Wir bauen uns ein Generationenschiff!

[Badmacstone]

Du hast absolut recht, das Aussenden von Photonen erzeugt genauso einen Gegendruck, der den Druck auf das Segel entsprechen würde. Da man aber realistischerweise nicht alles Licht auf die Segel kriegt, hätte man sogar einen Drucküberschuss in die Falsche Richtung.
Alles andere würde auch das Prinzip Actio=Reactio verletzten.

Wenn wir also einen Druck in die andere Richtung haben, warum lassen wir das Segel dann nicht einfach weg und lassen die Photonen nach hinten ausströmen?! Dann haben wir einen Schub nach vorne durch den Druck der Photonen nach vorne.

Das wäre so, als ob man sich versuchen würde an den eigenen Haaren aus dem Sumpf zu ziehen.
Den durch das emittieren von Photonen, entsteht ein Impuls in umgekehrter Richtung zur Photonenrichtung. Man würde sich schlichtweg nicht von der Stelle bewegen.

Wenn man auf einem Segelschiff einen riesigen ventialtor aufstellen würde und diesen gegen das Segel bläsen ließe, so würde sich das Schiff bewegen. Das problem beim Haareziehen ist, vermute ich, dass man sich direkt berührt. Allerdings ist Die Luft ein zusätzlicher Faktor, wodruch der Ventilator keinen direkten Kontakt, beim Schub aufbau, mit dem Schiff hat.

[Raoul Duke]

Ein Photon kann einfach so Atomkerne spalten? Klingt ja schrecklich gefährlich.

Wie hoch ist den die Frequenz der Strahlung einer Materie-Antimaterie-Reaktion? Im Artikel steht ja es müssen über 10^21 Hertz sein.

*edit* 625 MeV... ein ganz schöner haufen. Ich schätze damit sollte man das Schiff besser nicht anstrahlen.

Wobei sich das auf die Zerstrahlung von Protonen bezog, bei Elektronen sind es nur 500 irgendwas KeV. Da Elektronen aber eine verschwindend geringe Masse haben und man die Elektronen nur unter hohem Energieaufwand von den Atomen trennen kann (Ionisation), würden diese auch gar nicht in frage kommen, um Energie durch Antimaterie zu speichern.

Aber es kommt noch besser: Unsere Erde wird sogar von Gammaquanten weit im TeV Bereich bombardiert. Das energiereichste Gammaphoton was man gemessen hat, hatte sogar 100TeV. In der aktuellen Spekturm der Wissenschaft ist dazu ein Artikel. Wenn so ein Photon auf die Athmosphäre trifft spaltet es jedes Atom das es trifft und erzeugt durch seine immense Energiedichte neue Teilchen und Antiteilchen, die wiederrum zerstrahlen usw. bis sich dass alles in ein extrem kurzen Lichtblitz im sichtbaren Bereich umwandelt. Naja, wir weichen vom Thema ab.

[Gordian]

Dafür gibt es auch ein coolen Begriff: Photodesintegration ? Wikipedia

Ein Photon kann einfach so Atomkerne spalten? Klingt ja schrecklich gefährlich.

Wie hoch ist den die Frequenz der Strahlung einer Materie-Antimaterie-Reaktion? Im Artikel steht ja es müssen über 10^21 Hertz sein.

*edit* 625 MeV... ein ganz schöner haufen. Ich schätze damit sollte man das Schiff besser nicht anstrahlen.

[Raoul Duke]

Bis wir so weit sind Generationenschiffe zu bauen (ganz zu schweigen davon große Mengen an Antimaterie zu produzieren) Haben wir vielleicht auch Materialien, die sich für ein Segel, das mit harter Strahlung auskommen muss eignet.

Aber ich seh´ schon: Am einfachsten ist wohl tatsächlich das gute alte VASIMIR-Triebwerk.

Wirklich Schade... So ein All-Segler würde ziemlich stylisch aussehen.

Das ist aber rein physikalisch nicht möglich, schliesslich gibt es nur eine begrenzte Anzahl an chemischen Elementen und Gammastrahlung sogar soviel Energie hat, dass sie Atomkerne einfach zertrümmern kann.

Dafür gibt es auch ein coolen Begriff: Photodesintegration ? Wikipedia

Da ein Proton eine Ruheenergie von 938MeV hat, würde bei der Zerstrahlung von einem Proton und Antiproton 2 Gammaquanten mit je 938MeV oder 3 mit je 625MeV entstehen. Diese Strahlung kann sogar locker Eisenatome, die stabilsten Atome die möglich sind, spalten.

[Gordian]

Das wird deswegen nicht funktionieren, weil die Zerstrahlung von Materie sehr harte Gamastrahlung erzeugt, die jedes Material durchdringt. Dagegen ist Röntgenstrahlung ein Kindergeburstag. Man kann es nur durch möglichst dichtes Material (Blei, Gold, Uran usw.) und möglichst dicke Schichten abschirmen. Das aber widerspricht absolut dem Zweck eines Segels, das möglichst leicht sein sollte. Generell wäre die Strahlungsbelastung so hoch, dass wohl die komplette Besatzung innerhalb kürzester Zeit tot wäre.

Bis wir so weit sind Generationenschiffe zu bauen (ganz zu schweigen davon große Mengen an Antimaterie zu produzieren) Haben wir vielleicht auch Materialien, die sich für ein Segel, das mit harter Strahlung auskommen muss eignet.

Aber ich seh´ schon: Am einfachsten ist wohl tatsächlich das gute alte VASIMIR-Triebwerk.

Wirklich Schade... So ein All-Segler würde ziemlich stylisch aussehen.

[Raoul Duke]

Ok, da hast du natürlich recht. Laut actio=reactio dürfte so etwas nicht funktionieren, das habe ich wohl übersehen...



DAS wiederum bringt mich auf eine neue Idee! Was wäre, wenn man die Antimaterie aus einem Triebwerk ausstößt und ein Stück weit hinter dem Schiff mit Materie reagieren lässt? Dann müsste das Segel funktionieren, oder übersehe ich hier schon wieder etwas?

Das wird deswegen nicht funktionieren, weil die Zerstrahlung von Materie sehr harte Gammastrahlung erzeugt, die jedes Material durchdringt. Dagegen ist Röntgenstrahlung ein Kindergeburstag. Man kann es nur durch möglichst dichtes Material (Blei, Gold, Uran usw.) und möglichst dicke Schichten abschirmen. Das aber widerspricht absolut dem Zweck eines Segels, das möglichst leicht sein sollte. Generell wäre die Strahlungsbelastung so hoch, dass wohl die komplette Besatzung innerhalb kürzester Zeit tot wäre.

[1 von 1]

Es bleiben ja noch Wurmlöcher.

sorry aber Wurmlöcher benötigen 2 Dinge die letztendlich auf rein mathematischen Lösungen basieren die auf unbeobachteten(mgws unmöglichen) Randbedingungen basieren
-exotische Materie mit negativer energiedichte
-weiße Löcher +Variante 1:"umgekehrtes" schwarzes Loch das sich durch seine Eigenschaften selbst auslöschen würde und den 2.HS der Thermodünamik verletzt
+Variante 2: ein sich in der Zeit zurück bewegendes scharzes Loch(ein rein mathematisches Konstrukt(t=x*(-1)) das schon allein deshaslb nicht mit unserem Universum wechselwirken könnte da dies die Kausalität verletzt(siehe Tachyonen))

Fazit: wenn wir die Technologie hätte so etwas(Wurmloch) zu erschaffen(oder auch nur zu untersuchen) hätten wir sowieso schon die Technologie für überlichtschnelle Kommunikation, Kommunikation zurück in der Zeit und damit akausale unendlich schnelle Rechner oder unendliche Energieressourcen
Andere Sterne zu erreichen und Echtzeitkommunikation mit ihren aufrecht zu erhaten wäre ein Kinderspiel(nur leider beugt sich die Realität nicht allen unseren mathematischen Lösungen)

[Gordian]

Du hast absolut recht, das Aussenden von Photonen erzeugt genauso einen Gegendruck, der den Druck auf das Segel entsprechen würde. Da man aber realistischerweise nicht alles Licht auf die Segel kriegt, hätte man sogar einen Drucküberschuss in die Falsche Richtung.
Alles andere würde auch das Prinzip Actio=Reactio verletzten.

Ok, da hast du natürlich recht. Laut actio=reactio dürfte so etwas nicht funktionieren, das habe ich wohl übersehen...

Wenn nun der Entstehungsort der Strahlung durch das Schiff fest mit dem Segel verbunden ist. wie kann dann das Segel Schub erzeugen?

DAS wiederum bringt mich auf eine neue Idee! Was wäre, wenn man die Antimaterie aus einem Triebwerk ausstößt und ein Stück weit hinter dem Schiff mit Materie reagieren lässt? Dann müsste das Segel funktionieren, oder übersehe ich hier schon wieder etwas?

[Kevinski]

ich denk mal das kann man den wundersamen Photonen zuschreiben^^

rein physikalisch haben Photonen keine Masse wenn sie sich nicht bewegen und wenn sie sich bewegen nur eine Theoretische(i-wie sowas hat mir mein Phyisklehrer verzählt)
von daher würde es eigentlich funzen. Der
Photonengenerator strahlt Photonen, also Licht, ab und das ganze einfach so stark das das Sonnensegel, dass vll. so 1 Km weiter vorne ist die Photonen auffängt und mit diesem "Druck" das Schiff antreibt.

(kann auch sein das ich falsch lieg)


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Kevinski schrieb nach 1 Minute und 11 Sekunden:




ok sorry forget it

[Raoul Duke]

Siehe oben Das Segel kriegt den Schub nicht durch Impuls sonder den Strahlungsdruck.

Ah, und was ist Druck? In dem von dir gepostetem Link steht:
Ein Photon der Frequenz ν transportiert die Energie E = hν, die einer Masse von m = hν / c2 äquivalent ist, die sich mit der Lichtgeschwindigkeit c bewegt. Demzufolge besitzt das Photon den Impuls p mit dem Betrag:



Das heisst das Aussenden von Photonen erzeugt genauso einen Gegenimpuls, sonst würde man den Photonen ja keinerlei Impuls mitgeben können, da Actio=Reactio gillt.

.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Raoul Duke schrieb nach 1 Minute und 34 Sekunden:

Der Strahlungsdruck muss sich aber doch auch irgendwo abstützen. Und logisch betrachtet muss dies der Entstehungsort der Strahlung sein. Wenn nun der Entstehungsort der Strahlung durch das Schiff fest mit dem Segel verbunden ist. wie kann dann das Segel Schub erzeugen?
Oder greift hier eine Art Physik die ein 35jähriger mit Hauptschulbildung, also ich, nicht verstehen kann?

Du hast absolut recht, das Aussenden von Photonen erzeugt genauso einen Gegendruck, der den Druck auf das Segel entsprechen würde. Da man aber realistischerweise nicht alles Licht auf die Segel kriegt, hätte man sogar einen Drucküberschuss in die Falsche Richtung.
Alles andere würde auch das Prinzip Actio=Reactio verletzten.


Insgesamt sind Photonen durch ihre nichtvorhandene Masse einfach denkbar schlecht geiegnet, um sich per Rückstossprinzip fortzubewegen. Da wären geladene Wasserstoffkerne, also Protonen mit 99% der Lichtgeschwindigkeit weitaus besser geiegnet. Durch die Massezunahme nahe der Lichtgeschw. , hätte man auch gleichzeitig einen höheren Impuls.

Das Beste wäre sowas wie VASIMIR, gekoppelt mit einem Fusionsreaktor oder Antimatieriereaktor. Den Fusionsreaktor halte ich für weitaus realistischer, stehen wir doch jetzt schon kurz davor einen zu verwirklichen. Siehe ITER. Aber einen Antimateriereaktor? Woher soll man die ganze Antimaterie hernehmen? Es ist nichtmal ein physikalisches Prinzip , also Gesetz bekannt,welches uns erlauben würde Antimaterie in effizient grossen Mengen zu erzeugen. Bei der derzeitigen Methode per Teilchenbeschleuniger, ist der Wirkungsgrad dermassen katastrophal schlecht, dass man damit niemals nennenswerte Mengen erzeugen könnte. Mit Fusion lassen sich aber relativ einfach riesige Energiemengen freisetzen. Nur zum Vergleich: Die erste H-Bombe der Amis war fast 1000 mal stärker als die Hiroshimabombe und setze damit eine Energie frei, die bei der Umwandlung von 465g Materie in reine Energie frei wird.


Energiedichte ? Wikipedia
TNT-Äquivalent ? Wikipedia


Naja und so ein VASIMIR-Triebwerk kommt den aus Sci-Fi Filmen bekannten Triebwerken in Sachen Optik und Funktionsprinzip verdammt nahe, wenn nicht sogar perfekt.

[efferman]

Der Strahlungsdruck muss sich aber doch auch irgendwo abstützen. Und logisch betrachtet muss dies der Entstehungsort der Strahlung sein. Wenn nun der Entstehungsort der Strahlung durch das Schiff fest mit dem Segel verbunden ist. wie kann dann das Segel Schub erzeugen?
Oder greift hier eine Art Physik die ein 35jähriger mit Hauptschulbildung, also ich, nicht verstehen kann?

[Gordian]

Das wäre so, als ob man sich versuchen würde an den eigenen Haaren aus dem Sumpf zu ziehen.
Den durch das emittieren von Photonen, entsteht ein Impuls in umgekehrter Richtung zur Photonenrichtung. Man würde sich schlichtweg nicht von der Stelle bewegen.

Siehe oben Das Segel kriegt den Schub nicht durch Impuls sonder den Strahlungsdruck.

[Raoul Duke]

Das wäre so, als ob man sich versuchen würde an den eigenen Haaren aus dem Sumpf zu ziehen.
Den durch das emittieren von Photonen, entsteht ein Impuls in umgekehrter Richtung zur Photonenrichtung. Man würde sich schlichtweg nicht von der Stelle bewegen.

[Gordian]

richtig, weil ich mich dann nicht auf beiden Seiten am Auto abstütze. wenn ich jetzt aber auf dem Achterdeck des Generationenschiffes einen Photonengenerator installiere, damit die Photonen auf das Sonnensegel wirken können,stützen sich dann die Photonen nicht auf beiden seiten am Generationenschiff ab? Wie kann dann Schub entstehen der das Schiff vorantreibt? Im besten bzw schlechtesten Fall ist der Strahlungsdruck so groß, das das segel abreißt.

Die Photonen dürften das Schiff eigentlich nur dann nach hinten drücken können, wenn sie auf den Photonengenerator einen Impuls übertragen würden. Da Photonen keine Masse haben können (Da sie sich ja mit Lichtgeschwindigkeit bewegen), kann man diese Möglichkeit ausschließen.

Es dürfte also nur der Strahlungsdruck auf das Segel wirken, der das Schiff in Fahrtrichtung zieht.

[efferman]

Also, laut Wikipedia nutzen Sonnensegel den "Strahlungsdruck" der Sonne. Wenn ich das richtig verstanden habe, reichen bei einem Sonnensegel also elektromagnetische Strahlen, sprich: Photonen aus, um einen Schub zu erzeugen.

gut, akzeptiert, aber .. siehe unten

...weil du damit auch gleichzeitig dich selbst in den Fahrersitz drückst. Wenn du aussteigen und schieben würdest sähe die Sache anders aus.

richtig, weil ich mich dann nicht auf beiden Seiten am Auto abstütze. wenn ich jetzt aber auf dem Achterdeck des Generationenschiffes einen Photonengenerator installiere, damit die Photonen auf das Sonnensegel wirken können,stützen sich dann die Photonen nicht auf beiden seiten am Generationenschiff ab? Wie kann dann Schub entstehen der das Schiff vorantreibt? Im besten bzw schlechtesten Fall ist der Strahlungsdruck so groß, das das segel abreißt.