Reise zum Alpha Centauri

**Bynaus** · 20.02.2011, 15:42

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.

**Jan Tenner** · 23.03.2011, 08:14

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** · 23.03.2011, 10:36

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.

**bozano** · 24.03.2011, 03:01

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** · 24.03.2011, 07:59

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** · 25.03.2011, 07:29

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.

**McWire** · 25.03.2011, 23:42

Zitat von bozano Beitrag anzeigen

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.

**horstfx** · 29.03.2011, 15:14

Zitat von Bynaus Beitrag anzeigen

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*

**Comander1956** · 12.04.2011, 17:42

Hallo,
finde dieses Thema sehr interesant und wichtig! Das sich in dieser Richtung schon heute etwas entwickelt, zeigt das "James-Webb-Teleskop" welches in einigen Jahren "Hubble" ersetzen wird. Eine seiner Aufgaben wird es sein nach erdähnlichgen Planeten zu suchen. Es wird auch langsam Zeit, das wir uns nach einer 2. Erde umschauen. Zwar kommen in unserem Sonnensystem noch der Mars (Teraforming) und eventuell der Mond Europa in Frage. Obwohl bei letzteren Jupiter, wie in "2010" gezündet werden müßte. Was jedoch unsere Technik für mehrere Jahrgunderte überfordert.
Somit ist es am sinnvollsten nach Planeten in anderen Sonnensystemen zu suchen.
Nach meiner These würde man dann in ca. 20-30 Jahren (vielleicht auch früher) damit beginnen unbemannte Sonden zu den nahegelegenen Sonnensytemen zu schicken. Diese sollten über Ionenantrieb verfügen. Zwar hat dieser nur eine minimale Beschleunigung, aber dieser Antrieb in in der Lage über lange Zeiträume zu beschleunigen. Damit läßt sich die Geschwindikeit sich bis auf 0,2 C oder mehr bringen. Ich vermute das die 20-30 Jahre für die weitere Entwicklung und Perfektion des Ionenantriebs draufgehen. Vorausgesetzt man forscht schon heute daran.

Sollten diese Sonden dann tatsächlich nach etlichen Jahren ihrer Reise, einen Planeten unserer Größe und atembarer Atmosphäre, dann könnte die tatsächliche bemannte Mission starten.
Es wäre jedoch wahrscheinlich eine Reise ohne Widerkehr. Das Raumschiff und die Besatzung müßte groß genug sein um auf diesem neuen Planten dann eine Kolonie zu gründen.
Hier sehe ich als einzigste effektive Antriebsform den Photonenantrieb. Als Energiequelle wären Kernfusions - oder besser Materie/Antimaterie- Reaktoren am besten geeignet. Zumindest aus heutiger Sicht.
Atomare Plasmaantriebe (z.B. wie bei der Odyssee aus 2001) eigenen sich eher für Missionen innerhalb des Sonnensystems.

Viele werden sich sicher fragen, es gibt hier auf der Erde soviele Probleme, die kann man da nur daran denken zu den Sternen fliegen zu wollen.
Die Antwort ist ganz einfach es geht um das Überleben der Menschheit. Solange wir auf unseren blauen Planeten beschränkt sind, kann die Menschheit jederzeit ausgelöscht werden. Aber je mehr wir uns im All ausbreiten, desto unverwundbarer werden wir.
Und überhaupt liegt es in unserer Natur, dorthin zu gehen, wo noch nie ein Mensch zuvor gewesen ist.
Gruß,
Richard

**Thomas W. Riker** · 12.04.2011, 19:57

@ Commander1956
In diesem Unterforum gibt es einen speziellen Exoplaneten-Thread.
Dort ist sicher einiges zu lesen, was Dich zu diesem Thema interessieren könnte.

**julian apostata** · 19.04.2011, 04:29

Also ich hab das mal kurz durchgerechnet, wie lange man bei einer Beschleunigung von 10m/s² bräuchte

Erst mal die Formeln für Weg, Geschwindigkeit und (von außen registrierte) beschleunigung

Diskussion:Spezielle Relativitätstheorie: Teil II ? Wikibooks, Sammlung freier Lehr-, Sach- und Fachbücher

Man müsste also erst mal 1085 Tage beschleunigen, dann 1085 Tage bremsen und hätte in der Mitte zwischen Erde und Alpha Centauri eine Höchstgeschwindigkeit von 0,965*c erreicht.

Das macht also ca. 6 Jahre Erdzeit. Wie es mit der Raketenzeit ausschaut, kann ich ja auch mal vorrechnen, vielleicht kann es aber auch jemand von euch übernehmen.

Das mathematische Rüstzeug ist hier ein zu sehen. Diese Banausen bei Wikipedia haben nur leider meinen Artikel zum Thema Photonenrakete wieder gelöscht!

Benutzer:Willi windhauch/Spielwiese ? Wikipedia

**Liopleurodon** · 21.08.2012, 16:05