Reise zum Alpha Centauri

[horstfx]

Ist halt eine Frage der Panzerung oder anderen Abwehrmassnahmen.

Ich denke bei Objekten, die eine Gefahr darstellen könnte man Lasersysteme benutzen um sie einzudampfen. Es gibt heute bereits Laser mit denen man Katjuscha-Rakten im Anflug zerstören kann. Bei weiterer Entwicklung sollte man sowas auch in die Spitze eines Raumschiffs packen können, wenn man zu diesem Zeitpunkt nicht bereits andere Fähigkeiten besitzt *hust*künstliche Gravitation*hust*

[McWire]

Jetzt weiss ich schon mal was du mit groß meinst. Ich ging bei dem Begriff groß eher von wassermelonengroßen Objekten aus. Es lohnt sich mit Sicherheit auszuweichen, wenn man es hinbekommt. Die Frage ist dann ab welcher Entfernung man die Objekte wahrnimmt und ob die Reaktionszeit ausreicht, was ich bezweifle.

Das kann man leicht ausrechnen.

Um einem, Objekt von der Größe einer Melone auszuweichen, müsste man das Raumschiff also um die Hälfte seiner Breite oder Höhe (was kleiner ist) plus dem Durchmesser einer Melone (was im konkreten Fall vernachlässigbar klein ist) zur Seite bewegen.

Die maximale Beschleunigung die sinnvoll wäre, dürfte so 1 m/s² betragen, damit nicht alles im Raumschiff an die Wände knallt.

Wenn das Raumschiff eine Höhe von sagen wir mal 100 Metern hätte, bräuchte man bei einer gleichförmigen Beschleunigung eine Abtrifftzeit von t = Wurzel(2*100 m / 1 (m/s²)) = 14,1 (~15) Sekunden.

Gibt man noch 10 Sekunden Reaktionszeit für die Triebwerke drauf, braucht man also knapp 25 Sekunden Vorwarnzeit.

Bei 0,7c legt man pro Sekunde nicht ganz 210.000 km zurück, d.h. man muss das Objekte in einer Entfernung von mindestens 5,25 Millionen km Entfernung entdecken, damit man die Kollision rechtzeitig abwehren kann.

Ich denke schon mit heutigen optischen Instrumenten sollte es grundsätzlich möglich sein ein Objekt von 30cm Durchmesser im Abstand von knapp über 5 Millionen km zu entdecken.

Wenn man aktives Radar einsetzt, bringt man die Strahlungsquelle eh mit, die gebündelt in Flugrichtung wirkt und somit alle anfliegenden Objekte ausreichen beleuchtet. Allerdings muss man beim Radar die Lichtlaufzeit berücksichtigen, die ja im Falle von 5 Mio km auch schon knapp 35 Sekunden hin+zurück beträgt.

Die Gesamtreaktionszeit bei Radar ist also deutlich länger. Um wieviel länger... da müsste ich erstmal eine Formel entwerfen... dazu ist es mir gerade zu spät.

[bozano]

Zum einen, grosse Objekte wird man immer mit dem Radar sehen, und bei grossen Objekten wird es sich immer lohnen auszuweichen, weil der Treibstoff, der dafür gebraucht wird, viel weniger schwer ist als die Panzerung, die es bräuchte. Bei 0.7 c hat ein Objekt gerade etwa sein Energieäquivalent der Masse als kinetische Energie. Das heisst, eine Kollision mit einem 1 Tonne schweren Objekt entspricht etwa der Energie von 500 Megatonnen, oder 10 Tsar-Bomben, konzentriert auf einen Punkt. Da kann man wohl panzern, wie man will - das Schiff würde zerfetzt.

Jetzt weiss ich schon mal was du mit groß meinst. Ich ging bei dem Begriff groß eher von wassermelonengroßen Objekten aus. Es lohnt sich mit Sicherheit auszuweichen, wenn man es hinbekommt. Die Frage ist dann ab welcher Entfernung man die Objekte wahrnimmt und ob die Reaktionszeit ausreicht, was ich bezweifle.

Dann müssen sie eben aufbereitet werden.

Sicher, das klingt heute noch fantastisch. Allerdings spricht, rein physikalisch, nichts dagegen. Vorbild sind Bakterien in einer Nährlösung. Wenn man mechanische Bakterien bauen könnte, die in einer Nährlösung, die etwa asteroidalem Staub + Sonnenlicht entspricht gedeihen, dann muss man nur noch so etwas wie "Zelldifferenzierung" programmieren, also Arbeitsteilung nach den ersten paar Millionen Vermehrungszyklen, und man hat eine industrielle Basis, um am Zielort alles herzustellen, was man will. Sogar Empfangsantennen für Uploads.

Wow. Mir war nicht klar, dass die Rede von so weit entwickelten Robotern ist. In dem Fall ist natürlich alles möglich.

[Bynaus]

Das man Objekte mit einem Radar immer lokalisiert bezweifle ich, genau so, wie ich auch bezweifle, dass es möglich ist, allen lokalisierten Objekten auszuweichen. Auch wenn es rein technisch gesehen für das Raumschiff möglich wäre Ausweichmannöver durchzuführen, ist es für die Besatzung dennoch ein großes Problem.
Die dicke Panzerung würde da sehr viel mehr bringen.

Zum einen, grosse Objekte wird man immer mit dem Radar sehen, und bei grossen Objekten wird es sich immer lohnen auszuweichen, weil der Treibstoff, der dafür gebraucht wird, viel weniger schwer ist als die Panzerung, die es bräuchte. Bei 0.7 c hat ein Objekt gerade etwa sein Energieäquivalent der Masse als kinetische Energie. Das heisst, eine Kollision mit einem 1 Tonne schweren Objekt entspricht etwa der Energie von 500 Megatonnen, oder 10 Tsar-Bomben, konzentriert auf einen Punkt. Da kann man wohl panzern, wie man will - das Schiff würde zerfetzt.

Die Sache mit den selbstreplizierenden Robotern erfordert erst mal die Entwicklung von Robotern, die sich mit den in der Natur befindlichen Materialien replizieren können. Das ist zwar grundsätzlich möglich aber die verschiedenen Metalle, die man dafür bräuchte, am Ziel in gewünschter Qualität nicht bereit.

Dann müssen sie eben aufbereitet werden.

Sicher, das klingt heute noch fantastisch. Allerdings spricht, rein physikalisch, nichts dagegen. Vorbild sind Bakterien in einer Nährlösung. Wenn man mechanische Bakterien bauen könnte, die in einer Nährlösung, die etwa asteroidalem Staub + Sonnenlicht entspricht gedeihen, dann muss man nur noch so etwas wie "Zelldifferenzierung" programmieren, also Arbeitsteilung nach den ersten paar Millionen Vermehrungszyklen, und man hat eine industrielle Basis, um am Zielort alles herzustellen, was man will. Sogar Empfangsantennen für Uploads.

[bozano]

Das man Objekte mit einem Radar immer lokalisiert bezweifle ich, genau so, wie ich auch bezweifle, dass es möglich ist, allen lokalisierten Objekten auszuweichen. Auch wenn es rein technisch gesehen für das Raumschiff möglich wäre Ausweichmannöver durchzuführen, ist es für die Besatzung dennoch ein großes Problem.
Die dicke Panzerung würde da sehr viel mehr bringen. Die Frage ist dabei, wie dick soll die Panzerung sein und aus welchem Stoff soll es bestehen?

Die Sache mit den selbstreplizierenden Robotern erfordert erst mal die Entwicklung von Robotern, die sich mit den in der Natur befindlichen Materialien replizieren können. Das ist zwar grundsätzlich möglich aber die verschiedenen Metalle, die man dafür bräuchte, am Ziel in gewünschter Qualität nicht bereit. So wird der Sinn der grundsätzlich möglichen Angelegenheit eventuell durch die benötigte Zeit in Frage gestelt.

[Bynaus]

Ist halt eine Frage der Panzerung oder anderen Abwehrmassnahmen.

Für grosse Brocken gilt: Radar funktioniert ja auch bei 0.7 c. Denen kann man ausweichen.
Für mittelgrosse Brocken gilt: Man lässt dem Schiff zum Beispiel einen feinen Sprühnebel vorausfliegen. Was auch immer mit dem Sprühnebel kollidiert, verliert den grössten Teil seiner Energie dort, bevor es auf die Panzerung trifft.
Für kleine Brocken gilt: Sie werden von einer dicken Panzerung absorbiert. Sicher, die macht das Schiff schwerer - aber die Idee, Sternkreuzer zu bauen, bevor wir das Problem der begrenzen Masse im All gelöst haben, ist ohnehin illusorisch.

Oder man lässt eben die Sternkreuzer sein und schickt gleich stecknadelgrosse, selbstreplizierende Roboter zu Millionen in Richtung Ziel. Ein paar tausend davon werden schon überleben.

[Jan Tenner]

Ich habe nicht alle Beiträge gelesen, meine Frage könnte hier also schon mal gestellt worden sein.

Was ist denn wenn man tatsächlich mit so hoher Geschwindigkeit durch's All düsen könnte.....und man dann mit einem Objekt kollidiert. Da reicht meiner Meinung nach ja schon ein winziges Partikelchen, um eine Katastrophe auszulösen. Ob der Raum zwischen den Sternen so leer ist, dass nicht mal winzige Brocken rumfliegen.....ich bezweifle das.

[Bynaus]

Um etwa 0.7c herum liegt ein recht guter Kompromiss zwischen Aufwand und Ertrag. Das ist in etwa der Punkt, an dem die relativistisch-kinetische Energie des Schiffes gerade in etwa seiner Massenenergie entspricht. Die ISV Venture Star ist sehr gut in der Wissenschaft fundiert, ich glaube, James Cameron hat darauf grossen Wert gelegt. Das einzige, was dort etwas unrealistisch erscheint, ist der gigantische Laser, der das Schiff am Anfang beschleunigt (mit einer Leistung, die den Energieverbrauch der heutigen Menschheit um das Millionenfache übertreffen muss...). Kzinti-Lektion lässt grüssen...

Was die Zielsterne angeht, Alpha Centauri ist an sich ein gutes System. Von den sonnennächsten Sternen wären wohl auch 61 Cygni, Eta Cassiopeiae, Delta Pavonis und Epsilon Indi gute Kandidaten. Die letzten zwei sind Einzelsterne, alle anderen sind mehrfach. Wenn X der Abstand zwischen zwei Sternen in einem Doppelsternsystem ist, dann sind Planeten bis etwa 0.2 X von beiden Sternen entfernt stabil, und Planeten, die mehr als 5X von beiden Sternen entfernt sind und damit beide umkreisen, ebenfalls. Bei all den genannten Sternen sind diese Bedingungen erfüllt.

[Sargon]

Ich habe den Fehler gefunden. Ich habe fälschlicherweise statt des natürlichen den dekadischen Logarithmus verwendet, weil in in Wikipedia irgendwie lg gelesen hatte, was missverständlich ist.

Das bedeutet, dass der größere der beiden Werte der richtige ist und auch die anderen Berechnung zu kleine Werte geliefert haben.

Danke.

Mir fällt gerade eine Frage ein. In Avatar reisen sie ja mit so einem klassischen Triebwerk + Laserunterstützung. Das Interstellar Vehicle ISV Venture Star reist mit 0.7 c. Ist das nun halbwegs physikalisch korrekt? Oder sind die Daten willkürlich gewählt?

ISV Venture Star - James Cameron's Avatar Wiki - Sam Worthington, Zoe Saldana

Und wieder bin ich bei der alten Frage. Warum nicht langsamer 0.5 c oder schneller 0.9 C? Was wäre der beste Kompromiss zwischen möglichst wenig Energieaufwand und Geschwindigkeit? Hat da wirklich niemand eine Idee?

Und wie funktioniert diese Antimaterie Triebwerk nun genau? Ursprünglich hatte ich ja gedacht; die Energie ( aus der Zerstrahlung ) wird einfach gebündelt und am Heck augestoßen ( Photonentriebwerk); aber das scheint ja nicht zu stimmen.

Wird die Energie der Antimaterie/Materie Reaktion genutzt um Wassrstoff aufzuheizen? Was ist da jetz der neueste Stand? Wie würde man so ein Triebwerk konstruieren?

[McWire]

OK. danke. Dann probiere ich es nochmal. Aber wenn nur eine von beiden Formeln richtig sein kann; welche ist das?

Ich habe den Fehler gefunden. Ich habe fälschlicherweise statt des natürlichen den dekadischen Logarithmus verwendet, weil in in Wikipedia irgendwie lg gelesen hatte, was missverständlich ist.

Das bedeutet, dass der größere der beiden Werte der richtige ist und auch die anderen Berechnung zu kleine Werte geliefert haben.

[Sargon]

Ein Photonenraumschiff braucht ja keine Stützmasse, nur Energie. Dafür ist der Wirkungsgrad erbärmlich.

Für 1000 Tonnen Gesamtmasse bräuchtest du, um auf 1g zu kommen eine Leistung von 3*10 hoch 16 Watt (wenn ich mich nicht verrechnet habe, das kann aber durchaus sein). Das ist locker erzeugbar durch eine quadratische Solarzelle mit 3 Millionen Kilometer Kantenlänge. Mit anderen Worten: Vergiss es!

Dann ist das Wort Photonenraumschiff vielleicht falsch gewählt. Ich meine ein durch Materie/Antimaterie angetriebenes Raumschiff. Also vermutlich ein Antimaterietriebwerk wie es hier kurz beschrieben wird.

Erkenntnishorizont

Dürfte auch das Triebwerk sein von dem im Video hier ausgehen:

Interstellare Raumfahrt

Ich suche im Netz und suche und suche.... suche.....

Ich habe Unmengen interessanter Links gefunden, wie zb:

Tau Zero Foundation

Nur eben nicht was ich wissen will .

Ach echt? Komisch, bei mir war sie es nicht. Macht aber auch nichts, da du sie ja nicht überschreiben sollst, sondern nur die Zahlen im Dokument ändern. Die Berechnung erfolgt dann automatisch.

Edit: Habe sie mal neu abgespeichert und hochgeladen.

OK. danke. Dann probiere ich es nochmal. Aber wenn nur eine von beiden Formeln richtig sein kann; welche ist das?

@Bynaus

Danke für den Link. Und Tippfehler mache ich in Foren übrigens immer. Ich schreibe da einfach zu schnell. Aber stimmt; den Stern habe ich sogar ständig falsch geschrieben. Kopfkratz. Ratlos sein.

Doppelsternsysteme sind auch möglich? Sonst finde ich nur :

http://en.wikipedia.org/wiki/47_Ursae_Majoris

und 46 Lichtjahre sind schon sehr weit. Aber das Alter des Sternes muss passen, die Spektralklasse usw...

Wüßtest du einen besseren Kandidaten? Also nicht so weit weg.

Naja und eigentlich wollte ich ja auch wissen; Ob 90% c sinnvoll und machbar wäre. Oder doch lieber nur 0.5 c. Damit muss sich doch schon jemand beschäftigt haben. Wieviel % von c sind mit so einem Triebwerk machbar, und welche Geschwindigkeit würden sie für so eine Expedition wählen?

Ich bin jetzt echt am verzweifeln.

Edit: Ich versuche jetzt nochmal zu erklären, was ich gerne wissen würde.

Angenommen so ein Antimaterie basiertes Triebwerk könnte unter riesigen Anstrengungen gebaut werden, was wäre der günstigste Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Aufwand? Ist doch klar, dass es besser wäre ein Raumschiff mit 0.9 c wegzuschicken, anstatt mit 0.5 c.Andererseits bedeutet jede Geschwindigkeitserhöhung mehr Treibstoff also mehr Kosten. Und irgendwo zwischen 0.5 c und 0.9999...c muss ja der vernünftigste Kompromiss liegen. Relativistische Zeiteffeke sind nicht nötig, weil die Astronauten in Kyrostase liegen. Und für diese optimale Geschwindigkeit würde mich dann eben das Treibstoff/Nutzlastverhältnis interessieren. Und wie nennt man so ein Triebwerk überhaupt?Bis eben hatte ich noch gedacht: Photonentriebwerk.

[Bynaus]

Epsilion Eridani

Der Stern heisst Epsilon Eridani, nicht Epsilion Eridiani. Epsilon ist ein griechischer Buchstabe...

Und ich würde dir raten, deinen belebten Planeten gerade NICHT bei Epsilon Eridani anzusiedeln. Der Stern hat einen exzentrischen Gasriesen, der jegliche Planeten in der habitablen Zone destabilisieren würde. Auch Tau Ceti ist kein besonders angenehmes System: es ist von einem massiven Trümmergürtel umgeben. Wenn es Planeten gibt, dürften diese einem ständigen schweren Bombardement von Kometen ausgesetzt sein.

Bei Solstation kannst du nach geeigneteren Systemen suchen: Notable Nearby Stars

[Pyromancer]

Um 1000 Tonnen Nutzlast mittels eines Photonenraumschiffes mit 1g auf 0.9 c zu bringen; und wieder abzubremsen; wieviel Treibstoff wird benötigt?

Wäre nett, wenn das jemand ausrechnen könnte. Ich traue mir das wirklich nicht zu.

Ein Photonenraumschiff braucht ja keine Stützmasse, nur Energie. Dafür ist der Wirkungsgrad erbärmlich.

Für 1000 Tonnen Gesamtmasse bräuchtest du, um auf 1g zu kommen eine Leistung von 3*10 hoch 16 Watt (wenn ich mich nicht verrechnet habe, das kann aber durchaus sein). Das ist locker erzeugbar durch eine quadratische Solarzelle mit 3 Millionen Kilometer Kantenlänge. Mit anderen Worten: Vergiss es!

[McWire]

Edit:McWire deine Datei ist leider schreibgeschützt.

Ach echt? Komisch, bei mir war sie es nicht. Macht aber auch nichts, da du sie ja nicht überschreiben sollst, sondern nur die Zahlen im Dokument ändern. Die Berechnung erfolgt dann automatisch.

Edit: Hab sie mal neu abgespeichert und hochgeladen.

[Sargon]

Ok. Neue Idee!

Treibstoff für den Rückflug, muss nicht mitgenommen werden. Der steht auf dem Planeten schon bereit, wenn die interstellaren Conquistadoren eintreffen. Von- Neumann- Maschinen haben dafür gesorgt.

Ich stelle meine Frage jetzt mal ganz konkret.

Um 1000 Tonnen Nutzlast mittels eines Photonenraumschiffes mit 1g auf 0.9 c zu bringen; und wieder abzubremsen; wieviel Treibstoff wird benötigt?


Wäre nett, wenn das jemand ausrechnen könnte. Ich traue mir das wirklich nicht zu.

Nebenbei: Stimmt die Berechnung " Weil's Spaß macht: eine interstellare Mission" nun oder nicht? Der Treibstoffbedarf müsste doch auch davon abhängen wie schnell man schnell beschleunigt?

Erkenntnishorizont

Edit:McWire deine Datei ist leider schreibgeschützt.