis vorhanden. Aber Sonnenenergie dürfte auf Titan wirklich zuwenig ankommen.

fspapst
13.01.2009, 13:38
Da kommt also nicht viel an, mit dem man die Station versorgen könnte. Und würde die Sonnenenergie dort zum Heizen reichen, wäre der Titan auch wärmer. Bleibt wirklich nur dort vorhandene Kohlenwasserstoffverbindungen zu verbrennen oder Atomkraft. ... Aber Sonnenenergie dürfte auf Titan wirklich zuwenig ankommen.
Die Kohlenwasserstoffverbindungen zu verbrennen ist recht schwierig, da freier Sauerstoff wohl dort nicht vorkommt! ;)

Ich vermute mal, dass Atomstrom die einfachste Alternative jenseits des Asteroidengürtels ist, mit der genug Energie für anthropogene Bedürfnisse erzeugt werden kann. (Wärme, O2, Wasser, Computerspiele....)

Wind wird es zwar auf Titan geben, aber vermutlich auch nur recht wenig bei so geringer solarer Einstrahlung.

Eventuell sind ja irgendwelche Gezeiteneffekte nutzbar respektive Geothermie (oder wie man das auf Titan nennen sollte), aber vermutlich mit weit mehr Aufwand verbunden als auf der Erde.
Ich bin jedenfalls außerhalb der Erde kein Grüner oder Öko und setze auf Atomstrom. :rolleyes:

Gruß
FS

frosch411
13.01.2009, 16:21
Die Kohlenwasserstoffverbindungen zu verbrennen ist recht schwierig, da freier Sauerstoff wohl dort nicht vorkommt! ;)

Ja, und aus dem Wassereis den Sauerstoff herauszuholen dürfte mehr Energie brauchen als beim Verbrennen herauskommt. Muss man trotzdem machen, damit die Leute atmen können.



Ich vermute mal, dass Atomstrom die einfachste Alternative jenseits des Asteroidengürtels ist, mit der genug Energie für anthropogene Bedürfnisse erzeugt werden kann. (Wärme, O2, Wasser, Computerspiele....)

Allerdings wäre die Titanstation auf ständige Lieferungen von spaltbarem Material angewiesen. Von der Erde? Das wird nicht lange gutgehen. Manche Leute haben ja schon Angst vor Raketen mit Sonden, die mit Radioisotopenbatterien ausgestattet sind, wie soll man da die Brennstäbe für den Atommeiler auf Titan in den Weltraum bringen, ohne dass sich die Umweltschützer an die Startrampe ketten? Wird jedenfalls ein recht teurer Strom...
Für Selbstversorgung wäre dann höchstens ein Fusionsreaktor geeignet, wenn er denn einst mal mit positiver Energiebilanz funktioniert. Immerhin wird das Kühlen der supraleitenden Magnetspulen dort leichter.



Eventuell sind ja irgendwelche Gezeiteneffekte nutzbar respektive Geothermie (oder wie man das auf Titan nennen sollte), aber vermutlich mit weit mehr Aufwand verbunden als auf der Erde.

Gezeiten dürfte es schon geben, immerhin reichen die Gezeitenkräfte wohl aus, um unter der Eisschale einen flüssigen Ozean zu halten.
Geothermie dürfte recht mager ausfallen. Um z.B. mit "Titanwärme" die Station zu heizen, müsste die Wärmepumpe sehr tief unter dem Eis die wärmeren Schichten erreichen und dem immer noch kalte Wasser noch Wärme für einen Temperaturunterschied von c. 200K herausziehen. Ob das sinnvoll machbar ist?



Ich bin jedenfalls außerhalb der Erde kein Grüner oder Öko und setze auf Atomstrom. :rolleyes:


So gehts mir auch, aber wenn dafür von der Erde große Mengen gefährlicher Stoffe über den doch recht unsicheren Transportweg über Raketen oder Shuttels in den Weltraum geschossen werden sollen, dann frage ich mich, ob wir das Risiko wirklich eingehen sollten.

fspapst
13.01.2009, 16:32
Allerdings wäre die Titanstation auf ständige Lieferungen von spaltbarem Material angewiesen. .... wie soll man da die Brennstäbe für den Atommeiler auf Titan in den Weltraum bringen, ohne dass sich die Umweltschützer an die Startrampe ketten? Wird jedenfalls ein recht teurer Strom...
Tja, entweder Fussion, oder Uran aus dem Weltall. Beides ist mal wieder aufwändig.


Gezeiten dürfte es schon geben, immerhin reichen die Gezeitenkräfte wohl aus, um unter der Eisschale einen flüssigen Ozean zu halten. Geothermie dürfte recht mager ausfallen. Um z.B. mit "Titanwärme" die Station zu heizen, müsste die Wärmepumpe sehr tief unter dem Eis die wärmeren Schichten erreichen und dem immer noch kalte Wasser noch Wärme für einen Temperaturunterschied von c. 200K herausziehen. Ob das sinnvoll machbar ist?
50°K Temperaturunterschied könnten schon ausreichen, um Energie zu produzieren (Metankreislauf zur Stromerzeugung) der dann weiter komprimiert auch schnuckelige 25°C produzieren kann.


So gehts mir auch, aber wenn dafür von der Erde große Mengen gefährlicher Stoffe über den doch recht unsicheren Transportweg über Raketen oder Shuttels in den Weltraum geschossen werden sollen, dann frage ich mich, ob wir das Risiko wirklich eingehen sollten.
Die Erde den Grünen, den Rest des Universums für alle Anderen! :D

Für Titan könnte man noch Solarkraft in Umlaufbahn per MASER zur Oberfläche funken. Das sollte eigentlich recht gut klappen und ist auch grünen-konform. :rolleyes:

Gruß
FS

mac
13.01.2009, 17:27
Hallo,

Bei Solarzellen (http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzellen#D.C3.BCnnschichtzellen ) mit 10% Wirkungsgrad braucht man im Abstand von Saturn, rund 1000 m^2/kW, also eine Fläche von 1 km^2 für ein MW. Diese Fläche kann man in einer Umlaufbahn um Titan stationieren und mit mehreren solcher Satelliten sowohl ununterbrochene Versorgung (außer während des Saturnschattentransits) als auch Redundanz schaffen. Die empfangene Energie kann via Mikrowellen zur Station abgestrahlt und dort durch geeignete Antennen empfangen werden.

Setzt man das in Bezug zum Problem Menschen gut 10 mal schneller, unversehrt auch ‚nur‘ bis zum Mars und wieder zurück zu bringen, dann kommt mir das Heizkostenproblem auf einer bewohnten Titanstation ‚heutzutage‘ schon etwas surreal vor, oder? :D

Herzliche Grüße

MAC

_Mars_
13.01.2009, 20:53
Ja, wie geschrieben, Kohlenwasserstoffe kann man nicht gut verbrennen, da zu wenig freier Sauerstoff verfüg bar wäre (bzw. jener viel zu kostbar, das wäre als ob man bei uns mit geldscheinen und nahrungsmittel heizt).

Atom macht abhängig.
Einer Wärmepumpe genügen 4°C Temperaturunterschied.
Windkraft ist immer ein Ergebnis von Temperaturdifferenzen. Die müssten annähernd so groß sein wie die der Erde.

Wasser - das wichtigste Lebenselement als fusions-brennstoff nehmen??
Nehmen wir lieber mal Helium, das is für nix gut (Ausser Inertgas - und auf Ballons zum Weltspartag,etc. wird man wohl oder Übel verzichten müssen)



Ja, und aus dem Wassereis den Sauerstoff herauszuholen dürfte mehr Energie brauchen als beim Verbrennen herauskommt. Muss man trotzdem machen, damit die Leute atmen können.

Eigentlich entsteht genau die selbe energie (Wärmeverluste), die verbraucht wird - diese könnte man direkt verheizen. Das dient maximal der Energiespeicherung (Brennstoffzelle)

2 Chemikalien, die Energie liefern kommen praktisch nie auf dem selben Planeten/himmelskörper ungebunden vor. Denn diese sind 4,5 Mrd Jahre alt; und die Wahrscheinlichkeit, dass bereits alles reagiert hat ist über 100%
dass kann 100 Jahre od 100Mio dauern, aber nach solch einer Zeitspanne...

Nathan5111
13.01.2009, 22:09
Hallo _Mars_,

'quote' heißt das Zauberwort, nicht 'code'.
Oder versuch mal diesen lustigen, orangefarbigen "Zitieren"-Button am Ende des Posts, aus dem Du zitieren möchtest, dazu musst Du nicht einmal angemeldet sein. Nach der automatisch angeforderten Anmeldung landest Du dann im Forums-Editor, in dem Du alles, was Du nicht zitieren willst, wegschneiden kannst (außer natürlich den beiden putzigen, eckigen Klammerpaaren samt Inhalt).

Keine Ursache
Nathan

fspapst
14.01.2009, 09:08
Einer Wärmepumpe genügen 4°C Temperaturunterschied. Wenn man die elektrische Energie nicht mit ein berechnet mit der dann die Temperatur erhöht wird mag das stimmen. Eine Optimierte elektrische Heizung nenne ich das.
Zur vollständigen Energiegewinnung reichen 4° aber nicht aus!


Windkraft ist immer ein Ergebnis von Temperaturdifferenzen. Die müssten annähernd so groß sein wie die der Erde. Wie kommst du darauf?


Wasser - das wichtigste Lebenselement als fusions-brennstoff nehmen?? Nehmen wir lieber mal Helium, das is für nix gut
Abgesehen, dass wenige Gramm schweres Wasser schon genug Energie erzeugt um eine große Station Monatelang zu versorgen, kann man das leichte Wasser immer noch trinken und daraus O2 machen.
Wohin mit dem Wasserstoff der bei der O2 Erzeugung anfällt? Das ist doch nur Abfall.
Ergo: Fusion ist gut.
He-Fusion ist sicherlich weit weit schwerer zu realisieren als H-Fusion. Oder hast du schon mal was von einer He-Bombe gehört?

Gruß
FS

Orbit
14.01.2009, 10:02
Abgesehen, dass wenige Gramm schweres Wasser schon genug Energie erzeugt um eine große Station Monatelang zu versorgen
Und wie sieht der Prozess dieser Energiegewinnung aus Deuterium aus?

fspapst
14.01.2009, 10:05
Und wie sieht der Prozess dieser Energiegewinnung aus Deuterium aus?

BUMM (http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.chemie-master.de/pse/D_XX33.JPG&imgrefurl=http://www.chemie-master.de/pse/pse.php%3Fmodul%3DD&usg=__wBuNMm6uD4CG8ReiZuwtq94sCHE=&h=582&w=464&sz=27&hl=de&start=2&sig2=a5nTCx4COepQDqyvEspoPA&tbnid=ahBTEMhgr6pfyM:&tbnh=134&tbnw=107&ei=i5xtSeqVIZf40AXx5biQBA&prev=/images%3Fq%3DWasserstoffbombe%26gbv%3D2%26hl%3Dde% 26sa%3DG) :D

Gruß
FS

Orbit
14.01.2009, 11:25
Eben. Das wollte ich von Dir hören: Für die Kernfusion brauchts nebst Deuterium auch Tritium.

fspapst
14.01.2009, 11:37
Eben. Das wollte ich von Dir hören: Für die Kernfusion brauchts nebst Deuterium auch Tritium.
Ich habe in meinem post nur schweres Wasser erwähnt, weil in "normalem" schweren Wasser auch Tritium [überschweres Wasser (Tritiumoxid)] enthalten sein kann.

Es gibt aber auch Fusion ohne Tritium (Proton-Proton-Reaktion) wenn das umgebende Medium heiß und dicht genug ist. Das ist natürlich technisch ungleich schwerer zu realisieren. :o

Gruß
FS

mac
14.01.2009, 12:05
Hallo fspapst,


Ich habe in meinem post nur schweres Wasser erwähnt, weil in "normalem" schweren Wasser auch Tritium [überschweres Wasser (Tritiumoxid)] enthalten sein kann.nicht wirklich

Tritium gelangt vor allem als HT (Tritiumwasserstoff) durch Konvektionsströmungen zur Erdoberfläche. Es gibt auf der Erde ca. 3,5 kg Tritium aus natürlicher Produktion[1], das sich zu 99 % in oberflächennahen Schichten der Ozeane befindet http://de.wikipedia.org/wiki/Tritium

Herzliche Grüße

MAC

fspapst
14.01.2009, 12:13
hallo mac,

Tritium gelangt vor allem als HT (Tritiumwasserstoff) durch Konvektionsströmungen zur Erdoberfläche. Es gibt auf der Erde ca. 3,5 kg Tritium aus natürlicher Produktion[1], das sich zu 99 % in oberflächennahen Schichten der Ozeane befindet
Mir war nicht bekannt, wie wenig Tritium auf der Erde vorkommt. Ich hatte eine Vorstellung, dass mit der kosmischen Strahlung jedes Jahr mehrere 100Kg erzeugt würden sodass es ständig mehrere Tonnen Tritium geben würde.

Danke
FS

frosch411
14.01.2009, 13:15
2 Chemikalien, die Energie liefern kommen praktisch nie auf dem selben Planeten/himmelskörper ungebunden vor. Denn diese sind 4,5 Mrd Jahre alt; und die Wahrscheinlichkeit, dass bereits alles reagiert hat ist über 100%
dass kann 100 Jahre od 100Mio dauern, aber nach solch einer Zeitspanne...

Würde ich so nicht sagen. Viele Reaktionen brauchen einen Auslöser, z.B. höhere Temperaturen oder einen Katalysator, um ablaufen zu können und können dann durchaus Energie liefern. So wie Erdgas aus der Leitung normalerweise nicht mit dem Sauerstoff der Luft reagiert, aber sobald die Temperatur hoch genug ist, brennt das Zeugs. Möglicherweise ist es auch möglich, vorhandene Stoffe technisch so umzuwandeln, dass eine chemische Reaktion mehr Energie liefert als man vorher reinsteckt.
Aber ob das auf Titan möglich ist? Anscheinend gibt es da vorwiegend Wasser, Methanseen und Stickstoffathmosphäre...

o_o

_Mars_
14.01.2009, 17:12
So wie Erdgas aus der Leitung normalerweise nicht mit dem Sauerstoff der Luft reagiert,

Das Erdgas hat sich Millionen Jahre fern ab vom Sauerstoff erhalten. Wenn du in ein Rohr Erdgas füllst und es zumachst, diffundiert nach 100 Jahren und das Eisenrohr rostet und nach 1000 Jahren ist alles zersetzt.

Man braucht nicht zwangsweigerlich einen Zündfunken oder hohe temperaturen, denn auch in der Atmosphäre baut sich Methan von slbst ab.
Das Problem auf Titn stellt halt dar: Du verbrauchst die Stoffe, dann sind sie weg. Auf der Erde werden sie nachproduziert (Photosynthese, Windkraft)




Zitat:
Zitat von _Mars_ Beitrag anzeigen
Windkraft ist immer ein Ergebnis von Temperaturdifferenzen. Die müssten annähernd so groß sein wie die der Erde.
Wie kommst du darauf?

Ist ziemlich kompliziert. Der Mond ist im Durchschnitt kälter. Die atmosphäre ist auf der hellen Seite viel wärmer, und das gleicht sich durch WIND aus.

Die gezeitenkräfte heizen auch noch mit.

Das Magnetfeld von Saturn soll ja ziemlich stark sein, vlt. das zur Energiegewinnnung missbrauchen?

Schmidts Katze
14.01.2009, 23:53
Hallo _Mars_,

'quote' heißt das Zauberwort, nicht 'code'.

Nathan

Hallo Nathan,

Unterstreichen ist ja ziemlich einfach,
und kursiv auch.

hast du nen Link, wo man die ganzen Codes nachsehen kann?
Ich kopier immer aus anderen Posts.

Grüße
SK

Nathan5111
15.01.2009, 01:24
Hallo SK,

nö, habe ich nicht, mir reichen die Möglichkeiten des Editors, und auch die verwende ich möglichst sparsam.

Mit sparsamem Gruß
Nathan

fspapst
16.01.2009, 14:08
hast du nen Link, wo man die ganzen Codes nachsehen kann?
Ich kopier immer aus anderen Posts.

Astronews.hilfe (http://www.astronews.com/forum/faq.php?faq=vb3_board_faq#faq_vb3_reading_posting)
Da werden Sie geholfen!

Schmidts Katze
16.01.2009, 14:50
Astronews.hilfe (http://www.astronews.com/forum/faq.php?faq=vb3_board_faq#faq_vb3_reading_posting)
Da werden Sie geholfen!

Danke
SK