Kernspaltung

[Dejah]

Wenn man in der Raumfahrt mal was vernünftiges zu Stand bringen will

Na, also ich finde, dass die Satelliten- und Sondenmission schon sehr viel vernünftges zustande gebracht haben. Unser Wissen haben sie jedenfalls um einiges mehr erweitert als die bemannte Raumfahrt bisher... Aber das ist hier wohl offtopic.

Bloss, so lange man keine Kernfusion hat, muss man also auf Kernreaktoren zurückgreifen, und diese Kernreaktoren muss man mit Raketen starten, und Raketen können explodieren oder abstürzen.

Ich glaube auch nicht, dass Kernfusion in absehbarer Zukunft auf Raumschiffen einsetzbar sein wird. Dazu braucht man viel zu große Magnete, um das Fusionsplasma einzusperren, die zu viel Energie brauchen...

[Bynaus]

@Pyromancer: Danke für den Hinweis, werde dem mal nachgehen.

EDIT: Ich befürchte, das hast du falsch verstanden. Die Entwicklung von Timberwind wurde 1992 eingestellt. Steht etwa in der unterdessen recht renomierten Encyclopedia Astronautica: Timberwind

Das aktuellste zum Thema nukleare Antriebe war Projekt Prometheus. Das wurde aber mittlerweile scheinbar wieder aufgegeben.

Na, also ich finde, dass die Satelliten- und Sondenmission schon sehr viel vernünftges zustande gebracht haben.

Sicher! Auch hier könnten übrigens Kernreaktoren viel helfen. Eine nuklear betriebene Sonde mit Ionenantrieb ("nuklear-elektrisch") könnte durchs äussere Sonnensystem kurven wie keine vor ihr.

Ich bezog mich nur auf die bemannte Raumfahrt. Im Erdorbit rumhängen ist schön und gut, mit Knallgas zum Mond ebenfalls, aber alles, was darüber hinaus geht, ist mit chemischen Antrieben einfach müh- und langsam.

Ich glaube auch nicht, dass Kernfusion in absehbarer Zukunft auf Raumschiffen einsetzbar sein wird. Dazu braucht man viel zu große Magnete, um das Fusionsplasma einzusperren, die zu viel Energie brauchen...

Der Tokamak hat wohl tatsächlich keine grosse Zukunft (es ist ein gewaltiges Projekt, das eine enorme Trägheit aufgebaut hat. Fusion aus einem Tokamak wird wegen der enorm hohen Kosten niemals so günstig sein wie z.B. Sonnenenergie). Es gibt aber alternative Fusionskonzepte, und die haben recht grosse Erfolgsaussichten. Google mal unter den folgenden Begriffen:

Bussard Fusion oder Polywell Fusion
Focus Fusion
Tri-Alpha
Z-Pinch Fusion
Laser Fusion
General Fusion

[Valen]

Das hört sich wirklich klasse an!
Ich war ja früher eher ein Atomgegner, aber angesichts der heutigen Situation... Kohle und Öl ist das Allerletzte! Geht zur Neige und verpestet die Umwelt stark. Neue Energien sind fein, aber noch nicht effizient genug. Bis dahin ist die Kernenergie okay, wenn sie so sicher sind, wie doch meist in Deutschland. Das Problem ist der rad. Müll. Beide Entdeckungen/Entwicklungen in diesem Thread lassen mich da hoffen!

btw: Eine Sonde, die unser System verlässt, haben wir bereits!

[Bynaus]

btw: Eine Sonde, die unser System verlässt, haben wir bereits!

Sogar vier davon (Voyager 1,2, Pioneer 10,11). Bald (mit New Horizons ab 2015 und Ulysses ab 2098) werden es sechs sein...

[Cordess]

Wenn man in der Raumfahrt mal was vernünftiges zu Stand bringen will (etwa mit Menschen zum Mars, zum Jupiter oder weiter fliegen), muss man ohnehin auf die eine oder andere Art auf nukleare Energiequellen zurückgreifen.

Das sagt man so, nur ist das noch nicht festzementiert.
Zumindest nicht bis zum Mars.

Das Problem bei einem Kernreaktor ist nämlich die Tatsache, daß er eine ordentliche Kühlanlage benötigt und da im Weltraum nur Wärmestrahlung funktioniert wird die so groß,
daß das Raumschiff so schwer würde, daß man auch gleich Solarzellen nehmen könnte.

Jenseits vom Mars wird man natürlich nicht um nukleare Energiequellen herumkkommen, aber bis zum Mars würden auch Solarzellen genügen.
Ob Solarzellen hier Sinn machen ist natürlich
ganz davon abhängig wieviel Masse man für die Kühlung benötigen würde.
Dabei beziehe ich mich hier auf konevntionelle Kernreaktoren.

Die obige Newsmeldung mit dem 20 fachen Energieoutput eröffnet hier natürlich neue Möglichkeiten.
Dennoch sollte man Solarzellen für eine Reise zum Mars nicht ganz abschreiben.

Sie sind billiger und bringen weniger Probleme mit sich.
Ihr einziges Manko ist daß man eine ganze Menge davon benötigt, aber wenn ein Kernreaktor wegen der Kühlung 1000 Tonnen wiegt, dann kann man auch gleich Solarzellen nehmen.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Cordess schrieb nach 6 Minuten und 7 Sekunden:

Ich glaube auch nicht, dass Kernfusion in absehbarer Zukunft auf Raumschiffen einsetzbar sein wird. Dazu braucht man viel zu große Magnete, um das Fusionsplasma einzusperren, die zu viel Energie brauchen...

Selbst wenn man genug Masse für einen Kernfusionsreaktor in den Weltraum transportieren könnte, hätte man bei einem Kernfusionsreaktor immer noch das Problem, daß er nicht von selbst anspringen kann.

D.h. man muß ihm von Außen mehrere MW Energie zuführen damit man überhaupt erstmal die magnetische Eindämmung und Fusion anwerfen kann.
Danach kann er, so sagt man was die zukunft betrifft, zwar seine Energie selber erzeugen, aber wenn er dann mal mitten auf der Reise ausgeht dann hat man ein Problem.
Denn mit Akkus allein kann man nicht einfach mal so schnell mehrere MW erzeugen.

Man bräuchte also mindestens 2 oder mehr Kernfusionsreaktoren die sich gegenseitig Energie zuführen können, falls einer mal ausfällt.
Die Kernspaltung ist da die eindeutig zuverläsigere Technik
den die ist für die Zündung nicht abhängig von anderen Energiequellen.

[Ninali]

Sogar vier davon (Voyager 1,2, Pioneer 10,11). Bald (mit New Horizons ab 2015 und Ulysses ab 2098) werden es sechs sein...

Zählt 2098 noch als bald?

Ich meine, in kosmischen MAßstäben ganz bestimmt, aber in menschlichen wohl eher nicht. Ich denke nicht, dass das noch allzu viele von uns miterleben werden

[Cordess]

Ich bezog mich nur auf die bemannte Raumfahrt. Im Erdorbit rumhängen ist schön und gut, mit Knallgas zum Mond ebenfalls, aber alles, was darüber hinaus geht, ist mit chemischen Antrieben einfach müh- und langsam.

Man kann auch mit Solarzellen als Energiequelle schnell zum Mars fliegen.
Denn was elektrische Antriebe wie z.B. ein Plasma Antrieb benötigen ist nur genug Energie sowie etwas Materiel zum hinten rausschießen und wenn man mit den Solarzellen dem Antrieb genug Energie zuführen kann, dann sollte
eine kurze Reise zum Mars damit auch kein Problem sein.

Und genug Energie kann man im Prinzip erzeugen.
Die Solarzellen währen dann halt mehrere Fußballfelder groß
aber wiegen dürften sie auch nicht viel mehr
als die Kühlanlage für einen konventionellen Kernreaktor.

[Bynaus]

@Cordess: Der Nachteil von Solarzellen ist halt, ihre Leistung insgesamt ist nach oben stark begrenzt, pro Kilogramm Material, das man mitnimmt (also die Solarzellen), wird sehr viel weniger Energie produziert als bei einem Reaktor. Zudem nimmt ihre Leistung mit dem Quadrat zum Abstand ab, beim Mars ist das schon mal mehr als Faktor 2, was beim Reaktor nicht der Fall ist.

Um einen richtigen Plasma-Antrieb (a la VASIMR) zu betreiben, reichen Solarzellen nicht wirklich aus, bzw. sie gehen schnell auf Kosten der restlichen Nutzlast. Ein kompakter Atomreaktor hingegen wäre da sehr viel effizienter. Gerade jetzt, wo man diese neuen Nanomaterialien benutzen könnte, um den Strom zu erzeugen.

Natürlich gehts auch per Solarzellen zum Mars - aber dann muss man Hohmann-Bahnen nehmen, und die brauchen Zeit (ca. ein Jahr für den einfachen Weg). Will man einen Oppositionskurs fliegen (also dann, wenn Erde und Mars nahe beieinander stehen starten und bei der nächsten Annäherung wieder zurückfliegen), also in gut 30 Tagen zum Mars, muss man einen Antrieb nehmen, der sehr viel Energie aufs Mal entwickeln kann, und das ist dann eben ein Plasma- oder ein direkter nuklearer Antrieb (wo der Reaktor durch Gas, das ihn durchströmt und dann nach "hinten" ausgestossen wird, direkt gekühlt wird).

Selbst wenn man genug Masse für einen Kernfusionsreaktor in den Weltraum transportieren könnte, hätte man bei einem Kernfusionsreaktor immer noch das Problem, daß er nicht von selbst anspringen kann.

Du gehst hier immer noch vom Tokamak aus. Wie erwähnt, es gibt auch viele andere Ansätze, die ebenso erfolgsversprechend sind (zudem teilweise deutlich ökonomischer), und die ohne grosse Startenergie auskommen.

Zählt 2098 noch als bald?

Nein, eigentlich nicht Ich hatte "fünf" geschrieben, als mir einfiel, dass ich vor ein paar Tagen gesehen hatte, dass auch Ulysses 2098 vom Jupiter in die ewigen Jagdgründe zwischen den Sternen befördert wird. Was die Frage des "noch erlebens" angeht, das würde ich nicht ganz so pessimistisch sehen...

[Kopernikus]

Nein, eigentlich nicht Ich hatte "fünf" geschrieben, als mir einfiel, dass ich vor ein paar Tagen gesehen hatte, dass auch Ulysses 2098 vom Jupiter in die ewigen Jagdgründe zwischen den Sternen befördert wird. Was die Frage des "noch erlebens" angeht, das würde ich nicht ganz so pessimistisch sehen...

Na dann hoffe ich mal, das ich mit 119 noch fit genug bin, das mitzubekommen.....

[TheJoker]

Na dann hoffe ich mal, das ich mit 119 noch fit genug bin, das mitzubekommen.....

Da wäre ich ganz zuversichtlich

Das der Transport von radioaktivem Material von der Erde in den Orbit zu gefährlich ist leuchtet mir ein. Was mich aber wundert ist, dass es anscheind keinerlei Anstrengungen gibt das Zeug vom Mond oder von erdnahen Asteroiden zu nehmen. Ist da die Materialkonzentration so gering das sich ein Abbau nicht lohnt (das Helium-3 vom Mond hilft ja in den nächsten Jahren nicht weiter) oder hat man da einfach noch nicht genug Mittel investiert?
Wäre es nicht sowieso sinnvoll vor einem langem Marsflug ein paar Abstecher zu weniger weit entfernten Asteroiden zu machen um die Ausrüstung zu testen und zu verbessern?

[Bynaus]

Was mich aber wundert ist, dass es anscheind keinerlei Anstrengungen gibt das Zeug vom Mond oder von erdnahen Asteroiden zu nehmen.

Auf erdnahen Asteroiden gibts keine nennenswerten Uranvorkommen. Auf dem Mond kommt es in einigen Krustengesteinen recht konzentriert vor, aber es gibt keine eigentlichen Uranerze. Der Grund, warum man das nicht tut, ist ganz einfach: Fehlende Infrastruktur. Wenn man ohnehin den Mondregolith (die "Staubschicht") durchwühlt, kann man auch gleich das Uran rausfiltern. Tut man das aber nicht, lohnt es sich nicht wirklich, den Aufwand zu treiben.

Wäre es nicht sowieso sinnvoll vor einem langem Marsflug ein paar Abstecher zu weniger weit entfernten Asteroiden zu machen um die Ausrüstung zu testen und zu verbessern?

Wäre es in der Tat. Allerdings glaube ich nicht, dass Menschen je auf einer Hohmann-Bahn zum Mars fliegen werden (nicht zuletzt wegen der enormen Strahlenbelastung, die dies bedeuten würde). Bis es soweit ist, stehen Plasma-Antriebe zur Verfügung, mit denen man in 30 Tagen hinfliegen kann. Oder aber zu einem erdnahen Asteroiden.

[Spocky]

Na dann hoffe ich mal, das ich mit 119 noch fit genug bin, das mitzubekommen.....

Notfalls müsste man sich einfrieren lassen

Ich würde 122 Jahre alt werden in dem Jahr. Das ist der aktuelle Rekord für einen Menschen und schon immerhin 2 Jahre mehr, als die Bibel für Menschen nach der Sintflut zulässt. Vielleicht können wir dem Ding aber schon vorher hinterher reisen

[Pyromancer]

Allerdings glaube ich nicht, dass Menschen je auf einer Hohmann-Bahn zum Mars fliegen werden (nicht zuletzt wegen der enormen Strahlenbelastung, die dies bedeuten würde). Bis es soweit ist, stehen Plasma-Antriebe zur Verfügung, mit denen man in 30 Tagen hinfliegen kann. Oder aber zu einem erdnahen Asteroiden.

Entweder, wir fliegen mit einer Hohmann-Bahn zum Mars oder die nächsten 100 Jahre gar nicht.
Und so hoch ist die Strahlenbelastung auch nicht. Nimmt man halt ein paar ältere Astronauten, die sich eh nicht mehr fortpflanzen wollen...

[Bynaus]

Entweder, wir fliegen mit einer Hohmann-Bahn zum Mars oder die nächsten 100 Jahre gar nicht.

Das glaube ich nicht. Ich würde sagen, spätestens um 2040 herum ist der erste Mensch auf dem Mars gelandet. Ohne Hohmann-Bahn.

Und so hoch ist die Strahlenbelastung auch nicht.

Doch, sie ist sehr hoch, das wurde lange unterschätzt und auch heute versucht man möglichst, sie kleinzureden. So lange man nicht grosse Massen ins All transportieren kann zur Abschirmung, wird ein Marsflug nicht durchführbar sein, zumindest nicht, wenn er ein Jahr dauert.

[Cordess]

Notfalls müsste man sich einfrieren lassen

Ich würde 122 Jahre alt werden in dem Jahr. Das ist der aktuelle Rekord für einen Menschen und schon immerhin 2 Jahre mehr, als die Bibel für Menschen nach der Sintflut zulässt. Vielleicht können wir dem Ding aber schon vorher hinterher reisen

Einfrieren geht nicht, das ist ausgeschlossen denn der Mensch stirbt dabei und kann auch nicht mehr zum Leben erweckt werden.

Es gibt aber eine bessere Möglichkeit die auch theoretisch funktioniert, du könntest dich in ein Raumschiff setzen und dich damit auf vielleicht ca. 1/3 der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen lassen, dann kannst du die 122 Jahre die auf der Erde vergehen schnell überbrücken und hast dann in 122 Erdenjahren vielleicht gerademal ein eigenes Alter von 50 Jahren erreicht (ich habs jetzt nicht nachgerechnet sondern nur geschätzt). Die beschleunigte Reise in die Zukunft ist nämlich physikalisch möglich und es ist definitiv sicherer als sich einfrieren zu lassen.