Realistische Designs für Raumschiffe

[xanrof]

Das Dach sollte dann tatsächlich etwas spitz sein, damit Kleinstmeteoriten besser abgleiten können (dies habe ich da auch noch rausgelesen).

Dass das Spitzdach nichts bringt, wurde ja oben schon erwähnt. Nun könnte man sich auch überlegen, die Teile kurzerhand einschlagen zu lassen und das Loch danach abzudichten - manuell oder automatisch.

Es dauert eine ganze Weile, bis sich der Druck durch ein mm-großes Loch auf ein bedenkliches Maß senkt.
Ich habe vor einiger Zeit einen längeren Beitrag hier im Forum zum Thema Druckabfall und medizinische Probleme geschrieben. Hier ein relevanter Ausschnitt:

Um nun einen Eindruck fuer Dekompressionszeiten zu bekommen, will ich mal ein paar Beispiele durchrechnen:

Bsp. 1:
Angenommen: Raumschiff mit dem Innenvolumen von 10 m3, gefüllt mit Luft bei 20°C = 293 Kelvin,
wird von einem Mikrometeoriten getroffen, der ein Loch mit einer Fläche von 1 mm2 = 10^-6 m2 verursacht.
t = 0.086*(10/10^-6)*ln(10^5/10^-5) / sqrt(293)
t = 1156858 Sekunden = 321 h = ca. 13,4 Tage bis vollständiger Druckausgleich.

Aber: erste Bewustseinstrübungen treten bereits bei einem Umgebungsdruck von 200 mmHg = 0.3 bar =1/3 Atmosphäre auf
(nach Cooke&Bancroft, Aerospace Medicine, 1966).

Eingesetzt in die Formel: p2 = 0.3 bar = 26.66 Pa
t = 0.086*10^7*ln(10^5/26.66)/17.12
t = 413477 Sekunden = 115 Stunden = ca. 4.8 Tage bis zum Auftreten gesundheitlicher Probleme.

R. Harding (Survival in Space, 1989) erwähnt, dass das Space Shuttle entworfen wurde, um bei einem Loch mit 11 mm Durchmesser (A=9.5*10^-5 m2) das Überleben der Astronauten bei 0.6 bar (414 mmHg) für 165 Minuten zu garantieren. Die Zeit reiche fuer eine Notfall-Rückkehr zur Erde.

(Link zum Beitrag)

Wie man sieht, bleibt idR genug Zeit, um mit einem schnell-härtenden Superkleber, den man in der Zukunft sicher haben wird, das Loch zu verschließen.

Alternativ könnte man das auch automatisieren: Die Außenhaut bestünde dann aus mehreren Schichten. Eine Schicht hätte eine 3D-Wabenstruktur, die Hohlräume bildet. In diesen Hohlräumen wäre ein Füllgas. Bei einem Impakt würde ein Sensor den Druckabfall bemerken und die Wabe füllt sich automatisch mit einer schnell-härtenden Substanz. Später wird diese Wabe dann gegen eine neue ausgetauscht.

[Agent Scullie]

Zunächst einmal ist ein "Trägheitsdämpfungssystem" vor allem eines: rein hypothetisch.

Das spielt jedoch für unsere Überlegungen keine Rolle, da unsere Überlegungen davon ausgehen, dass es so etwas geben geben würde. Dass so etwas hypothetisch ist, heißt einfach nur, dass unsere darauf aufbauenden Überlegungen genauso hypothetisch sind.

Es gibt, z.B. im Ansatz zum Warpantrieb, nicht einmal theoretische Grundlagen, die den Bau eines solchen nur schon denkbar machen könnten.

Doch, die gibt es. Analog zum Alcubierre-Antrieb kann man sich eine Raumzeitmetrik ausdenken, die auf den gewünschten Effekt führt, nämlich auf ein künstliches Gravitationsfeld entgegengesetzt zu den auftretenden Trägheitskräften. Ich habe mir eine passende Metrik mal überlegt, ich kann sie dir mal raussuchen, wenn du Interesse hast.

Zudem stellt sich auch die Frage, ob "Trägheitsdämpfung" überhaupt direktional sein kann, dh, ob diese dann nicht einfach auch die künstliche Schwerkraft aufheben würde. Ich denke, das ist in einem Unterforum wie "Technik und Wissenschaft" schon relevant, weil es hier ja nicht einfach um SciFi-Hirngespinnste gehen soll, sondern um die reale Welt. Aber nehmen wir mal an, es gäbe sowas.

Jegliche Beschleunigungen, die dieses hypothetische System an der Besatzung (und allem anderen an Bord) bewirkt, müssen vektoriell addiert werden.

Genau diese vektorielle Addition impliziert aber, dass man sich keine Sorgen machen muss, dass die Trägheitsdämpfung die künstliche Schwerkraft aufheben würde. Angenommen, der Antrieb erzeugt eine Beschleunigung von 10 g in positive x-Richtung, dann resultieren daraus Trägheitskräfte von -10 g in x-Richtung. Die Trägheitsdämpfung muss also ein Gravitationsfeld generieren, das +10 g in x-Richtung erzeugt, um die Trägheitskräfte zu kompensieren. Die künstliche Gravitation macht außerdem -1 g in z-Richtung. Trägheitsdämpfung und künstliche Schwerkraft zusammen machen also eine vektorielle Beschleunigung von (+10 g, 0, -1 g). Die x- und z-Komponente stören sich überhaupt nicht, dafür ist es ja vektoriell.

Das heisst, man kann nicht einfach eine Beschleunigung entgegen der Beschleunigung des Schiffes anlegen, da sich sonst die künstliche Schwerkraft und die "Gegenbeschleunigung" sehr ungünstig addieren: sagen wir, die Beschleunigung beträgt 2 Ge, und die künstliche Schwerkraft 1 Ge, dann wird aus dem "ebenen" Gang plötzlich ein Hang mit (relativ steilen) 30° Neigung.

Warum denn das? In deinem Beispiel macht die künstliche Schwerkraft (0, 0, -1 Ge), die Trägheitsdämpfung zusätzlich (+2 Ge, 0, 0), macht zusammen (+2 Ge, 0, -1 Ge). Die Trägheitskräfte durch die Beschleunigung vom Antrieb machen (-2 Ge, 0, 0), kompensieren also die (+2 Ge, 0, 0) der Trägheitsdämpfung, insgesamt ist die Beschleunigung mit mitbeschleunigten System also

(0, 0, -1 Ge) + (+2 Ge, 0, 0) + (-2 Ge, 0, 0) = (0, 0, -1 Ge)

Der ebene Gang bleibt also eben. Wenn man irgendwann mal den Antrieb abschaltet, die Trägheitskräfte also von (-2 Ge, 0, 0) auf (0,0,0) runtergehen, muss man die Trägheitsdämpfung natürlich mit abschalten.

Und von den Problemen, wenn sich die betroffenen Menschen im Innern des Schiffs auch noch bewegen wollen, reden wir noch gar nicht.

Ich schon: es gibt dabei schlicht keine Probleme. Die Verhältnisse sind genauso wie auf der Erde, wo die Schwerebeschleunigung ebenfalls (0, 0, -1 Ge) ist.

Man kann auch auf einem Raumschiff problemlos zusammenhängende Abteilungen auf dem gleichen Stockwerk unterbringen.

Bei einem turmförmigen Raumschiff würde es da aber Beschränkungen geben, zumindest wenn der Turm in horizontaler Richtung sehr begrenzt in der Ausdehnung wäre. Man könnte sich natürlich auch einen Turm vorstellen, der breiter als höher ist, und deswegen auch in der Horizontalen viel Platz bietet. Hier könnte man aber wieder mit dem FTL-Antrieb argumentieren: für den ist es eventuell von Vorteil, wenn das Raumschiff senkrecht zur Flugrichtung nicht allzu ausgedehnt ist. Aber auch für einen Unterlichtantrieb kann man eine ähnliche Argumentation anstellen: je breiter das Raumschiff senkrecht zur Flugrichtung wird, desto eher wird es von Mikrometeoriten getroffen.

Gerade wenn du dir Star Trek Raumschiffe zum Vorbild nimmst, gibt es eigentlich keine Räume, die so langgezogen sind, dass sie zwingend ein flaches Design nötig machen.

Meine Argumentation war eher, dass es die Leute nicht toll finden würden, wenn sie Räume nur nach oben oder unten, nicht aber horizontal verlassen können.

Für weitere Strecken nehmen eh alle die Turbolifte

Wenn das auf ST bezogen sein soll, hast du aber schlecht aufgepasst. Da werden viele Szenen gezeigt, wo Besatzungsmitglieder weite Strecken auf einem Deck zu Fuß gehen.

Wie gesagt, ich denke, du bräuchtest zwingende Vorteile, um diesen Umstieg zu rechtfertigen. Zumal sich bis dahin alle Jahrzehnte- bis Jahrhundertelang an die vertikale Bauweise gewöhnt haben. Sieh z.B. die Luftfahrt: jeder Luftfahringenieur weiss, dass Nurflügler viel effizienter im Treibstoffverbrauch wären. Aber gebaut werden trotzdem keine (im grossen Stil) : die ganze Infrastruktur ist für Röhrenflügler entwickelt und gebaut werden. Der Vorteil der Nurflügler ist nicht so gross, dass es sich lohnen würde, das alles umzustellen. Genauso dürfte es mit den Raumschiffen sein.

Die Analogie passt nicht so ganz: für Raumschiffe, die nicht auf Planeten landen sollen, braucht man nicht viel Infrastruktur. Wenn die an Raumstationen andocken sollen, gibt es einfach eine ausfahrbare Gangway mit Luftschleuse, da ist die übrige Bauform des Raumschiffes egal.

Die Diskussion über SciFi-FTL-Antriebe scheint mir etwas überflüssig: diese entspringen einfach der Fantasie der Serien-Autoren und haben trotz fleissiger Unterfütterung mit allerlei "Technobabble" ("Hyperraum", "Slipstream", "Subraum" etc.) keinerlei Verankerung in der Realität. Ich sehe nicht, welchen Sinn das in einem Thread mit dem Titel "realistische Designs für Raumschiffe" haben soll.

Der Sinn, den das hat, ist ganz einfach der, dass wir hier gerade der Frage nachgehen, welchen Einfluss solche hypothetischen Technologien wie FTL-Antriebe, künstliche Gravitation oder Trägheitsdämpfer darauf hätten, welches Design als realistisch anzusehen wäre.

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Ja gut ok. Dazu kann ich nix sagen Außer vllt. dass ich es fraglich finde, ob so ein Antrieb dann überhaupt sinnvoll wäre, wäre ja vermutlich besser, ihn auf etwa 1 G runterzuschrauben.

Dann dauert's aber zu lange, bis die gewünsche Endgeschwindigkeit erreicht ist. Stell dir vor, Captain Kirk befiehlt "Vollen Impuls", was ungefähr 25 % der Lichtgeschwindigkeit sind, dann würde man mit 1 g ja Monate brauchen, um darauf zu beschleunigen.

Ach, ich glaube in einer Folge wo Felix Gaeta den Sprung manuell berechnen muss, erzählt Colonel Tigh etwas über die Trägheitsanpassung... ich kenn die Serie nur auf Deutsch, vllt. wurde es falsch oder schwammig übersetzt. Oder ich erinnere mich falsch.

Muss ich mal gucken, ob ich die Folge finde.

Von dem hab ich noch nie was gehört, klingt aber ähnlich wie der Warpantrieb.
Ja gut, war auch nur ein Vergleich.

Wovon hast du noch nie gehört, vom Alcubierre-Antrieb? Woher hast du denn dann das mit der Anologie mit dem Boot und dem Wasser? Ich den Technical Manuals aus ST wird so etwas nicht beschrieben.

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Ich stell mich grad fantasietechnisch etwas blöd an. Muss ich ehrlich zugeben.

Nehmen wir an wir konstruieren ein Raumschiff das so ähnliche aussieht wie ein Hochhaus.
Soll es dann "Richtung Dach" fliegen oder "Richtung Seite"?

Nach Bynaus Beschreibung einer Turmbauweise: in Richtung Dach, damit die resultierenden Trägheitskräfte nach unten, Richtung Boden, wirken.

PS: Dieses Rebellenschiff hier

http://img.webme.com/pic/s/starwars-files/raumschiffe.jpg

hat ja so ne Art Bart unten dran. Das wäre für sich betrachtet ein Turm oder Hochhaus. Das würde dann seitwärts fliegen.

Der Raumfahrtingenieur, der das entworfen hat, hat sich sicher nicht an Bynaus Vorgaben gehalten

[Traumdoyle]

Bynaus sagte: "Die Diskussion über SciFi-FTL-Antriebe scheint mir etwas überflüssig"

Der Sinn, den das hat, ist ganz einfach der, dass wir hier gerade der Frage nachgehen, welchen Einfluss solche hypothetischen Technologien wie FTL-Antriebe, künstliche Gravitation oder Trägheitsdämpfer darauf hätten, welches Design als realistisch anzusehen wäre.

Fairerweise muss ich sagen, dass ich die FTLs nur deshalb erwähnt habe, weil sie meiner Meinung nach Trägheitsdämpfer unnötig machen. Und da zu dem Zeitpunkt gerade mehrfach diese Technologie erwähnt wurde, dachte ich, ich füge meine Gedankengänge mal an.
Dass dann eben auch andere FTL-Antriebe als kleiner Exkurs erwähnt werden, damit kann man ja leben.

Dann dauert's aber zu lange, bis die gewünsche Endgeschwindigkeit erreicht ist. Stell dir vor, Captain Kirk befiehlt "Vollen Impuls", was ungefähr 25 % der Lichtgeschwindigkeit sind, dann würde man mit 1 g ja Monate brauchen, um darauf zu beschleunigen.

Stimmt, ich ging in meinen Überlegungen eben von starken Ionenantrieben aus. Oder von vergleichbaren Erfindungen, die kontinuierlich langsam beschleunigen.

Muss ich mal gucken, ob ich die Folge finde.

Ist meines Wissens nach Staffel 2, Episode 1 "Die verlorene Flotte". Aber ich kann mich irren. Ich werd auch mal im BSG Wiki stöbern.

Wovon hast du noch nie gehört, vom Alcubierre-Antrieb? Woher hast du denn dann das mit der Anologie mit dem Boot und dem Wasser? Ich den Technical Manuals aus ST wird so etwas nicht beschrieben.

Nein, der andere Name... Natario. Und der Vergleich ist meiner. Gehört mir, lass ich mir patentieren :P
Ahja. Faszinierend, die Technical Manuals kenn ich nämlich auch nicht.

Neuster Edit: also ich hab das mit BSG nochmal etwas gegoogelt, kann das aber wirklich nicht finden... ich halte dich auf dem Laufenden, vielleicht hab ich ja noch Erfolg.

[Bynaus]

Dass so etwas hypothetisch ist, heißt einfach nur, dass unsere darauf aufbauenden Überlegungen genauso hypothetisch sind.

Und das ist mir dann eben ein bisschen sehr hypothetisch. Man kann sich noch eine ganze Reihe hypothetischer Dinge aus den Fingern saugen, und ihre Auswirkungen auf das Design diskutieren - aber dann diskutiert man eben nicht "realistische", also an die Realität angelehnte Designs für Raumschiffe, sondern hypothetische. Das ist - zumindest für mich - nicht das gleiche.

Doch, die gibt es. Analog zum Alcubierre-Antrieb kann man sich eine Raumzeitmetrik ausdenken, die auf den gewünschten Effekt führt, nämlich auf ein künstliches Gravitationsfeld entgegengesetzt zu den auftretenden Trägheitskräften. Ich habe mir eine passende Metrik mal überlegt, ich kann sie dir mal raussuchen, wenn du Interesse hast.

Künstliche Gravitation ist ein Aspekt - aber die "Trägheitsdämpfer" sind ein anderer. Wenn diese wirklich die Trägheit dämpfen (und nicht einfach ein kompensierendes künstliches Schwerkraftfeld aufbauen) kannst du nicht mit Raumzeitmetriken hantieren - du brauchst erst mal ein fundamentales Verständnis dessen, was denn die Trägheit überhaupt ist.

Genau diese vektorielle Addition impliziert aber, dass man sich keine Sorgen machen muss, dass die Trägheitsdämpfung die künstliche Schwerkraft aufheben würde.

Du hast recht, da habe ich falsch überlegt.

Bei einem turmförmigen Raumschiff würde es da aber Beschränkungen geben, zumindest wenn der Turm in horizontaler Richtung sehr begrenzt in der Ausdehnung wäre.

So begrenzt muss er ja nicht sein. Ich denke ein hohes Bürogebäude ist ganz ok als Analogie.

Meine Argumentation war eher, dass es die Leute nicht toll finden würden, wenn sie Räume nur nach oben oder unten, nicht aber horizontal verlassen können.

Warum sollten sie die Räume nicht horizontal verlassen können? Ich stelle mir das so vor, dass die verschiedenen Ebenen eben verschiedene Funktionen haben. Wann immer man mehr als ein oder zwei Ebenen hoch- oder runterwechseln muss, benutzt man Lifte, die entlang der Beschleunigungsache (im Zentrum des Raumschiffs) fahren.

Wenn das auf ST bezogen sein soll, hast du aber schlecht aufgepasst. Da werden viele Szenen gezeigt, wo Besatzungsmitglieder weite Strecken auf einem Deck zu Fuß gehen.

Na siehst du - die wären alle viel schneller am Ziel wenn die Decks kleiner wären. Die Lifte wären dafür mehr belegt, aber das ist kein unlösbares Problem.

Die Analogie passt nicht so ganz: für Raumschiffe, die nicht auf Planeten landen sollen, braucht man nicht viel Infrastruktur. Wenn die an Raumstationen andocken sollen, gibt es einfach eine ausfahrbare Gangway mit Luftschleuse, da ist die übrige Bauform des Raumschiffes egal.

Ich meinte nicht zwingend nur Infrastruktur im wörtlichen Sinn, sondern auch Dinge wie etablierte Fertigungstechniken und -fabriken, Erfahrungen im Bau und im Test bestimmter Technologien, bei etablierten Ausbildungskursen, Berufen, Routinen und so weiter. Das alles generiert eine enorme "Trägheit", die die Einführung radikal neuer Lösungen als unattraktiv erscheinen lässt. Die Nurflügler sind ein Beispiel, QWERTZ/Y ist ein anderes. Historische Entwicklungen haben immer einen beträchtlichen Einfluss, und ich denke nicht, dass man ohne guten Grund plötzlich von "Türmen" zu "Booten" wechselt, bloss weil mans jetzt kann. Zudem es, wenn man schon künstliche Schwerkraft erzeugen kann, noch viele weitere denkbare Konzepte gäbe, an die wir heute nicht einmal denken.

Der Sinn, den das hat, ist ganz einfach der, dass wir hier gerade der Frage nachgehen, welchen Einfluss solche hypothetischen Technologien wie FTL-Antriebe, künstliche Gravitation oder Trägheitsdämpfer darauf hätten, welches Design als realistisch anzusehen wäre.

Aber dass man sich dafür unbedingt aus der Trickkiste von Fernseh-SciFi bedienen muss? Da drin ist nichts realistisches zu erwarten, weil es dort um Unterhaltung und nicht um Realismus geht. Es gibt durchaus eine wissenschaftliche Literatur zu solchen Themen die ein viel besseres Fundament für eine solche Diskussion bieten kann. Und nicht zuletzt gibt es auch SciFi-Raumschiffe, die tatsächlich realistisch oder zumindest realitätsnah sind. Die Discovery aus 2001 etwa, oder die Venture Star aus Avatar.

[Thomas W. Riker]

Eine Möglichkeit wäre allerdings auch mit einem "Trichter" nach vorne zu fliegen, um wie in Star Trek mit den sog. http://de.memory-alpha.org/wiki/Bussardkollektor
Materie wie z.B Wasserstoff zu sammeln.

[Liopleurodon]

Eine Möglichkeit wäre allerdings auch mit einem "Trichter" nach vorne zu fliegen, um wie in Star Trek mit den sog. Bussardkollektor ? Memory Alpha, das Star-Trek-Wiki
Materie wie z.B Wasserstoff zu sammeln.

Unglücklicherweise erzeugt das interstellare Gas beim Aufprall auf den Trichter Reibung, die der Antrieb dann wieder kompensieren müsste. Nach meinen Kenntnissen gilt der Bussardkollektor aus diesem Grund als wenig aussichtsreich.

[Bynaus]

Ja, das interstellare Medium ist ausgerechnet in der "local bubble", einem Bereich von einigen 10 Lichtjahren rund um die Sonne, wegen früherer Supernovae zu heiss und deshalb zu dünn, als dass sich Bussard-Ramjets hier lohnen würden. Zumindest, wenn man auf Proton-Proton-Fusion setzt. Es gibt aber Ideen, den CNO-Zyklus zu nutzen, da läge evtl mehr drin.

[Sternenkreuzer]

Ich schlage vor dass man das Raumschiff wie eine Dyson Sphäre baut. Die Leute siedeln dann in der Innenseite der Hülle, haben Schwerkraft ohne künstliche Schwerkraft zu brauchen. Man müsste dann so ne Art künstliche Sonne in der Mitte platzieren für die Versorgung mit Wärme und Licht.

Die Schwerkraft müsste ja dann dem Beispiel weiter oben folgend auch evtl bei einer gewissen Beschleunigung vor Schäden bezgl der Trägheit schützen.

Das wär dann natürlich nen ziemlich großes Schiff.....
Aber eines ist klar: Sein Zuhause hat man dann immer dabei.

[xanrof]

Ich schlage vor dass man das Raumschiff wie eine Dyson Sphäre baut. Die Leute siedeln dann in der Innenseite der Hülle, haben Schwerkraft ohne künstliche Schwerkraft zu brauchen. Man müsste dann so ne Art künstliche Sonne in der Mitte platzieren für die Versorgung mit Wärme und Licht.

Die Schwerkraft müsste ja dann dem Beispiel weiter oben folgend auch evtl bei einer gewissen Beschleunigung vor Schäden bezgl der Trägheit schützen.

Das wär dann natürlich nen ziemlich großes Schiff.....
Aber eines ist klar: Sein Zuhause hat man dann immer dabei.

Ich vermute, du meinst ein "Dyson-Sphäre-ähnliches" Schiff in vertretbarer Größe, das nicht wirklich um einen Stern gebaut ist.

Wenn es dir primär um die Schwerkraft geht, wäre eine rotierende Kugel aber eine denkbar schlechte Wahl. Außer auf einem schmalen Streifen senkrecht zur Achse, quasi auf dem Innen-Äquator, würde man in dieser Kugel äußerst unkomfortabel stehen oder laufen können.

Warum dann nicht gleich ein rotierender Zylinder, mit einer stabförmigen Licht- und Wärmequelle in der Rotationsachse? Ist schließlich schon eine ältere Idee.

https://de.wikipedia.org/wiki/O%E2%80%99Neill-Kolonien

[Sternenkreuzer]

Ja, rotierenden Zylinder meinte ich auch eigentlich. Hatte das unklar ausgedrückt.

PS Es gibt ja diese N24 Doku-Fiction Flucht von der Erde oder so.
Da bauen die glaube ich auch ne zylindrische Konstruktion die innen bewohnt ist.
Die Idee gefällt mir.

[Bynaus]

Nur um auch den letzten Rest Unsicherheit aufzuklären: An der Innenseite einer Hohlkugel, egal wie massiv sie ist, gibt es keine Gravitation. Die Kräfte innerhalb einer Hohlkugel sind so, dass sie sich gegenseitig exakt aufheben. Auf der Aussenseite einer (massiven) Hohlkugel hingegen wirkt die Gravitation so, als ob die ganze Masse der Hohlkugel auf ihr Zentrum konzentriert wäre (wie bei einer Vollkugel also).

Was den "Zylinder" angeht, nun, wenn man schon solche riesigen Habitate baut, braucht man damit gar nirgends mehr hinzufliegen - man hat ja schon alles. Aber der Zylinder ist trotzdem das klassische Design für ein Generationenschiff.

[Sternenkreuzer]

Wenn man schon so ne große Kiste ähh Tonne ins All setzt dann werden die meisten das sicher auch in Bewegung setzen wollen. Und ja, in ein paar Generationen kommt man dann bei Alpha Centauri an? Wird einige Zeit dauern. Also mit Unter Licht Antrieb.

Wie lange es dann ungefähr bis Alpha Centauri dauern würde müsste ich aber erstmal nachlesen. Ich glaube das sind 4 Lichtjahre.

[Bynaus]

Ja, ein bisschen mehr, 4.3 oder so - im Moment. Allerdings wird es im Moment besser, denn das Alpha Centauri System nähert sich der Sonne in den nächsten Jahrtausenden, bis auf einen Mindestabstand von etwa 3 Lichtjahren. Das heisst, wenn man wirklich sehr langfristig plant (ein Generationenschiff, das Jahrtausende für den Flug braucht), dann kürzt das die Reise immerhin um ein paar 100 bis ein paar 1000 Jahre.

Das Problem, wenn man "die Tonne ins All setzt" und sie "in Bewegung setzt", ist dann aber, dass man während der Reise kaum Energie zur Verfügung hat, bzw. diese bunkern muss, etwa in Form von nuklearen Brennstoffen. Um einige 10000 Menschen einige 1000 Jahre lang mit Energie auf westlichem Niveau zu versorgen ist kein Pappenstiel. Eine "Tonne", die im Orbit um einen Stern bleibt, hat dieses Problem hingegen nicht.

[Sternenkreuzer]

Das macht Sinn.

[Agent Scullie]

Und das ist mir dann eben ein bisschen sehr hypothetisch. Man kann sich noch eine ganze Reihe hypothetischer Dinge aus den Fingern saugen, und ihre Auswirkungen auf das Design diskutieren - aber dann diskutiert man eben nicht "realistische", also an die Realität angelehnte Designs für Raumschiffe, sondern hypothetische. Das ist - zumindest für mich - nicht das gleiche.

Realität ist aber die Gesamtheit all dessen, was existiert, nicht nur die Gesamtheit all dessen, von dem wir heute wissen, dass es existiert. Es wäre daher durchaus denkbar, dass etwas, das wir heutzutage nur als hypothetisch einstufen können, durchaus Teil der Realität ist, und wird das eben nur noch nicht wissen. Realistisch und hypothetisch schließen einander also keineswegs aus.

Du kennst doch sicher das Buch "Die Physik von Star Trek" von Lawrence M. Krauss. Da gibt es ein Kapitel "Unmögliches - Das nicht zu entdeckende Land", wo sich Krauss mit Technologien und Phänomenen beschäftigt, die selbst hypothetisch nicht möglich sind. Was sich daran anlehnen würde, das wäre tatsächlich nicht realistisch.

Künstliche Gravitation ist ein Aspekt - aber die "Trägheitsdämpfer" sind ein anderer. Wenn diese wirklich die Trägheit dämpfen (und nicht einfach ein kompensierendes künstliches Schwerkraftfeld aufbauen) kannst du nicht mit Raumzeitmetriken hantieren - du brauchst erst mal ein fundamentales Verständnis dessen, was denn die Trägheit überhaupt ist.

was in ST als Trägheitsdämpfung bezeichnet wird, ist die Kompensation von Trägheitskräften, die beim Beschleunigen auftreten. Wenn dir der Terminus "Trägheitsdämpfung" dafür nicht passend erscheint, dann stell dir einfach vor, das würde eigentlich "Trägheitskräftedämpfung" heißen und würde nur gekürzt als "Trägheitsdämpfung" ausgesprochen werden. So sind halt die Ingenieure - sprechen Bezeichnungen sinnentstellend gekürzt aus, weil die Langbezeichnung zu aufwendig zu sprechen (und zu schreiben) wäre

Z.B. haben viele Feuerwehren einen "GW-Tier". Das ist aber gar kein Tier, sondern ein Gerätewagen zur Tierrettung.

So begrenzt muss er ja nicht sein. Ich denke ein hohes Bürogebäude ist ganz ok als Analogie.

Stell dir vor (Achtung: hypothetisch), das Raumschiff hat einen FTL-Antrieb, und der funktioniert auf eine Weise, für die es am besten ist, wenn das Schiff senkrecht zur Flugrichtung sehr schmal ist. Dann könnte ein Turm natürlich nicht allzu breit sein.

Etwas konkreteres Beispiel: stell dir vor, der FTL-Antrieb arbeitet ähnlich dem Natario-Antrieb, da muss also der Raum und das Schiff "herumfließen". Dann könnte man annehmen, dass eine Baumform des Schiffes von Vorteil ist, die der von U-Booten (der fließt Wasser drum herum) oder der von Luftschiffen/Flugzeugen (das fließt Luft drum herum) ähnlich ist.

Na siehst du - die wären alle viel schneller am Ziel wenn die Decks kleiner wären.

Und wären alsbald ziemlich genervt, weil sie nicht mal einen ordentlichen Spaziergang machen können (außer auf und ab).

Ich meinte nicht zwingend nur Infrastruktur im wörtlichen Sinn, sondern auch Dinge wie etablierte Fertigungstechniken und -fabriken, Erfahrungen im Bau und im Test bestimmter Technologien, bei etablierten Ausbildungskursen, Berufen, Routinen und so weiter. Das alles generiert eine enorme "Trägheit", die die Einführung radikal neuer Lösungen als unattraktiv erscheinen lässt. Die Nurflügler sind ein Beispiel, QWERTZ/Y ist ein anderes. Historische Entwicklungen haben immer einen beträchtlichen Einfluss, und ich denke nicht, dass man ohne guten Grund plötzlich von "Türmen" zu "Booten" wechselt, bloss weil mans jetzt kann. Zudem es, wenn man schon künstliche Schwerkraft erzeugen kann, noch viele weitere denkbare Konzepte gäbe, an die wir heute nicht einmal denken.

Stell dir folgendes Szenario vor:

Ungefähr zeitgleich werden künstliche Schwerkraft, Trägheits(kräfte)dämpfung und ein Gravitationsantrieb erfunden (alle drei basieren auf einer Manipulation der Raumzeitmetrik und somit auf dem gleichen Prinzip, daher die zeitliche Nähe in der Erfindung). Der Gravitationsantrieb erlaubt eine erhebliche Reduktion des Aufwandes, Raumschiffe und Baumaterial für selbige von der Erde in den Weltraum zu befördern. Deswegen kann man größere Raumschiff als zuvor von der Erde starten lassen und noch größere im Weltraum zusammenbauen.

Durch die gesteigerte Baugröße werden ohnehin neue Fabriken und Fertigungstechniken benötigt. Zudem stellt man fest, dass der Gravitationsantrieb auch als FTL-Antrieb taugt, dafür die Raumschiffe aber möglichst zigarrenförmig (= möglichst schlank senkrecht zur Flugrichtung) gebaut werden müssen. Und obendrein können durch den verminderten Aufwand für Starts von der Erde auch viel mehr Menschen als bisher in den Weltraum reisen - darunter auch sehr viele, die noch nie zurvor Erfahrung mit turmförmig gebauten Raumschiffen gemacht haben, weil sie eben noch nie zuvor im Weltraum waren.

All das zusammengenommen könnte durchaus ein Grund sein, von Vertikal- auf Horizontalbauweise umzustellen:
- neue Fabriken/Fertigungstechniken braucht man sowieso, da die Raumschiffe viel größer werden
- für den FTL-Antrieb ist eine schlanke zigarrenförmige Bauweise von Vorteil, man kann also turmförmige Raumschiffe nicht mehr so breit bauen wie bisher
- es gibt viel mehr Weltraumreisende als bisher, die keinerlei Erfahrung mit turmförmigen Raumschiffen haben
- da jetzt künstliche Schwerkraft und Trägheits(kräfte)dämpfung verfügbar sind, ist eine Horizontalbauweise relativ einfach machbar

Aber dass man sich dafür unbedingt aus der Trickkiste von Fernseh-SciFi bedienen muss?

Wenn man darüber diskutieren will, wie sich Technologien, die bislang nur in dieser Trickkiste existieren, wie FTL, künstliche Schwerkraft und Trägheits(kräfte)dämpfung, darauf auswirken, welches Raumschiffdesign realistisch ist, dann liegt es in der Natur der Sache, dass man das muss.

Da drin ist nichts realistisches zu erwarten, weil es dort um Unterhaltung und nicht um Realismus geht.

Dass eine fiktive Technologie zu Unterhaltungszwecken erdacht wurde, schließt nicht aus, dass es sie einmal geben könnte, und sie dann durchaus darauf Einfluss haben wird, was realistisch ist.

Es gibt durchaus eine wissenschaftliche Literatur zu solchen Themen die ein viel besseres Fundament für eine solche Diskussion bieten kann. Und nicht zuletzt gibt es auch SciFi-Raumschiffe, die tatsächlich realistisch oder zumindest realitätsnah sind. Die Discovery aus 2001 etwa, oder die Venture Star aus Avatar.

Weder die Discovery als 2001 noch die Venture Star aus Avatar verfügen über die Technologien, um die es an dieser Stelle gehen sollte: FTL, künstliche Schwerkraft (außer durch Rotation oder die Schubkraft des Antriebs), Trägheits(kräfte)dämpfung.