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Thema: Van Allen Gürtel (Strahlungsgürtel)

  1. #1
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    Standard Van Allen Gürtel (Strahlungsgürtel)

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    Hallo allerseits,
    ich suche die Antwort auf ein paar Fragen, die mich schon längere Zeit beschäftigen.

    1. Kann man wirklich beim Durchtritt den "Van Allen Gürtel" überleben? Angeblich soll die Strahlung eines Monitors stärker sein; das klingt eher wie eine starke Untertreibung des Sachverhalts.

    2. Stört der Van Allen Gürtel nicht die elektromagnetischen Kommuniukationssignale zwischen der Erde und einer Sonde (oder einem bemannten Raumschiff) im Weltall???

    3. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass Sonden oder Raumschiffe von kleine Meteoriden (Stecknadelkopfgröße bis Apfelgröße), die sehr zahlreich im Weltraum sein sollen, beschädigt/zerstört werden?
    Danke im voraus

  2. #2
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    Hallo,

    die Strahlung im van Allen Gürtel ist ziemlich hoch, allerdings noch im vertretbaren Rahmen. Die Apollo Raumschiffe durchflogen ihn in wenigen Stunden, dabei bekamen sie eine Dosis von etwa 2 mSv ab. Zum Vergleich, ein Durchschnittsbundesbürger erhält im Jahr eine Dosis von 2,4mSv. Der Grenzwert für beruflich Strahlenexponierte Personen liegt bei 50mSv pro Jahr (zumindest vor einigen Jahren, kann sein das er jetzt auf 5 gesenkt wurde).
    Also man sieht, das ist im vertretbaren Rahmen, solang man sich nicht längere Zeit dort aufhält.

    Der Funkverkehr wird nicht beeinträchtigt, sonst könnten wir ja mit Mond- und interplanetaren Sonden schwerlich Kontakt halten.
    Auch die Gefahr der Beschädigung durch Mikrometeoriten ist gering, seit 1957 wurden mehrere tausend Satelliten gestartet, mir ist eine Beschädigung durch Mikrometeoriten nicht bekannt. Aber vielleicht wissen andere da mehr.

    Martin

  3. #3
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    Es gibt schon Schäden durch Mikrometeoriten IIRC (hier und da mal ein verlorener Satellit), aber sie halten sich in engen Grenzen - es gibt zwar viele davon, aber der Raum ist eben noch viel grösser, als man sich das so vorstellt. Zudem ist es im Nachhinein sehr schwer festzustellen, ob der beobachtete Schaden nun von einem Meteoriten oder von einem Trümmerteil einer Rakete, etc. (Weltraumschrott) verursacht wurde. Auf jeden Fall stellen Mikrometeoriten keine besonders grosse Gefahr für Raumschiffe dar.
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  4. #4
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    Wie war das damals mit Apollo 13 ? War das ein Meteorit oder war das eine Explosion im Sauerstofftank ?

  5. #5
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    Eine Explosion im Sauerstofftank. Ein verkehrt herum eingebauter Schalter, IIRC.
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  6. #6
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    Theoretisch ist die Gefahr durch Meteoriten immer da; je nach Energie könnten sie die Wände eines Raumschiff durchschlagen, doch die Wahrscheinlichkeit ist dafür in der Tat gering. - Ist nicht einst die sowjetische Raumstation Mir von einem herumfliegenden Trümmerteil beschädigt worden?

  7. #7
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    Zitat Zitat von gabriel7007
    Hallo allerseits,
    ich suche die Antwort auf ein paar Fragen, die mich schon längere Zeit beschäftigen.

    1. Kann man wirklich beim Durchtritt den "Van Allen Gürtel" überleben? Angeblich soll die Strahlung eines Monitors stärker sein; das klingt eher wie eine starke Untertreibung des Sachverhalts.
    Es ist untertrieben, allerdings nicht viel.
    Was gern vergessen wird ist die Größe der Van Allen Gürtel. Der innere und dichtere Gürtel kann zu großen Teilen "umflogen" werden, da er nur ca 40° breit ist (von 20° nördlich des Äquators bis 20° südlich). Die meisten Kurskarten zeigen nur die "Draufsicht" auf die Flugbahn, tatsächlich waren die aber so weit wie möglich geneigt, um die Gürtel nur an "dünneren" Stellen durchfliegen zu müssen. Bis zu 30° Inklination.

    Bei "Strahlung" muß man außerdem unterscheiden zwischen den einzelnen Strahlungsarten.
    Das sind einmal Alpha, Beta, Protonen und Neutronen-Strahlung. Diese sind alle Teilchenstrahlungen, die sich relativ leicht abschirmen lassen.
    Für Alphastrahlung reich ein Blatt Papier, Neutronenstrahlung kommt nicht in relevanten Stärken im Weltraum vor iirc, und Protonenstrahlung kann bereits mit einer einfachen Platte Holz, Plastik oder einer dünnen Metallschicht abgeschirmt werden.
    Bei Betastrahlung (hochbeschleunigte Elektronen) braucht es schon etwas mehr.
    Wobei die Verwendung von Blei, dessen Fehlen in der Apollo die Moon-Hoaxer ja immer bemängeln, sogar kontraproduktiv wäre, besonders in geringen Mengen. Wenn Elektronen auf schwere Atome treffen und von ihnen eingefangen werden, setzen sie ihre Energie als Röntgen-/ Gammastrahlung frei ("Bremsstrahlung", so erzeugt man nämlich auch Röntgenstrahlung in der Medizin). Statt dessen nimmt man leichte Atome, wie Aluminium (in der Hülle), und das beste Material als Abschirmung ist Wasserstoff.
    Was man in der Raumfahrt als Strahlungsschild benutzt, kommt in anderer Form in jedem Haushalt vor: Polyethylen - daraus macht man nämlich auch Mülltüten. Das aus der Raumfahrt ist nur wesentlich dichter und stärker, high-density poly ethylene (HDPE).

    Natürlich vorkommende Röntgen- und Gammastrahlung wird ebenfalls ein wenig dadurch abgeschirmt. Die ist allerdings unter normalen Umständen nur schwach vorhanden, außer bei größeren solaren Ereignissen iirc.

    Falls dein Englisch gut genug ist (einfaches Schulenglisch reicht):
    http://www.clavius.org/envradintro.html als kleine Einführung
    http://www.clavius.org/envrad.html Diskussion der üblicheren "Strahlung macht Mondflug unmöglich"-Aussagen (ich nenne die bewusst nicht Argumente).

  8. #8
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    Standard Sievert

    Ich habe mir mal die Definition der Einheit Sievert angeschaut und habe festgestellt, dass die Energiedosis D mit einem Strahlungswichtungsfaktor Wr multipliziert wird, der die biologische Wirkung der Strahlung quantifizieren soll, mit H (harm in mSv):
    H = Wr * D

    Diese Größe sieht mir wie eine "Schein-Größe", mit der man über die Wichtungsfaktoren Wr so ziemlich alles sich zurechtbiegen kann.

    Zufällig habe ich vor eingen Jahren eine Vorlesung (TU Berlin) namens Humanökologie besucht. Dort habe ich gelernt, dass die Quantifizierung der Wirkung eines Schadstoffes (oder anderer Größen wie Strahlung) ein riesen Problem darstellt -> Thema: Def. von "Schadstoff-Grenzwerten", da lebende Organismen zu unterschiedlich auf einen Schadstoff reagieren. Manche erkranken schon bei sehr kleinen Dosen an Krebs, andere dagegen zeigenbei sehr großen Dosen keine Reaktion ...

    Ich stelle daher generell in Frage, ob Sv überhaupt eine echte Einheit ist und der Beurteilung der Strahlungswirkung im Van Allen Gürtel auf den menschlichen Organismus gerecht wird...?!
    Geändert von gabriel7007 (14.12.2005 um 23:49 Uhr)

  9. #9
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    Standard

    Hallo,

    aus genau diesem Grund hat man das Sievert eingeführt (frühere vergleichbare Einheit rem). Die Wichtungsfaktoren sind festgelegt und sollen die unterschiedliche Wirkung der Strahlung auf organisches Material gerecht werden (alpha Strahlung hat den Faktor 20, Gamma und Beta Strahlung den Faktor 1).
    Es gibt sogar für unterschiedlich Körperteile verschiedene Grenzwerte.
    Anders funktioniert es leider aber nicht, da Angaben in Bequerel z.B. überhaupt keine Aussage über die biologische Wirkung zulassen.
    http://de.wikipedia.org/wiki/Radioak...%A4t#Einheiten

    Martin

  10. #10
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    Standard Strahlungsbelastung während der Mondmissionen

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    Die Strahlenkrankheit tritt etwa ab einer kurzfristigen Belastung von 0,25 Sv auf. 4 Sv sind in der Regel tödlich.
    (s. http://de.wikipedia.org/wiki/Radioak...%A4t#Einheiten )

    Die Astronauten der Mondmissionen sind einer Strahlung von ca. 2 mSv ausgesetzt gewesen, so heißt es. In Deutschland beträgt die natürliche Strahlenbelastung etwa 2,4 mSv pro Jahr, d.h. die Astronauten haben die jährliche Strahlungsbelastung in Deutschland lebt, abbekommen. Das klingt nicht gerade harmlos?

    Zudem fanden bei manchen Missionen heftige Sonneneruptionen statt, die die Strahlungsdosis deutlich erhöhten. Ich errinnere an die Stromnetzausfälle in den USA und Europa, die deutlich gezeigt haben, was für eine verherende Wirkung diese Erruptionen schon allein auf die Technik haben können. Daher scheinen mir die gängigen Aussagen über die Strahlungbelastung im Van Allen Strahlungsgürtel verharmlosend und stark untertrieben.

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