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Thema: Raumschiff in Jupiter's Magnetfeld

  1. #1
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    Standard Raumschiff in Jupiter's Magnetfeld

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    Die Idee stammt nicht von mir, sondern die hat mal Michio Kaku

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

    in einer Doku auf N24 vorgestellt. Da meinte er, man könnte ein elektrisch geladenes Raumschiff in Jupiter‘s Magnetfeld bringen. Es würde dann beschleunigt werden. Dann sollte man die Ladung abschalten und das Raumschiff würde mit hoher Geschwindigkeit aus dem Magnetfeld heraus katapultiert werden. Hat zufällig jemand diese Doku gesehen?

    Wie das jetzt genau funktionieren soll, darüber hat Mister Kaku leider nichts gesagt.

    Deswegen hab ich mir mal selber Gedanken gemacht.

    Man bringe Ladungsballast an einem Raumschiff an und zwar positiven Ballast an einem Ende und negativen Ballast am anderen Ende, so dass das Raumschiff insgesamt elektrisch neutral ist. Man schwenke dann in einen kreisförmigen Orbit um Jupiter ein, sagen wir mal: r_0=10^9m ergo v_0=3564m/s

    Jetzt laden wir das Raumschiff auf, indem wir beispielsweise positiven Ballast abstoßen. Durch die Lorentzkraft wird das Raumschiff auf eine niedrigere Bahn gezwungen, sagen wir mal r=10^8m/s

    Meine Idee ist nun: Der Bahndrehimpuls sollte dabei erhalten bleiben.

    v*r=v_0*r_0

    Reduzieren wir also den Abstand zu Jupitermittelpunkt auf ein Zehntel, dann sollte sich doch die Bahngeschwindigkeit um‘s Zehnfache erhöhen, oder?

    Jetzt schalten wir die Ladung ab, indem wir jetzt auch den negativen Ballast abstoßen. Die Lorentzkraft verschwindet, die Gravitation von Jupiter reicht nicht mehr aus, um das Raumschiff zu halten.

    Das Raumschiff fliegt jetzt mit v_0*wurzel(80)~31875m/s von Jupiter weg.

    Woher ich diese Werte habe? Nun ich hab mir hier

    http://bildungs-foren.de/foren/viewt...03eaa5441e6d42

    schon ein paar mathematische Gedanken dazu gemacht. (Dort funktionier auch Latex)

    Leider hat sich nur eine einzige Person an der Diskussion beteiligt und die meinte nur: „Das geht nicht, das widerspricht dem Energieerhaltungssatz.“

    Mister Kaku meint allerdings, die zusätzliche kinetische Energie wird dem Magnetfeld entnommen.

    Hat jemand eine andere Idee? Oder ist Herr Kaku nur eine geldgierige Labertasche?

  2. #2
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    Man muss sich jedenfalls mehr Gedanken machen, als du es getan hast.

    Ohne jetzt irgendwas durchgerechnet zu haben:

    Der Bahndrehimpuls bleibt ganz sicher nicht erhalten, wenn zwar eine rein radiale, aber zeitabhängige Kraft wirkt. Und so ist die Situation ja offenbar, denn das Raumschiff soll aufgeladen werden.

    Wenn man ein Raumschiff aufladen will, muss man Elektronen oder Protonen wegschießen. Das kostet ziemlich viel Energie, wenn man nennenswert Ladung aufbauen will.

    Ich geh mal davon aus, dass sich Michio Kaku über solche Sachen Gedanken gemacht hat und dass die ganze Sache nicht völliger Quatsch ist.

  3. #3
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    Ich glaube - so wie ich das von Michio Kaku in Erinnerung habe - er will das Raumschiff via einen langen "Tether" (etwa: Kabel), durch das Strom fliesst, beschleunigen. Man hat zwei Teile, die durch dieses Kabel verbunden sind, sagen wir, über einige 10'000 km. Dann lässt man Strom durch den Leiter fliessen, so dass sich das eine Ende positiv und das andere Ende negativ auflädt - die Lorentzkraft wird dann das ganze Raumschiff beschleunigen. Die Energie bleibt erhalten, weil die kinetische Energie letztlich aus der elektrischen Energie kommt, die man durch das Kabel gepumpt hat.
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  4. #4
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    Zitat Zitat von Bynaus Beitrag anzeigen
    Ich glaube - so wie ich das von Michio Kaku in Erinnerung habe - er will das Raumschiff via einen langen "Tether" (etwa: Kabel), durch das Strom fliesst, beschleunigen. Man hat zwei Teile, die durch dieses Kabel verbunden sind, sagen wir, über einige 10'000 km. Dann lässt man Strom durch den Leiter fliessen, so dass sich das eine Ende positiv und das andere Ende negativ auflädt - die Lorentzkraft wird dann das ganze Raumschiff beschleunigen.
    Könntest du uns da auch eine Quelle nennen, wo er das beschreibt. Weil in der Doku, die ich gesehen habe, kann das nicht vor.

    Ausserdem, wenn man nur das eine Ende positiv und das Andere negativ auflädt, dann bleibt das Raumschiff ja trotzdem insgesamt neutral. Eine Lorentzkraft kann da nicht wirken.

    Zitat Zitat von MGZ Beitrag anzeigen
    Der Bahndrehimpuls bleibt ganz sicher nicht erhalten, wenn zwar eine rein radiale, aber zeitabhängige Kraft wirkt.
    Wie ist das eigentlich, wenn ein Zentralgestirn an Masse (Anziehungskraft) zu oder abnimmt. Wie ändert sich der Drehimpuls der Satelliten meinetwegen bei Verdoppelung der Zentralmasse? Wandern sie nach innen oder außen? Oder ändern sich ihre Bahn nicht?
    Geändert von julian apostata (20.05.2014 um 23:49 Uhr) Grund: aus Versehen falsch zitiert

  5. #5
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    @j.a.: ich such dir eine quelle wenn ich wieder einen pc zur verfügung habe. Bis dahin: wenn strom in einem leiter fliesst, entsteht ein magnetfeld, und wenn bereits ein umgebendes magnetfeld da ist entsteht eine kraft. Es spielt keine rolle ob das raumschiff netto elektrisch neutral ist. Wenn das nicht so wäre würde kein elektromotor funktionieren.
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  6. #6
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    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    Wie ist das eigentlich, wenn ein Zentralgestirn an Masse (Anziehungskraft) zu oder abnimmt. Wie ändert sich der Drehimpuls der Satelliten meinetwegen bei Verdoppelung der Zentralmasse? Wandern sie nach innen oder außen? Oder ändern sich ihre Bahn nicht?
    Das ist ein relativ abstraktes Problem, weil große Massen sich üblicherweise nicht mal eben ändern. Der Satellit würde auf jeden Fall nach innen wandern. Es läuft wahrscheinlich auf eine numerische Lösung der Bewegungsgleichung hinaus.

  7. #7
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    Zitat Zitat von MGZ Beitrag anzeigen
    Das ist ein relativ abstraktes Problem, weil große Massen sich üblicherweise nicht mal eben ändern.
    Das hat aber verdammt viel mit dem Thema zu zun. Einerseits kann ein Stern im Laufe seines Lebens durchaus an Masse verlieren und ich glaube mal gelesen zu haben, dass dann seine Planeten nach außen wandern.

    Und wenn wir die elektrische Ladung eines Raumschiffes so manipulieren könnten, dass wir zu Jupiters hinunter gezogen werden, dann ist dann in etwa so, als wenn wir seine Masse (Anziehungskraft) mal eben vergrößerten.

    Und ich seh jetzt auf den ersten Blick nicht so recht ein, warum dabei der Drehimpuls nicht erhalten bleiben sollte, so wie hier beim Piroutteneffekt auch.

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

    Wenn jemand genaueres weiß und ich unrecht habe, der Drehimpuls sich also in meinem beschriebenen Szenario ändert…

    …kann mir dann jemand sagen, wie er sich ändert. Wird er größer oder kleiner?

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