Sammel-Thread für FTL-Antriebe aus verschiedenen Scifi-Universen

[DJSun1981]

Jo, dass habe ich schon mehrmals in irgendwelchen Antimaterie-Threads vorgeschlagen, weil es auch der Fan-Theorie entspricht, wo die Antimaterie aus Star Trek her kommt.

Sie wird offensichtlich nicht auf Planeten gewonnen, da noch keine Raffinerien oder Lager gezeigt wurden. Es wäre zudem auch höchst gefährlich, da man im Gegensatz zu Raumschiffen und -stationen die Antimaterie auf einem Planeten nicht mal so eben abstoßen kann, wenn ein Eindämmungsfehler bevor steht.

Gerade zu Beginn, wenn Völker kurz davor sind die Lichtmauer zu durchbrechen - zur Entwicklungszeit, sollt es schwierig sein, einen FTL - Antrieb zu entwickeln und das geht am Anfang eigentlich nur auf dem Heimatplaneten, in der Nähe oder auf einem Mond vom Heimatplaneten.

Ich könnte doch diese Methode, die McWire vorgeschlagen hat, für die "Zivile" Raumfahrt verwenden, wo viele ein Privatraumschiff haben. Zumindest mal für ein Volk. Und ZPMs als weiterentwickelte Akkus für den Betrieb dieser Privatraumschiffe.
Zuerst wird der Weltraum durch meine Methode genutzt und später, wenn die Antriebe immer kleiner und leistungsfähiger werden dann ZPM's.

Grad am Anfang sollte es schwierig sein, Lichtgeschwindigkeit zu erreichen.

[kosmoaffe]

Hm, scheidet das also auch aus.

Dann scheint mir die effektivste Form, Energie zu speichern, die Herstellung von Antimaterie mithilfe von Sonnenenergie zu sein. Irgendwo hier im Forum habe ich so einen Vorschlag gelesen. Stammt vielleicht von McWire, aber ich bin mir nicht mehr sicher.
Mir schweben da "Antimaterie-Raffinerien" im interplanetaren Raum vor (wäre auch sicherer als auf einen Mond, wie bei den Klingonen ), in denen Sonnennergie direkt in Antimaterie umgewandelt wird. Diese könnte man nutzen, um Raumschiffe und/oder FTL-Tore zu betreiben.

solche Raffinerien könnten ja hochmoderne Kondensatoren benutzen um die Energie für einen Lichtsprung zu speichern und sie bei bedarf abzugeben.Wobei ich jetzt nicht genau weiss ob und wie hoch die Speichergrenze bei Kondensatortechnologie ist.Hängt das vom Material ab oder von der grösse eines Kondensators???ich denke mal das man für einen Sprung mit Lichtgeschwindigkeit nicht dauerhaft hohe Energie braucht,sondern nur für den Sprung selber.Hier könnte man nach dem prinzip der Marx-Generatoren für kurze zeit Spannungen erzeugen die evtl.ausreichen um einen Antrieb für einen FTL Sprung zu speisen.
Die Z-Maschine in Albuquerque/New Mexico/USA kann für einen Bruchtteil einer Sekunge Spannungen bis 290Terrawatt erzeugen.

[logman]

Jo, dass habe ich schon mehrmals in irgendwelchen Antimaterie-Threads vorgeschlagen, weil es auch der Fan-Theorie entspricht, wo die Antimaterie aus Star Trek her kommt.

Sie wird offensichtlich nicht auf Planeten gewonnen, da noch keine Raffinerien oder Lager gezeigt wurden. Es wäre zudem auch höchst gefährlich, da man im Gegensatz zu Raumschiffen und -stationen die Antimaterie auf einem Planeten nicht mal so eben abstoßen kann, wenn ein Eindämmungsfehler bevor steht.

Nutzung der Sonne als Energiequelle deckt sich mit dem was auch die deutsche Übersetzung des TNG Tech Manuals dazu sagt:

Die auf der USS Enterprise benutzte Antimaterie wird zunächst in den großen Sternenflotten-Brennstoffladeanlagen hergestellt, wobei kombinierte Solarfusions- und Ladungsumkehrgeräte Protonen- und Neutronenstrahlen zu Antideuteronen verabeiten, um diese dann mit Hilfe eines Positronenstrahlbeschleunigers in Antiwasserstoff (speziell in Antideuterium) umzuwandeln. Trotz des zusätzlichen Einsatz eines Solarenergie-Generators kommt es bei diesem Prozeß zu einem Nettoenergieverlust von 24%, was aber von der Sternenflotte in Kauf genommen wird, um weitentfernte interstellare Einsätze zu ermöglichen.

[Agent Scullie]

solche Raffinerien könnten ja hochmoderne Kondensatoren benutzen um die Energie für einen Lichtsprung zu speichern und sie bei bedarf abzugeben.Wobei ich jetzt nicht genau weiss ob und wie hoch die Speichergrenze bei Kondensatortechnologie ist.Hängt das vom Material ab oder von der grösse eines Kondensators???

ein Kondensator kann die Energie

W = 1/2 C U²

speichern, wobei C die Kapazität des Kondensators ist und U die Aufladespannung. Die Kapazität hängt von der Fläche der Kondensatorplatten, ihrem Abstand und den Eigenschaften des Dielektrikums zwischen den Platten ab:

Kondensator (Elektrotechnik) ? Wikipedia

Deswegen baut man heutzutage Kondensatoren mit aufgerollten "Platten", um bei kompakter Bauform eine möglichst große Plattenfläche respektive Kapazität zu erzielen.

Zu beachten ist außerdem, dass die Aufladespannung nicht beliebig hoch werden kann, da es sonst zum Durchschlag kommt, d.h. es bildet sich ein Lichtbogen zwischen den Kondensatorplatten, der zur Entladung führt und i.d.R. den Kondensator dabei zerstört. Die Durschlagspannung, bei der das passiert, hängt wiederum von den Eigenschaften des Dielektrikums und vom Abstand der Kondensatorplatten ab.

Interessant ist hier folgendes: vergrößert man den Abstand, erhöht sich die Durchschlagspannung, d.h. der Kondensator bleibt bei höheren Spannungen durchschlagsfest, zugleich wird aber die Kapazität kleiner. Die beste Methode, die in einem Kondensator speicherbare Energiemenge zu erhöhen, besteht demnach darin, den Plattenabstand konstant zu halten, aber die Plattenfläche zu erhöhen, von der ist die Durchschlagspannung nämlich unabhängig.

Die Z-Maschine in Albuquerque/New Mexico/USA kann für einen Bruchtteil einer Sekunge Spannungen bis 290Terrawatt erzeugen.

äh... Spannungen bis 290 Terawatt gibt es nicht. Spannungen misst man in Volt, nicht in Watt.
Watt ist die Einheit der Leistung, die ergibt sich aus Spannung[Volt] * Stromstärke[Ampere]:

1 Watt = 1 Volt * 1 Ampere

[tiphares]

ein glück, dass ihr hier agent scullie habt, der den ganzen schwachsinn der hier verzapft wird, korrigiert...
@scullie: deine geduld möchte ich haben....

[kosmoaffe]

ein Kondensator kann die Energie

W = 1/2 C U²

speichern, wobei C die Kapazität des Kondensators ist und U die Aufladespannung. Die Kapazität hängt von der Fläche der Kondensatorplatten, ihrem Abstand und den Eigenschaften des Dielektrikums zwischen den Platten ab:

Kondensator (Elektrotechnik) ? Wikipedia

Deswegen baut man heutzutage Kondensatoren mit aufgerollten "Platten", um bei kompakter Bauform eine möglichst große Plattenfläche respektive Kapazität zu erzielen.

Zu beachten ist außerdem, dass die Aufladespannung nicht beliebig hoch werden kann, da es sonst zum Durchschlag kommt, d.h. es bildet sich ein Lichtbogen zwischen den Kondensatorplatten, der zur Entladung führt und i.d.R. den Kondensator dabei zerstört. Die Durschlagspannung, bei der das passiert, hängt wiederum von den Eigenschaften des Dielektrikums und vom Abstand der Kondensatorplatten ab.

Interessant ist hier folgendes: vergrößert man den Abstand, erhöht sich die Durchschlagspannung, d.h. der Kondensator bleibt bei höheren Spannungen durchschlagsfest, zugleich wird aber die Kapazität kleiner. Die beste Methode, die in einem Kondensator speicherbare Energiemenge zu erhöhen, besteht demnach darin, den Plattenabstand konstant zu halten, aber die Plattenfläche zu erhöhen, von der ist die Durchschlagspannung nämlich unabhängig.

äh... Spannungen bis 290 Terawatt gibt es nicht. Spannungen misst man in Volt, nicht in Watt.
Watt ist die Einheit der Leistung, die ergibt sich aus Spannung[Volt] * Stromstärke[Ampere]:

1 Watt = 1 Volt * 1 Ampere

jaja schon gut korrigiere mich selbst:es werden Spitzenleistungen erziehlt die bei 290TW liegen KEINE SPANNUNG!



...habe mich einfach falsch ausgedrückt

[McWire]

Nutzung der Sonne als Energiequelle deckt sich mit dem was auch die deutsche Übersetzung des TNG Tech Manuals dazu sagt:

Damit ist die Antimaterie-Erzeugung mit 76% immer noch mehr als 10 mal effizienter als Kernfusion, die höchstens auf eine einstellige Prozentzahl kommen kann, selbst wenn man fiktive Materialien nutzen würde.

[Halman]

Antimaterie garantiert die maximale Energieausbeute

Damit ist die Antimaterie-Erzeugung mit 76% immer noch mehr als 10 mal effizienter als Kernfusion, die höchstens auf eine einstellige Prozentzahl kommen kann, selbst wenn man fiktive Materialien nutzen würde.

Genau so ist es.

Die Annihilation von Materie und Antimaterie setzt die maximale Energie gemäß E=mc² frei. Da kommt auch AFAIK kein Kondensator mit.
Größere Energiemengen könnten fiktiv nur durch die Nutzung des Subraumes (ZPM) oder Hyperraumes (Hyperraummaterie) freigesetz werden.

[logman]

Damit ist die Antimaterie-Erzeugung mit 76% immer noch mehr als 10 mal effizienter als Kernfusion, die höchstens auf eine einstellige Prozentzahl kommen kann, selbst wenn man fiktive Materialien nutzen würde.

76% bedeuten das 100 Einheiten Energievolumen die in die Erzeugung der Antimaterie gesteckt werden, nur eine Antimateriemenge erzeugen die später im Bordbetrieb 76 Energieeinheiten wieder freisetzen. Nicht die Erzeugung der Antimaterie ist effektiver als Fusion, nur die Verwendung von Antimaterie die nicht an Bord selbst produziert werden musste.

[Halman]

76% bedeuten das 100 Einheiten Energievolumen die in die Erzeugung der Antimaterie gesteckt werden, nur eine Antimateriemenge erzeugen die später im Bordbetrieb 76 Energieeinheiten wieder freisetzen. Nicht die Erzeugung der Antimaterie ist effektiver als Fusion, nur die Verwendung von Antimaterie die nicht an Bord selbst produziert werden musste.

Die Fusion von Wasserstoff setzt nur 0,68% der Masse als Energie frei. Der Vergleich von 0,68% zu 76 Prozent spricht doch sehr für die Verwendung von Antimaterie.

[logman]

die Verwendung von Antimaterie.

... habe ich auch gar nicht bemängelt

[McWire]

76% bedeuten das 100 Einheiten Energievolumen die in die Erzeugung der Antimaterie gesteckt werden, nur eine Antimateriemenge erzeugen die später im Bordbetrieb 76 Energieeinheiten wieder freisetzen. Nicht die Erzeugung der Antimaterie ist effektiver als Fusion, nur die Verwendung von Antimaterie die nicht an Bord selbst produziert werden musste.

Du schreibst sinngemäß, dass laut TNG:TM aus 100 Einheiten Energie 76 Einheiten Antimaterie entstehen, wobei die Umwandlungsverluste demzufolge bei 24% liegen.
An Bord des Raumschiffes wird dann 99% der in der Antimaterie gespeicherte Energie in eine brauchbare Form umgewandelt. (1% technisch bedingter Verluste sollte man wohl mit einbeziehen.)
d.h. von der ursprünglichen Energie sind 75,24% als brauchbare Energie erhalten geblieben und 24,75% gehen als nichtnutzbarer Energieanteil verloren.

Bei der Kernfusion wird weniger als 1% der eingesetzten Treibstoffmasse in nutzbare Energie umgewandelt. d.h. von der ursprünglichen Energie, welche in der Bindungfähigkeit des Treibstoffes enthalten ist, gehen bei der Fusion 99% als nicht nutzbarer "Müll" verloren.

Damit ist auch die Erzeugung der Antimaterie effizienter. Weil man bei der Erzeugung von Antimaterie 76% der Ausgangsenergie in der Masse der Antimaterie wieder findet und davon den größten Teil zurückgewinnen kann.

Bei der Kernfusion kann ich nicht nur einen winzig kleinen Anteil der ursprünglichen Energie zurück gewinnen (eben durch die Refusion), sondern die Spaltung der Fusionsprodukte zurück in Treibstoffe wäre auch nicht so effizient.

Natürlich ist es in der Praxis blödsinnig die Fusionsprodukte wieder zu spalten, um damit neuen Treibstoff zu gewinnen, weil die Ausgangsstoffe in großen Mengen in natürlicher Form vorliegen. Müsste man aber die Fusionsprodukte recyceln, so hätte die Herstellung von Antimaterie mit 76% Effizienz immer noch einen viel größeren Wirkungsgrad.

[logman]

Damit ist auch die Erzeugung der Antimaterie effizienter. Weil man bei der Erzeugung von Antimaterie 76% der Ausgangsenergie in der Masse der Antimaterie wieder findet und davon den größten Teil zurückgewinnen kann.

Unterschlägst du hier nicht das deine 76% Ausgangsenergie erstmal konventionell (Fusion mit Solarunterstützung) erzeugt werden, und der "lausige" Wirkungsgrad des Fusionsprozesses per Multiplikation sich auch im Gesamtwirkungsgrad bei der Antimaterie niederschlägt?

Sagen wir großzügig aufgerundet das der Fusionsprozess mit einem % Wirkungsgrad läuft.
Sagen wir das der Antimaterieerzeugungsprozess selbst einen Wirkungsgrad von 76% hat.
Der Warpkern "verbrennt" dann zu 100%

Dann hat die indirekte Energieezeugung über Fusion>Antimaterieerzeugung>Warpkern einen Gesamtwirkungsgrad von nur noch 0,01x0,76x1,00=0,0076 oder 0,76%

Effizient ist nur die verlustfreie Zerstrahlung von Antimaterie im Warpkern der Raumschiffe wenn man den eigentlichen verlustbehafteten Herstellungsprozess der Antimaterie vom Bordbetrieb fernhällt.

[McWire]

Unterschlägst du hier nicht das deine 76% Ausgangsenergie erstmal konventionell (Fusion mit Solarunterstützung) erzeugt werden, und der "lausige" Wirkungsgrad des Fusionsprozesses per Multiplikation sich auch im Gesamtwirkungsgrad bei der Antimaterie niederschlägt?

Energie kann nicht erzeugt werden, sie kann nur ineinander umgewandelt werden. Das Deuterium, welches im Kernfusions-Reaktor "verbrannt" wird, musste ja auch erstmal irgendwie "hergestellt" werden.

Allerdings ist kein Mensch so blöd künstlich Deuterium herzustellen, wenn es doch in natürlicher Form vorliegt.

Bei Antimaterie gibt es zwar keine natürlich Quelle, dafür kann man für die Herstellung der Antimaterie aber natürliche Energiequellen verwenden, die dann natürlich einen Wirkungsgrad von 100% haben, weil sie einfach da sind.

Deine Rechnung, die du da richtiger-weise aufstellst, funktioniert nur, wenn ich die zur Antimaterieherstellung genutzte Energie vorher künstlich per Kernfusion erzeuge. Aber das würde kein Mensch machen, weil es ineffizient wäre, da man dann ja gleich die Kernfusion auf dem Raumschiff verwenden kann und sich einen verlustbehafteten Umwandlungsschritt spart.

[kosmoaffe]

so wie ich das richtig verstanden habe ist die Gewinnung von Energie aus der Reaktion Materie/Antimaterie die mit dem höchsten Wirkungsgrad,allerdings scheitert es bei der Erzeugung von Antimaterie,da man da erstmal per Kernfusion diese erzeugen müsste,was ....und jetzt kommt das was ich noch nicht verstanden habe....die Effizienz der Erzeugung vom Wirkungsgrad der Fusion abhäng?
Also geringer Wirkungsgrad bei der kernfusion bringt ebend nur einen geringen Antimaterieanteil zu stande? richtig?