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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Proxima Centauri erreichen mit Teilchenbeschleuniger



Jakob5
14.02.2018, 13:07
Hallo zusammen,

was mich seit einiger Zeit beschäftigt, ist die Starshot Initiative. Darin wollen sie den nächsten Stern, den Proxima Centauri, innerhalb von 20 Jahren erreichen.

Leider gibt es bisher kein einziges realistisches Konzept, wie das zu machen ist.

Was haltet ihr dagegen von meiner Idee?

1. Man baut so etwas wie einen Teilchenbeschleuniger, nur eben nicht für Teilchen, sonder für einen Kleinstsatelliten, entweder im erdnahen All oder auf dem Mond.
Gemeint ist ein grosse Röhre, die in ihrem Inneren den Satelliten immer mehr beschleunigt. Das muss kein elektrisches Feld sein wie im Teilchenbeschleuniger, es kann z.B. durch Laser, oder auch etappenweise, bspw. mechanisch, von statten gehen.

2. Ausserhalb der Erde, damit der beschleunigte Satellit nicht wieder durch die Atmosphäre abgebremst wird.

3. Der Kleinstsatellit soll möglichst kompakt gebaut werden, bspw. 1 mm3 Grösse. Inhalt soll nur eine Kamera und ein Funksystem sein plus eventuell Bremssystem.

4. Das Problem wird das Abbremsen vor Ort sein. Sonnensegel sind wohl zu schwach, ich würde etwas anderes vorschlagen: Eine Art "Anker" mit gummiartigem Seil, das vor Ort dann in den Planeten geschossen wird und als Bremse benutzt wird. Ich weiss dass da ungeheure Kräfte wirken, aber 1. ist der Satellit klein, und wenn es 2. nicht klappen sollte, kann der Satellit auch stattdessen, ein paar Fotos schiessen, ohne abzubremsen.

Auf eure Meinung bin ich gespannt!

LG Jakob

MGZ
14.02.2018, 13:24
Breakthrough Starshot hat ein Konzept, nämlich Sonnensegel plus Superlaser (salopp gesagt).

Ein Teilchenbeschleuniger wird nicht funktionieren, jedenfalls nicht ohne extrem hohen Materialaufwand. Die übertragene kinetische Energie ist sehr ähnlich wie die, die die Teilchen bekommen.
Die Sache mit dem Gummiseil ist noch viel weniger realistisch. Eigentlich gibt es zum Abbremsen noch keine plausiblen Vorschläge.

Jakob5
14.02.2018, 13:49
Ja, von dem Sonnensegel habe ich gehört, aber sie reden von 100 Jahren statt von 20, ausserdem ist das materialtechnisch noch nicht möglich (50 km2 Segel mit ein paar Gramm Gewicht - stabil bei riesigen Geschwindigkeiten).

Der Teilchenbeschleuniger muss ja nicht auf 99% Lichtgeschwindigkeit beschleunigen wie herkömliche, sondern eben nur auf 20%. Der Energie- und Materialaufwand wird ja vor allem in Richtung 100% c riesig, d.h. bei 20% sollte es noch deutlich machbarer sein.

Bynaus
14.02.2018, 14:17
Zum Abbremsen gibt es schon ein Konzept, ein Magnetsegel sollte mit moderaten Mitteln die Abbremsung von interstellaren zu interplanetaren Geschwindigkeiten ermöglichen. Sofern der Zielstern einen Sternwind hat. Aber bei Proxima ist das kein Problem...

Jakob5
14.02.2018, 14:32
Die Abbremsidee klingt gut. Wurde das mal durchgerechnet? Daran scheitert es oft.

Nochmal, wieso ich mechanische Be-und Entschleunigungen ins Spiel bringe:

Die schnellsten Geschwindigkeiten, die je erzeugt wurden, sind nicht die Raketen von Menschen, sondern die Sporen von bestimmten Pilzsorten.

Das heisst, wenn wir von denen lernen und das in einem technischen Massstab, können wir vielleicht an die % Lichtgeschwindigkeit heran.

Jakob5
14.02.2018, 15:03
Verzeihung, da hat sich Guila Enders in einem Artikel wohl verschrieben: Nicht die Geschwindigkeit, sondern die Beschleunigung von Pilzsporen ist höher als alles, was Menschen erreichen.

Bynaus
14.02.2018, 15:22
Die magnetische Abbremsung wird schon seit Jahren diskutiert. Siehe z.B. hier: https://arxiv.org/abs/1603.03015

Das Problem beim Teilchenbeschleuniger ist, neben dem materiellen Aufwand, die enorme Beschleunigung, die nötig ist - selbst für 20% der Lichtgeschwindigkeit. Sagen wir mal, optimistischerweise, wir machen die Beschleunigungsstrecke 1000 km lang. Welche Beschleunigung muss das Projektil dann aushalten, damit es am Ende mit 0.2 c die Mündung verlässt? Mit v^2 / 2s = a komme ich auf 180 Mio Ge...

Jakob5
14.02.2018, 16:03
Ja, deshalb sind ja Teilchenbeschleuniger oft kreisförmig, was sich in diesem Fall auch empfehlen würde. Die Fliehkräfte aufzufangen ist dann natürlich eine Herausforderung. Ich würde das Ding an einem hochfesten Seil befestigen und um einen Mittelpunkt zirkulieren lassen.

Protuberanz
14.02.2018, 21:13
Es kann eigentlich nur mit riesigen Sonnensegeln funktionieren. Denn wir benötigen noch ein weiteres Bauteil was sehr große Ausmaße haben muß. Das ist die Sendeantenne. Wenn die Antenne zu klein ist, würde man extrem leistungsstarke Sendeverstärker benötigen, um ein verständliches Signal über diese Entfernung transportieren zu können. Leistungsverstärker sind jedoch wieder sehr gewichtig, allein schon wegen der Kühlung, die sie benötigen. Außerdem fressen sie wieder eine Menge Strom, den wir auch nur dann haben, wenn der Generator groß und schwer ist. Und nicht zu vergessen, die goldene Regel der Funkübertragung, der beste Antennenverstärker ist und bleibt nun einmal die Antenne selbst. Das Antriebs-/Bremssegel und die Sendeantenne sollten also ein Kombigerät bilden.
Aber davon einmal abgesehen, sollte die Reisezeit auf jeden Fall deutlich unter 100 Jahren liegen. Denn die MTBF-Zeit unserer derzeitigen Halbleiterelektronik ist nicht dazu angetan, zu erhoffen, das die Geräte noch fehlerfrei funktionieren, wenn sie länger unterwegs sind. Schon gar nicht unter den verschärften Bedingungen der kosmischen Strahlung.

Bynaus
14.02.2018, 21:48
Ja, deshalb sind ja Teilchenbeschleuniger oft kreisförmig, was sich in diesem Fall auch empfehlen würde. Die Fliehkräfte aufzufangen ist dann natürlich eine Herausforderung. Ich würde das Ding an einem hochfesten Seil befestigen und um einen Mittelpunkt zirkulieren lassen.

Das ist komplett illusorisch. Du unterschätzt vollkommen, wie schnell 20% c wirklich sind. Wenn du mir nicht glaubst, kannst du ja mal ausrechnen, welche Fliehkräfte du bei einem rund um den Mondäquator gelegten Teilchenbeschleuniger bei 0.2 c "auffangen" müsstest... Und, welche Zugkraft an deinem "hochfesten" Seil ziehen würden...

JensU
14.02.2018, 22:13
Hallo zusammen,

3. Der Kleinstsatellit soll möglichst kompakt gebaut werden, bspw. 1 mm3 Grösse. Inhalt soll nur eine Kamera und ein Funksystem sein plus eventuell Bremssystem.

Auf eure Meinung bin ich gespannt!

LG Jakob


Meinst du 1mm3, 1dm3 oder 1m3 für den Satellit?
Mein 1.Vorschlag wäre ein kleiner Eisasteroid, der als Raumsonde genutzt wird.
Ein Kernreaktor wandelt Eis in einen spezifischen Impuls um.
Mein 2.Vorschlag ist eine Raumsonde mit der Umwandlung kosmischerTeilchstrahlung in einen spezifischen Impuls mittels elektrischen Feld.

Gruß,
Jens

Bynaus
15.02.2018, 08:35
@Jens, du nervst langsam. Verschiedene User haben sich die Mühe gemacht, dir zu zeigen, wo die Probleme mit deinem Vorschlag sind. Und trotzdem wiederholst du ihn hier als ob nichts wäre. Das ist nicht der Stil, den wir hier sehen wollen.

Jakob5
15.02.2018, 10:10
Das ist komplett illusorisch. Du unterschätzt vollkommen, wie schnell 20% c wirklich sind. Wenn du mir nicht glaubst, kannst du ja mal ausrechnen, welche Fliehkräfte du bei einem rund um den Mondäquator gelegten Teilchenbeschleuniger bei 0.2 c "auffangen" müsstest... Und, welche Zugkraft an deinem "hochfesten" Seil ziehen würden...

Ich habe es eben nachgerechnet mit Fz = m*v^2/r. Es ist tatsächlich illusorisch, zumindest mit einem Stahlseil und allem, was nicht mindestens Faktor 100 zugfester ist.

Meine Schlussfolgerung an Hand der Rechnung ist aber auch, das man wohl Grössenordnung 0,1% c mit so einem Seil machen kann.

Dannach muss anders weiterbeschleunigt werden (Laser, Magnetfeld ...?)

Jakob5
15.02.2018, 10:51
Meinst du 1mm3, 1dm3 oder 1m3 für den Satellit?
Mein 1.Vorschlag wäre ein kleiner Eisasteroid, der als Raumsonde genutzt wird.
Ein Kernreaktor wandelt Eis in einen spezifischen Impuls um.
Mein 2.Vorschlag ist eine Raumsonde mit der Umwandlung kosmischerTeilchstrahlung in einen spezifischen Impuls mittels elektrischen Feld.

Gruß,
Jens

Hallo Jens,
ich habe diesen Teilchenvorschlag von dir schon mitverfolgt. Allerdings habe auch ich den Eindruck, dass dir elementare Prinzipien wie Energieerhaltung und der Entropiesatz nicht angewandt präsent sind. Ich würde dir ein natur/ ingenieurwissenschaftliches Studium empfehlen, wenn du lösungsorientiert mitreden willst. Wenn es dir mehr ums Träumen geht, wäre wahrscheinlich ein Star-Wars / Star Trek Forum ein Ort für dich.

Jakob5
16.02.2018, 15:27
Wobei es wahrscheinlich noch besser wäre, die Zentrifugalkraft magnetisch aufzufangen. Um die Fläche zu vergrössern, am Besten von beiden Seiten mit - und + Pol.

Der Satellit wäre wie gesagt mit ein paar mm^2 sehr klein. Die geringe Sendeleistung könnte durch folgende Idee gelöst werden: Nach der Sendung des ersten werden in gewissen Abständen Sendungsverstärker hinterhergesendet, mit geringerer Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeiten und Abschusszeiten werden so bestimmt, dass, wenn Satellit 1 am Zielpunkt angelangt ist, die anderen in den richtigen Abständen stehen, um das Signal bis zur Erde zu übermitteln. Die Kosten würden sich nicht erhöhen, weil wenn der Beschleuniger einmal da ist, macht es einen geringen Unterschied, ob er einen oder 1000 Satelliten beschleunigt.

Protuberanz
16.02.2018, 20:16
Deine Ergänzung, macht die gesamte Idee nicht praktikabler. Du müßtest für jedes einzelne Objekt einen Steuerrechner mit ausreichend Speicher, eine Empfangs- und eine Sendeanlage haben. Außerdem müßten alle Relaisstationen über eine Bremsanlage und ein Navigationssystem mit Positionskorrektur verfügen. Das kann nur anhand von Sternpositionen erfolgen. Also brauchst Du für jedes einzelne Relais optische Sensoren, mit passender Auswertungselektronik und entsprechender Software dazu.
Desweiteren benötigt jedes System eine eigene Energieversorgung. Solar ist nicht, weil interstellarer Raum. Geräte im mm²-Bereich sind blanke Illusion. Die Leistungselektronik und deren Stromversorgung blähen den ganzen Spaß deutlich auf.

Protuberanz
16.02.2018, 20:34
Hinzu kommt, das jeder, der sich schon einmal mit elektronischen Projekten beschäftigt hat weiß, das jede zusätzliche Komponente das Gesamtsystem störanfälliger macht. Das wiederum bedeutet, Du müßtest zusätzlich auch noch für Redundanz sorgen. Im Idealfall sogar mehrfach. Hochverfügbarkeitssysteme besitzen eine 3-4fach Redundanz. Auf der Erde wohlgemerkt. Hier sind die Systeme jederzeit erreichbar und ggf. reparabel. Bei einem Projekt dieser Größenordnung und Wichtigkeit würde ich die Redundanz deutlich höher ansetzen. Vor allem, da Du im Störfall nicht mal eben einen Servicetechniker hinschicken kannst, der die Störung beseitigt.
Im Prinzip sehr ich nur 2 realistische Möglichkeiten eine entsprechende Sendeleistung zu generieren. Entweder die Geschichte mit dem Antriebs-/Bremssegel kombiniert mit einer Sendeantenne. Oder und das ist glaube ich die bessere Lösung, viele Kleinstsatelliten gemeinsam auf die Reise geschickt und entsprechend miteinander vernetzt. Damit könnte man sogar gleich 2 Fliegen mit einer Klappe schlagen. Erstens können alle Satelliten zusammen eine bessere optische Auflösung erzielen und zweitens als Antennennetzwerk dienen. Allerdings müßte jeder einzelne auch deutlich größer sein, als nur ein paar mm². Die Cubesats sind ein relativ realistisches Objekt. Aber von denen wiegt einer bereits ca. 1,5kg.
Wie man die Dinger jedoch beschleunigen, bremsen und deren Position zueinander steuern soll, ist mir ein Rätsel. Ach ja und eine Energiequelle brauchen die ja auch noch. Denn bei mehreren Jahrzehnten ohne Strom, brauchst Du Dir keine großen Hoffnungen zu machen, das die dann vor Ort angekommen mit ein paar Solarzellen wieder zum Leben erweckt werden können.

pauli
17.02.2018, 11:22
Kann man knicken, wird nie was

Jakob5
18.02.2018, 18:17
Protuberanz,
danke für deine Aufklärung.
Diese kombinierte Idee von uns beiden, mehrere Objekte zu schicken, wäre doch gar nicht so unrealistisch. Wie du sagst, die Auflösung und Sendeleistung würde es erhöhen; anstatt einen grossen, viele kleine Satelliten schicken, da sich diese auch eher beschleunigen lassen.
Ausserdem könnte man mit der Methode auch, wenn richtig durchdacht, eventuell auf den Bremsvorgang verzichten. Der Bremsvorgang ist ja dazu da, dass möglichst viele / mehrere Aufnahmen vor Ort gemacht werden können. Stattdessen schickt man einfach beliebig viele Kleinstsatelliten Richtung Proxima Centauri, die dann zwar alle in Sekundenbruchteilen wieder weg sind, aber doch jeder zumindest ein Foto machen konnte.

Das alles setzt natürlich eine extrem genaue Programmierung und Lokalisierung voraus.

Jakob5
18.02.2018, 18:17
Pauli, das ist die falsche Einstellung.

Protuberanz
19.02.2018, 20:40
Entschuldigung Jakob, Du hast mich falsch verstanden. Viele Satelliten? ja! Aber nicht nacheinander, sondern gleichzeitig. Und auch nicht in der Größe, die Du favorisiert hast, sondern deutlich größer.
Ich zeigte aber auch noch zusätzliche Probleme auf. Du benötigst zwingend eine Stromversorgung für die Reise. Das kann eigentlich nur mit einer Radionuklidbatterie, oder besser thermonuklear erfolgen. Wobei wir letztere Technologie noch nicht einmal ansatzweise verfügbar haben. Ein Radionuklidbatterie, bedeutet jedoch viel Gewicht und geringe Effizienz auf diese Distanz.
Auch um das Bremsen wirst Du nicht drum herum kommen. Denn die Satelliten müssen die Bilder aufnehmen, speichern und übertragen. Die Übertragungsrate wird auf diese Entfernung grottenschlecht sein. Wenn Du Dir vor Augen hältst, das New Horizons (mit einer perfekten Antenne, von über 2m Durchmesser) vom Pluto aus eine Datenrate von 600-700 Bit/s hat (und das sind nur ca. 36 AU), dann kannst Du Dir vielleicht vorstellen, das wir vom PC ein einzelnes Bit wahrscheinlich mehrfach pro Minute senden müssen, um eine einigermaßen fehlerfreie Übertragung zu haben. Hinzu kommt, das es nur eine Antennenmatrix ist. Wir also auf das hochrechnen durch Software angewiesen sind. Die Übertragung eines einzelnen Bildes wird so, je nach Auflösung, mehrere Wochen, bis Monate dauern.
Und dabei darf man nicht vergessen, das wir immer noch nicht das Problem der Beschleunigung und Lageregelung geklärt haben.
Ich halte ein solches Projekt, mit den derzeitigen technischen Möglichkeiten für ausgeschlossen.

Jakob5
20.02.2018, 10:38
Hallo Protub, danke für deine Antwort.
In der Tat habe ich die Datenübertragung überschätzt.
Ich würde aber noch nicht so schnell aufgeben.
Sofern das Bremsproblem gelöst wäre, hätte ich eine Low-carb und Low-cost Lösung für die Datenübertragung:
Der Satellit positioniert sich in exakt der richtigen Entfernung vor Proxima Centauri. Durch z.B. eine Art Paddel verschattet er diese dabei kodiert. Auf der Erde wird das Signal empfangen. Das ist eine geniale und einfache Methode, Daten zu übertragen.

Jakob5
20.02.2018, 11:05
Protub,
noch einmal im Ernst:

Ich glaube, die Lösung im Starshotproblem liegt WIRKLICH darin, dass wir, anstatt einen mittelgrossen, viele mini kleine Satelliten schicken. Die vielleicht auch unterschiedliche Aufgaben übernehmen, auf jeden Fall jedoch im Millimeterbereich liegen, damit sie überhaupt erst so hoch beschleunigt werden können.

Jakob5
20.02.2018, 11:08
Wow, langsam eröffnet sich das Konzept wirklich!

Mit Hilfe eines Gummibands könnten z.B. 100e Kleinstsatelliten durch Impulsübertragung mindestens einen davon auf 0 kmh abbremsen! Kann es gerne erklären, wenn unverständlich.

mac
20.02.2018, 11:08
Hallo Jakob 5,

rechne doch mal aus, wie groß das Paddel dafür sein müßte und wie weit weg vom Stern der Satellit sein müßte um z.B. 1 ppm des Sternenlichts abzudecken.

Herzliche Grüße

MAC

Und wenn Du schon dabei bist, dann rechne mal aus wie stark das Gummiband sein müßte und wie schwer diese mit den Satelliten zusammenhängende Masse wäre, die Du dann ja zunächst mal gleichzeitig beschleunigen müßtest. (Und es wäre auch kein Fehler, solche Rechnungen vor dem Posten durchzuführen)

Jakob5
20.02.2018, 11:38
Danke mac. Das mit dem Paddel müsste ich erst noch durchdenken. Ich nehme aber an, das ein paar hundert AUs ausreichen, um die Sonne komplett zu verdenken. Von so einer Distanz lassen sich schon schöne Fotos schiessen, bzw. so eine Distanz lässt sich, wenn Bremsen möglich ist, auch noch zurücklegen.

Nochmal zu dem Abbremsvorgang:
Die Gummistärke ist ein Resultat, der Freihzeitsgrad ist die Anzahl Satelliten. Meinetwegen erhöhe sie auf 10 000 Minsatelliten.

ÜBRIGENS liesse sich damit auch der Startvorgang ausführen. Ich stelle mir eine Rampe vor, die 9 999 "Gewichte" verschiesst, und einen Kleinstsatellit. Durch Aktio-Reaktio und "Gummibänder" können diese den Kleinstsatellit auf 20% Lichtgeschwindigkeit bringen.

Das klingt nach einem Konzept! Meint ihr nicht?

zabki
20.02.2018, 12:20
Das klingt nach einem Konzept! Meint ihr nicht?

sorry für die Laienstellungnahme - für mich klingt das tatsächlich nach einem schönen Konzept - aber eines für ein Bilderbuch mit einer SF-Story für Dreijährige.

Bitte nicht übelnehmen. zabki

Jakob5
20.02.2018, 13:50
zabki, das liegt wahrscheinlich an meiner Wortwahl (Gummibänder).

Versuche bitte, von meiner laienhaften Wortwahl abzusehen, ich bin Ingenieur auf einem anderen Gebiet. Versuche von der Semantik wegzusehen, und dich mehr auf den Inhalt zu fokussieren.

Wolverine79
20.02.2018, 13:53
Ich glaube, die Lösung im Starshotproblem liegt WIRKLICH darin, dass wir, anstatt einen mittelgrossen, viele mini kleine Satelliten schicken.

Wieso ist das ein Starshotproblem? Genau das ist doch das Konzept des Starshot-Projekts. Man will statt einem Satelliten, dutzende Nano-Satelliten ins All schießen.

Edit: Und die Segel beim Starshot-Projekt sollen nicht "50 km2 Segel mit ein paar Gramm Gewicht" haben, wie von Jakob5 weiter oben behauptet, sondern nur 4x4m² bei einem Gramm Gewicht.

mac
20.02.2018, 15:15
Hallo Jakob5,


Das mit dem Paddel müsste ich erst noch durchdenken.das ist das was ich meinte, als ich von rechnen vor dem Posten schrieb!
Wenn Du es doch wenigstens jetzt getan hättest!


Ich nehme aber an, das ein paar hundert AUs ausreichen, um die Sonne komplett zu verdenken. Von so einer Distanz lassen sich schon schöne Fotos schiessen, bzw. so eine Distanz lässt sich, wenn Bremsen möglich ist, auch noch zurücklegen.irgendwie passt das nicht zu dieser Aussage?


ich bin Ingenieur


Simpler Dreisatz:
Proxima Centauri Radius 101.500.000 m, Entfernung rund 4,2 Lichtjahre, rund 267000 astronomische Einheiten.
(1 m², rund) Paddel Radius 0,564 m
Damit die Kreisscheibe des Paddels 1 Millionstel der sichtbaren Fläche von Proxima Centauri abdecken kann, muß sie 180 tausend mal näher am Betrachter sein, als Proxima Centauri
Faktor = (101.500.000/1000)/0,564
/1000 deshalb, weil ich mit den Radii rechne. Ins Quadrat, ist das der Faktor 1 Million.

Proximal Centauri ist von uns rund 267000 astronomische Einheiten entfernt, also muß ‚Dein‘ Paddel 1,48 astronomische Einheiten von Dir (bzw. rund 267000 astronomische Einheiten von Proxima Centauri) entfernt sein, um maximal 1 Millionstel der Sternenscheibe von Proxima Centauri abzudecken (alles nur rein geometrisch und deshalb falsch, weil die Lichtbeugung einen großen Teil dieser Abdeckung wieder aufhebt. Ist also völlig unbrauchbar, um nicht zu sagen Stuß)

Von einem Ingenieur hätte ich eigentlich erwartet, daß er das vorher nachrechnet und dann erst gar nicht postet - denn es kostet viel Zeit diesen haarstäubenden Unfug wieder gerade zu rücken für die, die sowas auf Anhieb nicht rechnen können, aber vielleicht mitgelesen haben.

Herzliche Grüße

MAC

Nachtrag: Was glaubst Du, mit welcher Baudrate Du dieses Paddel mechanisch drehen kannst, ohne Kraftwerk an Bord?

mac
20.02.2018, 16:04
Noch etwas zu Deinen Gummibändern.

20% c wären 60.000.000 m/s. Aufgeteilt auf ‚Deine‘ 10000 Satelliten müßte eine Differenzgeschwindigkeit von 6 km/s (fast die Geschwindigkeit für eine Umlaufbahn) von einem Gummiband abgebremst werden. (bei 1kg Masse sind das rund 18 Megajoule kinetische Energie)

Schlag nach, wie ein Gummiband, oder eine Feder beschaffen sein müßte, um einen z.B. 1 kg schweren Satelliten und sich selbst zu stoppen.

Herzliche Grüße

MAC

Jakob5
20.02.2018, 16:08
Hallo mac,

danke fürs Durchrechnen, die Idee mit dem Paddel ist damit endgültig gestorben.
Jedoch die Grundidee, den Stern vor Ort zur Informationsübertragung zu nutzen, finde ich nach wie vor nachdenkenswert - schliesslicht hat man schon massenhaft Photonen, die genau den Weg zur Erde gehen. Es lohnt sich immer, an bestehende natürliche Bedingungen anzuknüpfen, so wie wir z.B. hier auf der Erde die Wasserkraft der Flüsse benutzen, um Waren fortzubewegen. Aber nicht mit dem Paddel, da sind wir uns beide einig. Habe für einen moment meine Optik-Kinderstube vergessen ;)

Ich rechne nicht alles sofort durch, weil es ja hier im Forum auch um einen Gedankenaustausch geht, Raumsonden bauen werden wir wohl nicht bzw. erst wenn wir zu einem plausiblen Ergebnis gekommen sind ;)

Hat jemand Argumente gegen die Aktio-Reaktio Beschleunging? Technisch natürlich schwierig umzusetzen.

mac
20.02.2018, 18:36
Hallo Jakob5,


Hat jemand Argumente gegen die Aktio-Reaktio Beschleunging? Technisch natürlich schwierig umzusetzen.
Ja!

Welchen Sinn soll es machen, 10000 Satelliten (je 1 kg) auf 20% c zu beschleunigen, also 0,5 * 10000kg * (60.000.000 m/s)² = 1,8*10^19 Joule Energie zu verbraten, um anschließend einen der Satelliten mit 1,8*10^15 Joule abzubremsen? (Alles mit idealem, masselosen Gummiband und ohne die Masse des Energieträgers, was im wirklichen Leben nicht existiert)

Für die gleiche Information verbrätst Du 10000 mal so viel Energie wie nötig und das sogar ohne die Masse der ‚Gummibänder‘

Herzliche Grüße

MAC

Jakob5
21.02.2018, 07:39
Hallo Mac,

Ich habe meine Idee wohl nicht ausreichend erklärt. Es müssen auch keine Bänder sein, für den Beschleunigungsvorgang reicht auch das Stoßprinzip.

Ich erkläre es mal mit 24 Gewichten in Realität wurden wohl 10 000e gebraucht. Ausserdem wäre in Realität noch unser kleiner Satellit, der jetzt mal weglassen wird, um die Theorie zu erklären.

24 Gewichte werden auf 1000 m/s beschleunigt.
12 Gewichte haben 100 kg, diese stoßen die anderen zwölf Gewichte, die nur 1-10kg wiegen mit einer bestimmten Differenzgeschwindigkeit. Nach Impulserhaltung werden die deutlich leichteren Gewichte stark beschleunigt, die 100kg Gewichte abgebremst. Das Spiel geht weiter: von dem verbleibenden Gewichten stoßen 6 10 kg Gewichte die 6 Gewichte mit 100g- 1 kg... Und so weiter.

Diese Kettenreaktion braucht natürlich eine enorme Justierung. Aber durch vielleicht ein Dutzend " Stöße" kann so ein Minisatellit auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, auch wenn ALLE Ausgangssatellitten die Rampe mit "nur" 1000 M/s verlassen haben!

Inwieweit 20%C erreicht werden kann müsste man durchrechnen.

Jakob5
21.02.2018, 07:42
Anmerkung: natürlich haben NICHT alle Ausgangssatellitten 1000m/s, sondern alle haben bestimmte Differenzgeschwindigkeiten und natürlich auch einen leicht unterschiedlichen Abschusszeitpunkt, damit quasi das eine das andere Gewicht von hinten stoßen kann. Vom Material denke ich an eine flummiartige Hülle.

Jakob5
21.02.2018, 10:12
Ich glaube, die Lösung der Starshotfrage ist nicht ein ominöses Asterix-Solarsegel, das dann doch 100e Jahre braucht, sondern: Die Kombination verschiedener mechanischer, magnetischer etc. Beschleunigungsarten:
- "Teilchenbeschleuniger"
- "Aktio Reaktio - Stösse"
- "Sonnensegel"
- "..."

All diese Antriebsmechanismen sollte man kombinieren und optimieren, sodass jede in dem für sie besten Arbeitsbereich beschleunigt. Beispiel: Der Beschleuniger bringt viele Kleinstsatelliten auf 0.01%c, durch Actio Reactio wird eins davon auf 1% c gebracht. Durch ein integriertes Solarsegel und auf Grund der optimalen Position versus der Sonne wird dieser dann auf 20% c gebracht.

mac
21.02.2018, 12:13
Hallo Jakob5,


Ich habe meine Idee wohl nicht ausreichend erklärt. Es müssen auch keine Bänder sein, für den Beschleunigungsvorgang reicht auch das Stoßprinzip.soweit ich mich erinnere hattest Du diese ‚Sache‘ eingeführt um


Mit Hilfe eines Gummibands könnten z.B. 100e Kleinstsatelliten durch Impulsübertragung mindestens einen davon auf 0 kmh abbremsen! Kann es gerne erklären, wenn unverständlich.aber sei‘s drum.





Ich erkläre es mal mit 24 Gewichten in Realität wurden wohl 10 000e gebraucht. Ausserdem wäre in Realität noch unser kleiner Satellit, der jetzt mal weglassen wird, um die Theorie zu erklären.

24 Gewichte werden auf 1000 m/s beschleunigt.
12 Gewichte haben 100 kg, diese stoßen die anderen zwölf Gewichte, die nur 1-10kg wiegen mit einer bestimmten Differenzgeschwindigkeit. Nach Impulserhaltung werden die deutlich leichteren Gewichte stark beschleunigt, die 100kg Gewichte abgebremst.So, so.

Meine Oma pflegte in solchen Fällen immer zu sagen: „Der Quatsch wird immer quätscher bis er quietscht!“

Schau Dir https://de.wikipedia.org/wiki/Stoß_(Physik) an und rechne das obige einfach nur für die Kombination von zwei unterschiedlich schweren Kugeln nach und vergiss nicht die Gesamtenergiebilanz mitzurechnen.

Herzliche Grüße

MAC

Jakob5
27.02.2018, 11:40
Hallo mac,

danke für die Hilfestellung. Trotzdem, verzichte bitte darauf, beleidigend zu werden. Was man in einer Diskussion einem Gegenüber nicht sagen würde, sollte man auch im Internet nicht tun.

Ich habe die Rechnung nicht gemacht, mir geht es erst einmal um Ideen. Bei elastischen Stössen ist meiner Meinung nach eine Beschleunigung kleinerer durch grössere Massen möglich. Wieviele Potenzen wir dadurch bekommen, ist natürlich fraglich, vielleicht sind es nur 1-2.

Die Grundidee allerdings, mit allen verfügbaren Möglichkeiten einen Kleinstsatellit auf 10-20% Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, jeweils angewandt im optimalen Geschwindigkeitsbereich, ist nach wie vor die realitischste Herangehensweise an Proxima Centauri.

Bernhard
27.02.2018, 13:30
Hallo Jakob5,


Ich habe die Rechnung nicht gemacht, mir geht es erst einmal um Ideen.
für mich klingt das nach einem ziemlich grundlegenden Mißverständnis. Der Wert einer Idee wird doch erst durch qualitative Überlegungen (Rechnungen) ermittelt. Das kann natürlich eine schmerzhafte Erkenntnis mit sich bringen, aber das solltest Du aushalten können.

BTW: Du solltest MACs scherzhafte Bemerkung nicht persönlich nehmen.

Jakob5
27.02.2018, 14:43
Ich stimme dir voll überein Bernard, das ist natürlich notwendig, so eine Idee zu evaluieren. Aber sie vorher zu formulieren, ohne zu rechnen, darf nicht verboten sein.

Ich habe die Rechnung bereits angefangen, bin aber nicht sofort zu einem Ergebnis gekommen. Auf Grund meiner 100% Arbeitsstelle und einiger ehrenamtlicher Tätigkeiten, muss ich es vorerst bei der Formulierung der Idee belassen, und hoffe auf wertvolle Impulse von Leuten in diesem Forum.

Bernhard
27.02.2018, 16:05
Aber sie vorher zu formulieren, ohne zu rechnen, darf nicht verboten sein.
Das ist es auch nicht. Sonst würde es dieses Thema ja gar nicht geben.

Was hier prinzipiell nicht gerne gesehen wird ist es, wenn ein Teilnehmer es ablehnt nachweislich falsche Überzeugungen zu überdenken und dann auch zu revidieren. Aber so weit sind wir hier ja hoffentlich noch nicht?

In diesem Sinne wünsche ich auch weiterhin viel Erfolg mit diesem Thema.

mac
01.03.2018, 01:29
Hallo Jakob5,


danke für die Hilfestellung. Trotzdem, verzichte bitte darauf, beleidigend zu werden. Was man in einer Diskussion einem Gegenüber nicht sagen würde, sollte man auch im Internet nicht tun.da hätte ich, besonders nach dem bisherigen Vorlauf, auch keine Hemmungen mehr gehabt, es im richtigen Leben so zu sagen.

Meine Oma hatte das damals auch nicht beleidigend gemeint. Sie hat sich nur darüber lustig gemacht, wenn wir vom Hölzchen auf’s Stöckschen kamen.

Mein Fehler ist wohl, daß ich bei einem geschriebenen Wort mit größerer Sorgfalt rechne, als beim gesprochenen Wort.

Ich versuch’s mal, ohne dafür groß rechnen zu müssen, mit einem anschaulichen Beispiel was sich hier gerade abspielt:

Du kommst her und erklärst, daß Du mit dem Verbrennen von genügend viel € Papiergeld, sehr viel schneller und einfacher 10 hoch 19 Joule erzeugen kannst, als mit allen bisherigen Brennmateriealien. Worauf ich zum Baumarkt gehe, mich nach Holzpreisen und Energiegehalt von Holz und Papier erkundige und Dir vorrechne, was das für eine Geldverschwendung wäre. Woraufhin Du antwortest: Und wie wäre es wenn wir $ und ein bisschen Holz nähmen?

Herzliche Grüße

MAC

PS. Auch das Thema Wuchtgeschosse könnt Dir einen besseren Eindruck dazu verschaffen, was Du hier mit Deinen Stößen anrichten würdest.

Jakob5
01.03.2018, 11:36
Ich verstehe dein Argument. Aber meinst du nicht, dass eine Kombination verschiedener Antriebstechnologien am Besten wäre?

Ausserdem zieht das Argument nicht ganz mit dem Papier und Holz, wenn du es auf "Stösse" und "Brennstoffbeschleunigung" anwendest.

Der Vorteil von Stössen, oder Laser, oder Teilchenbeschleunigung ist ebender: Der "Treibstoff" muss nicht mitbeschleunigt werden, was natürlich das Startgewicht enorm verringert. Deshalb ist es eben nicht nur Papier versus Holz, weil eben hier der Vorteil der externen Beschleunigung besteht.

Weiss jemand ohne grosse Rechnung, ob es bei einem Stoss möglich ist, mit einer grösseren Masse eine kleinere Masse zu beschleunigen, und zwar mehr, als die Differenzgeschwindigkeit der beiden?

mac
01.03.2018, 12:34
Hallo Jakob5,


Ausserdem zieht das Argument nicht ganz mit dem Papier und Holz, wenn du es auf "Stösse" und "Brennstoffbeschleunigung" anwendest.oh doch! Es geht mir ja um die Wirtschaftlichkeit eines solchen Projekts. Mal ganz davon abgesehen daß bei Stößen dieser Art der Energieverbrauch auch nur ein nebensächlicher Aspekt ist, im Vergleich zur technischen Durchführung.

Eine von einem Asteroiden abgeschossene Luftgewehr'kugel' mit einem auch von dort hinterhergeschossenen Wuchtgeschoss so zu treffen, zu beschleunigen und dabei so präzise abzulenken, daß sie hinterher auf dem Pluto einen ganz bestimmten Stein trifft, wäre dagegen ein Kinderspiel, wenn es Dir gelänge dieses Geschoß bei einem solchen Treffer nicht zu zerstören.




Der Vorteil von Stössen, oder Laser, oder Teilchenbeschleunigung ist ebender: Der "Treibstoff" muss nicht mitbeschleunigt werden, was natürlich das Startgewicht enorm verringert. Deshalb ist es eben nicht nur Papier versus Holz, weil eben hier der Vorteil der externen Beschleunigung besteht.Ja, bei Energieübertragung per Laser und bei Beschleunigung per ‚Railgun‘ ist das schon klar. Bei Stößen dagegen nicht. Wie soll das gehen?




Weiss jemand ohne grosse Rechnung, ob es bei einem Stoss möglich ist, mit einer grösseren Masse eine kleinere Masse zu beschleunigen, und zwar mehr, als die Differenzgeschwindigkeit der beiden?wenn Du Dir den Wikipediaartikel zum elastischen Stoß anschauen würdest den ich Dir bereits verlinkt hatte, würdest Du die zur Berechnung nötige Formel finden. Ganz simpel - nur Klammern und Punkt- und Strichrechnung.

Herzliche Grüße

MAC

JensU
04.04.2018, 10:46
Zum Thema externe Beschleunigung von Objekten, könnte man auch eine Weltraumschleuder an den Mondpoolen verwenden.
Der Unterschied zur Röhre besteht darin, das gleich zwei gleichschwere Objekte radial über ein
ausfahrbares Seil beschleunigt werden.
Aber Objekte für interstellare Missionen ohne Antrieb werden durch den resultierenden Teilchen-Massestrom abgebremst.

Gruß,
Jens

Jakob5
04.04.2018, 15:22
Ich verstehe dein Prinzip nicht, kannst du die Schleuder näher erläutern?

JensU
22.04.2018, 10:18
Das Prinzip der Weltraumschleuder entspricht dem Hammerwerfer im Sport.
Die Weltraumschleuder ist meine Innovation.
Eine Masse wird an einem Seil radial beschleunigt und dann losgelassen.
Bei einer Weltraumschleuder brauchen wir 2 gleichschwere Massen und Seillängen.
Beim synchronisierten lösen vom Seil heben sich die beiden Lastwechselmomente auf.
Die Schleuderseile werden danach über Rollen und Ausleger eingefahren
und die nächsten Raumsonden oder Raumschiffe angekoppelt.
Bei der Beschleunigung treten sehr hohe g Kräfte auf.

Gruß,
Jens

Herr Senf
22.04.2018, 11:35
Wer dreht die "Mondpoole"? Wie wird für die richtige Richtung vorgesorgt?

JensU
22.04.2018, 20:40
Keiner dreht die Mondpole.
An den Mondpolen wäre für den Mondschleudermotor Solarstrom verfügbar.
Für Kurskorrekturen braucht die Raumsonde oder Raumschiff natürlich Steuerdüsen und dafür
Stützmasse an Bord.

Gruß,
Jens

FrankSpecht
22.04.2018, 23:14
Mondschleudermotor
Ich verstehe es nicht: Wer oder was schleudert am Mondpol?
Ich meine, der Mond rotiert (https://www.space.com/24871-does-the-moon-rotate.html) mit rund 30 Tagen um seine Achse.
Wo kann man da was schleudern, und, wenn ja, mit welcher kosmologischen Geschwindigkeit?

pauli
23.04.2018, 00:46
Ich verstehe es nicht: Wer oder was schleudert am Mondpol?
Ich meine, der Mond rotiert (https://www.space.com/24871-does-the-moon-rotate.html) mit rund 30 Tagen um seine Achse.
Wo kann man da was schleudern, und, wenn ja, mit welcher kosmologischen Geschwindigkeit?
Es treten so hohe g-Kräfte auf, dass man keine Zeit hat deine Frage zu klären, kann man nichts machen

Protuberanz
23.04.2018, 05:33
Ich verstehe es nicht: Wer oder was schleudert am Mondpol?Ich vermute, um das zu verstehen muß man JensU heißen.
Ich bin mir nicht sicher, aber vielleicht ist es ja so gedacht:
Auf dem Mond stehen die Polen mit einem solarbetriebenen Hammerwerfer, oder so ähnlich.

Kibo
23.04.2018, 08:00
Sowas wie ein Slingatron (https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj_9YTO28_aAhXFIlAKHfaRAqYQFggnMAA&url=https%3A%2F%2Fwww.golem.de%2Fnews%2Fslingatron-us-unternehmen-will-gegenstaende-ins-all-schleudern-1307-100584.html&usg=AOvVaw0PkOmOSYYcdQF4P2SHby3K)?

Bernhard
23.04.2018, 09:09
Sowas wie ein Slingatron (https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj_9YTO28_aAhXFIlAKHfaRAqYQFggnMAA&url=https%3A%2F%2Fwww.golem.de%2Fnews%2Fslingatron-us-unternehmen-will-gegenstaende-ins-all-schleudern-1307-100584.html&usg=AOvVaw0PkOmOSYYcdQF4P2SHby3K)?


Um eine Nutzlast, etwa einen Cubesat, in eine niedrige Erdumlaufbahn (Low Earth Orbit, Leo) zu katapultieren, muss diese auf etwa 7,6 Kilometer pro Sekunde beschleunigt werden.
Da verglüht der Satellit doch schon beim Start :confused:

Stevie
23.04.2018, 10:04
Da verglüht der Satellit doch schon beim Start :confused:

Ich denke, es geht bei JensU um den Startplatz Mond, da hätte er zumindest das Verglühproblem nicht.

Wie sein "Hammerwerfer-Motor" aussehen würde ich so verstehen:

ein Mechanismus/Motor der, ähnlich zb. wie ein Helikopter mit 2 Rotorblättern, Nutzlasten die an den Enden der Rotoren (er sagt Seilen) durch die Rotation entsprechend schnell beschleunigt und dann ausgeklinkt werden.
Man könnte es vielleicht entfernt auch mit einem Kettenkarussell vergleichen, bei dem es nur 2 Sitze -gegenüberliegend- gibt.

Wenn die Synchronisation allerdings nicht auf die Millisekunde genau ist, arbeitet die Vorrichtung wohl nur einmal....

Jakob5
23.04.2018, 12:37
Gibt es keine sinnvolleren Vorschläge?

Wenn wir das Beste aus den verschiedenen Disziplinen vereinen, sollte es doch möglich sein.

Es wäre schon schön, wenn wir noch in unserem Leben erleben dürften, dass eine Sonde ein anderes Sonnensystem erreicht.

Protuberanz
23.04.2018, 14:59
Ich denke, es geht bei JensU um den Startplatz Mond, da hätte er zumindest das Verglühproblem nicht.

Wie sein "Hammerwerfer-Motor" aussehen würde ich so verstehen:

ein Mechanismus/Motor der, ähnlich zb. wie ein Helikopter mit 2 Rotorblättern, Nutzlasten die an den Enden der Rotoren (er sagt Seilen) durch die Rotation entsprechend schnell beschleunigt und dann ausgeklinkt werden.
Man könnte es vielleicht entfernt auch mit einem Kettenkarussell vergleichen, bei dem es nur 2 Sitze -gegenüberliegend- gibt.

Wenn die Synchronisation allerdings nicht auf die Millisekunde genau ist, arbeitet die Vorrichtung wohl nur einmal....Aber warum sollte die Kettenkarussellschleuder ausgerechnet an den Mondpolen stehen? Und immer muß man 2 Ziele haben, die genau in entgegengesetzter Richtung liegen. Und erinnern wir uns mal an den Threadtitel. Hier geht es nicht darum, die Fluchtgeschwindigkeit von der Mondoberfläche zu erreichen. Es sollte am Ende schon 1/10c oder sogar 1/5c stehen. Welche Konstruktion soll die dafür notwendige Drehzahl generieren und welche Seile sollten die passende Zugfestigkeit haben? Der Millisekundenbereich wäre viel zu ungenau. Wie genau es wirklich sein müßte, damit die Konstruktion nicht zerreißt, hängt letztendlich von den verwendeten Materialien, Drehzahlen und was weiß ich noch ab. Aber ich denke allein die Tatsache, das der Abwurfzeitpunkt die Richtung bestimmen wird, in die der Hammer fliegt, läßt eher auf Femto- oder Attosekunden, oder noch genauer orientieren. Und beide Arme müßen vor und nach dem Abwurf das gleiche Gewicht und die gleiche Steifigkeit aufweisen.
Das ist absoluter Unfug.

Protuberanz
23.04.2018, 15:42
Da verglüht der Satellit doch schon beim Start :confused:Vor allem muß ja beim Start eine sehr viel höhere Geschwindigkeit vorhanden sein, als die angestrebte Geschwindigkeit für einen Orbit beträgt. Bei der SR71 hat's ja noch Titan getan. Das Material, für die Satellitenhülle sollte aber auf jeden Fall eine ganze Menge mehr an Hitze vertragen.

Stevie
23.04.2018, 16:14
Das ist absoluter Unfug.

Ich stimme Dir absolut zu @Protuberanz !!
Mein Post sollte keinesfalls den Eindruck erwecken, dass ich dieses Hammerwurf - Konzept für schlüssig hielte. :)

JensU
01.05.2018, 11:24
Ich verstehe es nicht: Wer oder was schleudert am Mondpol?
Ich meine, der Mond rotiert (https://www.space.com/24871-does-the-moon-rotate.html) mit rund 30 Tagen um seine Achse.
Wo kann man da was schleudern, und, wenn ja, mit welcher kosmologischen Geschwindigkeit?

Am Mondpol dreht ein Elektromotor die Schleuder.
Wegen der solaren Stromerzeugung sind die Mondpole für die Weltraumschleuder am besten geeignet.
Die kosmologische Geschwindigkeit ist von der Bruchlast und Temperatur des beheizten Seiles oder Bandes und
der Sonden- Raumschiffmasse abhängig.

Gruß,
Jens

Protuberanz
01.05.2018, 16:57
Von den anderen Problemen, die eine Durchführung dieses Unternehmens unmöglich machen, einmal abgesehen. Welche Masse veranschlagst Du für das Seil? Für den Satellit nehmen wir der Einfachheit halber mal einen Cubesat mit ca. 1dm³ Kante und reichlich 1kg Gewicht.

JensU
02.05.2018, 20:52
Die Band- oder Seilmasse käme zu der Nutzfracht hinzu.
Die gesamte Weltraumschleuder muss sehr leicht sein und ein möglichst kleines Transportvolumen einnehmen.
Für den Transport zum Mond wäre ein aufgerolltes beheizbares Textil- oder Carbon-Nanotubeband vorstellbar.
Für die Aufhebung der Lastwechselmomente bräuchten wir zwei Seile oder Bänder + Nutzlast.
Eine Raumsonde mit Messgeräte, Kameras, Energieversorgung, Kurskorrektureinrichtung mit Stützmasse, Schutzschild und Sender beginnt bei mir ab 500kg.
Dem entsprechend muss das Seil ausgelegt sein.

Gruß,
Jens

Jakob5
02.05.2018, 21:52
So erreichen wir niemals die hohen Geschwindigkeiten. Wir werden nicht darum herumkommen, irgendwie extern die Sonde zu beschleunigen. Da keine Beschleunigungsart alleine ausreichen wird, um 20% c zu erreichen, schlage ich eine Kombination möglichst vieler vor.

Z.B.
Zuerst wird das winzige Objekt mittels heutiger Raketentechnologie auf 100 000 kmh beschleunigt, zB ausserhalb der Erdatmosphäre. Bis es die Geschwindigkeit erreicht, ist eine grosse Distanz schon zurückgelegt. Vielleicht baut man hier noch einige mehrjährige Swing-by Manöver ein, um das Objekt, sagen wir, auf, 200 000 kmh zu beschleunigen. Jetzt wird die Route so eingeplant, dass das Objekt bspw nahe am Mond vorbeigeflogen wird, wo eine Armada an Kraftwerken und Laserkanonen wartet, die das Objekt auf 20% c beschleunigen.

Naja das ist echt noch nicht das gelbe vom Ei. Aber das Prinzip, Kombination aller zur Verfügung stehenden Mittel, ist vielleicht rübergekommen.

pauli
03.05.2018, 21:02
Also wenn man genauer hinsieht ist Jacobs Prinzip garnicht so schlecht: beschleunigen möglichst außerhalb der Atmosphäre wegen der Stabilität, dann swing by an Jupiter und Saturn, dann zurück zum Mond und dort die Laserkanonen draufhalten, das dürfte locker so für 0,2% von c reichen so dass das spacecraft in allerhöchstens 26 Jahren den Pluto passieren kann

Jakob5
03.05.2018, 21:35
:D
Ich meinte weit genug von der Erde entfernt, sodass die potentielle Energie schonmal nicht mehr aufgebracht werden muss.

Jakob5
03.05.2018, 21:38
so dass das spacecraft in allerhöchstens 26 Jahren den Pluto passieren kann

Wenn du auf dem Weg zu Proxima Centauri am Pluto vorbeikommst, bist du glaube ich irgendwo falsch abgebogen...

JensU
06.05.2018, 11:12
So erreichen wir niemals die hohen Geschwindigkeiten. Wir werden nicht darum herumkommen, irgendwie extern die Sonde zu beschleunigen. Da keine Beschleunigungsart alleine ausreichen wird, um 20% c zu erreichen, schlage ich eine Kombination möglichst vieler vor.


Ich stimme dem Vorschlag zu.
Für eine interstellare Raumsonde zu Proxima Centauri brauchen wir einen Hybridantrieb.
Eine externe Beschleunigung mit Mond-Raumschleuder alleine reicht nicht aus.

Im Hitzeschild der rotationssymetrischen Raumsonde befindet sich ein thermoelektrischer Generator der eine große Temperaturdiffrenz
in ein Spannugspotential umwandelt.
Eine thermonukleare Batterie versorgt die Sonde zwischen den Sonnensystemen mit Strom und Wärme.
Ein elektrisches Feld erzeugt dann den spezifischen Impuls aus der Teilchenstrahlung.
Die Raumsonde wird also zur Sonne geschleudert und beschleunigt dort in der Sonnenkorona
auf 99% von c und bremst dann an der größeren Sonnen von Proxima Centauri wieder ab.

Dort werden alle Exoplaneten untersucht und die Informationen zurückgesendet.
Nach ca. 9 Jahren Mission + Sendezeit haben wir dann eventuell Antworten.

Gruß,
Jens

Protuberanz
06.05.2018, 12:21
Im Hitzeschild der rotationssymetrischen Raumsonde befindet sich ein thermoelektrischer Generator der eine große Temperaturdiffrenz
in ein Spannugspotential umwandelt.Dat Dingens nennt sich Peltierelement. Aber wie willst Du zu den notwendigen Temperaturunterschieden kommen und wieviel Energie willst Du damit erzeugen?


Eine thermonukleare Batterie versorgt die Sonde zwischen den Sonnensystemen mit Strom und Wärme.Das ist im Augenblick wohl die einzige für uns verfügbare Möglichkeit in dieser Region zu Energie zu kommen. Aber hast Du auch mal überschlagen, wie schwer die werden wird?
Die Nummer mit den Minisonden kannst Du jedenfalls damit vergessen.


Ein elektrisches Feld erzeugt dann den spezifischen Impuls aus der Teilchenstrahlung.
Die Raumsonde wird also zur Sonne geschleudert und beschleunigt dort in der Sonnenkorona
auf 99% von c und bremst dann an der größeren Sonnen von Proxima Centauri wieder ab.Auf 99% c? Alter Verwalter, Du kleckerst nicht, Du klotzt.
Wie um alles in der Welt willst Du zu dieser Geschwindigkeit kommen? Ein Irrsinns-Energieaufwand mit welcher Art von Technologie?
Angenommen, Du würdest dies, durch welchen Zaubertrick auch immer, wirklich schaffen. Wie soll das Geschoß denn bitte an Proxima Centauri gebremst werden?
Du sprichst von der größeren der beiden Sonnen, weißt Du etwas, was wir nicht wissen? Bis gerade noch vorhin bestand mein Weltbild nur aus einer Proxima-Fusionsreaktor.
Du sagst also, es ist ein Doppelstern. Hast Du vielleicht Proxima Centauri mit Alpha Centauri verwechselt?

Protuberanz
06.05.2018, 12:30
Dort werden alle Exoplaneten untersucht und die Informationen zurückgesendet.
Nach ca. 9 Jahren Mission + Sendezeit haben wir dann eventuell Antworten.
Dazu brauchst Du an Bord des Raumschiffs ein ausreichend leistungsfähiges astronomisch/astrometrisches Labor mit passender KI für die Routenberechnung und so ein klitzekleines Hubbleteleskopchen, um die Planeten zu finden und die Routen zu berechnen.
Die utopische Sendeanlage zum übertragen der Daten vergessen wir mal. Denn wenn Du die ganze Beschleunigungs- und Bremstechnologie sowies einmal in die Sonde eingebaut hast, dann ist es einfacher und vor allem schneller, das in der EDV früher als Turnschuhnetzwerk bezeichnete Verfahren zu benutzen. Soll heißen, wir lassen das Ding einfach retour fahren und die Daten mitbringen.
Nebenbei wären da sicher auch gleich noch ein paar Bodenproben mit drin. ;)

Kibo
17.02.2019, 11:02
Hier mal eine leicht verrückte Frage:

Wieviel ISP wohl der LHC im Weltraum hätte wenn man die ganz Messapparatur weglässt und die beiden Teilchenstrahlen auf gegegnüberliegenden Seiten in der selben Richtung austreten?

mfg

MGZ
17.02.2019, 15:35
Hier mal eine leicht verrückte Frage:

Wieviel ISP wohl der LHC im Weltraum hätte wenn man die ganz Messapparatur weglässt und die beiden Teilchenstrahlen auf gegegnüberliegenden Seiten in der selben Richtung austreten?

mfg

Man hätte einen ISP von c. Allerdings mit einer ausgesprochen miesen Beschleunigung.

UMa
19.02.2019, 17:44
Hallo Kibo,

die Gesamtenergie von 500 MJ würde mit fast c ausgestoßen. Das ergibt aber nur einen Rückstoß von 1,668 Ns
Wenn ein Astronaut einen Fußball (0,43 kg) mit 3,88 m/s aus der Luftschleuse tritt, ergibt das den gleichen Rückstoß, bei allerdings sehr kleinem spezifischem Impuls von 3,88 m/s.

Grüße UMa

Kibo
20.02.2019, 22:38
Hallo Ihr 2,

Danke für's nachrechnen und kommentieren. Die große Beschleunigerstrecke wird sich wohl auch bei der größten Optimierung nicht lohnen.

Ein normaler Ionenantrieb soll ja auch auch ohne sowas in der Theorie schon auf relativistische Austrittsgeschwindigkeiten kommen können.

Vielleicht wäre ein abgewandeltes Konzept noch für Deorbiting von Weltraummüll interessant. Aus alten Satellitenschrott wird dann Stützmasse mit der man sich direkt zum nächsten Wrack vorarbeitet. Sind dann halt keine subatomaren Partikel mit v=c, sondern cm große mit v zwischen 0,1-7km/s.

mfg

MGZ
21.02.2019, 08:20
Hallo Ihr 2,

Danke für's nachrechnen und kommentieren. Die große Beschleunigerstrecke wird sich wohl auch bei der größten Optimierung nicht lohnen.

Ein normaler Ionenantrieb soll ja auch auch ohne sowas in der Theorie schon auf relativistische Austrittsgeschwindigkeiten kommen können.

Vielleicht wäre ein abgewandeltes Konzept noch für Deorbiting von Weltraummüll interessant. Aus alten Satellitenschrott wird dann Stützmasse mit der man sich direkt zum nächsten Wrack vorarbeitet. Sind dann halt keine subatomaren Partikel mit v=c, sondern cm große mit v zwischen 0,1-7km/s.

mfg

Der Witz bei relativistischen Austrittsgeschwindigkeiten ist natürlich, dass die Masse des Treibstoffs nur ein Teil des Budgets ist. Der andere Teil ist die relativistische Masse des Treibstoffs. Hätte man einen Teilchenbeschleuniger auf dem Raumschiff, der Protonen mit 1 TeV ausstößt, dann verliert das Raumschiff pro Proton ein GeV im Treibstoff und ein TeV in der Energie. Energie und Masse ist letztlich dasselbe, daher kommt man nie über c mit dem ISP und kann auch gleich Photonen ausstoßen.

Ein Ionenantrieb soll vor allem möglichst viel Schub pro reingesteckter Energie liefern, und dabei auch noch mnassearm sein und lange halten. Da ist eine niedrigere Austrittsgeschwindigkeit und mehr Treibstoff günstiger.