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Thema: aus Neutronenstern Energie gewinnen?

  1. #1
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    Standard aus Neutronenstern Energie gewinnen?

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    Hallo,
    eben kam so eine, eigentlich langweilige Doku übers Universum auf zdf.info, darunter das Thema Supernovae/Neutronensterne/Magnetare.
    Nun kam mir eine Idee, was man als weit (oder nicht so weit?) entwickelte Zivilisation damit machen könnte.
    Man müsste ein Raumschiff in den Orbit eines rotierenden Neutronensterns/Magnetars parken, so dass das Magnetfeld das Raumschiff durchdringt. Man hat eine Spule und schon kann durch Induktion Energie gewonnen werden?
    Auf die Weise könnte man doch auch mit einem relativ kleinen Raumschiff beliebig große Mengen Energie aus dem Neutronenstern ziehen, also natürlich max. soviel bis der Neutronenstern sich nicht mehr dreht oder die Ursache des Magnetfelds aufgebraucht ist, aber das wäre ja trotzdem enorm viel.
    Die elektromagnetische Energie könnte man ja zb. mit einem Laser weg transportieren, aber es gibt sicher viele Möglichkeiten, was man damit machen kann.

    Wenn man an eine Dyson Sphäre denkt, hätte diese Vorgehensweise den Vorteil, dass man keine riesige Konstruktion aufbauen muss.

    Außerdem könnte man ein SETI Experiment anstellen um solche, sich verändernden Neutronensterne zu suchen.

    Schlechte Idee? Bremst das Raumschiff in gleichem Maße ab, wie man Energie rauszieht, so dass es letztlich sinnlos wird? Meine Vermutung wäre, durch entgegengesetzte Spulen wird die entstehende Lorentzkraft aufgehoben.
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  2. #2
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    Hallo SRMeister,

    ich vermute, dass man ziemlich viel der gewonnenen Energie dafür verbrauchen würde, wenn man das Raumschiff wiederhaben möchte. Oder um neue zu bauen, wenn das mit der stabilen Umlaufbahn nicht klappt.

    Der Abtransport per Laserstrahl, stelle ich mir auch nicht sooo effizient vor, aber warum nicht. Ich denke dabei an den Laserstrahl, den man zum Mond sendet, um von dem deponierten Reflektor ein Echo zu erhalten, zur Distanzmessung. Der schöne dünne Laserstrahl ist einmal dort angekommen, mittlerweile stattliche 10 km breit, was für den Beistelltischgroßen Refraktor ausreicht, energiemäßig, um ein Signal, ein paar Photonen nach Bayern zurückzubefördern, welches die Messgeräte noch detektieren können.

    Mit anderen Worten, die Streuverluste dürften enorm sein, trotz Bündelung. Der Mond wäre ja hautnah im Vergleich.

    Aber wenn man die Enegie und den Aufwand berechnet, einen - keine Ahnung - paar zig tausend Kilometer grossen Empfangsschirm zu basteln und einen hohen Wirkungsgrad hat, gut. Sollte sich über die Jahrhunderttausende irgendwann amortisieren können.

    Oder so.

    Gruß,
    Dgoe

    P.S.: Finde die Idee ansonsten ganz gut.
    Geändert von Dgoe (10.08.2015 um 20:39 Uhr)

  3. #3
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    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Man müsste ein Raumschiff in den Orbit eines rotierenden Neutronensterns/Magnetars parken, so dass das Magnetfeld das Raumschiff durchdringt. Man hat eine Spule und schon kann durch Induktion Energie gewonnen werden?
    Auf die Weise könnte man doch auch mit einem relativ kleinen Raumschiff beliebig große Mengen Energie aus dem Neutronenstern ziehen, also natürlich max. soviel bis der Neutronenstern sich nicht mehr dreht oder die Ursache des Magnetfelds aufgebraucht ist, aber das wäre ja trotzdem enorm viel.
    Hallo SRMeister,

    Neutronensterne sind weit weg und irgendwie weiss ich auch nicht, welche Materialien die Nähe eines Neutronensternes überhaupt aushalten.

    Warum nicht "einfach" versuchen, mit Hilfe von Swing-By-Manövern - beispielsweise an der Erde - Energie zu gewinnen ?


    Freundliche Grüsse, Ralf

  4. #4
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    Hallo Dgoe u. Ralf,
    erstmal, die Idee war als Alternative zur Dysonsphäre gedacht, man hat also mit ähnlichen Problemen zu kämpfen.

    Zitat Zitat von Dgoe Beitrag anzeigen
    Hallo SRMeister,
    ich vermute, dass man ziemlich viel der gewonnenen Energie dafür verbrauchen würde, wenn man das Raumschiff wiederhaben möchte. Oder um neue zu bauen, wenn das mit der stabilen Umlaufbahn nicht klappt.
    Das stimmt. Ich vermute ganz stark, ein Raumschiff würde durch die Lorentzkraft abgebremst und somit spiralförmig in den Stern wandern. Auch ein Ring-Raumschiff(mit dem NS* im Zentrum), welches also nun nicht mehr nach innen wandert wäre ungeeignet da es vermutlich sich auf Dauer mit der Rotation des Magnetfeldes synchronisieren wird.
    Somit beschränkt sich die gewinnbare Energie möglicherweise auf die kinetische Energie des Raumschiffs relativ zum Magnetfeld und das Ganze wird letztendlich sinnlos?
    Bliebe noch die Möglichkeit, die ausgehende Strahlung über den Polen anzuzapfen, wozu man aber wieder mindestens einen Ring bräuchte, damit die beiden "Empfänger" über den Polen nicht weg getrieben werden.

    Selbst dieses Konstrukt wäre noch wesentlich einfacher zu konstruieren als eine Dysonsphäre. Gründe: NS ist wesentlich kleiner als ein Stern, man bräuchte nur einen Ring statt einer Schale.

    Zitat Zitat von Dgoe Beitrag anzeigen
    Mit anderen Worten, die Streuverluste dürften enorm sein, trotz Bündelung. Der Mond wäre ja hautnah im Vergleich.
    Ja das denke ich auch, wäre also wohl nur etwas, wenn man zB unterwegs mal nachtanken will oder vorhat, sich in der näheren Umgebung niederzulassen.

    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Hallo SRMeister,

    Neutronensterne sind weit weg und irgendwie weiss ich auch nicht, welche Materialien die Nähe eines Neutronensternes überhaupt aushalten.
    Das ist sicherlich eine wichtige Frage, aber auch die Sonne sendet harte Strahlung aus, nur eben weniger.
    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Warum nicht "einfach" versuchen, mit Hilfe von Swing-By-Manövern - beispielsweise an der Erde - Energie zu gewinnen ?
    Ja gut, aber es ging ja eher um eine stationäre, dauerhafte Möglichkeit der Energiegewinnung. Swing-by ist ja eher gut wenn man fahrt aufnehmen will? Oder meinst du, kleine Projektile beschleunigen und irgendwo reinkrachen lassen wo die E_kin in Wärme umgewandelt wird?

    Grüße,
    SR

    *NS= Neutronenstern
    Geändert von SRMeister (11.08.2015 um 00:09 Uhr)
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  5. #5
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    Hallo SRMeister,

    irgendwie verstehe ich nicht, wieso dieses (hypothetische) Konstrukt eine Alternative zur (hypothetischen) Dyson-Sphäre sein soll?

    Eine Dyson-Sphäre soll (hypothetisch) die Energie ihres Heimatsterns nutzbar machen und die vorhandene Materie so gut wie möglich für ‚Leben‘ und ‚Wohnen‘ bereitstellen. Zumindest Letzteres wäre doch mit Deiner ‚Ersatzlösung‘ gar nicht möglich und auch die Bereitstellung von Energie wäre doch, verglichen mit dem Auffangen von Sonnenenergie, ungleich schwieriger (um nicht direkt zu sagen illusorisch), viel unergiebiger und sehr weit weg vom Verbraucher.

    Die technische Schwierigkeit solch eine hypothetische Energiequelle anzuzapfen würde ich deutlich höher ansiedeln als die technische Schwierigkeit solche Entfernungen zu überwinden. Und wenn man die Entfernung überwinden kann, wieso dann nicht gleich hin zu der wesentlich lebensfreundlicheren Alternative eines für eine Dyson-Sphäre geeigneten Sonnensystems?

    Herzliche Grüße

    MAC

  6. #6
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    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Swing-by ist ja eher gut wenn man fahrt aufnehmen will? Oder meinst du, kleine Projektile beschleunigen und irgendwo reinkrachen lassen wo die E_kin in Wärme umgewandelt wird?
    Hallo SRMeister,

    ich bin Mathematiker und kein Ingenieur. Ich habe aber volles Vertrauen in die Jungs und Mädels, dass die das irgendwie hinkriegen


    Freundliche Grüsse, Ralf

  7. #7
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    Hallo SRMeister,

    von den Schwierigkeiten eine Dyson-Sphäre zu bauen ganz abgesehen, einen Ring dort hin zu manövrieren, stelle ich mir auch schwierig vor. Angenommen der ist fertig gestellt und vor Ort, dann hast Du zwar recht, dass sich die Konstruktion als Ring gegenseitig ausgleicht. Aber damit hört das ja nicht auf. Sie (die Konstruktion) könnte sich aufschaukeln und kleinste Nuancen bewirken, dass der Mittelpunkt wegdriftet, so dass sie als Ganzes, mit einer Seite zuerst, in den Stern crasht.

    Gruß,
    Dgoe

  8. #8
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    Hallo mac,

    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Eine Dyson-Sphäre soll (hypothetisch) die Energie ihres Heimatsterns nutzbar machen und die vorhandene Materie so gut wie möglich für ‚Leben‘ und ‚Wohnen‘ bereitstellen. Zumindest Letzteres wäre doch mit Deiner ‚Ersatzlösung‘ gar nicht möglich und auch die Bereitstellung von Energie wäre doch, verglichen mit dem Auffangen von Sonnenenergie, ungleich schwieriger (um nicht direkt zu sagen illusorisch), viel unergiebiger und sehr weit weg vom Verbraucher.
    Ich verstehe nicht so recht, warum es unergiebiger sein soll? Die Jets beim Neutronenstern lassen sich doch, prinzipiell, genauso anzapfen wie die Sonnenstrahlung. Bei der Dysonsphäre wird keine Energie zurückbehalten, sonst würde sich das Ding über alle Maßen aufheizen. Die ist also für biologische Systeme (Photosynthese) und Solarenergie günstig, sonst nix.

    Die Strahlung der Jets ist dagegen nicht gerade lebensfreundlich, aber ich meinte ja nicht, dass man seine Pflanzen da rein halten soll, sondern eben, dass man die Energie/Teilchen technisch nutzt, zB. um irgendwelche Kern/Fusions-brennstoffe für Raumfahrt zu erhalten, usw.

    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Die technische Schwierigkeit solch eine hypothetische Energiequelle anzuzapfen würde ich deutlich höher ansiedeln als die technische Schwierigkeit solche Entfernungen zu überwinden. Und wenn man die Entfernung überwinden kann, wieso dann nicht gleich hin zu der wesentlich lebensfreundlicheren Alternative eines für eine Dyson-Sphäre geeigneten Sonnensystems?
    Also erstmal sollte man sich einig darüber sein, dass wir nicht wissen, welche Bedingungen günstig sind, wenn eine Zivilisation so weit entwickelt ist. Braucht sie überhaupt Sonnenlicht zum Leben? Ist sie vielleicht garnicht mehr biologisch sondern nurnoch "technisch"?
    Ich behaupte einfach mal, sofern beides technisch möglich ist(Dyson+NS anzapfen), bekommst du beim NS mehr Energie für den gleichen Aufwand: Die frei werdende Energie ist zwar insgesamt weniger(Vermutung) als bei einem normalen Stern, aber dafür ist sie örtlich extrem konzentriert, so dass es nicht nötig ist, eine ganze Sphäre zu bauen.
    Die Dysonsphäre wirkt auf mich eher naja, nostalgisch. Könnte mir vorstellen, eine sehr weit entwickelte Zivilisation braucht vielleicht noch etwas biologisch günstiges Licht, zB für einen riesen Zoo/Garten für den Wochenendausflug mit den Kindern. Aber dafür reicht vlt. ein Planet schon aus.



    @Dgoe:
    Also ich finde die Diskussion, allein ob das ein stabiles Konstrukt sein könnte, auch ansich sehr interessant.

    Ich glaube nicht dass sich das "aufschaukeln" kann, denn genau wie im Innern einer Sphäre herrscht auch im Innern eines Rings keine Gravitation, solange man sich auf der Ring Ebene bewegt, heist das Teil könnte schon Schwingen, zB. von oben nach unten(wenn wir den Ring jetzt mal waagerecht legen mit Stern im Zentrum), aber angezogen wird nicht der Ring nur der Mittelpunkt des Rings, solange sich der Stern innerhalb befindet.
    Es müsste sich also ein stabiler Orbit finden lassen.
    Auch die Anreise wäre nicht so kompliziert: Triffst du so, dass der NS durch den Ring geht, also nirgends berührt, musst du nur zum Zielort hin geradlinig abbremsen. Ansonsten fliegt der Ring einfach geradeaus davon.

    Ganz abgesehen natürlich von den relativistischen Effekten wenn man den Ring relativ klein baut (und davon dass kein Material stabil genug dafür wäre, aber das Problem haben wir ja auch bei der Dysonsphäre)
    Geändert von SRMeister (12.08.2015 um 23:50 Uhr)
    Absence of evidence does not mean evidence of absence.

  9. #9
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    Hallo SRMeister,

    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Ich verstehe nicht so recht, warum es unergiebiger sein soll? Die Jets beim Neutronenstern lassen sich doch, prinzipiell, genauso anzapfen wie die Sonnenstrahlung.
    Jet’s gibt es nur, wenn Materie dem Neutronenstern entsprechend nahe kommt. Materie, die man für biologische, und technische Strukturen brauchen könnte.



    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Bei der Dysonsphäre wird keine Energie zurückbehalten, sonst würde sich das Ding über alle Maßen aufheizen.
    zurückhalten wollte ich die auch gar nicht, nur nutzen.



    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Die ist also für biologische Systeme (Photosynthese) und Solarenergie günstig, sonst nix.
    ohne Energie funktionieren aktive technische Systeme auch nicht.



    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Die Strahlung der Jets ist dagegen nicht gerade lebensfreundlich, aber ich meinte ja nicht, dass man seine Pflanzen da rein halten soll, sondern eben, dass man die Energie/Teilchen technisch nutzt, zB. um irgendwelche Kern/Fusions-brennstoffe für Raumfahrt zu erhalten, usw.
    um sie zu nutzen muß man erst mal hin kommen. Keine biologische oder technische ‚Zivilisation‘ ‚überlebt‘ den Übergang eines Sterns hin zum Neutronenstern in seiner Nähe und keine biologische Evolution ist im ‚habitablen‘ Bereich eines Neutronensterns vorstellbar. Also brauchst Du alle Produktionsmöglichkeiten für eine solche Struktur bereits in einem ‚normalen‘ Sonnensystem. Wozu sollte aber eine solche Struktur überhaupt in die Nähe eines Neutronensterns transportiert werden? Willst Du dort siedeln?

    Energie nutzen schreibst Du. Wozu? Du mußt die Energie zum Verbraucher transportieren. Warum über Entfernungen von Lichtjahren, wenn Du sie ebenso gut ‚direkt‘ vor der ‚Haustür‘ nutzen kannst, in einer erheblich ‚lebensfreundlicheren‘ Umgebung.

    Tanken schreibst Du. Wozu? Wenn Du nicht hin fliegst, und dort abbremst, brauchst Du auch nicht ausgerechnet dort zu tanken.



    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Also erstmal sollte man sich einig darüber sein, dass wir nicht wissen, welche Bedingungen günstig sind, wenn eine Zivilisation so weit entwickelt ist.
    Egal für welche ‚Zivilisation‘ Ein Energietransport über ein Lichtjahr hinweg ist für jeden ungünstiger als ein Transport über eine astronomische Einheit hinweg.



    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Braucht sie überhaupt Sonnenlicht zum Leben? Ist sie vielleicht garnicht mehr biologisch sondern nurnoch "technisch"?
    Sie braucht auf jeden Fall Energie, egal wie weit sie fortgeschritten ist, weil sie lokal gegen die Entropiezunahme ankommen muß.



    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Ich behaupte einfach mal, sofern beides technisch möglich ist(Dyson+NS anzapfen), bekommst du beim NS mehr Energie für den gleichen Aufwand:
    Nö. Sowas wie eine Dysonsphäre wäre bereits mit den heutigen technischen Möglichkeiten vorstellbar (zumindest technisch, nicht unbedingt wirtschaftlich) Ein Material das seine Struktur in der Nähe eines aktiven Neutronensterns aufrecht erhalten kann, geschweige denn seine Jet’s anzapfen, dagegen eher nicht.)



    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Die frei werdende Energie ist zwar insgesamt weniger(Vermutung) als bei einem normalen Stern,
    Ja.



    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    aber dafür ist sie örtlich extrem konzentriert, so dass es nicht nötig ist, eine ganze Sphäre zu bauen.
    Warum machst Du da einen Unterschied zwischen den Notwendigkeiten in einem ‚normalen‘ Sonnensystem und einer Neutronensternumgebung? Du mußt auch in einem normalen System nicht sofort mit einer geschlossenen Dysonsphäre anfangen. Wenn die dann allerdings so groß geworden ist, daß sie alle nutzbare Energie ihres Sterns nutzen kann, dann ist das was ihr ein Neutronenstern auf natürlichem Wege zusätzlich zur Verfügung stellen kann kaum der Rede wert, es sei denn Du willst kostbares Baumaterial völlig uneffektiv ‚verbrennen‘



    Zitat Zitat von SRMeister Beitrag anzeigen
    Die Dysonsphäre wirkt auf mich eher naja, nostalgisch. Könnte mir vorstellen, eine sehr weit entwickelte Zivilisation braucht vielleicht noch etwas biologisch günstiges Licht, zB für einen riesen Zoo/Garten für den Wochenendausflug mit den Kindern. Aber dafür reicht vlt. ein Planet schon aus.
    Wenn der Planet dafür ausreicht, dann brauchst Du eh‘ weder eine geschlossene Dysonsphäre, noch zusätzliche Energie von einem weit entfernten Neutronenstern.

    Wenn Du aber von einem Wochenendausflug mit Kinderns schreibst, dann braucht Du sogar ohne Wochenendausflug alles was eine Biosphäre auch braucht.

    Herzliche Grüße

    MAC
    Geändert von mac (13.08.2015 um 00:37 Uhr)

  10. #10
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    Gibt es Dysonsphären oder nicht:
    This allows us to set a tentative upper limit at 0.3% on the fraction of Karashev type III disk galaxies in the local Universe.
    aus http://arxiv.org/abs/1508.02406

    Grüße Senf

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