PDA

Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Wielange halten "Schaltkreise" bei einem interstellaren Flug



Ionit
20.03.2006, 00:42
Hallo Leute,

mir geht gerade ein Gedanke duch den Kopf und ich möchte dazu gerne Eure Meinung hören!


Nur mal angenommen wir hätten alle Ressourcen zur Verfügung und würden einen "Nicht-mit-Lebewesen-besetzten" interstellaren Flug planen/durchführen.

Weiterhin nehmen wir an, dass der interstellare Flug (anderer Stern/andere Galaxy) ca. 1000 Jahre dauern würde.

Könnten wir heute überhaupt gewährleisten, dass die Technik (Computer, Chips, Schaltkreise etc.) für solch eine lange Reise - auch noch nach 1000 Jahren funktionieren würde.

Nur mal angenommne wir programmieren das "Mutterschiff" darauf, dass es in z.B. 1000 Jahren bei Sternsystem X - Planet y - eine Landekapsel abwirft welche dort auf einem Planeten/Mond etc. landen soll.

Könnten wir dies mit unseren heutigen Mitteln überhaupt realisieren? Würden die jeweiligen Schaltkreise auch nach 1000 Jahren gewähleisten, dass ein Roboter/Computer irgndwo landen könnte (Daten verarbeiten etc.)

Ich könnte mir vorstellen, dass es - alleine durch den "Zeitverfall" der Hardware - nicht mehr möglich wäre irgend ein Programm zu starten um z.B. den Landeprozess einzuleiten.

Könnte man einen Computer/Roboter/Schaltkreis für eine Zeit von 1000 Jahren funktionstüchtig halten??????


Ich würde mich sehr über Eure Meinung freuen.

Viele Grüße Matthias

galileo2609
20.03.2006, 01:12
Deshalb wurden beim Projekt "Daedalus" Wartungsroboter vorgesehen! Ob Wartung allerdings reicht, ist eine weitere Frage.

Grüsse galileo2609

mac
20.03.2006, 02:16
Hat nicht vor drei vier Jahren die NASA versucht alte 8086 Prozessoren aufzutreiben? Die Begründung war, soweit ich mich erinnere: Diese alten Chips sind mit ihren größeren Strukturen unempfindlicher gegen Ionisationsschäden durch Strahlung.

Grüße MAC

galileo2609
20.03.2006, 02:23
Ja, das war 2002. Aber die Begründung war etwas einfacher. Die Umrüstung der Shuttle-Systeme war damals noch am Anfang.

http://www.sisol.de/brennpunkt/artikel/2EE2481016F34E6B96AE8B62DA9F8F36.sisol
http://www.wdr.de/themen/computer/schiebwoche/index_2002.jhtml?rubrikenstyle=computer

Grüsse galileo2609

mac
20.03.2006, 02:32
Stimmt, ich weis noch wie wir uns die Bäuche vor Lachen halten mußten. (aber nur im ersten Moment).

Meine Begründung war aber in dieser Zeit auch wegen irgendwelcher Bauteile aufgetaucht. (vielleicht nur bei unserer internen Strahlenfolgendiskussion?)

Grüsse MAC

Alex
20.03.2006, 12:15
Es ist wirklich so, dass die Raumfahrt oft nicht die neuste Technik verwendet.
Die Strahlung würde die empfindlichen Gerätschaften zerstören. Es ist wie beim Menschen, wo die hochenergetische Strahlung Krebsauslösen kann. Mir hat man gesagt, dass so ein alter 486 prozesser z.B. sehr lange hält, aber son neuer Pentium 4 mit x million kleiner Transistoren vielleicht nen Monat, den man auf der Reise zum Mars schon nicht mehr austauschen könnte.
Zudem werden die sachen meist auch so gebaut, weil sie sehr sehr sehr zuverlässig sein müssen, weil man eben nichts austauschen kann. Je komplizierter eine Konstruktion, umso mehr Fehlerquellen entstehen.
Das ist auch der Grund, wieso auf dem Mars kein Kettenfahrzeug fährt.

MGZ
16.09.2009, 22:45
Technisch möglich schon. Finanziell machbar und wünschenswert, wohl eher nicht...

Ich denke dass das heute noch lange nicht funktioniert. Vor Allem, weil es keine Batterie gibt, die 1000 Jahre hält. Wenn die Sonde am Ziel ist, muss irgendwas sie aktivieren, zB. eine Uhr, ein Lichtsensor etc.

Wenn man es anders manchen und die Sonde per Fernsteuerung von der Erde aus zu aktivieren will, braucht man ein sehr empfindliches Gerät. Ein Strompuls aus der Empfangsantenne muss eine äußerst primitive Batterie aktivieren. (sie darf sich schließlich während der Fahrt nicht selbst entladen)
Das Signal von der Erde müsste nach vielen Lichtjahren noch stärker sein, als alles, was die Sonde an Streustrahlung im Weltraum erfährt.
Am Ende muss die Sonde so viel Energie sammeln, dass sie ein sehr starkes Signal zur Erde zurückschicken kann.
Das scheint mir alles zu schwierig für heutige Technik.

Kibo
16.09.2009, 23:14
Das Aktivierungssignal vond er Erde muss nicht sein, kommt sie bei der gewünschten Position an, so wartet da hoffentlich ein Stern auf sie und strahlt sie munter an. Warum also nicht einfach ein paar faltbare Solarpanele dranne, während der Reise zusammengeklappt damit sie nicht zu sehr durchlöchert werden, und ein kleiner Teil guckt raus und leistet dann die "Erstversorgung". Sobalt sie genug strom liefern, ebend weil man sich dem Stern nähert klappen sie sich von selbst aus, das wiederrum weckt die ganze elektronik aus dem tiefschlaf und der Reinitialisierungsprozess beginnt. Um die reise zu überstehn müsst man sich natürlich was ausdenken.
1. Man brauch ein Minimalsystem, das ständig mit stromversorgt wird und Kurskorrekturen vornimmt (wegen größeren Hindernissen)
2. Brauch man eine Panzerung gegen kleinere Hindernisse, vielleicht ein Eisschild, das spart gewicht und Entwicklungskosten. Kann man am Ende der Reise Absprengen, vllt sogar zum abbremsen benutzen.
3. Muss die Elektronik natürlich strahlensicher sein, vorallem gegen die kosmische Strahlung natürlich; Solare sollte keine Rolle spielen
4. Brauch man eine Möglichkeit gesammelte Daten dann auch noch zu Übertragen
5. Logischerweise brauch man einen Antrieb, der muss an sich aber nur 1mal stark beschleunigen, einmal stark abbremsen und zwischendrinn ein bisschen ausweichen.

und erst dann kann die eigentliche Nutzlast kommen, also die datensammelnde Technik.
Da kommt so einiges an Gewicht zusammen.
Alle Komponenten müssen entweder selbstreparierend, extrem robust oder redundant vorhanden sein.

MGZ
17.09.2009, 00:10
.
1. Man brauch ein Minimalsystem, das ständig mit stromversorgt wird und Kurskorrekturen vornimmt (wegen größeren Hindernissen)
2. Brauch man eine Panzerung gegen kleinere Hindernisse, vielleicht ein Eisschild, das spart gewicht und Entwicklungskosten. Kann man am Ende der Reise Absprengen, vllt sogar zum abbremsen benutzen.
3. Muss die Elektronik natürlich strahlensicher sein, vorallem gegen die kosmische Strahlung natürlich; Solare sollte keine Rolle spielen
4. Brauch man eine Möglichkeit gesammelte Daten dann auch noch zu Übertragen
5. Logischerweise brauch man einen Antrieb, der muss an sich aber nur 1mal stark beschleunigen, einmal stark abbremsen und zwischendrinn ein bisschen ausweichen.


1. Die Wahrscheinlichkeit, dass man auf ein größeres Hindernis trifft, ist gering. Trotzdem gibt es heute keine Technik, die auch nur eine Digitaluhr 1000 Jahre laufen lassen könnte.
2. Die Dichte von interstellaren Sandkörnchen ist mir nicht bekannt. Allzu hoch wird sie nicht sein. Für ein extrem dünnes Wasserstoffgas kann man sich den Panzer sparen. Der ist ohnehin zu schwer.
3. Ich denke, ein Gerät von der Größe einer handelsüblichen Digitalkamera kann ein gutes Bild aller Planeten vor Ort herstellen. Man muss wohl vorher festlegen, was man eigentlich sucht.
4. So viel Strom wie möglich sammeln und alle Daten auf einer günstigen Frequenz heimwärts funken.
5. Wer bremst, hat Angst. Die Sonde kann einige Stunden Daten aufnehmen und danach sonstwohin fliegen. Das spart viel Masse.

Enas Yorl
17.09.2009, 00:17
3. Muss die Elektronik natürlich strahlensicher sein, vorallem gegen die kosmische Strahlung natürlich; Solare sollte keine Rolle spielen

Strahlung ist nicht das alleinige Problem elektronische Bauteile altern, selbst dann wenn sie gar nicht benutzt werden (wenn auch langsamer), z.B. verändert sich die Ohmzahl von Widerständen im Laufe Jahrzehnten mitunter beträchtlich. Das wird bei der Dimensionierung von elektronischen Schaltungen auch berücksichtigt (zumindest wenn eine gewisse Lebenserwartung beabsichtigt ist). Aber hochkomplexe Elektronik die hundert oder gar 1000 Jahre hält, das liegt momentan weit jenseits unseres Erfahrungsschatzes.
Für solch eine lange Lebensdauer, müsste man elektronische Bauteile entwickeln bei denen die chemischen Alterungsprozesse wesentlich langsamer ablaufen.

Kibo
17.09.2009, 14:19
Integrierte Schaltungen gibt es überhaupt ja erst seit 1958 also 51 Jahren was alles in den nächsten 50 Jahren möglich sein könnte kann ich mir garnicht vorstellen^^

ollyti
30.10.2009, 21:16
Hallo,
vielleicht kann man auf die alte Röhrentechnik zurückgreifen, das mit dem Vakuum ist ja kein Problem.
Mit freundlichen Grüßen Ollyti
;)

_Mars_
31.10.2009, 22:37
Ja, das ist eine Idee:

Alte Schaltkreise sind noch aus massiv viel Material, heutzutage wird sehr viel gespart.
Darum sind sie 1) gegen Strahlung resistenter als moderne Chips,
und 2) wenn man minimalistische Schaltungen einbaut könnten sie sich auch automatisch ersetzen, mehrfache Redundanz wäre wohl auch nicht von Nachteil

Schmidts Katze
01.11.2009, 00:49
Ja, das glaube ich auch.
Je länger eine Technik bekannt ist, und je einfacher sie ist, desto störunanfälliger ist sie.
Bei 3K geht nichts so schnell kaputt, aber die Strahlung kann Chips mit ihrer hohen Informationsdichte leichter beschädigen als mechanische oder elektrische (Röhren-) Technik.

And now for something totally different:
Was sollte so eine Sonde eigentlich erforschen?
In 1000 Jahren werden da keine Astronomen die Ergebnisse der Mission auswerten, sondern Wissenschaftshistoriker.

And now for something totally different:
Mars, das war dein 333. Beitrag.
Herzlichen Glückwunsch!

^_^

=^.^=

_Mars_
01.11.2009, 13:01
Mars, das war dein 333. Beitrag.
Herzlichen Glückwunsch!

Cool, danke



Was sollte so eine Sonde eigentlich erforschen?

Ich weiß nicht welche Geschwindigkeiten man mit Atom-VASIMR erreichen könnte... Aber mit Jupiter-Swing-by, und so vielen Swing-bys wie möglich....

Wie lange könnte ein halbwegs realistischer Flug zum nächsten Stern (36 oder 40 Lichtjahre) dauern? 0,25 c ist wohl nicht erreichbar, oder doch? Sonst könnte man gar in 160 Jahren hin... (Und wie gesagt, mit Quantenkommunikation könnten 'wir' in 160 Jahren dann live die Planeten optisch sehen, anstatt 40 Jahre später...)

TomTom333
01.11.2009, 13:01
3. Ich denke, ein Gerät von der Größe einer handelsüblichen Digitalkamera kann ein gutes Bild aller Planeten vor Ort herstellen. Man muss wohl vorher festlegen, was man eigentlich sucht.
4. So viel Strom wie möglich sammeln und alle Daten auf einer günstigen Frequenz heimwärts funken.
5. Wer bremst, hat Angst. Die Sonde kann einige Stunden Daten aufnehmen und danach sonstwohin fliegen. Das spart viel Masse.

nehmen wir an wir fliegen zum Systen 55 CNC (b-f)
könnten wir in einem Vorbeiflug das GANZE System fotografisch erfassen?
Und wie groß muß die Sendeantenne sein, damit wir hier noch Fotos aus dem Rauschen auslesen können??????
Ich keinenblassen Schimmer:(

Frankie
01.11.2009, 14:28
Eines habt ihr aber vergessen: es muß keine digitale "Uhr" sein, es gibt durchaus chemische oder sogar mechanische Möglichkeiten einen Zeitablauf zu messen.

Ich denke sogar daß man das koppeln müßte: eine Mechanik, die nach Ablauf einen chemischen Prozess startet, der die Energie für das "Booten" der Restsysteme zur Verfügung stellt. Dies ist ja mit einer Brennstoffzelle leicht möglich...aber kriegen wir auch die Behälter so langfristig dicht? Sollte eigentlich möglich sein.

Wenn ich mir das recht überlege ist wahrscheinlich die beste Variante ein lang laufender chemischer Prozess, der am Schluß eine Brennstoffzelle anwirft - völlig ohne irgendeine digitale Logik.

Was die Prozessoren angeht, es gibt durchaus Techniken einen Prozessor langlebig und robust zu machen. Eine Möglichkeit ist, ihn "plattzuwalzen" und auf einen Film aufzubringen. Die Leiterbahnen werden dann so breit, daß selbst ein Teilchendurchschlag überlebt wird. Die andere Möglichkeit wäre die fehlertolerante Selbstorganisation von vielen Mikroprozessoren. Das Programm kann durchaus hart kodiert sein, im Sinne von "eingeätzt", "gedruckt" oder ähnlichem. Das gesamte System würde sich beim "booten" letztlich wie die fetale Entwicklung aus wenigen Stammzellen verhalten.

Alles Science Ficton? Nein. Das geht.

Grüße,
Frankie

Enas Yorl
01.11.2009, 18:55
Eines habt ihr aber vergessen: es muß keine digitale "Uhr" sein, es gibt durchaus chemische oder sogar mechanische Möglichkeiten einen Zeitablauf zu messen.

Mechanik ist eine gute Idee, man könnte den Temperaturanstieg bei der Annäherung an den Zielstern benutzen, um den Start der Sondensysteme auszulösen. Z.B. Bimetalle lösen einen chemischen Prozess aus, der die Elektronik der Sonde langsam auf Betriebstemperatur erwärmt, und anschließend eine elektrische Energiequelle startet.



Was die Prozessoren angeht, es gibt durchaus Techniken einen Prozessor langlebig und robust zu machen. Eine Möglichkeit ist, ihn "plattzuwalzen" und auf einen Film aufzubringen. Die Leiterbahnen werden dann so breit, daß selbst ein Teilchendurchschlag überlebt wird.

Ich glaube ihr macht euch zu viele Sorgen um die Prozessoren, Bauelemente aus Halbleitern sind chemisch sehr stabil und deshalb eigentlich recht langlebig. Das trifft leider nicht auf andere elektronische Bauelemente wie Kondensatoren zu (was die Alterung angeht sind diese ein echtes Sorgenkind in der Elektronik). Hier wird man wohl noch einige Probleme lösen müssen. Auch fehlen uns noch echte Erfahrungswerte, welche Folgen das Abkühlen auf wenige Grad Kelvin und anschließende Erwärmen, auf die komplexen chemischen Verbindungen haben die in der Elektrotechnik eingesetzt werden.

MGZ
01.11.2009, 19:37
Mechanik ist eine gute Idee, man könnte den Temperaturanstieg bei der Annäherung an den Zielstern benutzen, um den Start der Sondensysteme auszulösen. Z.B. Bimetalle lösen einen chemischen Prozess aus, der die Elektronik der Sonde langsam auf Betriebstemperatur erwärmt, und anschließend eine elektrische Energiequelle startet.

Ich glaube ihr macht euch zu viele Sorgen um die Prozessoren, Bauelemente aus Halbleitern sind chemisch sehr stabil und deshalb eigentlich recht langlebig. Das trifft leider nicht auf andere elektronische Bauelemente wie Kondensatoren zu (was die Alterung angeht sind diese ein echtes Sorgenkind in der Elektronik). Hier wird man wohl noch einige Probleme lösen müssen. Auch fehlen uns noch echte Erfahrungswerte, welche Folgen das Abkühlen auf wenige Grad Kelvin und anschließende Erwärmen, auf die komplexen chemischen Verbindungen haben die in der Elektrotechnik eingesetzt werden.

Ich glaube nicht, dass so eine interstellare Sonde sonderlich kalt werden würde. Erstens ist die Wärmeableitung in den Weltraum nicht sehr effizient. Alle Energie muss als Strahlung abgegeben werden. Außerdem wird der Sonde Energie zugeführt, wenn die Teilchen des interstellaren Mediums mit einem wesentlichen Bruchteil von c auf sie auftreffen.

Das wesentliche Problem ist meiner Meinung nach die Diffusion im Festkörper. Die schönste robuste Elektronik oder ein Bimetallstreifen ist nach tausend Jahren eine sauber durchmischte Legierung seiner ursprünglichen Bestandteile.

Edit: Eine kleine Rechnung zur Energiezufuhr durch Strahlung hat ergeben, dass die Sonde wohl doch ziemlich kalt wird.

Enas Yorl
01.11.2009, 19:53
Ich glaube nicht, dass so eine interstellare Sonde sonderlich kalt werden würde. Erstens ist die Wärmeableitung in den Weltraum nicht sehr effizient. Alle Energie muss als Strahlung abgegeben werden. Außerdem wird der Sonde Energie zugeführt, wenn die Teilchen des interstellaren Mediums mit einem wesentlichen Bruchteil von c auf sie auftreffen.

Das wesentliche Problem ist meiner Meinung nach die Diffusion im Festkörper. Die schönste robuste Elektronik oder ein Bimetallstreifen ist nach tausend Jahren eine sauber durchmischte Legierung seiner ursprünglichen Bestandteile.

Tja dann sieht es wirklich schlecht aus, die einzige Möglichkeit den Schaden durch atomare Diffusion klein zu halten, wäre eine möglichst niedrige Temperatur während der Reise. Gelingt das nicht, kann man sich auf Elektronik heutiger Bauart, nach hundert Jahren Reisezeit ganz sicher nicht mehr verlassen.

_Mars_
01.11.2009, 20:32
e die fehlertolerante Selbstorganisation von vielen Mikroprozessoren. Das Programm kann durchaus hart kodiert sein, im Sinne von "eingeätzt", "gedruckt" oder ähnlichem. Das gesamte System würde sich beim "booten" letztlich wie die fetale Entwicklung aus wenigen Stammzellen verhalten.

Der Gedankengang hat mich etwas an Genetik erinnert:

Man nehme: Bakterien, deren Erbgut man als Computerspeicher benutzt.... Dann ein Immunsystem, um auftretende Schäden zu reparieren....

Auch könnten Bakterien sich selber schlafen legen, um bei anstieg der Temperatur wieder zu neuem Leben zu erwachen...

Im Grunde ein Lebewesen-Cyborg als Raumschiff... Wie Käfer bräuchte es natürlich einen Chitinpanzer gegen das Vakuum...
Antenne und Kamera sind rein elektrische Systeme, die vielleicht an das Neuro-system des Oranmismus angeschlossen werden könnte, wie auch Triebwerke

Enas Yorl
01.11.2009, 21:47
Der Gedankengang hat mich etwas an Genetik erinnert:

Man nehme: Bakterien, deren Erbgut man als Computerspeicher benutzt.... Dann ein Immunsystem, um auftretende Schäden zu reparieren....

Auch könnten Bakterien sich selber schlafen legen, um bei anstieg der Temperatur wieder zu neuem Leben zu erwachen...

Im Grunde ein Lebewesen-Cyborg als Raumschiff... Wie Käfer bräuchte es natürlich einen Chitinpanzer gegen das Vakuum...
Antenne und Kamera sind rein elektrische Systeme, die vielleicht an das Neuro-system des Oranmismus angeschlossen werden könnte, wie auch Triebwerke

Gibt es zur Verwirklichung dieser Idee auch eine realistische technologische Basis, oder ist das jetzt einfach nur bei der Science Fiction geklaut?

Frankie
01.11.2009, 22:55
Zu dem was Du zitierst hast nicht. Aber (1.) langläufige chemische Prozesse als Starter zu benutzen ist heute schon möglich, (2.) die Prozessortechnik läßt beide von mir genannten Möglichkeiten heute schon zu.

Grüße,
Frankie