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Thema: interstellare Raumschiffphysik

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  1. #1
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    Standard interstellare Raumschiffphysik

    Hier stelle ich mein interstellares Raumschiffkonzept mit der angewendeten Physik und Mathematik vor.
    Bilder dazu sind per E-mail möglich.

    Meine Anforderungen an ein interstellares Raumschiff:
    Es muss sehr leicht, schnell, bezahlbar und sehr stabil für eine sehr hohe Beschleunigungen sein.

    Die Beschleunigung, Raumschiffmasse, spezifischer Impuls beinflussen die Flugzeit
    im Raumschiff entscheident.
    Dadurch ist ein Trägheitsdämpfer für die Astronauten notwendig.

    Die Reaktionsmasse und Energie für das Raumschiff in einem ist der Raum mit der kosmischen Teilchenstrahlung selbst bzw.
    die Anwendung der Astrophysik.
    Das Raumschiff wandelt die Teilchenstrahlung direkt in einen nach außen gerichteten spezifischen Impuls um.

    Gruß,
    Jens

  2. #2
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    Hast du dir mal Gedanken gemacht, wie viel Energie da pro Quadratmeter Raumschiffoberfläche zur Verfügung steht, und wie sich das mit den Anforderungen eines schnellen interstellaren Raumfluges vergleicht?
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  3. #3
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    Hallo JensU,

    "Trägheitsdämpfer" - zu viel Star Trek geschaut?
    Ansonsten: kosmische Strahlung gezielt umlenken. Wie soll das funktionieren?
    Ferner: Hast Du mal berechnet wieviel Energie da theoretisch rauszuholen ist? Die kosmische Strahlung, das sind 1000 Teilchen je Sekunde je m². Selbst wenn Dein Raumschiff 100 ha Oberfläche hätte, die diese Teilchen umlenken könnte (also 1 Mrd. m²), wären das gerademal 1 Mrd. Teilchen je Sekunde.
    Klingt viel?
    Jedes Teilchen transportiert im Mittel (ich schätze hier leider nur zwischen den Extremwerten da mir exakte Mittelwerte fehlen) 10^12 eV.
    Selbst wenn Du 100% der Energie der Teilchen verwerten könntest, stünden dem Raumschiff nur 10^21 eV zur Verfügung, das sind etwa 1,6*10^2 Joule, also 160 Joule.
    Das entspricht der Energie einer drittel Erbse.

    Ich hoffe allerdings ich habe keinen Rechen- oder Denkfehler, ich bin da eigentlich lange raus...

    Gruß Alex

  4. #4
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    Da braucht es keine Trägheitsdämpfer. Aber ein Langweiledämpfer, das wär nicht schlecht. So langsam wie das Raumschiff voran käme...
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  5. #5
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    Hallo JensU,

    so weit ich das mit den kleinen Bröckchen Information von Dir zu erkennen glaube, ist Deine Idee ein bald 60 Jahre alter Hut!

    https://en.wikipedia.org/wiki/Bussard_ramjet

    und neben dem Problem zunächst mit einem 'konventionellen' Antrieb einige % c zu erreichen, einen Staustrahlfusionsreaktor zu entwickeln, ein tausende km weit ins All reichendes Magnetfeld beträchtlicher Stärke zu erzeugen und sich davor zu schützen, ist der Hauptgegner die Impulserhaltung.

    Herzliche Grüße

    MAC
    Geändert von mac (16.01.2018 um 23:31 Uhr)

  6. #6
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    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    so weit ich das mit den kleinen Bröckchen Information von Dir zu erkennen glaube, ist Deine Idee ein bald 60 Jahre alter Hut!

    https://en.wikipedia.org/wiki/Bussard_ramjet
    Das ist jetzt aber auch eine sehr wohlmeinende Interpretation!
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  7. #7
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    Hallo Bynaus,

    Zitat Zitat von Bynaus Beitrag anzeigen
    Das ist jetzt aber auch eine sehr wohlmeinende Interpretation!
    Ja, ich fürchte Ja!


    Versuche gerade mir vorzustellen, welche technischen Konsequenzen solch eine Behauptung
    Zitat Zitat von JensU Beitrag anzeigen
    Wenn wir für die gleiche Strecke mit 20g beschleunigen und abbremsen würden, wären wir 1h unterwegs und 2 Tonnen leichter.
    wohl hätte? (gleiche Strecke waren hier 100 Millionen km und seine Zeitangabe falsch. (Er hätte mit diesem Manöver nur rund 6 Promille dieser Strecke geschafft)

    Bleiben wir aber mal bei 20 g Beschleunigung und 0,5 Stunden (danach will er ja wieder abbremsen) und der von mir dort genannten (Schiffs)Masse von 4 t, bestehend aus 2 t Struktur plus 2 t Menschen, Ausrüstung, incl. dem Rest seiner 2 Tonnen ‚Treibstoff‘ nach dieser halben Stunde.

    Bei einem Wirkungsgrad des Antriebes von (sehr optimistischen) 90% müßte er in dieser halben Stunde rund 2,5E13 Joule Wärme los werden. Das ist etwa so viel Abwärme, wie z.B. das Kernkraftwerk Brunsbüttel in gut 4,5 Stunden produziert und mit knapp 600 tausend Tonnen Wasser kühlt.

    Wieviel Abstrahlfläche bei welcher Temperatur er dafür brauchen würde, hab‘ ich jetzt noch nicht gerechnet, fürchte aber, daß er auch mit 50% der Strukturmasse bei weitem nicht auskommen wird.

    Herzliche Grüße

    MAC

  8. #8
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    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Hallo JensU,

    so weit ich das mit den kleinen Bröckchen Information von Dir zu erkennen glaube, ist Deine Idee ein bald 60 Jahre alter Hut!

    https://en.wikipedia.org/wiki/Bussard_ramjet

    und neben dem Problem zunächst mit einem 'konventionellen' Antrieb einige % c zu erreichen, einen Staustrahlfusionsreaktor zu entwickeln, ein tausende km weit ins All reichendes Magnetfeld beträchtlicher Stärke zu erzeugen und sich davor zu schützen, ist der Hauptgegner die Impulserhaltung.

    Herzliche Grüße

    MAC
    Selbst wenn das funktionieren würde, könnte man wohl auf absehbare Zeit jede Strecke nur einmal fahren. Beim zweiten Mal stottert dann der Reaktor, oder bleibt gleich ganz aus. Hin- und Rückweg müssen also immer verschieden sein. Zumindest solange, bis die Strahlung in ein paar Tausend oder Millionen Jahren, wieder mal ein paar Teilchen in diese Gegend gepustet hat.

  9. #9
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    Hallo Protuberanz,

    mal abgesehen davon, daß es, zumindest nach bisherigem Stand nicht geht, spielt der 'Kanal' den man mit sowas 'freiräumen' kann überhaupt keine Rolle.

    Zur leichteren Vorstellung der Größenverhältnisse: Selbst wenn der Auffangschirm einen Radius, so groß wie die Erdbahn um die Sonne hätte (150 Millionen km Radius), dann wäre das auf einer Strecke von 4 Lichtjahren das gleiche Verhältnis wie ein 1 m langes Rohr mit einem Durchmesser von 8 Mikrometern (etwa so groß wie ein rotes Blutkörperchen).

    Das Gas im interstellarraum ist zwar sehr dünn verteilt, bewegt sich aber dennoch mit erheblicher Geschwindigkeit um das galaktische Zentrum herum aber auch chaotisch durcheinander und Start und Ziel haben ebenfalls eine Relativgeschwindigkeit zueinander. Dieser 'Stichkanal' wäre schon nach wenigen Wochen kaum noch zu erkennen.

    Herzliche Grüße

    MAC

  10. #10
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    Zitat Zitat von Protuberanz Beitrag anzeigen
    Selbst wenn das funktionieren würde, könnte man wohl auf absehbare Zeit jede Strecke nur einmal fahren. Beim zweiten Mal stottert dann der Reaktor, oder bleibt gleich ganz aus. Hin- und Rückweg müssen also immer verschieden sein. Zumindest solange, bis die Strahlung in ein paar Tausend oder Millionen Jahren, wieder mal ein paar Teilchen in diese Gegend gepustet hat.
    Man möge es mir als Laien nachsehen, aber das verstehe ich nicht. Es wird doch seitens TE von der Teilchenstrahlung gesprochen, oder nicht? Da diese aber mW von überall her gleich einfällt, sollte sich doch eigentlich gar kein "Flugkanal" bilden können.
    Das durchflogene, "gesiebte" Raumgebiet sollte sich doch direkt wieder mit Teilchen gefüllt haben?

    In Bezug auf interstellares Gas kann ich mac´s Antwort nach vollziehen.

    Wo liegt da mein Denkfehler?
    Geändert von Stevie (18.01.2018 um 15:55 Uhr) Grund: Rechtschreibung
    Gruß Stevie

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