Antriebs-Techniken

[julian apostata]

Worauf Schätzing überhaupt nicht eingeht, ist das Problem der Reibung. Nach seinen Aussagen beschleunigt der Lift auf "12.000 Stundenkilometer"(Seite 156). Und irgendwie muß da doch die Reibung kompensiert werden, die bei solch einer hohen Geschwindigkeit auftritt.

Welche Reibung meinst du da überhaupt? Der Luftwiderstand verschwindet ja fast ganz ab 100 Kilometer Höhe. Und jetzt lass uns mal die Corioliskraft berechnen, die ab 3 000m/s auftritt.



Und wie schnell die Erdanziehungskraft verschwindet, hab ich ja in der Grafik oben eingezeichnet.

kann man sehen wie heutzutage eine Railgun aussieht, aber wie gesagt ist die Technologie noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium wie man sehen kann.

Das hat nix mit Technologie zu tun, da sprechen grundsätzlich die Naturgesetze dagegen. Erst mal wäre eine irrsinnig lange Beschleunigungsstrecke nötig, wenn man schon mit unmenschlichen 10 G arbeiten würde



Und selbst wenn man diese Geschwindigkeit erreichte, würde der beschleunigte Körper sofort verglühen.

Beim Weltraumlift dagegen kann man es innerhalb der Erdatmosphäre erst mal langsam angehen lassen und dann im luftleeren Raum richtig aufdrehen, vor Allem auch deswegen, weil sich die Erdanziehung dann deutlich reduziert.

[xanrof]

Ich denke, dass diese ganze Lift-Geschichte auch in 1000 Jahren nicht realisiert werden wird, weil es einfach zu gefaehrlich ist und bleibt. Der Schwachpunkt ist das Seil. Wenn da irgendwas dagegen fliegt (Flugzeug, Raumschiff, Meteorit, genmutierter Adler) und das Teil reisst, heisst es Bye-Bye fuer das ganze Stueck Technik.
Und Terrorismus koennte es auch in ein paar 100 Jahren noch geben (falls nicht, waere Star Trek langweilig).
Ich habe auf einem Forschungsschiff mal erlebt, wie ein 19 mm Stahlseil gerissen ist: da wurde ein wissenschaftliches Geraet ueber den Meeresboden gezogen und hatte sich verhakt; die Zugkraft lag bei 14 Tonnen (pardon: ca 140 kN), das Seil ist direkt am Kran gerissen und hat eine sehr grosse Delle in eine Stahlwand geschlagen.
Jetzt stellt Euch mal vor, ein Seil reisst, an dem eine Raumstation oder was auch immer haengt...

[bozano]

Ich denke, dass diese ganze Lift-Geschichte auch in 1000 Jahren nicht realisiert werden wird, weil es einfach zu gefaehrlich ist und bleibt. Der Schwachpunkt ist das Seil. Wenn da irgendwas dagegen fliegt (Flugzeug, Raumschiff, Meteorit, genmutierter Adler) und das Teil reisst, heisst es Bye-Bye fuer das ganze Stueck Technik.
Und Terrorismus koennte es auch in ein paar 100 Jahren noch geben (falls nicht, waere Star Trek langweilig).
Ich habe auf einem Forschungsschiff mal erlebt, wie ein 19 mm Stahlseil gerissen ist: da wurde ein wissenschaftliches Geraet ueber den Meeresboden gezogen und hatte sich verhakt; die Zugkraft lag bei 14 Tonnen (pardon: ca 140 kN), das Seil ist direkt am Kran gerissen und hat eine sehr grosse Delle in eine Stahlwand geschlagen.
Jetzt stellt Euch mal vor, ein Seil reisst, an dem eine Raumstation oder was auch immer haengt...

Ja, das Seil ist ein Problem. Soweit mir bekannt ist, entstehen Fehler bei der Herstellung des Seils ab einer gewissen Länge. Daher wäre die Zugfestigkeit des Seils wohl nicht so hoch, wie benötigt.

[Dannyboy]

Neben der Zugfestigkeit ist auch der Aufstiegsmechanismus ein Problem.

[bozano]

Neben der Zugfestigkeit ist auch der Aufstiegsmechanismus ein Problem.

Wenn man sich auf die Suche macht, findet man noch jede Menge Probleme. Einige Probleme sind grundsätzlich lösbar und andere machen den Unterschied, ob ein Projekt überhaupt durchführbar ist. Natürlich fallen die eigentlichen Probleme erst bei dem Versuch der Durchführung auf, aber das gehört dazu, wenn man etwas ganz neues haben will.

[xanrof]

@bozano
Naja, aber das ist doch der Punkt, speziell hier im Forum, bzw. auch allg in SciFi Foren.
Zuerst muss man sich mal darueber im Klaren sein, ob man froehlich und phantastisch ueber SciFi fabuliert oder einigermaßen ernsthaft ueber zukuenftige Techniken/Moeglichkeiten nachdenkt. In letzterem Falle kann man natuerlich nur von heutigen Erkenntnissen ausgehen, das ist klar; und alles andere ist Spekulation. Aber gerade dann macht es Sinn, nur in kleinen Schritten voranzugehen.
Dazu kommt, daß die Leute sehr unterschiedliche Vorkenntnisse von Physik/Technik haben. Da ist es schon ok, wenn man die einzelnen Punkte der Leute ausdiskuttiert - auch, wenn manches auf Spekulation hinauslaeuft.

[bozano]

@bozano
Naja, aber das ist doch der Punkt, speziell hier im Forum, bzw. auch allg in SciFi Foren.
Zuerst muss man sich mal darueber im Klaren sein, ob man froehlich und phantastisch ueber SciFi fabuliert oder einigermaßen ernsthaft ueber zukuenftige Techniken/Moeglichkeiten nachdenkt. In letzterem Falle kann man natuerlich nur von heutigen Erkenntnissen ausgehen, das ist klar; und alles andere ist Spekulation. Aber gerade dann macht es Sinn, nur in kleinen Schritten voranzugehen.
Dazu kommt, daß die Leute sehr unterschiedliche Vorkenntnisse von Physik/Technik haben. Da ist es schon ok, wenn man die einzelnen Punkte der Leute ausdiskuttiert - auch, wenn manches auf Spekulation hinauslaeuft.

Stimmt was du schreibst und daher stimme ich dir zu. Vielleicht hätte ich mehr schreiben sollen.

Das Problem bzw. die Probleme mit dem Aufstiegsmechanismus halte ich persönlich für lösbar, obwohl nach dem Versuch den Mechanismus zu realisieren sich das Gegenteil zeigen könnte. Das Problem mit den Fehlern, die im Seil entstehen, könnte ein nicht lösbares Problem sein. Wenn man dann über so große Strecken ein Seil hat, kann man auf den Laborergebnissen aufbauend nur einen statistischen Wert liefern, wie viel Zugfestigkeit das fertige Seil hätte. So weit ist zwar alles in Ordnung, aber das Problem liegt in der mangelnden Erfahrung mit solchen Seilen. Das reale Seil könnte die im Labor erbrachten Werte möglicherweise in der Praxis nicht aushalten. Ob es dann auch noch möglich ist, das Seil, wie bei Konstruktionen üblich, mit einem entsprechenden Sicherheitsfaktor (das Seil kann wesentlich mehr aushalten, als es aushalten muss) zu bauen bezweifle ich bei diesen Diemensionen.

[xanrof]

Ob es dann auch noch möglich ist, das Seil, wie bei Konstruktionen üblich, mit einem entsprechenden Sicherheitsfaktor (das Seil kann wesentlich mehr aushalten, als es aushalten muss) zu bauen bezweifle ich bei diesen Diemensionen.

Hm, wenn man DAS nicht kann, sollte man erst gaaar nicht anfangen.
Aber wahrscheinlich wuerde da schon die Versicherung darauf bestehen

[kosmoaffe]

Grundsätzlich sind wir in der Lage so ein Material herzustellen,wir haben nur noch nicht das Know-how es in grossen Maße industriell fertigen zu lassen,also auf die benötigte Länge zu kommen.

Eine alternative zu Kohlenstoffnanoröhrchen wäre syntetische Spinnenseide.Spinnenseide hat beachtenswerte Fähigkeiten und Wisschenschaftler sind schon sehr lange dran ein Verfahren zu entwickeln,diese zu synthetizieren,was aber leider noch nicht gelungen ist.

[RTW112]

Star Trek: Wie funktioniert Impuls- und Warpantrieb? erklärt von Professor Harald Lesch

[xanrof]

Eine alternative zu Kohlenstoffnanoröhrchen wäre syntetische Spinnenseide.

Ob Nanostrukturen oder kuenstliche Spinnenseide... Ich denke, dass wir da wirklich noch viele ueberraschende und spektakulaere Dinge (bzgl der Materialeigenschaften) erwarten koennen. Natuerliche Stoffe mit atomarer Aufloesung zu analysieren ist heute kein Problem mehr, da Nachbauen von Substanzen mit komplexen Strukturen meist schon (noch). Aber der Weg duerfte sich lohnen, da sind grosse Ueberaschungen zu erwarten.

[Spocky]

Ein Beispiel wäre der "diametrische" Antrieb.

Dazu hab ich was interessantes gefunden, nämlich einen optischen diametrischen Antrieb mit effektiver Masse:
Scientists have made light appear to break Newton?s third law | I Fucking Love Science

[horstfx]

Nach der Vorstellung eines Designkonzepts für ein Alcubierre Warp Drive Schiff hatte ich mir nochmal einiges an Theorie zu der ganzen Thematik durchgelesen.

Einige Physiker widersprechen der Ansicht, dass sich ein derartiges Raumschiff mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen kann, auch wenn ich die Begründung nicht ganz verstanden habe (angeblich müsste sich für den Flug Masse mit ÜLG bewegen, was wieder unmöglich wäre).
Würde man das Problem mit der negativen Energiedichte lösen können, aber trotzdem nicht ÜLG erreichen, müsste es nicht zumindest möglich sein mit einem solchen Antrieb mit annähernd Lichtgeschwindigkeit (> 90 % von c) zu fliegen?
Mit einer solchen Geschwindigkeit wäre es zumindest möglich das gesamte Sonnensystem und unsere nächsten Nachbarsterne aus der Nähe zu erkunden.

[Comander1956]

Hallo,
du solltest dasThema noch mal nachlesen. Nicht das Raumschiff bewegt sich über C, sondern der Raum wird so gekrümmt, das eine scheinbare Überlichtgeschwindigkeit daraus erfolgt.

Aber das wird wohl noch sehr, sehr lange Science Fiction bleiben. Es gibt soviele (vielleicht auch nie lösbaren) Hindernisse, wobei die benötigte negative Energie nur ein Teil von ist.

Aber mal etwas anderes. Wie erklärt man mit einfachen Worten, das mit immer zunehmender Geschwindigkeit auch die Masse des Raumschiffs ansteigt?
Denn naiv betrachtet brauche ich nur einen Antrieb, mit dem ich sehr lange und kontunuierlich beschleunige. Und ausser die Gravitation von Planeten und Sterne, gäbe es nichts was die Beschleunigung abbremst.
So müsste ich theoretisch doch dabei irgendwann mal C erreichen. Was aber laut Einstein unmöglich ist.
Gruss,
Richard

[Agent Scullie]

Hallo,
du solltest dasThema noch mal nachlesen. Nicht das Raumschiff bewegt sich über C, sondern der Raum wird so gekrümmt

wohl eher solltest du selbst das Thema nochmal nachlesen. Beim Alcubierre-Antrieb wird der Raum überhaupt nicht gekrümmt. Wenn du dir mal den metrischen Tensor der Alcubierre-Metrik ansiehst, wird dir auffallen, dass dessen räumlicher Sektor voll und ganz dem eines flachen Raumes entspricht. Was da gekrümmt wird, ist die Raumzeit, nicht der Raum. Für den Raum hat das lediglich den Effekt, dass er expandiert (hinter dem Raumschiff) bzw. sich zusammenzieht (vor dem Raumschiff), gekrümmt wird er dabei aber nicht (ganz anders als etwa bei einem Wurmloch).

Überdies stimmt es, was horstfx geschrieben hat: um eine Alcubierresche Warpblase mit Überlichtgeschwindigkeit (oder mit scheinbarer Überlichtgeschwindigkeit, wie du es nennen willst) fortzubewegen, müsste sich die Materieverteilung, die über die ART-Feldgleichungen die Alcubierre-Metrik erzeugt, lokal mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen. Das liegt daran, dass sich die Materieverteilung nicht wie das Raumschiff im Inneren der Warpblase befinden könnte, sondern auf die Blasenwände lokalisiert sein müsste.

Aber mal etwas anderes. Wie erklärt man mit einfachen Worten, das mit immer zunehmender Geschwindigkeit auch die Masse des Raumschiffs ansteigt?

so wie es die Frage bereits impliziert: so, dass bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit die Masse des Raumschiffs immer weiter ansteigt und gegen unendlich geht.

Allerdings ist das eine veraltete Vorstellung. Nach der modernen relativistischen Terminologie bleibt die Masse des Raumschiffes unverändert (so wie die Ruhmasse in der alten Terminologie), wenn es sich der Lichtgeschwindigkeit annähert, lediglich seine Energie wird immer größer. Die Beziehung E=mc^2 gilt dann nur noch für die Ruhenergie, also die Energie, die Raumschiff in Ruhe, d.h. bei Geschwindigkeit null, hat. Sobald es sich bewegt, gilt die allgemeinere Formel

E^2 = (mc^2)^2 + (pc)^2

wobei p der Impuls ist. In der nichtrelativistischen Newtonschen Mechanik galt für die kinetische Energie des Raumschiffes

E_kin = 1/2 mv^2

was ziemlich problemlos erlaubte, dass v > c werden kann (es muss nur genügend Energie aufgewandt werden, nämlich 1/2 mc^2). In der relativistischen Mechanik gilt für die kinetische Energie

E_kin = E - E_0

= E - mc^2

= mc^2 / sqrt(1 - v^2/c^2) - mc^2

= mc^2 (1/sqrt(1 - v^2/c^2) - 1)

wobei E_0 = mc^2 die Ruhenergie ist. Für v << c führt das zum gleichen Ergebnis wie die Newtonsche Formel, für v -> c hingegen, d.h. wenn sich v an c annähert, geht die kinetische Energie gegen unendlich, weil der Ausdruck unter dem Bruchstrich gegen null geht.

Denn naiv betrachtet brauche ich nur einen Antrieb, mit dem ich sehr lange und kontunuierlich beschleunige. Und ausser die Gravitation von Planeten und Sterne, gäbe es nichts was die Beschleunigung abbremst.

doch. Nämlich die relativistische Zeitdilatation. Für dich selbst ist die Beschleunigung immer gleich. Für einen ruhenden Beobachter jedoch geht deine Borduhr immer langsamer, je näher die Geschwindigkeit deines Raumschiffs der Lichtgeschwindigkeit kommt. Folglich wird aus der Sicht dieses Beobachters auch deine Beschleunigung immer kleiner.

Man kann es auch ganz allein aus der Sicht des ruhenden Beobachters betrachten, ohne den Gang deiner Borduhr hinzuziehen: das Triebwerk erzeugt eine konstante Schubkraft F, diese erhöht pro Zeitintervall dt den Impuls des Raumschiffs um den Betrag dp = F dt. Anders als bei Newton aber ist der Impuls nicht einfach m v, sondern

m v / sqrt(1 - v^2/c^2)

Bei hohen Geschwindigkeiten bedeutet eine gegebene Zunahme des Impulses folglich nur noch eine sehr geringe Zunahme der Geschwindigkeit. Jeder endliche Impuls entspricht stets einer Geschwindigkeit unterhalb der Lichtgeschwindigkeit.