Reise zum Alpha Centauri

[McWire]

Bei einem Kerfusionsantrieb liegt die Ausströmgeschwindigkeit bei 5% der Lichtgeschwindigkeit. Wenn ich das hier richtig gedeutet habe:

Erkenntnishorizont

Ist das Treibstoff/Nutzverhältnis ungefähr 53 zu 1. 10 000kg Leermasse zu 535.985 kg.

Wenn man sich mit 10% c begnügt.

Du brauchst nur meine Excel-Tabelle zu nehmen und dort die Werte einzusetzen.

Bei einer Ausstoßgeschwindigkeit von 15.000 km/s (ca. 5 % von c) und den genannten Massen von 10.000 kg (10 Tonnen) bzw. 535.985 kg (ca. 536 Tonnen) kommt man auf eine erreichbare Endgeschwindigkeit von 8,7% der Lichtgeschwindigkeit nach der klassischen Raketengrundgleichung und 19,8% der Lichtgeschwindigkeit nach der relativistischen Formel.

BTW: Daran sieht man, dass eine der im Netz gefundenen Formeln irgendwo einen Fehler beinhalten muss.

Du solltest aber bedenken, dass du in der Praxis nicht den gesamten Treibstoff zum Beschleunigen verbrauchen darfst. Man braucht ja auch wieder Treibstoff für die Schubumkehr zum Abbremsen.

[Sargon]

[QUOTE=Pyromancer;2524595]

Das kommt ja ganz darauf an, wie schnell man fliegt. Für vier Wochen Eigenzeit kann man kleiner bauen und muss weniger Vorräte mitnehmen als wenn man 60 Jahre unterwegs sein wird.

Naja; lohnenswerte relativistische Effekte treten bei 0.5 c ja noch nicht auf. Also dann würde allein die Hinreise 8 Jahre dauern. Allerdings gehe ich schon davon aus, dass sie die Kryogenik beherrschen. Also: Kaum Verbrauch von Lebensmitteln, Wasser und Sauerstoff während der Reise.

Ökonomisch? Was soll denn der Nutzen dieser Reise überhaupt sein?
Spontan hätte ich gesagt: Man fliegt so langsam, wie man es sich erlauben kann, und nimmt dafür möglichst viel Krempel (aka Nutzlast) mit. Wenn du 0.5c als willkürliche Untergrenze festsetzt, dann ist es eben genau das.

Vielleicht ändere ich aber auch das Reiseziel. Epsilion Eridani; wäre vermutlich stimmiger. Sonnenähnlicher Einzelstern. .....

Die nächsten Sterne: Epsilon Eridani

Ich gehe in der Story davon aus; dass unbemannte Sonden schon dort gewesen sind; und einen belebten Planeten gefunden haben. Allerdings kein intelligentes Leben! Ziel der Mission ist es herauszufinden, ob sich dort Menschen dauerhaft ansiedeln können. Weitere Wissenschaftler sollen aber auf jeden Fall folgen.

Die Downloadtechnik klingt zwar stimmig., und Warpantriebe würden es natürlich absolut vereinfachen, aber ich möchte lieber klassische interstellare Raumfahrt beschreiben. Wenn ich das Ziel in Epsilion Eridani ändere; dann wären 0.8 c oder sogar 0.9 c natürlich besser. Alles über 0.9 c dürfte sich wegen der relativistische Massenzunahme wohl auf keinen Fall lohnen. Vermute ich jetzt einfach.

Relativistische Effekte ( Zeitdilatation ) werden nicht benötigt; da die Besatzung ja sowieso im alterslosen Tiefschlaf liegt. Aber ob das Schiff nun rund 21 Erdzeit Jahre unterwegs ist oder nur 12/13 - macht schon einen Unterschied.

Ja Epsilion Eridani wäre vermutlich sogar besser; auch wenn es jetzt nicht mehr zum Thread Titel passt.

Ich habe immer noch keine Ahnung, was für eine Geschwindigkeit man wählen würde. Jetzt rein spekulativ. Da ich mich von der Kernfusion verabschieden musste; bleibt ja nur noch der Photonenantrieb. Antimaterie wäre aber nach wie vor sehr sehr teuer (wenn auch nicht so teuer wie heute ) und allein schon aus Sicherheitsgründen würde man davon auf der Erde nicht viel herstellen. Nur, was für Forschung und die interstellaren Raumschiffe benötigt wird.

Relativistische Effekte werden nicht benötigt; aber "schnell" ankommen - das würde man ja dennoch wollen.

Denn auch auf der Erde; wären die Menschheit ja an den Forschungsergebnissen interessiert. Ich kann mir schon vorstellen, dass es einen Unterschied macht; ob man rund 32 Jahre auf die ersten Nachrichten warten muss; oder nur rund 23 Jahre.

Also wenn ihr Lust habt mit zu spekulieren - ich würde mich freuen.

PS: Allein das mit der Kzinti-Lektion - das wäre mir allein gar nicht eingefallen. Aber jetzt beeinflusst es die komplette Geschichte. Immer muss auf Sicherheit geachtet werden. Herstelllung der Antimaterie nicht auf der Erde; Zusammenbau und Start des interstellaren Raumschiffes nicht auf der Erde. Keine Verwendung von Antimaterie in der interplanetaren Raumfahrt usw...

[Thomas W. Riker]

Zu obigem Link:
Beeindruckend ist die NASA-3D-Darstellung und die Liste der 50 nächsten Sterne. Durchblättern lohnt sich!
Die wissenschaftlichen Ergebnisse könnte man ja mit 1c zurückschicken (was oben schon eingerechnet ist), ein starker Sender dürfte in diesem Szenario das geringste technische Problem sein.

[Sargon]

Zu obigem Link:
Beeindruckend ist die NASA-3D-Darstellung und die Liste der 50 nächsten Sterne. Durchblättern lohnt sich!
Die wissenschaftlichen Ergebnisse könnte man ja mit 1c zurückschicken (was oben schon eingerechnet ist), ein starker Sender dürfte in diesem Szenario das geringste technische Problem sein.

Danke für den Tipp. Der Grundgedanke ist eben; dass bei einem der nächsten Sterne ein belebter Planet entdeckt wurde; auf dem zumindestens theoretisch Menschen leben können. Und das erklärt dann auch, warum die Menscheit soviel Energie in das Projekt steckt.

Zeitlich Ablauf war wie folgt:

- erst per Teleskop ( natürlich kein normales Telekop ) erdähnlichen Planeten mit Sauerstoff in der Atmosphäre entdeckt.

- Sonde hingeschickt

- Höherentwickeltes Leben entdeckt. Aber keine Intelligenz!

Alpha Centauri hatte ich gewählt; weil er am nächsten ist. Aber wenn ich so drüber nachdenke - Epsilion Eridani wäre die bessere Wahl.

Eine stimmige Fauna und Flora zu entwerfen - wird dann die nächste große Herausforderung. Aber jetzt bin ich eben noch bei einer stimmigen interstellaren Raumfahrt.

Edit: Tau Ceti wäre wohl noch besser geeignet. Epsilion Eridani ist mit 800 Millionen Jahren noch sehr "jung".

http://jumk.de/astronomie/sterne/tau-ceti.shtml

[McWire]

Zu obigem Link:
Beeindruckend ist die NASA-3D-Darstellung und die Liste der 50 nächsten Sterne. Durchblättern lohnt sich!
Die wissenschaftlichen Ergebnisse könnte man ja mit 1c zurückschicken (was oben schon eingerechnet ist), ein starker Sender dürfte in diesem Szenario das geringste technische Problem sein.

Wobei da noch Sterne bzw. Sternsystem fehlen. So hat man vor 7 Jahren oder so einen weiteren Stern entdeckt, der uns näher als Wolf 359 zu sein scheint.


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
McWire schrieb nach 11 Minuten und 51 Sekunden:

PS: Allein das mit der Kzinti-Lektion - das wäre mir allein gar nicht eingefallen. Aber jetzt beeinflusst es die komplette Geschichte. Immer muss auf Sicherheit geachtet werden. Herstelllung der Antimaterie nicht auf der Erde; Zusammenbau und Start des interstellaren Raumschiffes nicht auf der Erde. Keine Verwendung von Antimaterie in der interplanetaren Raumfahrt usw...

Um das Thema zu vertiefen, habe ich unter http://www.scifi-forum.de/science-fi...-new-post.html eigenen eigenen Thread eröffnet.

[Sargon]

.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
McWire schrieb nach 11 Minuten und 51 Sekunden:



Um das Thema zu vertiefen, habe ich unter http://www.scifi-forum.de/science-fi...-new-post.html eigenen eigenen Thread eröffnet.

Fein. Das ist ein extrem wichtiges Thema; wenn man interstellare Raumfahrt in Betracht zieht.

Hat wirklich niemand eine Ahnung; welche Geschwindigkeit und welche Beschleunigung man wählen würde, um eine möglichst sinnvolle Balance zwischen Reisezeit und Treibstoffeinsatz zu gewährleisten? Jetzt ausgehend von einem Photonentriebwerk (basierend auf der Zerstrahlung von Antimaterie und Materie) und dem Ziel Tau Ceti. Zeitdilatation ist aber nicht notwendig, da die Besatzung sowieso im Tiefschlaf liegt.

Die Nutzlast würde wohl bei mindesten 1000t liegen. Vermute ich jetzt.

Edit: Man muss 2 x Beschleunigen und 2 x Bremsen! Natürlich immer weniger Masse.

[Thomas W. Riker]

Wobei da noch Sterne bzw. Sternsystem fehlen. So hat man vor 7 Jahren oder so einen weiteren Stern entdeckt, der uns näher als Wolf 359 zu sein scheint.

Ebenso sind da erst 88 Sterne mit Exo-Planeten aufgelistet.

Es ist aber bemekenswert, dass diese Web-Site von einem Laien erarbeitet wurde.
Eine gute Einstiegsmöglichkeit für low-budget Amateur-Astronomen. Wenn einen ein Thema wirklich interessiert, muß man ohnehin Begriff für Begriff durchgooglen.

[McWire]

Ebenso sind da erst 88 Sterne mit Exo-Planeten aufgelistet.

Es ist aber bemekenswert, dass diese Web-Site von einem Laien erarbeitet wurde.
Eine gute Einstiegsmöglichkeit für low-budget Amateur-Astronomen. Wenn einen ein Thema wirklich interessiert, muß man ohnehin Begriff für Begriff durchgooglen.

Ich sage ja auch nicht, dass die Seite schlecht ist, ich finde sie nett gemacht. Nur ist sie unvollständig.

Die einzige Seite im Internet, wo man mehr oder minder vollständige Kataloge über astronomische Objekte und ihre Daten finden ist ist SIMBAD.

[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.

[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.

[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!

[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

[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.

[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]

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?