Antriebs-Techniken

[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.

[Dannyboy]

Neben der Zugfestigkeit ist auch der Aufstiegsmechanismus ein Problem.

[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.

[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...

[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.

[horstfx]

die Railguns die du ansprichst, waren schon damals als Teil des "Star Wars" Programms, zur Raketenabwehr, geplant.

Und sie sind nicht nur Fiktion geblieben.

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

[Comander1956]

Hallo horstfx,

die Railguns die du ansprichst, waren schon damals als Teil des "Star Wars" Programms, zur Raketenabwehr, geplant.

Wie die Raumfahrt auch weitergehen wird, ich persöhnlich halte die Raumfahrt für das weiterleben der Menschheit als unabdingbar. Denn solange wir auf unseren kleinen Planeten Erde gefangen sind, können wir jederzeit ausgelöscht werden. Jedoch je weiter sich die Menscheit im All ausbreitet, desto länger kann unsere Spezies existieren und sich dabei auch weiterentwickeln.
Ich weis jedoch nicht ob eine Kommerzialisierung der Raumfahrt die Lösung darstellt. Denn da geht es wieder nur um Ausbeutung und Gewinnmaximierung. Bestes Beispiel die Filme von "Cameron" "Aliens" und "Avatar" Demnach bleibt uns der Kapitalismus auch noch Anfang des 22. Jahrhunderts erhalten.
Wobei die heutigen Entwicklungsländer weiter aus dem Raster fallen.

Mein Ideal ist wie bei Star Trek eine geldlose Gesellschaft, wo die Forschung an erster Stelle steht. Wenn ich auch keine Ahnung habe, wie sich soll eine Gesellschaft verwirklichen läßt. Denn dazu muß erstmal der angeborene Egoismus des Menschen überwunden werden.

Andererseits ist es vielleicht auch besser wenn die Menschheit untergeht, bevor sie eine Gefahr für andere Welten werden kann.
Gruß,
Richard

[horstfx]

Die einzige denkbare und praktikable Alternative zu chemischen Antrieben neben Weltraumlifts dürften überdimensionierte Rail-/Gaußkanonen sein, die Material in den Weltraum schießen, aber so weit ich weiß tut sich die US Navy und General Atomics schon schwer damit ein 3kg schweres Geschoss abzufeuern ohne, dass die Geschütz abraucht...

[Comander1956]

Hallo,
habe mich auch durch Schätzings Limit gequält. Waren es beim Schwarm nur 100 Seiten bis es richtig losging, sind es bei Limit schon über 200 gewesen.
Aber zurück zum Weltraumlift. 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.
Und reicht die bei "Limit" erwähnte Antriebstechnik des Lifts überhaupt aus, die Erdanziehungskraft zu überwinden und solch eine Geschwindigkeit zu erreichen?
Diese Probleme, neben den schon erwähnten Schwierigkeiten solch ein Seil überhaupt herzustellen, bringen mich zu dem Schluß, dass so ein Unterfangen nicht praktikabel ist.
Realistischer ist da ein neuer effektiverer Raumtransporter mit einem neuen Antriebskonzept. Denn eines ist klar, wir müssen weg von dem risikoreichen und verschwenderischen chemischen Antrieben.
Gruß,
Richard

[julian apostata]

Das Material übrigens Folgendes aushalten: Einfach die Dichte von Graphen mit der nachfolgenden Zahl multiplizieren.



Jetzt machen wir das Seil 1 cm dick, dann muss es in seinem Schwerpunkt immer noch einen Zug von 8,56 Meganewton aushalten, das entspräche dem Gewicht einer Masse von 873 000 kg auf der Erdoberfläche.

Soll das Seil nun auch noch für Fahrzeuge mit einer zulässigen Gesamtmasse von 50 000 kg ausgelegt sein, so müssen oben noch mindestens 500 Kilonewton hinzu gesponnen werden!

Sollte aber das Seil durch die Belastung zu Beginn der Reise etwas instabil sein, das macht nix, weil die Fahrzeuge ja sehr schnell an Gewicht verlieren, je höher sie steigen.

Und nun die entscheidende Frage. Wie lässt man tonnenschwere Fahrzeuge an Seilen hoch gleiten, die nur 1 cm dick sind?

Und wenn ich ehrlich bin, eine befriedigende Antwort hab ich da auch nicht.

[Dannyboy]

Solche Kabel müssen viel dicker sein. Kohlenstoff-Nanotubes sind zwar um ein tausendfaches Stärker als Stahl, aber bei Lasten von mehr als hundert Tonnen kommst du mit ein paar Mikrometer oder Milimeter sich nicht aus.

[horstfx]

zumal die Hitze eben nur wenige mm tief eindringt.

Das ist es ja. Nach allen Konzepten, die ich kenne wäre ein solches Kabel / Band nur wenige Mikrometer bis Millimeter dick. Wenn sowas auch nur für wenige Sekunden mit der sauerstoffreichen Atmosphäre und der Geschwindigkeit in Kontakt kommt bleibt nichts übrig.

[xanrof]

Es gibt kaum ein Material (schon gar nicht bei dem Durchmesser eines zu erwartenen Weltraumkabels), das den Temperaturen beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre widerstehen würde. Man könnte also für einige Zeit eine nette Lichtshow am Himmel verfolgen, aber ein Großteil des Materials würde nie mehr den Boden berühren.

Wenn das Material des Lift-Kabels Carbonfaser (=Kohlenstoff) sein soll, wird da doch ne Menge unten ankommen.

Bei Meteoriten, die in die Atmosphaere eintreten, werden durch die Reibungshitze nur die aeusseren 2-3 Millimeter geschmolzen. Der allergroesste Teil der erzeugten Waerme wird stattdessen an die (in der Hoehe sehr kalte) Atmosphaere abgefuehrt. Das Leuchten, das man sieht ("Sternschnuppe") ist nicht das Gluehen des Materials, sondern Plasma, welches durch die Reibung der Gase erzeugt wird.

Kohlenstoff hat die höchste Temperaturbeständigkeit aller bekannten Materialien, schmilzt (je nach Modifikation) bei 3500°C. Rein theoretisch wird das Kohlenstoffmaterial zwar auch durch den Atmosphaeren-Sauerstoff oxidiert (mit Bildung von CO + CO2). Wenn ein Objekt mit kosmischen Geschwindigkeiten (einige km/s) ankommt, durchquert es den Sauerstoff-haltigen Teil der Atmosphaere jedoch in wenigen Sekunden. Kohlenstoff verliert da nur unwesentlich an Masse, zumal die Hitze eben nur wenige mm tief eindringt.

Bei der Columbia-Katastrophe (Space-Shuttle Absturz nach Wiedereintritt) war ein Loch in der Schutzverkleidung einer Tragflaeche, wodurch heisse Gase in das Innere eintraten und dort ungeschuetzte Teile der tragenden Technik verformt/geschmolzen haben.

Sollte so ein Liftseil reissen, durften die wesentlich Auswirkungen darin bestehen, dass der obere Teil sich in die Unendlichkeit verabschiedet und der untere Teil mit ziemlicher Wumme unten ankommt.

[horstfx]

Dann sollte man nur aufpassen, das nichts mit dem Seil kollidiert. Sollte das Seil reißen und auch nur einige wenige 10.000 Kilometer zurück auf die Erde stürzen, wäre das schon nicht ohne.

Es gibt kaum ein Material (schon gar nicht bei dem Durchmesser eines zu erwartenen Weltraumkabels), das den Temperaturen beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre widerstehen würde. Man könnte also für einige Zeit eine nette Lichtshow am Himmel verfolgen, aber ein Großteil des Materials würde nie mehr den Boden berühren.

[Dannyboy]

Dann sollte man nur aufpassen, das nichts mit dem Seil kollidiert. Sollte das Seil reißen und auch nur einige wenige 10.000 Kilometer zurück auf die Erde stürzen, wäre das schon nicht ohne.