Realistische Designs für Raumschiffe

[Peter1977]

Hallo,

Zu den Design Fragen

Im Allgemeinen richtet sich das wieder nach verwendungszweck.

Ein Passagier Schiff benötigt mehr Panorama Fenster um eventuelle vorbeiziehende Komenten
die Sterne betrachten zu können. Da man dieses auch eventuell in einem Raumdock sieht
wird auch die Äussere Hülle dementsprechend sein.

Ein Frachter wird wie eine Schuhschachtel aussehen Alles was Eckig ist kann man auch leicht verpacken
hier wird eher nicht auf ein aussehen geachtet auch Aerodynamische Eigenschaften spielen im All keine rolle
für Planeten Landungen werden diese Schiffe nicht geeignet sein.

Kriegsschiffe ein ganz spezielles Thema

Diese müssen Robust gebaut sein (Starke Panzerung Energie Schilde sind Fraglich ob diese möglich sind)
diese werden aussen und Innen einem U-Boot gleichen
diese haben sich seit ein paar jahren Militärisch bewiesen


Zur Wärme Abstrahlung

Im All habe ich ja 0°K ausser bei Sternen dort wird es um ein Paar Grad Wärmer
Heist auch ich habe einen Temperatur unterschied von aussen nach innen.
Das Schiff muss beheizt werden.
Man Braucht Elektrizität um Technische Geräte zu betreiben

was sind jetzt Technische Geräte die Strom brauchen werden?

Die Computer, Bildschirme, Beleuchtung,Funk Anlagen
Ventilatoren, Anlagen für die Wasser Aufbereitung, Nahrungszubereitung
Anlagen für die Nahrungsherstellung (Hydroponischer Garten),
und die Luftaufbereitung/Herstellung
Es nützt ja nichts wenn im Schiff angenehmene 25°C herschen aber keine Luft zum Atmen da ist

Zu Waffen:

Kann man überhaubt zielen?
wenn ich jetzt mit 1km/s (3600km/h) unterwegs bin kann ich noch getroffen werden?
und kann ich jemand anderen Treffen?


mfg Peter

[Bynaus]

Und nicht vergessen, die ISS ist, aus militärischer Sicht, ein stehendes Ziel.

Damit ein 400 Tonnen schweres Raumschiff mit, sagen wir, 1 Ge = 9.81 m/s pro Sekunde beschleunigen kann, braucht es eine Leistung von (1/2) * 400'000 kg * (9.81 m/s)^2 = 19 Megajoule pro Sekunde = 19 Megawatt. Bei einem chemischen Antrieb dient natürlich der Treibstoff selbst als Kühlung (er nimmt praktisch alle entstehende Wärme auf), aber chemische Antriebe sind nicht die effizienteste Wahl. Bei jeder anderen Antriebsform entsteht aber Abwärme, die irgendwie abgeleitet werden muss. Nimmt man die geannten 360 m^2 Abstrahlungsfläche der ISS als Beispiel, hat man bei 19 Megawatt eine Temperatur von 980 Kelvin... Um die Wärme bei 25°C zu halten, bräuchte man für 19 Megawatt eine Abstrahlungsfläche von 42'000 m^2 (also z.B. vier freistehende Panels mit je 25 x 210 m Fläche). Der Verlust eines Panels in der Raumschlacht würde dann bereits zu einer Erhöhung der Temperatur auf 47°C führen (oder man müsste den Energiebezug aus Beschleunigung und Waffengebrauch auf 14 MW beschränken - mit jedem verlorenen Abstrahlungspanel verliert das Kriegsschiff also an Kampfleistung, was diese Panels zu primären Zielen in der Raumschlacht machen würde).

[Thomas W. Riker]

Ich überlege auch grad wie man Abwärme im Weltall los wird. Auf nem Planeten in einer Athmosphäre kann man die Luft drum herum nutzen.
Wenn also ein Raumschiff Abwärme als Wärmestrahlung im Weltraum von sich gibt..... hhmmmm mal überlegen....

Die ISS hat rund 360m² Fläche zur Wärmeabstrahlung von 106,8 kW!

Internationale Raumstation ? Wikipedia

(Stichwort Kühlung, ca letztes Viertel des Artikels)

[Sternenkreuzer]

Ich überlege auch grad wie man Abwärme im Weltall los wird. Auf nem Planeten in einer Athmosphäre kann man die Luft drum herum nutzen.
Wenn also ein Raumschiff Abwärme als Wärmestrahlung im Weltraum von sich gibt..... hhmmmm mal überlegen....

[Wolf4310]

hier muss gefragt werden ist es sinnvoll wirklich im All zu Schiessen? Man bedenke den Rückstoss von Raketen
bei Mordenen Kampffliegern wird die Rakete als erstes aus ihrer Verankerung gelöst und diese bewegt sich
vom Flugzeug weg und erst dann startet die Rakete.

Anders im All wenn ich im All etwas auslasse dann bleibt es dort wo es ist.
heist ich muss zuerst die Rakete aus meinen Schiff bekommen bevor ich diese starten kann.

Raketen bewirken i.d.R. keinen (bzw kaum) Rückstoß auf die Waffenplatform und werden bei mordernen Flugzeugen auch direckt von der Aufhängung gestartet.

Davon abgesehen gibt es im All zahlreiche möglichkeiten die Raketen aus dem Raumschiff zu bekommen, angefangen von mechanischen Lösungen die die Raketen ausfahren bis hin zu Ausstoßladungen wie z.B. bei der Panzerfaust 1

[Bynaus]

Ich hab immer wieder mal gelesen, dass die Enterprise (NCC-1701/1701-A) zwar klassisch und ikonenhaft aussieht, das Design aber keinen Sinn ergibt. Nur leider für diese Meinung nie eine Begründung. Noch nicht mal den Versuch dazu.

Ich denke, ich hab dir einen Grund gegeben (und das hat sich seither nicht geändert... ): solche Raumschiffe sind thermodynamisch völlig unplausibel. Sie haben enorm leistungsfähige Antriebe (welche Leistung wohl so ein Warpkern abgibt? Gigawatt? Terawatt?), haben dennoch aber keine Oberfläche, um diese Leistung abzustrahlen. Wenn wir die Enterprise mal als 150 m langen Zylinder mit 50 m Durchmesser annähern und annehmen, der Warpkern würde eine Leistung von 1 GW abgeben, dann ergäbe sich eine Flächenleistungsdichte von 1e9 W / (2 * 25^2 * Pi + 50 * Pi * 150) = 1e9 W / 27'500 m^2 = 36.4 kW/m^2. Das sagt dir jetzt vielleicht noch nichts, aber über das Stefan-Boltzmann-Gesetz kannst du das in einer Oberflächentemperatur umrechnen: P/A = sigma * T^4, mit sigma = 5.67e-8 ergibt sich eine Temperatur von 890 Kelvin oder 620°C.

Jedes Raumschiff, das auf eine vernünftige Leistung kommen will, insbesondere dann, wenn es gleichzeitig die mutwillige eigene Zerstörung verhindern muss (ein "Kriegsschiff"), braucht einen entsprechend massiven Antrieb, der dann wieder durch entsprechend massive Radiatoren irgend einer Art kompensiert werden muss, wenn man die Besatzung nicht kochen will. Ganz einfach. Daran führt kein Weg vorbei.

[Traumdoyle]

Zuerst mal herzlich willkommen im Forum und in meinem mittlerweile fast schon verstaubten Thread
Ich danke dir für den logischen und ausführlichen Beitrag. Mein Problem, wofür du nichts kannst, ist dass ich unsicher bin, was ich darauf antworten kann. Du machst eine Aufzählung, der ich nichts Relevantes hinzufügen kann und stellst keine Frage, die ich eventuell beantworten könnte, daher versuche ich, dazu eine Glosse zu schreiben, also eine (kritikfreie) Kommentierung.

Beginnen wir mit Kriegsschiff, Antrieb + Wärme. Ursprünglich hatte ich ja lediglich nach dem Design gefragt, aus 2 Gründen.
1. Ich hab immer wieder mal gelesen, dass die Enterprise (NCC-1701/1701-A) zwar klassisch und ikonenhaft aussieht, das Design aber keinen Sinn ergibt. Nur leider für diese Meinung nie eine Begründung. Noch nicht mal den Versuch dazu.
2. Gewisse Fanprojekte oder auch computergenerierte Modelle für zukünftige Mars-, Europa-, Titan-, Lunamissionen folgen meiner Meinung nach häufig einem sehr ähnlichen optischen Design. Dabei interessieren mich die Gründe, z.B. ob es lediglich finanziell / wirtschaftlich besser ist, oder was einem sonst so einfällt.

Und da ich persönlich nur mit Beispielen argumentieren will, hab ich die Vendetta aus meinem Buch als Beispiel genommen, welches aber nicht den Gehalt des Threads bestimmen soll. Und von der Konstruktion und Zweck ist sie eben ein Kriegsschiff der sirt. Sternenflotte.
Auf den Antrieb bin ich nicht direkt eingegangen, ein Benutzer hatte lediglich eine (quellenlose...) Erwähnung von 1 Gigawatt angeführt, wie auch immer sie darauf gekommen sind.
Wärme wurde erwähnt, weil (angeblich, was weiß ich...) die Radiatoren oft vergessen werden. Und dann hab ich da eben aus Interesse nachgefragt, weil mich das Konzept des Wärmeverlusts im Nichtvorhandensein eines Mediums fasziniert.
Manche haben's dann sehr ernst genommen (ich stellenweise ja auch), dabei aber vergessen, dass meine kleine Erzählung kein technisches Handbuch ist. Das gäb auch überhaupt keinen Sinn. Wenn der Captain einen Käsekuchen verspeist, werd ich auch nicht extra erklären, wie Amylase und später der Darm funktionieren.

So, weiter geht's
Die Art des Schiffes zu spezifizieren ist natürlich sehr wichtig, ich finde der Thread richtet sich generell an "normale" Schiffe, also wie die Enterprise, Crazy Horse oder Voyager. Nicht unbewaffnet, in der Lage, gewisse Mengen an Fracht und Personen zu transportieren, aber auch nicht unbequem.
Gut, dass du "Bequeme und Intelligente angelegte Arbeitsplätze" erwähnt hast, wenngleich ich da wieder nicht sicher bin, ob das direkt mit dem Design zusammenhängt, aber ich bin ja nicht der Forenpessimist, daher werd ich nicht sagen "unmöglich, denn ich kann's mir nicht vorstellen".

Zu deinem Punkt 2: ich finde Zimmermädchen und Kellner kann man eventuell weglassen Ich hab bei mir durchaus einige Szenen in der Kantine, aber es wird nur Küchenpersonal, sprich Köche und Ähnliches erwähnt, das Essen an sich wird aber nicht geliefert. Außer von Androiden, vorzugsweise Modell Amanda oder Jarppi. Viel genauer wird auf medizinisches Personal eingegangen. Gibt sogar eine Orthopädin an Bord, bhahah
Das stört mich etwas bei Star Trek, da gibt's immer nur 1 "wichtigen" Arzt. Wenn dann sollte es abgestuft werden in Leitender Onkologe, Immunologe, Chirurg, eventuell Transpantologie, und für den Fall, dass der UV-Schutz manchmal unzureichend ist einen Dermatologen.
Ach und hab ich schon Angiologen erwähnt? Gut wenn man einen hat.

Nun zu den Kriegsschiffen, das Lieblingsthema von manchen Usern
Zunächst heißt Kriegsschiff ja nicht schießen. Das tut's ja nur, wenn's auch zu nem Kampf kommt. Den Rückstoß würde ich natürlich berücksichtigen. Wenngleich der lächerlich ist, *lach* die Vendetta würde vermutlich ein paar Millionen Tonnen wiegen, da kitzelt das Gesetz der Impulserhaltung der Rakete ja nur.
Die Panzerung wird erwähnt, an einer Stelle auch der ungefähre Aufbau + Funktion + Begründung. Du sagst mehrere Hüllen, kann man durchaus so sagen. Ich stelle mir einen mehrschichtigen Aufbau vor.
Sanitäre Anlagen werden jetzt nicht so ausführlich behandelt, ach aber wir erfahren, dass die Saunas auf Deck 23 sind.
Lustig, dass du sogar die Beleuchtung erwähnst. Ich schätze mal, dass Bewegungssensoren logisch wären, damit nicht unnötig Wärme erzeugt und Strom verbraucht wird. Oder auch reflektierende Materialien, damit gar nicht erst so viel Licht benötigt wird.

Mehr fällt mir jetzt nicht ein... ich freue mich auf deine Antwort, denn mir gefallen deine Ideen Obwohl ist "Ideen" das richtige Wort? Ich sag eher Gedankengänge.

[Feydaykin]

Welche Strecke soll zurückgelegt werden? Inerhalb des Sonnensystems odes auch Ausserhalb
Welche Fracht soll befördert werden? Feste Stoffe oder Flüssige Gasförmige Stoffe?
Welche Menge soll transportiert werden?

Nun, es geht im All,weniger um die Strecke, als um die Faktoren Zeit für die Strecke und das benötigte Delta V (Geschwindikeitänderungen die nötig sind um entsprechende Bahnen der Planeten zu erreichen, Orbiteintritt etc.)

aber ja die Anforderungen an ein Realistisches Design sind durchaus sehr stark abhängig von der Aufgabe.

- - - Aktualisiert - - -

Anders im All wenn ich im All etwas auslasse dann bleibt es dort wo es ist.
heist ich muss zuerst die Rakete aus meinen Schiff bekommen bevor ich diese starten kann.

Das ist ehrlich gesagt keine Problem. Kannst du Katapultieren, oder langsam Beschleuigen, oder klingst aus und bremst das Schiff um 1m/s ab.

Schießen ist im Alle nicht wirklich schwieriger als auf der Erde. Die Distanzen dürftne ungleich größer sein.

[Peter1977]

Hallo,

Habe mir gerade das ganze Thema Durchgelesen.

Was mir aufgefallen ist es wird hier direkt auf ein Kriegsschiff, Antrieb, Wärme eingegangen

Meine ich sollte man die Grenzen Abstecken.
heist auch welche Art von Schiff
z.b

Kommerzielle Schiffe wie Frachtschiff und Passagiere

1 Punkt Frachtschiffe

Welche Strecke soll zurückgelegt werden? Inerhalb des Sonnensystems odes auch Ausserhalb
Welche Fracht soll befördert werden? Feste Stoffe oder Flüssige Gasförmige Stoffe?
Welche Menge soll transportiert werden?

Möglichkeiten siehe Erde dieses Jahrundert
Seeweg gibt es große Containerschiffe wo die Container hinein gestapelt werden.
Als Raumschiff würde ich es eher unrealistisch einstufen.

eher der Weg LKW und zwar Sattelzüge es gibt eine Zugmaschine die eine Plattform gekoppelt wird
die Zugmaschine kann an jede Plattform gekoppelt werden und die Plattform kann Wochen oder
Monate am selben Platz verbringen solange das umladen Dauert.
Die Besatzung wäre dann so an die 5 bis 15 Personen (Siehe Groß Containerschiffe ->Erde)


Punkt 2. Personen Beförderung

Wieviel Personen sollen befördert werden.
im Sonnensystem (wenige Tage bis Woche) ausserhalb des Sonnesystems
im Sonnensystem sind die Passagiere Wach Raumschiff muss größer und Komfortabler sein
mehr Nahrung und Sanitäre Anlagen muss es in ausreichender Zahl geben
die Besatzung selbst muss auch noch berücksichitigt werden nben den Normalen Technikern für den Flug
sind noch Kellner, Köche, Stewards, Zimmermädchen usw. notwendig

wenn die Reise ausserhalb des Sonnensystems geht ist es wahrscheinlich das hier Cryo Schlaf angeboten wird
hier liegt der Passagier in einem "Sarg" und schläft über die Reise und es ist nur die Technische Besatzung wach
einige Besatzung mitglieder werden ebenso in Schlaf versetzt die für das wohl der Passagiere verantwortlich ist.

Punkt 3. Kriegsschiffe

hier muss gefragt werden ist es sinnvoll wirklich im All zu Schiessen? Man bedenke den Rückstoss von Raketen
bei Mordenen Kampffliegern wird die Rakete als erstes aus ihrer Verankerung gelöst und diese bewegt sich
vom Flugzeug weg und erst dann startet die Rakete.

Anders im All wenn ich im All etwas auslasse dann bleibt es dort wo es ist.
heist ich muss zuerst die Rakete aus meinen Schiff bekommen bevor ich diese starten kann.

Natirlich muss ich mich dann noch gegen Feindliche Raketen schützen heist Panzerung
Stärkere Aussenhülle vielleicht sogar mehrere Hüllen.

Zu allen Schiffen kommt dazu die SchutzHülle gegen die Direkte UV-Strahlung
Sanitäre Anlagen (Toilette, Duschen) deren Verwertung
Beleuchtung
Bequeme und Intelligente angelegte Arbeitsplätze
Nahrungsmittel

mfg Peter

[Traumdoyle]

Oh. Ja ok in Ordnung Die Quelle, die ich vor einiger Zeit gelesen habe, befand sich meiner Erinnerung nach auf Spiegel.de und war in diesem Fall entweder einfach falsch, ungenau oder zu alt.
Und meine oben genannten Promille Werte sind glaube ich um den Faktor 10 zu hoch... naja, 1 Punkt in Mathe. Was soll's.

Hab dazu auch gerade diese Links gefunden: scinexx | Klima: C02-Anstieg schlecht für Pflanzen: Hohe Treibhausgaskonzentration vermindert Eiweißgehalt von Getreide und Gras - Landwirtschaft, Stickstoff, Proteine - Landwirtschaft, Stickstoff, Proteine, Ernährung, Treibhausgase, Pflanzenqualität und Kohlendioxid: Anstieg hemmt Pflanzenwachstum - ORF ON Science und wie gesagt spiegel: Treibhausgas: Zu viel CO2 lässt Ackerpflanzen verkümmern - SPIEGEL ONLINE

Wer jetzt Recht hat, die Entscheidung bleibt Botanikern und oder Biologen überlassen, wenngleich Wikipedia ja an sich meistens die bessere Wahl ist, uh jetzt höre ich schon die Wikihasser im Hintergrund aufschreien.
Vielleicht kommt es letzten Endes einfach auf die jeweiligen Pflanzen an, der Wikiartikel unterscheidet nur zwischen C3 und 4, aber auch da gibt es ja jeweils sicher hunderte verschiedene Spezies.
Jetzt kommt noch eine Meinung bzw. Spekulation: ich halte es für fraglich, ob von der reinen Effektivität der Photosynthese auf die resultierende Qualität der Biomasse, zum Beispiel Gurken, schließen lässt. Vielleicht wachsen sie schneller, aber sind weniger nahrhaft, die Links "sprechen" auch von geringerem Proteingehalt.

[Liopleurodon]

Das ist ja auch ganz und gar sehr fein, wirklich, aber deine Aussage, dass man die Ausbeute mit erhöhtem CO2 steigern kann, ist so einfach nicht korrekt.

Da es Lehrbuchstoff ist, gebe ich hier mal den Verweis auf Wikipedia mit einer sehr schönen Abbildung:

https://de.wikipedia.org/wiki/Photosynthese#Kohlenstoffdioxid

[Traumdoyle]

Ich wollte darauf hinweisen, dass der natürliche Vorgang, mit dem Pflanzen und Bakterien Licht, Wasser und Kohlendioxid in Biomasse und somit in menschliche Nahrung umwandeln können, bisher von keinem anderen Prozess übertroffen wird.

Das ist ja auch ganz und gar sehr fein, wirklich, aber deine Aussage, dass man die Ausbeute mit erhöhtem CO2 steigern kann, ist so einfach nicht korrekt. Auch dafür muss ich den Beleg erst noch googeln, aber so weit ich weiß sind gerade gewisse Nahrungspflanzen, also jetzt nicht Klee oder Ringelblumen, da sehr empfindlich und leiden unter den hohen (4 Promille CO2 klingt nicht nach viel, vor dem Eingreifen des Menschens lag der Wert jedoch bei nur etwa 2 bis 2,5 Promille) Werten.
Andere Pflanzen gedeihen, wie du sagtest, dabei sehr gut. Private Hanfkästen werden auch deswegen gerne mit speziellem CO2 in der Flasche besprüht, was es nich alles zu kaufen gibt, was?
Bei dieser Pflanzenzucht sind die Motive allerdings andere, nämlich die Produktion von nicht lebensnotwendigen Spaßprodukten und daher nur bedingt auf die Raumfahrt übertragbar, außer wie gesagt bei Lebenserhaltungssystemen, da sollte die Effizienz des Herausfilterns des CO2s sehr gut sein. Ob gleichzeitig auch eine ausreichende Sauerstoffproduktion (wenn die Erinnerung an den Biounterricht nicht trügt, dann durch Abspaltung der H's in H2O an NADP zu NADPH und H+ und anschließende Freisetzung des Sauerstoffs als, streng genommen, Abfallprodukt. Faszinierend, dass wir den Müll von Pflanzen so brauchen.) daraus resultiert, kann ich dir jetzt nicht sagen, aber ich denke als C4 Pflanze sollte das einigermaßen... nein das ist jetzt wieder Spekulation.

[Liopleurodon]

Liopleurodon schrieb: "Die Photosynthese ist nicht uneffektiv und die Leistung lässt sich durch eine Erhöhung des Luftkohlendioxids auf das Dreifache des heutigen Niveaus sogar noch steigern."
Das kommt ganz auf die Pflanzen an, manche reagieren empfindlich, andere wie der gute Hanf lieben eine stickige Luft geradezu. Eine Quelle habe ich dazu jetzt leider nicht parat.

Ich wollte darauf hinweisen, dass der natürliche Vorgang, mit dem Pflanzen und Bakterien Licht, Wasser und Kohlendioxid in Biomasse und somit in menschliche Nahrung umwandeln können, bisher von keinem anderen Prozess übertroffen wird.

Anstatt ineffizient zu sein, ist die natürliche Photosynthese der leistungsfähigste und effizienteste Prozess, der für diese Aufgabe derzeit verfügbar ist. Viele arbeiten an Verbesserungen, sind aber noch um Größenordnungen vom Original entfernt.

Also entweder schleppt man in einem Raumschiff alles an Nahrungsmitteln mit sich, was man für die gesamte Zeit benötigen wird, oder man greift früher oder später auf Pflanzen oder Bakterien für diesen Zweck zurück.

[Traumdoyle]

Ok geht klar, ich hatte nicht beabsichtigt, den Text unübersichtlich zu machen, daher werde ich mich gleich der Editierfunktion bemächtigen.
Zu Fey: kann ich gerade nicht aus dem Hut zaubern, ich werde aber schauen, ob ich es bei Zeiten finde. Solange ich nichts gefunden habe, ist meine Aussage als vorläufiger Schwachsinn zu bewerten.

[xanrof]

@Traumdoyle:
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