Besiedlung des Sonnensystems jetzt?

[McWire]

Leider kann man mit heutigen Mitteln die Sonne nicht als Katapult für bemannte Flüge nutzen, denn wir besitzen noch nicht die ausreichenden Technologien für den Schutz menschlichen Lebens in der "Todeszone" um die Sonne (hohe Strahlungsbelastung, unregelmäßige Sonnenerruptionen, keine Möglichkeit das Raumschiff von außen zu warten, da keine entsprechenden Anzüge)

Man könnte einen elektromagnetischen Strahlen- und Partikelschild erzeugen. Ok, der braucht eine Menge an Energie und relativ zur Nutzlast riesige Erzeugungssysteme, aber es würde funktionieren.

Da man für bemannte Raumfahrt bei der Energiequelle eh mindestens von Kernfusion ausgehen muss, ist die Bereitstellung der Energiemengen dann sicherlich nicht das größte Hindernis.

Alternativ dazu kann man auch etwas tun, was im Roman "Die Segel von Tau Ceti" beschrieben wurde. Man nutzt ein großes Solarsegel und zwar auf zwei Arten.

1.) Man nutzt die Impulsübertragung durch Photonen
2.) Man selektiert die elektrischen Ladungen vor dem Auftreffen auf das Lichtsegel, sodass ein elektrischer Strom entsteht, den man zur Bordversorgung einsetzen kann.

In dem Roman wurde das mit einem Laser gelöst, der interstellare Materie ionisiert. Man hat dann das Segel elektrisch positiv geladen, sodass es Elektronen absorbiert und schwere Protonen und Ionen abgestoßen hat, was auch gleichzeitig ein Schutzmechanismus war. Die überschüssige negative Ladung hat man dann in einer großen Entladevorrichtung wieder an das interstellare Medium zurück gegeben.

Ich finde diese Variante jetzt gar nicht mal so schlecht.

[FltCaptain]

Was man auch nicht vergessen darf ist die Physik. Klar können wir Raumschiffe bauen die sehr schnell sein können, aber was ist mit den Insassen? Man muss erstmal auf diese Geschwindigkeit kommen, wenn man zu schnell beschleunigt wird die Besatzung sozusagen "zerquetscht". Man kann keinen Menschen über Tage 10g oder mehr aussetzen um schnell auf die Spitzengeschwindigkeit zu kommen.

Aber selbst wenn das gehen würde, man kann auch nicht einfach ala Star Trek in ein Raumschiff steigen und locker zum Mars fliegen.
Mars und Erde sind nicht immer gleich entfernt, wenn man hier losfliegt muss man genau berechnen wo der Mars zu einer bestimmten Zeit sein wird. Genauso ist es auch beim Mond. Es gibt gewisse Zeitfenster wo die Entfernung am geringsten ist und die Reise damit am schnellsten geht (natürlich wird dann auch Treibstoff gespart)

Und wieder ein "aber": man brauch ein oder mehrere grosse Raumschiffe, die müssen natürlich erstmal gebaut werden. Am Logischsten ist natürlich der Orbit der Erde. Die Raumschiffe müssen gross genug sein für die Menschen, Lebenserhaltung, Material und Versorgungsgüter der Kolonie, etc.
All das muss von der Erde aber auch erstmal in den Orbit gebracht werden, dafür brauch man wieder Treibstoff/Energie und so weiter.

Es ist nicht wie die Besiedelung von Amerika oder Australien, es ist etwas komplizierter. Der Aufwand ist zur Zeit einfach zu Gross für uns.

[Elvinthewave]

Nein

nicht zu gross, aber insgesamt niemandem der die Kohle hat interessant genug unter den momentanen Gegebenheiten, weil einfach gesagt dabei Menschen sterben werden und der Gewinn nicht sichergestellt werden kann.
Versuchen können wir es heute schon und falls viele technologienationen und Geldgeber mitspielen würden würd s auch klappen aber keiner möchte riskieren in die Geschichte als der Vollidiot einzugehen der es zum Mars geschafft hat aber dabei keinen Gewinn und viele Tote produziert hat.
Zu den anderen planeten gehts halt nicht mehr so unkompliziert wie nach Indien wo die Indianer leben, wenn man angekommen ist muss mann auch wieder zurück und die dort verbleiben können ohne regelmässige unterstützung heutzutage nicht sehr lange überleben.

[Thomas W. Riker]

Was man auch nicht vergessen darf ist die Physik. Klar können wir Raumschiffe bauen die sehr schnell sein können, aber was ist mit den Insassen? Man muss erstmal auf diese Geschwindigkeit kommen, wenn man zu schnell beschleunigt wird die Besatzung sozusagen "zerquetscht". Man kann keinen Menschen über Tage 10g oder mehr aussetzen um schnell auf die Spitzengeschwindigkeit zu kommen.

Aber selbst wenn das gehen würde, man kann auch nicht einfach ala Star Trek in ein Raumschiff steigen und locker zum Mars fliegen.
Mars und Erde sind nicht immer gleich entfernt, wenn man hier losfliegt muss man genau berechnen wo der Mars zu einer bestimmten Zeit sein wird. Genauso ist es auch beim Mond. Es gibt gewisse Zeitfenster wo die Entfernung am geringsten ist und die Reise damit am schnellsten geht (natürlich wird dann auch Treibstoff gespart)

Und wieder ein "aber": man brauch ein oder mehrere grosse Raumschiffe, die müssen natürlich erstmal gebaut werden. Am Logischsten ist natürlich der Orbit der Erde. Die Raumschiffe müssen gross genug sein für die Menschen, Lebenserhaltung, Material und Versorgungsgüter der Kolonie, etc.
All das muss von der Erde aber auch erstmal in den Orbit gebracht werden, dafür brauch man wieder Treibstoff/Energie und so weiter.

Es ist nicht wie die Besiedelung von Amerika oder Australien, es ist etwas komplizierter. Der Aufwand ist zur Zeit einfach zu Gross für uns.

Die Raumschiff-Crew wird nicht sehr lange starken Beschleunigungskräften ausgesetzt sein. Qualitativ sind die Beschleunigungen nicht wesentlich stärker als bei Flügen zur ISS, die sich mit ~7,7 Km/sec bewegt oder um zum Mond zu gelangen, was ja einige Apollo-Crews geschafft haben.
Für die Landung wirken dann zum Abbremsen auch noch mal einige Zeit entsprechende "negative" Beschleunigungen. Die Lande-Module müssen eine Erhitzung durch den Eintritt in die Atmosphäre aushalten. Dies ist auch bei der dünnen Mars-Atmosphäre ein Problem.

[Enas Yorl]

Eigentlich hat die Menschheit jetzt schon die Technologie um das Sonnensystem zu besiedeln (zumindest Mond und Mars).

Nein, haben wir nicht. Besiedlung ist etwas ganz anderes, als nur mal kurz vorbei zuschauen. Eine Siedlung außerhalb der Erde, muss langfristig in der Lage sein sich selbst zu versorgen.
Und damit meine ich nicht nur Nahrung, Sauerstoff, Wasser und Medikamente. Sondern auch Gebrauchsgüter, Ersatzteile und Baumaterial. Um diese herzustellen, braucht es eine enorme industrielle Infrastruktur. Rohstoffe müssen gefördert werden, dann veredelt und verarbeitet werden. Auch um nur einfache technische Güter herzustellen, braucht man einen sehr großen und vielfältigen Maschinen- und Werkzeugpark, und natürlich eine große Anzahl von Facharbeitern.
Mit unserer heutigen Technologie, müsste so eine extra-terrestrische Kolonie wohl mindestens 100.000 Personen groß sein (mit den entsprechenden Maschinenpark), um sich auch nur halbwegs selbst mit industriellen Gütern zu versorgen.
Es ist vollkommen illusorisch, mit heutiger Technologie eine solche Kolonie außerhalb der Erde zu errichten. Zuerst muss man, noch enorme Fortschritte bei den dafür benötigten Technologien machen.

[FltCaptain]

Die Raumschiff-Crew wird nicht sehr lange starken Beschleunigungskräften ausgesetzt sein. Qualitativ sind die Beschleunigungen nicht wesentlich stärker als bei Flügen zur ISS, die sich mit ~7,7 Km/sec bewegt oder um zum Mond zu gelangen, was ja einige Apollo-Crews geschafft haben.
Für die Landung wirken dann zum Abbremsen auch noch mal einige Zeit entsprechende "negative" Beschleunigungen. Die Lande-Module müssen eine Erhitzung durch den Eintritt in die Atmosphäre aushalten. Dies ist auch bei der dünnen Mars-Atmosphäre ein Problem.

Da hast du natürlich recht. Aber ich gehe von der maximal möglichen Geschwindigkeit aus. Ein Flug von Erde-Mond dauert ca 6 Tage, man hätte die Möglichkeit schneller hin zu kommen indem man natürlich schneller beschleunigt, grössere Triebwerke benutzt, etc. aber das würde dann eben die Crew nicht überleben. Wir haben keine "Trägheitsdämpfer" wie in Scifi-Serien/Filmen. Das einzigste das wir jetzt haben ist eine atembare Flüssigkeit in der die Besatzung leben müsste. Diese Flüssigkeit würde der Beschleunigung entgegenwirken können.

Bei unserem technischen Stand dauert ein Flug zum Mars ca. 8 Monate und keine 70 Tage. Das meinte ich mit meiner Aussage.

[McWire]

Was man auch nicht vergessen darf ist die Physik. Klar können wir Raumschiffe bauen die sehr schnell sein können, aber was ist mit den Insassen? Man muss erstmal auf diese Geschwindigkeit kommen, wenn man zu schnell beschleunigt wird die Besatzung sozusagen "zerquetscht". Man kann keinen Menschen über Tage 10g oder mehr aussetzen um schnell auf die Spitzengeschwindigkeit zu kommen.

Eigentlich reicht ein einziges g, da man dann immer noch sehr hohe Spitzengeschwindigkeiten erreichen kann. In diversen Romanen die ich gelesen habe, gab es verschiedene Ansätze dieses Problem zu mildern. Meistens eine Kombination aus Technik (Beschleunigungsliege) und Medizin (spezielle Drogen die die Widerstandskraft des Körpers kurzzeitig erhöhen).

[Ashrak]

hm...

IMHO würde es schon gehen, nur währe es halt unverhältnis mäßig teuer, vor allem (ich gehe jetzt nicht von 100.000 personen aus, eher 20.000 das müsste IMHO auch reichen, vor allem wenn man davon ausgeht, das die neue infrastruktur z.B. auf dem mars doch das modernste ist was man finden kann (d.h. extrem automatisiert)) müsste man sich entscheiden ob man jetzt nen haufen leute in kleinen kapseln zum mars schickt oder ob man mit größeren schiffen eine art "pendelverkehr" einrichtet d.h. schiffe baut die nicht auf nem planeten landen können, dafür aber halt relativ groß sind....nur wie ich schon sagte, würde sich des net rentieren...(es würde sich nur lohnen, wenn wir wüssten das ein meteor uns auslöscht wenn wir es net machen!)

mfg LAX

[odem]

Es ist ja nicht so, als ob in dieser Richtung nichts unternommen wird.
Erst neulich habe ich von einem neuen Triebwerksystem gehört, das bereits getestet wird.

Der Magnetfeldoszillationsantrieb (oft als Plasmaantrieb bezeichnet) benötigt viel wengier Treibstoff bei höheren Schub.
Lediglich die benötigte Energie stellt noch ein hindernis dar.
Die machbarkeit als Einsatz im Vakuum wurde aber bereits 2005 bewiesen.

Anscheinend würde man mit diesem Antrieb 40 Km/sek. erreichen, was ja schonmal was ist.

Das Mars 500 Projekt (derzeit die zweite Runde mit etwa 512 Tagen Projektdauer) läuft bisher wohl sehr zufriedenstellend.

Somit sind nur noch fehlende Schwerkraft und Strahlung das technische Problem.
Fehlende Schwerkraft könnte man durch eine Art fliegende Bola realisieren, doch die dabei entstehenden Kräft sind mit den derzeitigen Werkstoffen noch zu viel. Abgesehen von der Anfälligkeit für Störungen...

Und das mit der Strahlung ist auf lange Sicht gesehen auch noch nicht das Wahre. Man müsste am besten ein starkes elektromagnetisches Feld erstellen, was wieder ein enormes Energievolumen bedeutet.
Mit den bisherigen Photovoltaik Anlagen und Akkus ist das nicht zun realisieren.

Aber auch in dieser Richtung gibt es wohl einige Entwickelungen.

Wenn wir (die Menschheit) es jetzt nur noch hinkriegt, Nanotubes in industriellen Maßstab herzustellen (Stichwort Weltraumlift) dann wird die komerzielle Nutzung von anderen Himmelskörpern durchaus realistisch.

Was auch nciht unterschätzt werden darf ist, dass Raumfahrt so langsam nicht nur eine rein Staatliche angelegenheit ist. Und spätestens mit einem Weltraumlift werden sich Bergbauunternehmen für Mond und Mars interessieren.

[Agent Scullie]

Da hast du natürlich recht. Aber ich gehe von der maximal möglichen Geschwindigkeit aus. Ein Flug von Erde-Mond dauert ca 6 Tage, man hätte die Möglichkeit schneller hin zu kommen indem man natürlich schneller beschleunigt, grössere Triebwerke benutzt, etc. aber das würde dann eben die Crew nicht überleben.

man könnte auch einfach über einen längeren Zeitraum beschleunigen. Dann würden die Trägheitskräfte für die Crew erträglich bleiben, und man wäre trotzdem schneller am Ziel. Bei den Apollo-Flügen wurde die meiste Zeit ja überhaupt nicht beschleunigt, sondern nur während kurzer Abschnitte. Der Grund dafür liegt in den Limitierungen der heutigen Raketentechnologie begründet, eine längere Beschleunigungsphase würde viel zu viel Treibstoff verbrauchen.

Wir haben keine "Trägheitsdämpfer" wie in Scifi-Serien/Filmen. Das einzigste das wir jetzt haben ist eine atembare Flüssigkeit in der die Besatzung leben müsste. Diese Flüssigkeit würde der Beschleunigung entgegenwirken können.

wie kommst du darauf, dass eine solche Flüssigkeit die Trägheitskräfte dämpfen könnte?

[odem]

wie kommst du darauf, dass eine solche Flüssigkeit die Trägheitskräfte dämpfen könnte?

Wenn ein Mensch in einer irre langen Röhre mit entsprechendem durchmesser wäre, dann könnte eine solche Flüssigkeit der Trägheit ein bisschen entgegenwirken.
Praktisch aber...

[FltCaptain]

wie kommst du darauf, dass eine solche Flüssigkeit die Trägheitskräfte dämpfen könnte?

Das ist einfachste Physik. Eine Flüssigkeit wie Wasser ist dichter und damit fester als Luft.
Versuch es einfach mal selbst: Geb jemanden eine Ohrfeige an der Luft und dann versuche das mal unter Wasser.
Die Flüssigkeit würde einiges von den Beschleunigungskräften die man hätte absorbieren.
Natürlich hätte dann dieses Raumschiff auch ein grösseres Gewicht, zusätzliche Tanks bzw. Lebensherhaltungssysteme.

Ob es heutzutage Sinn machen würde steht auf einem anderen Blatt. Mit unseren heutigen Mitteln könnten wir vielleicht (relativ) schnell von A nach B kommen, aber die Menschen an Bord müssen das auch überleben können.

Der Flug im Weltraum ist nicht wie ein Flug mit einem Flugzeug auf der Erde.
Hat man eine Geschwindigkeit erreicht dann bleibt man auch so schnell weil es so keine Reibung gibt. Diese Geschwindigkeit muss man am Ende dann auch wieder kompensieren. Wenn ich also jetzt zum Mars fliege habe ich (Masse, Treibstoff mal weggelassen) nur 50% der Strecke zum beschleunigen, bzw. auf meine Endgeschwindigkeit zu kommen. Die restlichen 50% brauche ich dann wieder abbremsen.
Je schneller man auf Geschwindigkeit kommt, desto besser weil man brauch dann weniger Treibstoff später zum abbremsen.
Und da komm ich wieder auf die Besatzung an Bord von diesem Schiff

[Gnarrader Blek]

Man möchte doch meinen alle sind geil drauf auf dem Mond und Mars wertvolle Rohstoffe abzubauen.....

Wenn es sich rechnen würde dann würde es gemacht werden, denn die Gier des Menschen ist unermesslich groß.

Da es aber nicht gemacht wird, scheint es sich schlicht nicht zu rechnen.

[caesar_andy]

Der Flug im Weltraum ist nicht wie ein Flug mit einem Flugzeug auf der Erde.
Hat man eine Geschwindigkeit erreicht dann bleibt man auch so schnell weil es so keine Reibung gibt. Diese Geschwindigkeit muss man am Ende dann auch wieder kompensieren. Wenn ich also jetzt zum Mars fliege habe ich (Masse, Treibstoff mal weggelassen) nur 50% der Strecke zum beschleunigen, bzw. auf meine Endgeschwindigkeit zu kommen. Die restlichen 50% brauche ich dann wieder abbremsen.
Je schneller man auf Geschwindigkeit kommt, desto besser weil man brauch dann weniger Treibstoff später zum abbremsen.

Dieses Argument musst du nochmal erläutern bitte.

Da im Weltraum kein Luftwiderstand herrscht, brauche ich zum Erzielen einer Geschwindigkeitsänderung von X immer die selbe Energieausbeute, egal ob ich schnell beschleunige, oder langsam. Wenn ich im Weltraum eine Tonne Raketentreibstoff verbrenne um zu beschleunigen, brauche ich auch wieder eine Tonne Treibstoff, um zu bremmsen. Wie schnell oder langsam ich den Treibstoff durch mein Triebwerk jage, ist egal.

Das Einzige was auf den Treibstoffverbrauch einwirkt, ist der spezifische Impuls, den mein Triebwerk liefert. Und da wissen wir heute, dass die für uns erreichbaren Antriebsformen mit einem hohen, spezifischen Impuls leider auch eine relativ geringe Leistung haben.
Mit einem Fusionstriebwerk oder einem der schon genannten Plasmatriebwerke könnte ich gegenüber einem Raketentriebwerk zwar extrem viel Treibstoffmasse einspaaren, weil der spezifische Impuls sehr hoch ist. Gleichzeitig ist die gelieferte Kraft solcher Triebwerke aber um mehrere Größenordnungen kleiner, als die Kraft, die ein herkömmliches, Feststoff-Raketentriebwerk zu leisten im Stande ist. In der Praxis würde das Bedeuten, das zwar weniger Treibstoff verbraucht wird, um die selbe Endgeschwidigkeit zu erreichen, dass aber gleichzeitig auch die Zeit ansteigt, die zum Erreichen dieser Geschwindigkeit nötig ist.

Wie also kommst du darauf, dass wenn ich "schnell beschleunige" weniger Treibstoff zum Bremsen brauche?

[odem]

Zu Wasser als Trägheitsdämpfer:
Funktioniert nur unter gewissen Rahmenbedingungen.
Das mit der Ohrfeige ist an dieser Stelle eine weniger gute Argumentation.
Die Dichte spielt hierbei weniger eine Rolle also die Viskosität.

Ein Beispiel:
Nehmen wir eine kleine Stahlkugel in einem Röhrchen mit Wasser gefüllt.
Die Kugel hat einen Durchmesser von 1cm und wir machen das in Schwerelosigkeit.
Versuch 1:
Das Röhrchen hat einen Durchmesser von von 1,05 cm und wir schütteln das Röhrchen.
Die Kugel wird sich kaum vom Fleck bewegen und ist somit fast den gleichen Kräften ausgesetz, wie das Röhrchen.
Versuch 2:
Das Röhrchen hat einen Durchmesser von 3 cm und wir schüttlen es. Die Kugel wir vom einen Ende zu anderen mit entsprechender Verzögerung wandern.
Die Kräfte werden also gedämpft.

Das alles funktioniert also nur bei Erschütterungen. Somit ist das im Prinziep nur für den Start von der Erde interessant. Wiegt aber so einiges und solange wir nur durch eine chemische Reaktion unsere Kugel verlassen können ist jedes eingesparte Gramm besser als der Komfort der Besatzung.

Bei einer konstanten Beschleunigung über einen längeren Zeitraum würde das Kügelchen aber irgendwann den Boden des Röhrechens erreichen und sobald dies Geschieht wieder den vollen Kräften der Beschleunigung ausgesetzt.
Demzufolge müsste das Röhrchen eine extreme Länge haben , damit eine Flüssigkeit mit der Viskosität von Wasser die Beschleunigungskräfte angemessen auf einer so langen Reise ausreichend kompensiert. Wird die Röhre kürzer und dafür die Viskosität erhöht, verringert sich der Faktor der Dämpfung wieder bis er irgendwann, wenn man in der Größe eines Raumschiffs denkt, nicht mehr von Belang ist.

Das mit dem Antrieb ist so eine Sache.
Ich halte die VASIMR Antriebe für eine gute Sache.
Auch wenn sie nicht genügend Schub erzeugen um z.B. die Erdanziehung zu überwinden ist eine konstante Beschleunigung, und am Scheitelpunkt die Abbremsung, doch eine prima Sache.
Leider reicht der Schub kaum für eine spürbare Anziehungskraft aus. (Ich habe vorhin etwas von weniger als 1 m/s^2 gelesen...
Aber es reicht, damit Sachen oder Flüssigkeiten nicht ewig herumschwirren...
Wieviel kW Leistung müssten wir erreichen, um mindestens 5 m/s^2 zu erreichen? (Das aktuelleste VASIMR Triebwerk schafft wohl rund 200 Kw. Leider habe ich Leistung bisher nur im elektronsichen Bereich zu berechnen gelernt, kann mir darunter also wenig vorstellen.)

Und das mit der konstanten Geschwindigkeit ist, glaube ich auch nciht korrekt. Oder erst ausserhalb von Sternensystemen. innerhalb von selbigen hängt es auch vom Flugvektor ab, ob man schneller oder langsamer wird....

Wieviel kW Leistung müssten wir erreichen, um mindestens 5 m/s^2 zu erreichen?