Reise zum Alpha Centauri

[bozano]

Städte auf dem Mond wären technisch gesehen kein allzu großes Problem.

Technisch möglich bedeutet noch lange nicht, dass es kein großes Problem ist. Es ist zwar machbar, aber auch technisch gesehen, ist es ein großes Problem.

[Dannyboy]

Nur, weil etwas theoretisch möglich ist heißt das nicht, dass es auch jemanden gibt, der das bezahlen will. Städte auf dem Mond wären technisch gesehen kein allzu großes Problem.

Ach wirklich? Die Probleme stecken oft in Details, die man theoretisch gar nicht vorher gesehen hat.

[Bynaus]

Fast? Wie kommst du darauf?

Es gibt Prototypen von Maschinen, die sich fast vollständig (mit Ausnahme der Elektronik) replizieren können.

Das schon. Aber ein wenig länger wird es schon noch dauern. Sagt dir "war on cancer" etwas?

Oder die "Kernfusion in 30 Jahren". Oder der "Erste Mensch auf dem Mars in 20 Jahren". Die Frage ist halt, ob man so einfach vom einen auf das andere schliessen darf. Manchmal geht die Entwicklung schneller, als man denkt - manchmal aber auch länger. Dass es grundsätzlich Entwicklungen gibt, bei denen es länger geht, als man denkt, ist aber noch kein Argument dafür, dass es bei einer bestimmten, total anderen Entwicklung ebenfalls länger gehen soll, als man denkt.

[Dannyboy]

Es gibt Prototypen von Maschinen, die sich fast vollständig (mit Ausnahme der Elektronik) replizieren können.

Das ist noch Megaparseks von Replikatoren entfernt, die aus natürlichen Rohstoffen sich selbst replizieren.

[Sargon]

Auch wenn die Methode, die Bynaus ins Spiel gebracht hat, die wahrscheinlichere Möglichkeit für eine Reise zu den Sternen ist - die Möglichkeiten einer "gewöhnlichen " interstellaren Raumfahrt interesssieren mich dennoch.

Jetzt aber eben ohne spekulative Warpantriebe usw...

Wären mit einem Kernfusionsantrieb 0.5 c möglich? Wie hoch müssten Nutzlast/Treibstoff Verhältnis sein? Wie würde dieser Antrieb eigentlich genau aussehen?

Und wenn wir mal etwas weiter denken. Wie ist das eigentlich mit diesen Photonenantrieben? Gibt es da eine Grenze von 0.8 c oder 0.9 c? Denn das ist ja interessant zu wissen, wegen der auftretendenZeitverzögerung.

Oder kann man so ein Raumschiff theoretisch immer weiter beschleuingen bis es 0.9999999999....... c hat?

Denn soviel wie ich weiß, nimmt ja bei Annährung an die Lichtgeschwindigkeit auch die Masse zu; da müsste eine Beschleunigung doch immer schwieriger werden? Oder ?

Und benötigt dieser Antrieb unbedingt Antimaterie?

Also kurz, ich interessier mich jetzt einfach für die Möglichkeiten von "konventioneller" interstellarer Raumfahrt.

Und von Phsyik hab ich leider nicht so viel Ahnung. Und deshalb würde ich mich wirklich freuen, wenn ich von euch Experten hier ein paar Antworten bekommen würde.

[Bynaus]

Das ist noch Megaparseks von Replikatoren entfernt, die aus natürlichen Rohstoffen sich selbst replizieren.

Das sehe ich anders. Was fehlt, ist ein Sammelsystem für Rohstoffe. Dann ein Chemielabor, um aus natürlichen Rohstoffen reine Ausgangsstoffe für den integrierten 3D-Printer herzustellen. Eine Energieversorgung. Eine Möglichkeit, die Elektronik selbst herzustellen (und auch wenn man das weglässt - dieser Teil der Maschine dürfte relativ einfach auch von der Erde aus zu liefern sein). All diese Komponenten müssen so beschaffen sein, dass der 3D-Printer sie herstellen kann. Alle Komponenten existieren grundsätzlich, nur bisher nicht in einer einzigen Maschine, und nicht so, dass sie von derselben Maschine hergestellt werden können. Sicher ist das ein Aufwand - aber es ist machbar, sogar mit heutiger Technik.

[caesar_andy]

Wären mit einem Kernfusionsantrieb 0.5 c möglich? Wie hoch müssten Nutzlast/Treibstoff Verhältnis sein? Wie würde dieser Antrieb eigentlich genau aussehen?

Ein Kernfusionsantrieb besteht im Prinzip aus einer langen Spule, die ein Magnetfeld erzeugt, in dem der "Treibstoff" eingefangen wird. Anschließend wird der Treibstoff im Inneren durch Kompression o.ä. so weit aufgeheizt, dass die Kernfusion einsetzt. Am Ende der Kette wird das Plasma dann durch eine magnetische Düse ausgestoßen. Je heißer das Plasma am Ende ist, desto größer die Ausstrittsgeschwindigkeit und damit die Antriebsleistung.

So lange du dich mit einer Endgeschwindigkeit von 0,05c, also ca. 5% der Lichtgeschwindigkeit Begügen würdest, hättest du ein Nutzlast/Treibstoff-Verhältniss von ca. 1:50, also 50 Tonnen Treibstoff für 1 Tonne Nutzlasst. Da der Antrieb an sich aber auch schon jede Menge wiegt, ist das Verhältniss noch ein wenig schlechter.
Je näher du 1,0c kommst, desto mehr Treibstoff brauchst du im Verhältniss. Wie viel du bräuchtest um 1 Tonne auf 0,8c zu beschleunigen kann ich dir nicht sagen.

[Pyromancer]

Das sehe ich anders. Was fehlt, ist ein Sammelsystem für Rohstoffe. Dann ein Chemielabor, um aus natürlichen Rohstoffen reine Ausgangsstoffe für den integrierten 3D-Printer herzustellen. Eine Energieversorgung. Eine Möglichkeit, die Elektronik selbst herzustellen (und auch wenn man das weglässt - dieser Teil der Maschine dürfte relativ einfach auch von der Erde aus zu liefern sein). All diese Komponenten müssen so beschaffen sein, dass der 3D-Printer sie herstellen kann. Alle Komponenten existieren grundsätzlich, nur bisher nicht in einer einzigen Maschine, und nicht so, dass sie von derselben Maschine hergestellt werden können. Sicher ist das ein Aufwand - aber es ist machbar, sogar mit heutiger Technik.

Wieviel Größenordnungen liegen denn zwischen der Auflösung heutiger 3D-Drucker und der Auflösung, die man für eine integrierte Schaltung braucht? Ich weiß es nicht, hätte aber mindestens 2-3 geschätzt. Gut, zur Not baut man die Elektrik halt ein bisschen größer, ich hab aber so das Gefühl, dass das der begrenzende Faktor sein könnte.

[Dannyboy]

Das sehe ich anders. Was fehlt, ist ein Sammelsystem für Rohstoffe. Dann ein Chemielabor, um aus natürlichen Rohstoffen reine Ausgangsstoffe für den integrierten 3D-Printer herzustellen.

Das ist zu naiv gedacht. Elektronik benötigt High-Tech-Materialien, die nur unter sehr sehr speziellen Bedingungen erzeugt werden können. Dazu benötigst du erst einmal multiple Hochleistungsanalytik, dann hochkomplexe Aufbereitungs- und Reinigungsverfahren.
Und je komplexer die Maschine, desto größere Anforderungen stellt die Replikation.
Mit einem 3D-Drucker kannst du vielleicht ein Modellnachbau kreiren. Aber nichts funktionelles.

All diese Komponenten müssen so beschaffen sein, dass der 3D-Printer sie herstellen kann.

Und das sind sie nicht.

Alle Komponenten existieren grundsätzlich, nur bisher nicht in einer einzigen Maschine, und nicht so, dass sie von derselben Maschine hergestellt werden können. Sicher ist das ein Aufwand - aber es ist machbar, sogar mit heutiger Technik.

Das ist noch lange nicht machbar.

[Bynaus]

Elektronik benötigt High-Tech-Materialien, die nur unter sehr sehr speziellen Bedingungen erzeugt werden können.

Wie erwähnt: Die Elektronik kann man notfalls auch von der Erde anliefern, zumindest für die ersten Replikatoren im Sonnensystem. Oder aber, der erste Replikator nimmt gleich ein paar hundert Sets mit. Das gilt im Prinzip für alle hochkomplexen Bauteile. Denn letztlich will man ja nicht eine sich unkontrolliert vermehrende Armada von Maschinen, sondern eine funktionierende, arbeitsteilige Fabrik am Zielort. Möglicherweise würde es auch darauf hinaus laufen, dass sich einige Maschinen spezialisieren. Aber es wird sich immer lohnen, so viel wie möglich vor Ort zu bauen und so wenig wie möglich von der Erde mitzunehmen.

Mit einem 3D-Drucker kannst du vielleicht ein Modellnachbau kreiren. Aber nichts funktionelles.

Die Maschine, die mit einem 3D-Drucker eine Kopie ihrer selbst (abzüglich Elektronik) herstellt, würde ich durchaus als "funktionell" bezeichnen.

[Dannyboy]

Wie erwähnt: Die Elektronik kann man notfalls auch von der Erde anliefern, zumindest für die ersten Replikatoren im Sonnensystem.

Dann hast du nichts gewonnen.

Das gilt im Prinzip für alle hochkomplexen Bauteile.

Praktisch alles an einer Sonde ist hochkomplex. Deshalb dauert die Entwicklung einer Sonde immer noch Jahre.

Die Maschine, die mit einem 3D-Drucker eine Kopie ihrer selbst (abzüglich Elektronik) herstellt, würde ich durchaus als "funktionell" bezeichnen.

Kein 3D-Drucker kann das. Nicht annähernd.
Mehr als die Außenverkleidung bekommst du nicht hin

[Bynaus]

Dann hast du nichts gewonnen.

Doch. Da die Elektronik nur einen kleinen Teil der Masse des Systems ausmacht, habe ich den grössten Teil der Masse gewonnen.

Praktisch alles an einer Sonde ist hochkomplex.

Ja, weil alles winzig klein und leicht, und doch robust sein muss. Maschinen, die von Replikatoren aus Material vor Ort gebaut werden, müssen dieser Beschreibung nicht genügen. Wenn die Antenne gross genug ist, ist es nicht so wichtig, wie perfekt sie geschliffen ist. Wenn ein Bauteil der Sonde in wenigen Minuten vom 3D-Printer eines Replikators ersetzt werden kann, muss es nicht so stabil sein, dass es eine ganze Mission aushält. Und so weiter.

Kein 3D-Drucker kann das. Nicht annähernd.

YouTube - Self-replicating machine

Immerhin 50% aller Teile. Wie man im Video sieht, auch viele Teile des Printers selbst.

[tepe]

Auch wenn die Methode, die Bynaus ins Spiel gebracht hat, die wahrscheinlichere Möglichkeit für eine Reise zu den Sternen ist - die Möglichkeiten einer "gewöhnlichen " interstellaren Raumfahrt interesssieren mich dennoch.

Jetzt aber eben ohne spekulative Warpantriebe usw...

Wären mit einem Kernfusionsantrieb 0.5 c möglich? Wie hoch müssten Nutzlast/Treibstoff Verhältnis sein? Wie würde dieser Antrieb eigentlich genau aussehen?

Und wenn wir mal etwas weiter denken. Wie ist das eigentlich mit diesen Photonenantrieben? Gibt es da eine Grenze von 0.8 c oder 0.9 c? Denn das ist ja interessant zu wissen, wegen der auftretendenZeitverzögerung.

Oder kann man so ein Raumschiff theoretisch immer weiter beschleuingen bis es 0.9999999999....... c hat?

Denn soviel wie ich weiß, nimmt ja bei Annährung an die Lichtgeschwindigkeit auch die Masse zu; da müsste eine Beschleunigung doch immer schwieriger werden? Oder ?

Und benötigt dieser Antrieb unbedingt Antimaterie?

Also kurz, ich interessier mich jetzt einfach für die Möglichkeiten von "konventioneller" interstellarer Raumfahrt.

Und von Phsyik hab ich leider nicht so viel Ahnung. Und deshalb würde ich mich wirklich freuen, wenn ich von euch Experten hier ein paar Antworten bekommen würde.

Alles was heute denkbar ist hat zu wenig bumms als schneller als sagen wir 1000 km/s zu werden, das wären grade mal 3 % der Lichtgeschwindigkeit.

Was man sich mal ausgedacht hat war das hier:

Projekt Daedalus ? Wikipedia

Nuklearer Pulsantrieb ? Wikipedia

TP

[McWire]

Alles was heute denkbar ist hat zu wenig bumms als schneller als sagen wir 1000 km/s zu werden, das wären grade mal 3 % der Lichtgeschwindigkeit.

Was man sich mal ausgedacht hat war das hier:

Projekt Daedalus ? Wikipedia

Nuklearer Pulsantrieb ? Wikipedia

TP

Ich finde es immer wieder lustig, wie hier im Forum, egal ob SF oder Wissenschaft & Technik, über Höchstgeschwindigkeiten gestritten / diskutiert wird.

Im Weltraum gibt es nur eine vernachlässigbar geringe Reibung die mindestens 12 Größenordnungen unter der irdischer Luft liegt. Solange der Antrieb läuft, solange wird das Raumschiff schneller. Die Endgeschwindigkeit hängt also neben der Schubkraft / Beschleunigung nur von der Laufzeit des Antriebs ab. Die Laufzeit wiederum hängt von der mitgeführten Treibstoffmenge und dem Treibstoffverbrauch ab.

Wenn der Antrieb mit einem Bussard-Kollektor ausgestattet wird und permanent Treibstoff nachgefüllt wird, kann der Antrieb (auf niedrigem Schubniveau) endlos lange laufen und man kann eine beliebig große Endgeschwindigkeit bezogen auf % von Lichtgeschwindigkeit erreichen.

Praktisch gesehen muss, wenn man nicht nur simple Vorbeiflüge haben will, die Geschwindigkeit am Zielpunkt wieder abgebaut werden. Das bedeutet, dass man praktisch gesehen nur 50% der Flugstrecke zur Beschleunigung hat und die restlichen 50% zur Gegenbeschleunigung aufgewendet werden müssen.

Ich denke, dass wir Sonden mit Treibstoffsammelvorrichtung praktisch auf 99,9% der Lichtgeschwindigkeit bekommen können, nur eben über extrem lange Zeiträume, da die interstellare Materiedichte nicht so üppig ist.

[Sargon]

Alles was heute denkbar ist hat zu wenig bumms als schneller als sagen wir 1000 km/s zu werden, das wären grade mal 3 % der Lichtgeschwindigkeit.

Was man sich mal ausgedacht hat war das hier:

TP

Ich finde es immer wieder lustig, wie hier im Forum, egal ob SF oder Wissenschaft & Technik, über Höchstgeschwindigkeiten gestritten / diskutiert wird.

Im Weltraum gibt es nur eine vernachlässigbar geringe Reibung die mindestens 12 Größenordnungen unter der irdischer Luft liegt. Solange der Antrieb läuft, solange wird das Raumschiff schneller. Die Endgeschwindigkeit hängt also neben der Schubkraft / Beschleunigung nur von der Laufzeit des Antriebs ab. Die Laufzeit wiederum hängt von der mitgeführten Treibstoffmenge und dem Treibstoffverbrauch ab.

Wenn der Antrieb mit einem Bussard-Kollektor ausgestattet wird und permanent Treibstoff nachgefüllt wird, kann der Antrieb (auf niedrigem Schubniveau) endlos lange laufen und man kann eine beliebig große Endgeschwindigkeit bezogen auf % von Lichtgeschwindigkeit erreichen.

Praktisch gesehen muss, wenn man nicht nur simple Vorbeiflüge haben will, die Geschwindigkeit am Zielpunkt wieder abgebaut werden. Das bedeutet, dass man praktisch gesehen nur 50% der Flugstrecke zur Beschleunigung hat und die restlichen 50% zur Gegenbeschleunigung aufgewendet werden müssen.

Ich denke, dass wir Sonden mit Treibstoffsammelvorrichtung praktisch auf 99,9% der Lichtgeschwindigkeit bekommen können, nur eben über extrem lange Zeiträume, da die interstellare Materiedichte nicht so üppig ist.

Was stimmt nun?

Und wie ist das eigentlich mit der Beziehung von Ausströmgeschwindigkeit und Endgeschwindigkeit? Kann zb ein Raumschiff mit Ionenantrieb eine höhere Endgeschwindigkeit haben, als die Austrittsgeschwindigkeit der ionisierten Gase beträgt? Fall`s ja - um wieviel kann die Endgeschwindigkeit die Ausströmgeschwindigkeit übertreffen?


Der Ramjet? Ist da nicht schon längst klar, dass er im All nicht funkttionieren würde?

Es ist mir also immer noch unklar wie eine Raumschiff aussehen müsste; dass zb 6 Personen zum Alpha Centauri imt mindestens 0. 5 c hin und zurück bringen könnte.

Und gibt es nun sinnvolle Grenzen bei der Geschwindigkeit gegen c oder nicht? Falls ja, wovon hängen dieses Grenzen ab?

Da die Masse mit Annährung an C immer mehr zunimmt, sollte es doch eine Grenze geben, ab der jeder weiterer Energieverbrauch praktisch sinnlos wird.Oder nicht?

Oder gibt es andere Gründe warum 0.5 c möglich wären; 0.8 c aber nicht? Oder wären 0.8 c noch möglich aber 0.9 c nicht? Oder gibt es tatsächlich keine Grenze? Könnte ein Raumschiff, dass 0.8 c erreichen könnte auch mit 0.99999999.... c durch's Universum rasen? Wie sehr würde das Treibstoff/Nutzlast Verhältnis davon betroffen sein? Das Verhältnis müsste doch logischerweise immer ungünstiger werden, desto schneller das Raumschiff werden soll. Da gibt es doch bestimmt irgendwo eine Grenze? Wo liegt die?

Hier sind doch Physiker im Forum.

Edit: Dann gehen wir 100 Jahre in die Zukunft; wenn das mit heutiger Technologie selbst bei Einsatz gigantischer Geldmengen und Zusammenarbeit aller Völker nicht möglich wäre. Aber eben bitte keine spekulativen Warp Antriebe usw... Mir geht es um Antriebe, die nach heutigen physikalischen Erkentnissen definitiv möglich sind. Wo liegen da die Grenzen/ erreichbaren Geschindigkeiten? Wäre eine bemannte Mission zum Alpha Centauri ohne spekulative Warp/Feld Antriebe überhaupt möglich?