CASSINI-HUYGENS - Mission zum Saturn

[MRM]

Also da kommt mir das mit den Triebwerken plausibler und einfacher vor. Vielleicht gibt es bis dahin auch viel bessere Verbrennungsmethoden und verbrauchen deswegen viel weniger Energie.

Also, bei Triebwerken hab ich mehr so an Teilchenbeschleuniger gedacht, die einen partikelstrom auf fast Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und dann in die Richtige Richtung in den Weltraum befördern, ein Antrieb der mehr dem Ionenantrieb als dem Verbrennungsantrieb gleicht.

Aber die Idee mit dem Seil mußt du noch mal irgendwie erläutern, Bynaus, so recht vorstellen kann ich mir das auch nicht

Sonst hätte ich noch eine vielleicht einfachere Idee, die wenig Energie verbraucht. Man könnte ja auch Satelieten in eine Erdumlaufbahn bringen die große Metallfolien aufspannen, und so ein Teil der Sonneneinstrahlung reflektieren. Hält vermutlich nicht ganz so lange vor, wie eine höhere Erdumlaufbahn, ließe sich vermutlich aber einfacher bewerkstelligen ...

[Bynaus]

Du meinst eine Art "Sonnenschrim" für die Erde? Ja, das wäre auch denkbar und auch einfacher...

Wegen dem Seil: Bewegt man einen elektrischen Leiter durch ein Magnetfeld, dann entsteht ein Strom. Durchströmt man hingegen einen bewegten Leiter in einem Magnetfeld mit elektrischem Strom, so entsteht eine Kraft, die senkrecht auf der Stromflussrichtung und dem Magnetfeld steht - diese Kraft wird "Lorenz-Kraft" genannt. Die Sonne hat ein grosses Magnetfeld, das sich bis zur Heliopause hinaus ausdehnt (ca. 100 AU). Die Erde auf ihrer Bahn druchquert dieses Magnetfeld. Liesse man nun von der Erde aus ein langes, elektrisch leitendes Seil in Richtung Sonne hängen, dann würde in diesem Seil ein elektrischer Strom beginnen zu fliessen, und die Lorenzkraft würde das Seil langsam abbremsen (es findet also eine Umwandlung von kinetisch / potentieller Energie in elektrische Energie statt). Lässt man stattdessen Strom durch dieses Seil fliessen, geschieht das umgekehrte: elektrische Energie wird (über die Lorenzkraft) in potentielle / kinetische umgewandelt, und das Seil steigt im Verhältnis zur Sonne auf. Dann müsste man es nur noch mit einem Ende an der Erde befestigen, so dass sie mitgezogen wird. Man bräuchte bloss genügend Strom durch das Seil zu lassen, und dieses würde die Erde dann langsam von der Sonne wegziehen. Natürlich müsste man noch Detailfragen klären, aber im Prinzip würde es funktionieren.

Zur Energiemenge, die nötig ist (unter der Annahme, dass wir 100% Wirkungsgrad haben, was unrealistisch ist, aber uns die Untergrenze an benötigter Energie gibt):

Energie = E pot (potentiell, = Bahnhöhenunterschied) + E kin (kinetisch, = Geschwindigkeitsunterschied)

E pot:
Jetzige Entfernung der Erde von der Sonne (vereinfachend): 149600000000 m
Nach einem Jahr: 149600000010 m.
Für g = konstant auf kleinen Strecken gilt: E pot = m * g * h, bzw. dE pot = m * g * dh.
m ist die Masse der Erde (6e24 kg),
dh = 10 m,
g die Gravitation der Sonne in dieser Entfernung: G * M(sonne) / r^2 = 6.674e-11 * 2e30 kg / (149.6e9m ^2) = 0.00596 = 0.006 m/s^2

dE pot = 0.006 * 10 * 6e24 = 3.6e23 Joule

E kin
Jetzige mittlere Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Bahn = Wurzel (g * h), wobei g = 0.006 und h = 149.6 Mio km = 29960 m/s
Für h = 149600000010 ergibt dies = 29960 m/s (Änderung erst bei der 6. Stelle nach dem Komma...). dV also = ca. 0.000001 m/s.
E kin = m * v^2 / 2 bzw dE kin = m * (v1^2 - v2 ^2) / 2 = m * (v1 - v2) * (v1 + v2) / 2 = m * (dv) * (2v1 + dv) / 2 = 6e24 * 0.000001 m/s * ((29960 + 29960) + 0.000001) / 2 = -1.8e23 Joule

Da dE total = dE pot + dE kin ist dE total also = 3.6e23 - 1.8e23 = 1.8e23 Joule, um die Erde pro Jahr um 10 m zu verschieben. Das wären dann 5.7e15 Watt (= 5700000 Gigawatt) pro Jahr. Zum Vergleich: 1990 betrug die Weltenergieproduktion rund 12000 Gigawatt. Man müsste also die Weltproduktion an Energie um das fast 500fache Steigern, um die Erde auch nur 10 m pro Jahr von der Sonne wegzubugsieren.

Unter der Annahme natürlich, man könnte das mit optimalem Wirkungsgrad tun. Fällt der Wirkungsgrad auf 10% (was gar nicht so unrealistisch ist), müsste man schon die 5000fache Weltproduktion dafür aufwenden...

[Spocky]

@ Skymarshall: Ja, es gab immer extreme Schwankungen. Wir liegen selbst heute noch unter der Durchschnittstemperatur seit der letzten Eiszeit, also selbst in den letzten 12.000 Jahren war es im Schnitt wärmer, als heute.

Wenn der Mensch immer mehr CO2 in die Luft bläst, hat es vielleicht auch den Vorteil, dass wir die letztendliche Klimakatastrophe weiter hinauszögern

[MRM]

Du meinst eine Art "Sonnenschrim" für die Erde? Ja, das wäre auch denkbar und auch einfacher...

Ja klar einfacher, billiger, aber eben auch riskanter.Die Schirme wirken ja im Sonnenwind wie Segel, auf der Sonnenabgewandten Seite dürfen sie kein Sonnenlicht auf die Erde reflektieren, um den effekt nicht wieder zunichte zu machen, also müssen diese Sattelieten ständig überwacht und in ihrer Flugbahn kontrolliert werden. Da menschliche Gesellschaften nicht gerade zu stabilität neigen, ist absehbar, daß das früher oder später mal schief geht, und dann ist essig mit der Erde.

Bei dem Projekt mit der Erdumlaufbahn, wenn das mal fürein paar Jahre, wegen Weltkrieg, wirtschaftskrise oder ähnlichem, ausfällt, dürften die Folgen weniger gravierend sein, sofern das Programm anschließend wieder aufgenommen wird.

Andererseits könnte natürlich das Bewußtsein einer Abhängigkeit von diesem Sonnenschirm einen disziplinierenden Einfluß auf die Menschheit haben, weiß man nicht ...

Da dE total = dE pot + dE kin ist dE total also = 3.6e23 - 1.8e23 = 1.8e23 Joule, um die Erde pro Jahr um 10 m zu verschieben. Das wären dann 5.7e15 Watt (= 5700000 Gigawatt) pro Jahr. Zum Vergleich: 1990 betrug die Weltenergieproduktion rund 12000 Gigawatt. Man müsste also die Weltproduktion an Energie um das fast 500fache Steigern, um die Erde auch nur 10 m pro Jahr von der Sonne wegzubugsieren.

Unter der Annahme natürlich, man könnte das mit optimalem Wirkungsgrad tun. Fällt der Wirkungsgrad auf 10% (was gar nicht so unrealistisch ist), müsste man schon die 5000fache Weltproduktion dafür aufwenden...

O.K., ist natürlich ne Menge Saft. die Stromrechnung möcht ich nicht sehen , aber ich denk mal unter der Annahme, man hat in absehbarer Zukunft die Kernfusion zur Verfügung, nicht völlig unrealistisch. Schwieriger wird es sein die Menscheit davon zu überzeugen eine derartige investition vorzunehmen, damit in 100 mio Jahren die Welt nicht vorzeitig untergeht ...

Und mehr als 10 % sollte vielleicht doch irgendwann hin zu kriegen sein.

[Spocky]

Bei diesen Sonnenschirmen würde auch dazukommen, dass sie die Wärme nicht abstrahlen dürften, weil sonst bringt das ja nichts. Sie würden sich also mit der Zeit aufheizen und irgendwann verglühen...äh
Sie müssten das Sonnenlich also reflektieren, aber wenn sie alles reflektieren, wird es auf der Erde zu kalt.

[MRM]

Bei diesen Sonnenschirmen würde auch dazukommen, dass sie die Wärme nicht abstrahlen dürften, weil sonst bringt das ja nichts. Sie würden sich also mit der Zeit aufheizen und irgendwann verglühen...äh
Sie müssten das Sonnenlich also reflektieren, aber wenn sie alles reflektieren, wird es auf der Erde zu kalt.

Klar müßten sie das Sonnenlicht reflektieren, und klar ist auch, daß nicht alles reflektiert werden darf, weil sonst die Erde zuur Tiefkühltruhe werden würde. Man müßte dann im jeweiligen Zeitabschnitt berechnen, welcher Anteil des Sonnenlichtes reflektiert werden müßte und eine entsprechende Anzahl von Sateliten positionieren.

[Spocky]

Also wenn es wirklich am sinkenden CO2-Spiegel liegen sollte, dass die Erde schon vor dem Aufblähen der Sonne zu einem unbewohnbaren Ödland wird, dass dürfte das Freisetzen von CO2 wirklich die billigste Lösung sein. Und wenn die Sonne irgendwann zum roten Riesen wird, helfen die Sonnenschirme wohl auch nicht mehr. Insofern denke ich, dass man da andere Lösungen wählen wird. Man könnte ja auch die Albedo der Erde erhöhen... Man müsste einfach nur viele Pflanzen züchten, die einen Großteil des Sonnenlichts reflektieren...

[drohne14]

Man könnte der Bevölkerung auch einfach Spiegel veteilen

(sorry, musste sein)

[MRM]

Also wenn es wirklich am sinkenden CO2-Spiegel liegen sollte, dass die Erde schon vor dem Aufblähen der Sonne zu einem unbewohnbaren Ödland wird, dass dürfte das Freisetzen von CO2 wirklich die billigste Lösung sein. Und wenn die Sonne irgendwann zum roten Riesen wird, helfen die Sonnenschirme wohl auch nicht mehr. Insofern denke ich, dass man da andere Lösungen wählen wird. Man könnte ja auch die Albedo der Erde erhöhen... Man müsste einfach nur viele Pflanzen züchten, die einen Großteil des Sonnenlichts reflektieren...

Das Problem mit dem CO2 ist ja, daß es die Erdatmosphere erwärmt, und daher der CO2 Spiegel ständig sinken muß, damit die Wärmeleistung der stärker werdenden Sonne kompensiert wird. Irgendwann läßt sich halt nur der CO2 Spiegel nicht weiter senken. Mehr CO2 freisetzen ( tun wir ja gerade fleißig )verstärkt das Überhitzungsproblem. Irgendwann muß halt nur der CO2 Level gehalten werden, damit die Pflanzen was zu atmen haben und die stärker werdende Sonne muß anderweitig als durch CO2 - Spiegel Senkung kompensiert werden. Sonst Wie, das diskutieren wir ja gerade...

[Skymarshal]

@Bynaus: Ich habe deine PIPI-Milchmädchenrechnung mal eben überprüft - die Rundungsfehler sind inakzeptabel !

Nein, Scherz bei Seite. Ich könnte nicht sowas im Kopf rechnen.......

Eine große Menge Energie also. Aber bis da hin sind die Energiegewinnungsmethoden ja auch mit Sicherheit anders.

@MRM: Wegen deinen Reflektoren. Zu der Problemmatik mit der Durchlässigkeit für Licht und weniger Wärme kommt außerdem noch das sie stabil sein müssen. Sie bieten eine große Fläche für Teilchen/Staub/Schrott die bei relativ hohen Geschwindigkeiten bestimmt Löcher da reinschiessen können. Und bei erhöhter Helligkeit weiß ich nicht ob die wie eine Art Brennstrahl Rinnen in die Erde brennen können. Kommt drauf an wie stark die sind oder?

@Spocky: AUch wenn es mal irgendwann Rückkopplungseffekte mit Co2 gibt, sieht es heute tatsächlich so aus als wenn wir durch den Ausstoß die Erwämung beschleunigen.

Das Problem ist ja die Wärmeabgabe über den Weltraum die letztendlich behindert wird. Auch wird durch ein allmäliges Verschwinden der Ozonschicht die UV Belastung erhöht.

[MRM]

@MRM: Wegen deinen Reflektoren. Zu der Problemmatik mit der Durchlässigkeit für Licht und weniger Wärme kommt außerdem noch das sie stabil sein müssen. Sie bieten eine große Fläche für Teilchen/Staub/Schrott die bei relativ hohen Geschwindigkeiten bestimmt Löcher da reinschiessen können. Und bei erhöhter Helligkeit weiß ich nicht ob die wie eine Art Brennstrahl Rinnen in die Erde brennen können. Kommt drauf an wie stark die sind oder?

Ich denk nicht das man sie so stabil konstruieren kann, das die jeden Zusammenstoß mit einem Partikel unbeschadet überstehen, dann mußte man ja regelrechte Panzerplatten in die Umlaufbahn bringen ....

Nein, ich denk kleine Löcher sind nicht so ein Problem. Wenn in einer riesigen Reflektorfolie mal ein paar Löcher drin sind, würde die Reflexionsleistung ja nur um den winzigen Anteil sinken, den die Löcher an der gesamtfläche ausmachen. Solange eine Zivlisation auf der Erde besteht, die in der lage ist, diese Sateliten zu überwachen und zu warten und gegebenenfalls zu reparieren sehe ich da kein all zu großes Problem in dieser Hinsicht. Aber wenn die sich selbst überlassen werden, dann werden natürlich mit der Zeit die Löcher immer zahlreicher, bis der Schutz nicht mehr ausreicht.

Deinen Einwand mit dem Brennstrahl verstehe ich nicht so ganz. Die Dinger sollen die Strahlung doch reflektieren und nicht bündeln, obwohl als Energiequelle könnte sowas natürlich auch interessant werden ....

[Bynaus]

die Rundungsfehler sind inakzeptabel !

Beweise es!

@MRM & Sonnenschirm: man müsste den Schirm im L1-Punkt (zwischen Erde und Sonne) positionieren, so dass er seine Position in Bezug auf die Erde nicht ändert. Man müsste ihn so konstruieren, dass seine Durchlässigkeit angepasst werden kann.

Was die Löcher angeht, sehe ich das genauso wie MRM in seinem letzten Posting.

Was den Wirkungsgrad angeht: es braucht ja nur zwei Maschinen, die jeweils mit 30% Wirkungsgrad arbeiten, und schon sind wir bei einem Wirkungsgrad unter 10%...

[Skymarshal]

Beweise es!

Dann muß ich ja rechnen.......

Die Zahlen sind einfach zu schön. Ohne Dezimal!

Was die Löcher angeht, sehe ich das genauso wie MRM in seinem letzten Posting.

Man darf die Fläche nicht unterschätzen. Außerdem werden bei höherer Aktivität der Sonne auch die Erruptionen und Stürme stärker.

Allerdings gebe ich zu das die Sache mit dem Brennstrahl ein Denkfehler ist. Es sind ja kein optischen Linsen die irgendetwas bündeln.

Was den Wirkungsgrad angeht: es braucht ja nur zwei Maschinen, die jeweils mit 30% Wirkungsgrad arbeiten, und schon sind wir bei einem Wirkungsgrad unter 10%...

Kannst du das mal näher erklären? Das hat doch etwas mit Anfangs und Verlustleistung zu tun oder nicht?

Ergibt sich der Wirkungsgrad daraus?

[MRM]

Man darf die Fläche nicht unterschätzen. Außerdem werden bei höherer Aktivität der Sonne auch die Erruptionen und Stürme stärker.

Das hat nix mit dem Unterschätzen der Fläche zu tun. sagen wir mal in eine 100 km2 Folie kommen im Laufe von 100 Jahren Löcher die insgesamt 1km2 ausmachen, dann hast du einen Verlust der Wirsamkeit um 1%.

Bei einer 1000km2 Folie müßtest du im gleichen Zeitrahmen mit 10km2 Löchern rechen, wegen der 10 x größeren Fläche. Der Wirksamkeitsverlust läge aber nach wie vor bei 1%[/QUOTE]

Allerdings gebe ich zu das die Sache mit dem Brennstrahl ein Denkfehler ist. Es sind ja kein optischen Linsen die irgendetwas bündeln.

Man könnte sich aber überlegen, ob man die ganze Energie die auf die Folie trifft nicht auch irgendwie nutzen könnte, und sei es nur um den Satelieten in Position zu halten.

@Bynaus, warum meinst du ein großer Schirm am L1 Punkt wäre sinnvoller als viele kleine Schirme in Erdnäheren Umlaufbahnen ? Wenn von den kleineren mal einer ausfällt wäre das dann ja weniger tragisch als wenn der eine große ausfällt ...

[Skymarshal]

Das hat nix mit dem Unterschätzen der Fläche zu tun. sagen wir mal in eine 100 km2 Folie kommen im Laufe von 100 Jahren Löcher die insgesamt 1km2 ausmachen, dann hast du einen Verlust der Wirsamkeit um 1%.

Bei einer 1000km2 Folie müßtest du im gleichen Zeitrahmen mit 10km2 Löchern rechen, wegen der 10 x größeren Fläche. Der Wirksamkeitsverlust läge aber nach wie vor bei 1%

Man müßte vergleichen wieviel Teilcheneinschläge bei jetztiger Sonnenaktivität im Schnitt auf heutige Satelliten kommen. Die haben natürlich viel weniger Fläche. Und das dann auf eine höhere Fläche und Aktivität extrapolieren. Dann wüßte man es ungefähr. Vielleicht noch den durchschnittlichen Schaden bzw größe der Teilchen berücksichtigen......