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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Bleiben Fahrstühle ins All ein Traum?



astronews.com Redaktion
26.05.2006, 12:36
Es klingt nach Science Fiction, doch viele Techniker glauben fest daran, dass mit Hilfe moderner Werkstoffe bald Fahrstühle kostengünstig Nutzlasten ins All transportieren können. Eine italienische Studie kommt allerdings zu einem anderen Schluss: Mit dem heutigen Wissen lassen sich keine Seile herstellen, die den extremen Belastungen eines solchen Aufzugs gewachsen wären.
mehr: http://www.astronews.com/news/artikel/2006/05/0605-018.shtml

Bynaus
27.05.2006, 17:25
Hmhmhm... Ohne Orbitalseile wird der billige Zugang zum Weltraum für lange Zeit ein Traum bleiben. Ich bin mir nicht so sicher, was ich von der Untersuchung halten soll: Es kann sein, dass Strukturfehler die Zugfestigkeit eines einzelnen Nanoröhrchens vermindern: Aber man baut ja den Lift auch nicht aus nur einem einzigen Nanoröhrchen. Ein Stahlseilt hat doch (man korrigiere mich, wenn das falsch ist) auch eine grössere Zugkraft als etwa ein gleich massives Stück aus Stahl oder z.B. seine einzelnen "Fäden": Die geschickte "Verwebung" entlastet einzelne Seilabschnitte und macht das Seil insgesamt fester. Etwas ähnliches lässt sich bestimmt auch beim Nanoröhrchen-Seil realisieren.

Z.B. hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Stahlseil

Wie dort aus der Formel zu sehen ist, hängt die Zugfestigkeit eines Stahlseils nicht nur von der Festigkeit des Stahls ab, sondern auch noch von anderen Faktoren.

kosmosmops
28.05.2006, 12:42
Hallo zusammen! Ich wollte mal ein grundlegendes Problem bezüglich des Space- Liftes aufzeigen: Warum unbedingt ein Seil???
Wäre ein viereckiges Grundgerüst, an dessen Seiten sich kleine Plattformen, Kabinen o.ä. (bis ca. 2-3 Tonnen Ladungslast pro Transporteinheit) befinden, die sich mittels eigener Elektromotoren (gespeist von einer stromführenden Schiene?) und durch ausgeklügelte Zahnradtechnik selbstständig bewegen lassen, nicht eine viel elegantere Lösung? Oder ist die Idee so malle, dass sie nicht umseztbar ist? Einen phatten Gruss an alle :D

Bynaus
28.05.2006, 16:56
Kein herkömliches Material (ausser eben Kohlenstoff-Nanoröhrchen) ist geeignet, um die gewaltigen Zugkräfte auszuhalten, die bei einem Orbitalseil auftreten. Deshalb...

spiegelstef
29.05.2006, 08:54
So ein Aufzug wäre natürlich toll, geht aber leider nicht. Ganz unabhängig von dem Material, was zur Verfügung steht. Es reicht nicht, den Fahrstuhl mit allem, was drin ist, von der Erdoberfläche senkrecht anzuheben; er muss gleichzeitig auch beschleunigt werden, und zwar senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrstuhls und zwar ziemlich kräftig, auf einige 1000 Kmh.
Dies ist bei einem Fahrstuhl, der an Seilen hängt, nur mit Raketen möglich. Lässt man diese Tangentialbeschleunigung weg, dann wird der Fahrstuhl durch die Corioliskräfte so weggedrückt, dass er nicht mehr funktioniert. Er wird praktisch um die sich drehende Erde herumgewickelt.
Schöne Idee, geht aber leider nicht!
Gruß Spiegelstef

Bynaus
29.05.2006, 11:18
Schöne Idee, geht aber leider nicht!

Die Climber steigen ja nur sehr langsam am Seil hoch. Die Beschleunigung in Tangentialer Richtung (die am Ende, in der geostationären Umlaufbahn, zu einer Geschwindigkeit von 11000 km/h führen muss) ist daher moderat. Das führt zu einem seitlichen Zug auf das Seil (in Gegenrichtung zur Rotationsrichtung der Erde) - dies kann jedoch ausgeglichen werden, in dem das Seil am Boden verankert wird und das Gegengewicht im geostationären Orbit etwas weiter von der Erde entfernt wird. Die Energie für die Tangentialbeschleunigung kommt damit aus der potentiellen Energie des Gegengewichts, das gleiche gilt für den zusätzlichen Drehimpuls.

mac
29.05.2006, 18:29
Die Energie für die Tangentialbeschleunigung kommt damit aus der potentiellen Energie des Gegengewichts, das gleiche gilt für den zusätzlichen Drehimpuls.
Hallo Bynaus,

Das ist zwar richtig, aber noch nicht das Ende der 'Nahrungskette`. Die Energie wird aus der Rotationsenergie der Erde abgezapft. Sie kann nur dann zurückgewonnen werden, wenn die komplette Masse wieder zurück auf die Erde kommt. (Nicht das jetzt jemand glaubt, daß wir damit unsere Umwelt nennenswert verändern können!)

Herzliche Grüße

MAC

Bynaus
29.05.2006, 18:44
(Nicht das jetzt jemand glaubt, daß wir damit unsere Umwelt nennenswert verändern können!)

"Haben Sie auch das Gefühl, dass jeder Tag eine Stunde zu kurz ist? Ja? Spenden sie für unseren Orbitallift!!" :D :)

Bewegt
29.05.2006, 19:31
Ist an den Polen der Erde die Fliehkraft kleiner als am Äquator?

Bewegt
29.05.2006, 19:39
Erzeugt der Mond ein schwaches Magnetfeld? (etwa ungefähr ein achtzigstel des Erdmagnetfeldes?)

Bewegt
29.05.2006, 20:13
Es ist doch so, das grösserer Durchfluss von Strom durch einen Leiter das magnetische Feld des Leiters verstärkt, oder?

mac
29.05.2006, 20:46
Ist an den Polen der Erde die Fliehkraft kleiner als am Äquator?
Auf der Drehachse gibt es keine Fliehkraft.


Erzeugt der Mond ein schwaches Magnetfeld? (etwa ungefähr ein achtzigstel des Erdmagnetfeldes?)

http://www.heise.de/tp/r4/artikel/13/13946/1.html


Es ist doch so, das grösserer Durchfluss von Strom durch einen Leiter das magnetische Feld des Leiters verstärkt, oder?
Ja.

Herzliche Grüße

MAC

mac
29.05.2006, 20:49
"Haben Sie auch das Gefühl, dass jeder Tag eine Stunde zu kurz ist? Ja? Spenden sie für unseren Orbitallift!!"

:D Die Unterstützung des Arbeitgeberlagers ist uns gewiß!:D

:)

MAC

Bewegt
29.05.2006, 20:54
@ mac
Danke für die Antworten :)

mac
29.05.2006, 21:53
Also ich hab' mir jetzt (endlich) mal den Artikel durchgelesen.

;) So ein unsympatischer Schwarzseher! ;)

Da gab's vor 150 Jahren mal einen, der genau ausgerechnet hatte, wieso eine Hummel nicht fliegen kann. :D

Kopf hoch Leute! Die exakte Reproduktion der DNS funktioniert ja schließlich auch! Also kann es kein unüberwindbares grundsätzliches Problem geben!
Außerdem: Wer sagt denn, daß Nanotubes das Letzte Wort sein müssen? ;)

Soweit ich das aus dieser Pressemitteilung verstehe, sind die 30% Schwächung bei einem fehlenden C ja wohl auf die Basisstruktur eines Nanotubes bezogen?
Wie Bynaus schon geschrieben hat, kann das ja wohl bei einer Seilstruktur mit untereinander verbundenen Büscheln aus Nanotubes (keine Ahnung ob das chemisch überhaupt geht?) ganz anders sein.

Die anderen Einwände: Mikrometeoriten und chemische Erosion sind auch nicht zwangsläufig ein kO-Argument. Man kann ja wohl nicht ernsthaft glauben, das sowas Wartungsfrei für alle Ewigkeit funktioniert.

Und auch wenn es vorläufig noch nicht auf der Erde funktioniert, auf Mond und Mars ist es erheblich leichter.

optimistische Grüße

MAC

Bynaus
29.05.2006, 22:30
Auf dem Mond liesse sich ein Orbitalseil offenbar auch mit einem einfachen Kevlar-Seil bauen. DAS wäre ein innovativer Ansatz, wie ich ihn mir von der NASA erwünscht hätte, nicht dieser Apollo 2.0-Aufguss.

http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_space_elevator
http://www.universetoday.com/am/publish/lunar_space_elevator.html

Nachor
30.05.2006, 00:28
Auf dem Mond liesse sich ein Orbitalseil offenbar auch mit einem einfachen Kevlar-Seil bauen. DAS wäre ein innovativer Ansatz, wie ich ihn mir von der NASA erwünscht hätte, nicht dieser Apollo 2.0-Aufguss.

http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_space_elevator
http://www.universetoday.com/am/publish/lunar_space_elevator.html
Tja - alte Kapseln sind in den USA den Geldgebern anscheinend leichter zu "verkaufen" als innovatve Seile...

Maßstab
21.06.2006, 01:42
So ein Aufzug wäre natürlich toll, geht aber leider nicht. Ganz unabhängig von dem Material, was zur Verfügung steht. Es reicht nicht, den Fahrstuhl mit allem, was drin ist, von der Erdoberfläche senkrecht anzuheben; er muss gleichzeitig auch beschleunigt werden, und zwar senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrstuhls und zwar ziemlich kräftig, auf einige 1000 Kmh.
Dies ist bei einem Fahrstuhl, der an Seilen hängt, nur mit Raketen möglich. Lässt man diese Tangentialbeschleunigung weg, dann wird der Fahrstuhl durch die Corioliskräfte so weggedrückt, dass er nicht mehr funktioniert. Er wird praktisch um die sich drehende Erde herumgewickelt.
Schöne Idee, geht aber leider nicht!
Gruß Spiegelstef
Deine Argumentation setzt unnötigerweise voraus, daß keine Raketen eingesetzt werden. Aber Deine Grundannahme ist genau richtig, das Seil würde sich aufwickeln. Man könnte aber Ionentriebwerke über die Konstruktion mit Strom speisen. Diese sind sogar NOTWENDIG.

Maßstab
21.06.2006, 01:48
Die Climber steigen ja nur sehr langsam am Seil hoch. Die Beschleunigung in Tangentialer Richtung (die am Ende, in der geostationären Umlaufbahn, zu einer Geschwindigkeit von 11000 km/h führen muss) ist daher moderat. Das führt zu einem seitlichen Zug auf das Seil (in Gegenrichtung zur Rotationsrichtung der Erde) - dies kann jedoch ausgeglichen werden, in dem das Seil am Boden verankert wird und das Gegengewicht im geostationären Orbit etwas weiter von der Erde entfernt wird. Die Energie für die Tangentialbeschleunigung kommt damit aus der potentiellen Energie des Gegengewichts, das gleiche gilt für den zusätzlichen Drehimpuls.
Und wie sieht es mit den hinabgehenden Fahrstühlen aus? Kommt da die Tangentialbeschleunigung auch aus der potentiellen Energie? :p :D :rolleyes:

mac
21.06.2006, 02:31
Aber Deine Grundannahme ist genau richtig, das Seil würde sich aufwickeln.
Hallo Masßstab,

Du hättest recht, wenn das Seil gerade so weit hinausreicht, daß es nur sich selber hält.

So ist das aber nicht geplant!

Wenn das Seil (und noch ein Gegengewicht) ein gutes Stück über diese Mindestlänge hinausragen, gibt es ordentlich Zug auf das Seil. Ein Aufzug, der (nicht zu schnell) an dem Seil hochklettert, würde zwar eine entsprechende Beschleunigung erfahren, aber die erzeugte Zugkraft könnte dieser Beschleunigung widerstehen. Die Notwendige Energie kommt dabei aus der Erdrotation.

Herzliche Grüße

MAC

mac
21.06.2006, 02:41
Und wie sieht es mit den hinabgehenden Fahrstühlen aus? Kommt da die Tangentialbeschleunigung auch aus der potentiellen Energie? :p :D :rolleyes:

der gleiche Vorgang, nur die vorher umgesetzte Rotationsenergie wird zurücktransformiert.

Lass ein Gewicht an einem Seil um Dich herum kreisen. Du kannst eine Schraubenmutter von Deiner Hand auf dem Seil zu dem Gewicht fallen lassen. Das Seil wird sich, bei geeigneten Gewichtsverhältnissen nicht um die Schraubenmutter wickeln. Nur die Umlaufgeschwindigkeit des Gewichtes wird etwas langsamer (wie die Erde).

Herzliche Grüße

MAC

Maßstab
21.06.2006, 03:05
Hallo Masßstab,

Du hättest recht, wenn das Seil gerade so weit hinausreicht, daß es nur sich selber hält.

So ist das aber nicht geplant!

Wenn das Seil (und noch ein Gegengewicht) ein gutes Stück über diese Mindestlänge hinausragen, gibt es ordentlich Zug auf das Seil. Ein Aufzug, der (nicht zu schnell) an dem Seil hochklettert, würde zwar eine entsprechende Beschleunigung erfahren, aber die erzeugte Zugkraft könnte dieser Beschleunigung widerstehen. Die Notwendige Energie kommt dabei aus der Erdrotation.

Herzliche Grüße

MAC
Was bringt dich genau zu dieser Annnahme? Hast du das nachgerechnet?

Maßstab
21.06.2006, 03:15
..............

mac
21.06.2006, 20:31
Was bringt dich genau zu dieser Annnahme? Hast du das nachgerechnet?

Hallo Maßstab,

ich habe einige Zeit gebraucht, um den Link (http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/showflat.php?Cat=&Board=satellit&Number=12075) wiederzufinden. Mike hat die Bedingungen für ein solches 'Seil' hier ziemlich ausführlich gerechnet.

Herzliche Grüße

MAC

mac
22.06.2006, 19:17
Ich hab' jetzt auch mal ein Beispiel gerechnet:
Seil 100000 km, Gegengewicht 1000 t, Aufzug 10 t, 100 m/s nach oben.
Das Gegengewicht wandert maximal knapp 14 km nach Westen und ca. 1 Meter (nicht km) nach unten.

Gruß

MAC

mac
23.06.2006, 18:11
Hier das Beispiel in (hoffentlich) nachvollziehbarer Form:

So einfach wie möglich, nur um zu sehen, was passiert.

Das Seil, verankert am Äquator, soll ein ideales Seil sein. Es wiegt nichts, es dehnt sich nicht. Das Gegengewicht wiegt 1000000 kg. Mike hatte, glaube ich, 100000 km Seillänge errechnet.
Hallo Mike, Danke für die (viel schwierigere) Vorarbeit!

Im Gleichgewichtszustand wird die Kraft, mit der das Gegengewicht am Seil zieht, oder mit der das Seil am Gegengewicht zieht, damit es nicht abhaut, so gerechnet:

Kraft = Masse(des Gegengewichtes) * Geschwindigkeit^2 / Radius – Anziehungskraft der Erde am Ort des Gegengewichts

Weg = 2 * Pi * (6378000m(Erdradius) + 100000000m(Seillänge))

Geschwindigkeit = Weg / (60*60*24) = 7732,… Meter pro Sekunde (mit Pi=3,14 gerechnet)


Fliehkraft:

1000000kg * (7732m/s)^2 / (6378000m + 100000000m) = 562000 N.


Erdanziehung
Gravitationskraft auf das Gegengewicht in 100000 km Höhe über der Erdoberfläche:

6378000m * (1 / (1 + 100000000m))^2 * 1000000kg * 9,81m/s^2 = 35270 N

(nicht ganz korrekt, aber genau genug)

Im Gleichgewichtszustand befindet sich das Gegengewicht 100000 km senkrecht über der Verankerung an der Erdoberfläche (Punkt 0). Jede Abweichung des Gegengewichts von diesem Punkt 0 baut einen Kraftvektor auf, der zur Senkrechten hin zeigt. (Abweichungen natürlich nur innerhalb vernünftiger Größen.)



Aufzug:

Kraft, senkrecht zur Seilrichtung. Wenn der Aufzug hoch fährt, zeigt der Vektor Richtung Westen.

Kreisbahngeschwindigkeit an der Erdoberfläche:

2 * Pi * 6378000m / (24*60*60)s = knapp 464 m/s.

Beschleunigung = Geschwindigkeitsänderung / Zeit

Kraft senkrecht auf das Seil = Masse des Aufzugs * Beschleunigung

Da die Kraft auf das Seil, bei konstanter Aufwärtsgeschwindigkeit, immer gleich bleibt, können wir einfach irgend ein Teilstück nehmen und die Werte ausrechnen.

Der Kreisumfang wird bei 1 km mehr Radius 2*Pi*1 km länger. Diese zusätzlichen 6,283 km müssen noch zusätzlich pro Tag zurückgelegt werden, also muß der Aufzug zwischen km H und km H+1 um 6,283 km/Tag schneller um die Erde kreisen.

Wenn er mit 100 m/s hoch fährt, dann braucht er für diese 1000 m 10 Sekunden, somit beträgt die Beschleunigung für ihn
6,283km/Tag Geschwindigkeitsänderung innerhalb von 10 Sekunden oder

6283m / (24 * 60 * 60) / 10 = 0,00727 m/s^2

Wiegt er 10000 kg dann gibt das eine Kraft auf das Seil von

Kraft = 10000kg * 0,00727m/s^2 = 72,7 Newton


Der Rest ist Kräfteparallelogramm.

An keiner Stelle würde sich diese Kraft deutlicher auswirken, als ganz am Ende des Seils, am Gegengewicht. Darum rechne ich’s hier.

Wir haben hier zwei aufeinander senkrecht stehende Kräfte. 1. radial von der Erde weg die schon berechneten 562000 Newton Fliehkraft - 35270 Newton Gravitationskraft der Erde auf die 1000000 kg des Gegengewichts. Und senkrecht dazu, die 72,7 Newton der durch die Beschleunig verursachten Kraft für den Aufzug, wenn er bei 10000 kg Gewicht mit 100 m/s aufwärts fährt.

Im Verhältnis dieser Kräfte und der Seillänge wandert das Gegengewicht weg von seinem Punkt 0. Also

X/100000km = 72,7N/(562000N – 35270N)

X = 13,8 km

Das Gegengewicht würde dabei etwa 1 m Höhe verlieren (lt. Herrn Pythagoras) (natürlich nur so lange, wie die Kraft wirkt, also der Aufzug fährt)


Herzliche Grüße

MAC

Mathias
12.05.2007, 23:03
Anstelle eine Liftes könnte man doch auch eine Seilbahn bauen, diese bräuchte keine Führungen. Gibt es nicht Sateliten, die gleichschnell um die Erde kreisen wie sie sich dreht. Somit könnte man eine Boden und Allstation bauen, an denen die Seile fixiert sind.

Daniel99
12.05.2007, 23:21
Hallo Mathias



Somit könnte man eine Boden und Allstation bauen, an denen die Seile fixiert sind.

1.Das Seil reißt durch die imensen Schwingen die durch die Länge des Seils verursacht werden.

2. Um ein etwa 100 km langes Seil in den Orbit zu befördern brauchen wir größere Trägerraketen, kurzum ein solches Transportmittel existiert auf der Erde nicht.

3. Welche Motoren treiben das Seil an?

4. Ein Teil des Seiles wäre dann in der Schwerelosigkeit und der Rest im Bereich der Erdanziehung. Wie sich das auswirkt würde mich auch mal interessieren. Aber siehe Punkt 1

Außerdem "eine Seilbahn zu den Sternen" irgendwo im TV habe ich den Titel schon mal gehört.

MfG Daniel

mac
13.05.2007, 02:01
Hallo Mathias und Daniel,


Anstelle eine Liftes könnte man doch auch eine Seilbahn bauen, diese bräuchte keine Führungen. Gibt es nicht Sateliten, die gleichschnell um die Erde kreisen wie sie sich dreht. Somit könnte man eine Boden und Allstation bauen, an denen die Seile fixiert sind.
4. Ein Teil des Seiles wäre dann in der Schwerelosigkeit und der Rest im Bereich der Erdanziehung. Wie sich das auswirkt würde mich auch mal interessieren.Mike Hammer Kruse hatte ein paar Rahmenbedingungen dazu mal vor einiger Zeit ausgerechnet: http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/showflat.php?Cat=&Board=satellit&Number=12075


Herzliche Grüße

MAC

Bynaus
14.05.2007, 10:57
1.Das Seil reißt durch die imensen Schwingen die durch die Länge des Seils verursacht werden.

In Simulationen des ganzen geschieht das aber nicht. Woher beziehst du diese Information?


Um ein etwa 100 km langes Seil in den Orbit zu befördern brauchen wir größere Trägerraketen, kurzum ein solches Transportmittel existiert auf der Erde nicht.

Das kommt ganz darauf an, wie leicht das Seil ist. Je nach dem reicht es, oder eben nicht. Carbon nanotubes in der entsprechenden Länge und Durchmesser, der für die geforderte Festigkeit erforderlich ist, sind leicht genug, um sie mit einer herkömlichen Trägerrakete ins All zu bringen.


3. Welche Motoren treiben das Seil an?

Das Seil braucht keine Motoren... oder meinst du den Climber? Dem soll, nach gegenwärtigen Plänen, die Energie von einem Mikrowellenstrahlen von der Bodenstation zugeschickt werden. Denkbar wären auch Brennstoffzellen, die auf der Erde wieder nachgetankt werden.


4. Ein Teil des Seiles wäre dann in der Schwerelosigkeit und der Rest im Bereich der Erdanziehung. Wie sich das auswirkt würde mich auch mal interessieren.

Das ganze Seil befindet sich innerhalb der Erdanziehungskraft. Du weisst, dass "Schwerelosigkeit" in Raumschiffen nichts mit Abwesenheit der Erdanziehungskraft zu tun hat, oder?

Details: http://en.wikipedia.org/wiki/Space_elevator

Daniel99
14.05.2007, 15:34
Hallo Mac

Danke für den Link. Hier muss ich meine Ausführungen aus dem letzten Post revidieren.

M_Hammer_Kruse Erklärung ist sehr ausführlich und verständlich.


Hallo Bynaus

Danke erstmal für den Link.

Punkt eins meiner Ausführung ist falsch.


Zitat Bynaus:
kommt ganz darauf an, wie leicht das Seil ist. Je nach dem reicht es, oder eben nicht. Carbon nanotubes in der entsprechenden Länge und Durchmesser, der für die geforderte Festigkeit erforderlich ist, sind leicht genug, um sie mit einer herkömlichen Trägerrakete ins All zu bringen. Die von mir angegebene Länge des Seiles ist inkorrekt.
Ein solches Seil müsste 150.000 Km lang sein.

Siehe M_Hammer_Kruses Ausführungnen in diesem Forum.
http://forum.astronomie.de/phpapps/u...t&Number=12075

Das Seil ist jetzt also erheblich länger und kann aus diesem Grund nicht ins All befördert werden.


Zitat Bynaus:
Das Seil braucht keine Motor.
Richtig, wenn die Raumfahrzeuge daran „hochklettern“.


Zitat Bynaus:
Das ganze Seil befindet sich innerhalb der Erdanziehungskraft. Du weisst, dass "Schwerelosigkeit" in Raumschiffen nichts mit Abwesenheit der Erdanziehungskraft zu tun hat, oder?
Das ist richtig, aber bei der nun angegebenen Länge des Seiles ist die Sachlage ein wenig anders.
Siehe http://forum.astronomie.de/phpapps/u...t&Number=12075

Danke für deine berechtigten Einwände.

MfG Daniel

Bynaus
14.05.2007, 16:08
Das Seil ist jetzt also erheblich länger und kann aus diesem Grund nicht ins All befördert werden.

Du meinst wegen den 100 km? Das war mir schon klar, dass das ein Tippfehler ist. Meine Aussage bleibt: für Carbon Nanotubes ist die Masse des Seils nicht zu hoch, um es mit einer konventionellen Rakete ins All zu tragen.


Das ist richtig, aber bei der nun angegebenen Länge des Seiles ist die Sachlage ein wenig anders.

Keinesfalls, auch bei 150000 km Länge ist das ganze Seil im Bereich der Erdanziehungskraft. Die Erdanziehungskraft dominiert bis in eine Entfernung von 1.5 Mio km (sog. Hill-Radius) über die Anziehungskraft der Sonne (dort würde ein Umlauf um die Erde genau ein Jahr dauern, womit sich das Objekt, wie die Erde, in einem Sonnenorbit befindet).

Deshalb nochmals meine Frage:


Du weisst, dass "Schwerelosigkeit" in Raumschiffen nichts mit Abwesenheit der Erdanziehungskraft zu tun hat, oder?

Eine Firma, die einen Weltraumlift bauen will, ist Liftport: http://www.liftport.com/

Daniel99
14.05.2007, 17:08
Hallo Bynaus




Zitat Bynaus
Deshalb nochmals meine Frage:
Du weisst, dass "Schwerelosigkeit" in Raumschiffen nichts mit Abwesenheit der Erdanziehungskraft zu tun hat, oder?

Es gibt im Weltraum keine Schwerelosigkeit welche sich aus der Abwesenheit der Gravitation definiert.
Die Schwerelosigkeit ist freier Fall.
Die Anziehungskraft der Erde ist abhängig von ihrer Masse.

Frage beantwortet?

MfG Daniel

mac
14.05.2007, 18:59
Hallo Bynaus,


Eine Firma, die einen Weltraumlift bauen will, ist Liftport: http://www.liftport.com/sehr interessanter Link!

Ich notiere hier mal einen weiteren, den ich bei liftport.com gefunden hab', weil er möglicherweise schnell von aktuelleren Informationen verdrängt werden könnte. Er beschreibt den derzeitigen Stand der Technik bei der Herstellung.

http://www.laboratorynetwork.com/content/news/article.asp?docid=%7B9D5C49AA-D8E2-442F-B990-67E7917ECA95%7D

Herzliche Grüße

MAC

Bynaus
15.05.2007, 08:41
Frage beantwortet?

Ja. Wie kommst du denn darauf, dass ein Teil des Seils sich ausserhalb der Erdanziehungskraft befinde?

@mac: Danke für den Link!

Maria49
25.05.2007, 00:47
Das klingt ja alles ganz plausibel... Ich frage mich nur, was passiert, wenn ein Meteorit das Seil trifft, sagen wir in Höhe der geostationären Bahn, wo ohnehin die Belastung am größten ist. Hat das schon mal jemand simuliert?

mac
25.05.2007, 00:58
Hallo Maria49,


Ich frage mich nur, was passiert, wenn ein Meteorit das Seil trifft, sagen wir in Höhe der geostationären Bahn, wo ohnehin die Belastung am größten ist. Hat das schon mal jemand simuliert?Tja, eine finanzielle Katastrophe, und wenn gerade jemand unterwegs ist, auch eine menschliche Katastrophe, wenn der Meteorit das Seil zerstören kann. (hängt von der Energiemenge ab, die er übertragen kann)

Herzliche Grüße

MAC

Bynaus
25.05.2007, 10:07
Die Chance ist allerdings recht klein - wieviele der zehntausenden von Satelliten, die heute in der Erdumlaufbahn unterwegs sind, wurden schon mal von einem Meteoroiden (ein Meteorit ist es erst, wenn er auf die Oberfläche gefallen ist) getroffen?

Und selbst, wenn jemand unterwegs ist: in den allermeisten Fällen dürfte der Lift bereits eine suborbitale Geschwindigkeit erreicht haben. Wenn man ihn mit einem Not-Hitzeschild ausstattet, dann kann er sich auch einfach vom Seil abkoppeln und in die Atmosphäre eintreten. Alternativ wäre denkbar, eine Rettungskapsel mitzuführen, die diese Fähigkeit hat, um die Passagiere zu retten.

mac
25.05.2007, 20:25
Hallo Bynaus,

ich hatte den Eindruck, Maria49 wollte sich 'gruseln' und dachte mir: Tu ihr den Gefallen. ;)
Aber im Ernst. Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision, ich denke im wesentlichen an Weltraumschrott, ist schon deutlich höher, als bei einem Satelliten z.B.

Durch die Länge des Seiles, verteilt sich der umlaufende Schrott ja nicht mehr im Raum, sondern für das Seil nur noch auf einer 'Fläche'.

Herzliche Grüße

MAC

Wolfrum
15.06.2007, 18:10
Eine Firma, die einen Weltraumlift bauen will, ist Liftport: http://www.liftport.com/

http://de.wikipedia.org/wiki/Weltraumlift

Kohlenstoffnanoröhren scheinen diese Reißlänge noch einmal um einen Faktor 5 zu übertreffen, Berechnungen von Nicola Pugno des Polytechnikums in Turin ergaben jedoch, dass bei der Verwebung von Kohlenstoffnanoröhren zu längeren Kabeln die Reißfestigkeit des Kabels um ca. 70 % gegenüber der Reißfestigkeit einzelner Nanoröhren abnimmt.[1] Grund dafür ist ein unvermeidlicher Kristallbaufehler, welcher gemäß Pugnos Modells die Belastbarkeit des Kabels auf ca. 30 Gigapascal reduziert. Berechnungen der NASA zufolge wäre jedoch ein Material mit einer Belastbarkeit von etwa 62 Gigapascal notwendig um den auftretenden Kräften zu widerstehen.

Mal eben einen Blick in die Wikipedia geworfen.

Unvermeidlicher Kristallbaufehler. 62 Gigapascal wären erforderlich. Fast schon prinzipiell unmöglich.

Wolfrum
15.06.2007, 18:34
Die Chance ist allerdings recht klein - wieviele der zehntausenden von Satelliten, die heute in der Erdumlaufbahn unterwegs sind, wurden schon mal von einem Meteoroiden (ein Meteorit ist es erst, wenn er auf die Oberfläche gefallen ist) getroffen?

Und selbst, wenn jemand unterwegs ist: in den allermeisten Fällen dürfte der Lift bereits eine suborbitale Geschwindigkeit erreicht haben. Wenn man ihn mit einem Not-Hitzeschild ausstattet, dann kann er sich auch einfach vom Seil abkoppeln und in die Atmosphäre eintreten. Alternativ wäre denkbar, eine Rettungskapsel mitzuführen, die diese Fähigkeit hat, um die Passagiere zu retten.

Laut Modellen, wie z.B. MASTER-2005 (Meteoroid and Space Debris Terrestrial Environment Reference) von der ESA, befinden sich über 600.000 Objekte mit einem Durchmesser größer als 1 cm in Umlaufbahnen um die Erde. Nur ein Bruchteil davon, ca. 13.000 Objekte, kann mit Hilfe des amerikanischen Space Surveillance Systems kontinuierlich beobachtet werden. Im Rahmen von Weltraummüll-Messkampagnen werden mit Hilfe von Radaranlagen und Teleskopen sporadische Messungen durchgeführt. Hierbei können Objekte bis hinunter zu einem Durchmesser von 2 mm (Goldstone-Radarbeobachtungen) im Low Earth Orbit (LEO) bzw. 10 cm (ESA-Space Debris Teleskop) im Geostationären Orbit (GEO) detektiert werden. Solche Beobachtungen werden zur Validierung von Weltraummüll-Modellen wie MASTER verwendet. Eine weitere Quelle für Informationen über die Weltraummüllumgebung sind zurückgeführte Satellitenoberflächen. Dazu zählen unter anderem die Solarzellen des Hubble Space Teleskops. Auf letzteren wurde eine Vielzahl an Einschlagkratern erfasst und ausgewertet. Mit Hilfe spektroskopischer Analysen konnten auch Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und somit die möglichen Quellen der eingeschlagenen Objekte gezogen werden.


600.000 Objekte mit einer Größe von über 1cm.

Dein Vergleich damit, wieviele Meteoriten jeden Tag in deiner Umgebung einschlagen, hinkt.

1. Zum einen kann ein wenige cm große Stück Weltraummüll gar nicht in deiner Nähe einschlagen, weil solche Krümelchen nämlich in der Atmosphäre verglühen.

2. Keiner dieser Brocken hat eine Umlaufbahn, die in deiner Nähe vorbeiführt. Hätte er es, dann wäre er schon längst irgendwo auf die Erde geknallt und könnte dir nicht mehr gefährlich werden.


Eine Rechnung.

Der Weltraumlift steht am Äquator. Jeder Orbit eines Müllteilchens geht zweimal pro Umlauf über den Äquator, es sei den der Äquator liegt genau unter der Umlaufbahn. Ein Umlauf dauert etwa im Schnitt 3 Stunden. (Meine Schätzung für niedrig fliegende Teile, kürzer als 1,5 h geht es jedenfalls nicht.)

D.h. Jedes dieser 600.000 Müllteilchen kreuzt etwa 16 Mal am Tag den Äquator. Sind multipliziert etwa 10 Millionen Äquatorüberquerungen von Weltraummüll am Tag. Da der Weltraumlift sehr lang ist, spielt die Orbithöhe bei dieser Rechnung keine Rolle.

Der Äquator hat einen Umfang von 40 Millionen m, rechnen wir mal mit Durchschittlich 50 Millionen m im All. Würde der Weltraumlift aus nur einer Strippe bestehen, würde jeden Tag an dieser Strippe ein Brocken Weltraummüll im Abstand von 2,50m vorbeisausen.

Da der Weltraumlift aus mehreren Seilen bestehen muß, die ab und an Verbunden sind sieht es noch schlechter aus. Sagen wir mal, es sind 5 Strippen, dann saust jeden Tag ein Brocken Weltraummüll im Abstand von weniger als 50 cm am Lift vorbei.

Wenn du jetzt noch dazurechnest, daß das nur die bekannten Teilchen sind, es aber noch jede Menge kleinerer gibt, würde ich sagen:

Eine Kollision mit dem Weltraumlift alle 2 oder 3 TAGE... Und bei kosmischen Geschwindigkeiten haben auck kleine Teilchen die Energie einer Handgranate.

Die werden ganz schön was zu repariern haben.

Dann schon lieber das Projekt Wolfrum.

http://www.terrorfehlschlag.ja-nee.de/blitze_und_raumfahrt.htm

Bynaus
17.06.2007, 21:47
Dein Vergleich damit, wieviele Meteoriten jeden Tag in deiner Umgebung einschlagen, hinkt.

Ähm... bitte meinen Text nochmals lesen. Ich habe nichts dergleichen behauptet.


Da der Weltraumlift aus mehreren Seilen bestehen muß, die ab und an Verbunden sind sieht es noch schlechter aus. Sagen wir mal, es sind 5 Strippen, dann saust jeden Tag ein Brocken Weltraummüll im Abstand von weniger als 50 cm am Lift vorbei.

Kaum - 5 Stripen sind nicht signifikant breiter als 1 Stripe - auf jeden Fall macht es überhaupt keinen Sinn, die mittlere Kreuzdistanz (zumindest die, die du angegeben hast - ich hab das nicht nachgerechnet, aber das hol ich mal noch nach) einfach durch fünf zu dividieren.

mac
17.06.2007, 21:59
Hallo Bynaus und Wolfrum,

ich denke auch, daß der Weltraumschrott ein ernsthaftes Problem darstellt. Nicht nur für ein Orbitalseil.

Ich denke aber auch, daß die technische Herausforderung dieses Problem zu lösen sich nicht um Größenordnungen unterscheidet, von der technischen Herausforderung ein Orbitalseil herzustellen und zu installieren.

Herzliche Grüße

MAC