Wie schnell ist Impuls ?

[McWire]

Natürlich muss man dabei berücksichtigen, dass anfangs die Ruhemasse ein Hindernis ist und beim Erreichen der Maximalgeschwindigkeit die träge Masse welche aufgrund der Relativität bei Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit gegen unendlich strebt.

Wenn man die relativistische kinetische Energie berücksichtigt (Nicht die träge Masse geht gegen unendlich sondern die kinetische Energie.), so kommt man auf 90,3% der Lichtgeschwindigkeit. (Beschleunigungszeit 1 Jahr = 31.536.000 Sekunden, Beschleunigung 20 m/s²)

Bei einer Beschleunigung von 10 m/s² (~1*g) kommt man nach der gleichen Zeit immerhin noch auf 72,% der Lichtgeschwindigkeit.

[logman]

Das ist sogar die einzig logische Erklärung, die sowohl zum Canon als auch realwissenschaftlichen Fakten passt.

Allerdings hat jemand (dummerweise) mal Voller Impuls = 1/4 der Lichtgeschwindigkeit in einem semi-kanonischen Buch festgelegt.

Hatte hier mal dazu einen Thread angestossen und ziemlich Haue bekommen mit meiner Ansicht das "voller Impuls" mit dem "Vollgas" bei einem Auto gleichzusetzen wäre, das es sich um eine Beschleunigungs- und nicht um eine Geschwindigkeitsangabe handelt

Die Zuordnung Voller Impuls=0,25c findet sich im "Star Trek The Next Generation Writer´s Technical Manual", ob es dabei um DIE ursprüngliche Quelle handelt weiß ich allerdings nicht. Das TNG Tech Manual nimmt diese Zuordnung meineswissens nicht vor.

[caesar_andy]

Soweit selbst die modernsten Impulstriebwerke nach dem Rückstoßprinzip arbeiten, was zumindest bis zur Galaxy- und vielleicht auch bis zur Souvereign-Klasse der Fall ist, ist diese Annahe, dass die Bezeichnung bezüglich der Teilleistung des Impuls sich auf die Schubkraft richtet durchaus logisch.
Funktionieren die Impulstriebwerke jedoch als gerichtete Krümmertriebwerke, also sozusagen als kleine ausrichtbare "Warptriebwerke", wenn man so will, dann bezieht sich die Bezeichnung der Teilleistung auf die Geschwindigkeit und nicht die Beschleunigung.
Wenn ich mich recht entsinne, sagte Geordi in Der Aufstand in der deutschen Synchro, dass "die Krümmer einen vollen Impuls im [Briar] Patch nicht aushalten", was darauf schließen lässt, dass er sich auf Impulskrümmer bezog, welche demnach in der Souvereign-Klasse Verwendung fanden/finden.

Der Begriff "Impulstriebwerk" bezeichnet meinem Wissen nach immer einen Fusionsantrieb, das ist einfach ein anderer Name dafür. Bei einem Fusionsantrieb schaltest du einfach mehrere Fusionsreaktoren hintereinander, pumpst deine Stützmasse durch einen Korridor aus Megnetfelden und heizt das Plasma so bis zum geht nicht mehr auf, bevor es am Ende aus einer Düse ausgestoßen wird.
Die maximale Leistung ergibt sich dann aus der Austrittsgeschwindigkeit der Plasmapartikel, womit auch ein Impulstriebwerk ein Rückstoßtriebwerk ist.



Geordis Kommentar zu den "Krümmern" kann natürlich alles und gar nichts heißen, zumal sich nicht ausschließen lässt, dass "Krümmer" irgend eine Obskure Bezeichnung für ein Bauteil ist, das im 24. Jahrhundert auch in jeder Kaffeemaschine verbaut ist. Aber das wird wohl immer wieder ein Problem bei StarTrek sein.
Jedenfalls kann ich mir nur schwerlich vorstellen, dass die Souvereign ein gänzlich anderes Antriebsystem benutzt, dieses aber trotzdem noch Impulstriebwerk heißt...und der unterschied von einem Rückstoßbasierten Fusionstriebwerk zu einem Kleinleistungs-Warptriebwerk dürfte technisch doch schon so groß sein, dass man hier eine andere Bezeichnung nehmen würde.

Ich meine, wir bezeichnen doch heutzutageauch kein Sonnensegel als "Feststoff-Raketentriebwerk", weil es technisch eben etwas vollkommen anderes ist.

[McWire]

Geordis Kommentar zu den "Krümmern" kann natürlich alles und gar nichts heißen, zumal sich nicht ausschließen lässt, dass "Krümmer" irgend eine Obskure Bezeichnung für ein Bauteil ist, das im 24. Jahrhundert auch in jeder Kaffeemaschine verbaut ist. Aber das wird wohl immer wieder ein Problem bei StarTrek sein.
Jedenfalls kann ich mir nur schwerlich vorstellen, dass die Souvereign ein gänzlich anderes Antriebsystem benutzt, dieses aber trotzdem noch Impulstriebwerk heißt...und der unterschied von einem Rückstoßbasierten Fusionstriebwerk zu einem Kleinleistungs-Warptriebwerk dürfte technisch doch schon so groß sein, dass man hier eine andere Bezeichnung nehmen würde.

Im O-Ton heißt es übrigens:

RIKER: Full impulse.
LAFORGE: The manifolds can't handle full impulse in the Patch, Commander.
RIKER: If we don't outrun them, the manifolds are going to be the only thing left on this ship.
LAFORGE: I'll be in engineering.
RIKER: RED ALERT! All hands. Battle stations!

Mit manifolds ist wahrscheinlich ein Teil der Auslassöffnung des Impulstriebwerkes gemeint. Krümmer kommt als Bezeichnung immerhin aus der Automobiltechnik und bezeichnet einen Teil der Auspuffanlage.

Was das Thema Raumkrümmung und Impulsantrieb angeht -> Impulsantrieb ? Memory Alpha, das Star Trek Wiki

Im TNG:TM steht drinnen, dass der Impulsantrieb eine Anordnung von Subraumfeldspulen enthält, welche ein Subraumfeld erzeugen, welches die Masse des Raumschiffes reduziert. Dies wurde laut Buch notwendig, da die Massen der Raumschiffe immer größer wurden und den herkömmlichen Impulsantrieb überfordert haben.

[Hades]

Gab es nicht eine DS9 Folge, wo Kira mit irgendjemand anderes ein Jem'Hadar Jäger kaperten um im Födraum die Waffe analysieren zu lassen?

Ich dachte da wurden weg und Reisedauer ohne Warp genannt.

Mit manifolds ist wahrscheinlich ein Teil der Auslassöffnung des Impulstriebwerkes gemeint. Krümmer kommt als Bezeichnung immerhin aus der Automobiltechnik und bezeichnet einen Teil der Auspuffanlage.

So ein Ding hier is gemeint:

Ein Krümmer ist in der Technik ein Rohrabschnitt, der durch seine gekrümmte Form eine Richtungsänderung von Fluiden (Gasen oder Flüssigkeiten) bewirkt.

Anwendungsbeispiele von Krümmern sind in der KFZ-Technik Ansaugkrümmer und Abgaskrümmer. Es handelt sich hierbei um gebogene Rohre, meistens eines pro Zylinder, die den Ansaug- oder Abgasstrom weiterleiten, daher die Unterscheidung zwischen Abgas- und Ansaugkrümmer.

[McWire]

Gab es nicht eine DS9 Folge, wo Kira mit irgendjemand anderes ein Jem'Hadar Jäger kaperten um im Födraum die Waffe analysieren zu lassen?

Das war die DS9-Episode "Zeit des Widerstands", wo Sisko ein Ketracel-White-Depot in einer Undercover-Mission in die Luft gesprengt hat.

Dort rechnet Bashir aus, dass der Rückweg mit Impulsgeschwindigkeit 17 Jahre, 2 Monate und 3 Tage brauchen wird, nachdem der Warpantrieb ausgefallen ist.

GARAK: Forgive my ignorance, but if we don't have warp drive, how long is it going to take us to reach the closest Federation starbase?
SISKO: A long time, Mister Garak.
GARAK: How long?
BASHIR: Seventeen years, two months, and three days. Give or take an hour.

Bei 0,25c entspricht das dann einer Flugstrecke von 4,29 Lichtjahre. Das scheint nicht sehr weit zu sein. Realistischer erscheinen hier wohl eher 0,75c oder 12,9 Lichtjahre.

[Hades]

Das war die DS9-Episode "Zeit des Widerstands", wo Sisko ein Ketracel-White-Depot in einer Undercover-Mission in die Luft gesprengt hat.

Dort rechnet Bashir aus, dass der Rückweg mit Impulsgeschwindigkeit 17 Jahre, 2 Monate und 3 Tage brauchen wird, nachdem der Warpantrieb ausgefallen ist.



Bei 0,25c entspricht das dann einer Flugstrecke von 4,29 Lichtjahre. Das scheint nicht sehr weit zu sein. Realistischer erscheinen hier wohl eher 0,75c oder 12,9 Lichtjahre.

Also wird die Strecke nicht genannt. Aber die kürzeste Entfernung ist wirklich etwas wenig um ins eigene Gebiet zurück zu gelangen. Bei der Maximal-Entfernung muss aber noch der Beschleunigungswert beachtet werden.

[caesar_andy]

Bei 0,25c entspricht das dann einer Flugstrecke von 4,29 Lichtjahre. Das scheint nicht sehr weit zu sein. Realistischer erscheinen hier wohl eher 0,75c oder 12,9 Lichtjahre.

Laut irgend einer TNG Episode kann Impulsgeschwindigkeit bis auf 9,Xc hochgefahren werden, damit lägen 17 Jahre dann irgendwo bei einer entfernung von 14 oder 15 Lichtjahren, was mehr sinn ergäbe. Immerhin war das im Krieg. Ich glaube nicht, das im Kriegszustand ernsthaft rücksicht auf Zeiltdilletationen genommen würde.

[McWire]

Laut irgend einer TNG Episode kann Impulsgeschwindigkeit bis auf 9,Xc hochgefahren werden, damit lägen 17 Jahre dann irgendwo bei einer entfernung von 14 oder 15 Lichtjahren, was mehr sinn ergäbe. Immerhin war das im Krieg. Ich glaube nicht, das im Kriegszustand ernsthaft rücksicht auf Zeiltdilletationen genommen würde.

Im TNG:TM steht etwas von 0,92c also 92% der Lichtgeschwindigkeit, was eine Galaxy-Klasse erreichen kann. (Vermutlich bis der Treibstoff auf kritischem Stand ist.)

Aber Rücksicht auf die Zeitdilatation muss man trotzdem nehmen, weil sonst die Zeit im Raumschiff viel langsamer vergeht als außerhalb, was strategisch natürlich ungut ist, da man dann entscheidende Kriegsereignisse verpassen würde und viel schlimmer feindliche Raumschiffe viel schneller agieren können, weil bei ihnen aus Sicht des relativistischen Raumschiffes die Zeit viel schneller vergeht. Damit würde man sich also selbst behindern.

[Hades]

Laut irgend einer TNG Episode kann Impulsgeschwindigkeit bis auf 9,Xc hochgefahren werden,

Im TNG:TM steht etwa von 0,92c also 92% der Lichtgeschwindigkeit, was eine Galaxy-Klasse erreichen kann. (Vermutlich bis der Treibstoff auf kritischem Stand ist.)

Mann muss sich aber auch Fragen, ob das ein kleiner Jäger von ca 92 Meter Länge auch kann. Ihm steht immerhin viel weniger Leistung zur Verfügung.

Aber Rücksicht auf die Zeitdilatation muss man trotzdem nehmen, weil sonst die Zeit im Raumschiff viel langsamer vergeht als außerhalb, was strategisch natürlich ungut ist, da man dann entscheidende Kriegsereignisse verpassen würde und viel schlimmer feindliche Raumschiffe viel schneller agieren können, weil bei ihnen aus Sicht des relativistischen Raumschiffes die Zeit viel schneller vergeht. Damit würde man sich also selbst behindern.

Zumal man ja auch erheblich mehr Energie verpulvert, wenn man statt auf ca 50% c zu bleiben auf 92% hochgeht. 17 Jahre wären so oder so viel zu lang gewesen um noch Kriegs entscheidend zu sein.

Wie ging die Folge eigentlich weiter?

[McWire]

Wie ging die Folge eigentlich weiter?

Die Episode war an dieser Stelle zu Ende und es folgte ein Cliffhanger.

In der nächsten Episode DS9 "Entscheidungen" wurde Siskos Jem'Hadar-Jäger von anderen Dominion-Raumschiffen angegriffen und ist schließlich auf einem bewohnbaren Planeten in der Nähe des Ketracel-White-Asteroiden abgestürzt und im Wasser versunken.

Auf dem Planeten war noch ein weiteres Jem'Hadar-Raumschiff abgestürzt und die Crew war seit Monaten gestrandet. Mit Hilfe des Vorta, der die eigenen Jem'Hadar-Soldaten hintergangen hat, wurden diese ausgeschaltet und man hat ein Notsignal in Richtung Föderation gesendet.

Schließlich wurde in der übernächsten Episode "Söhne und Töchter" die Crew von General Martok mit einem getarnten klingonischen Raumschiff abgeholt und somit gerettet.

[Agent Scullie]

Der Begriff "Impulstriebwerk" bezeichnet meinem Wissen nach immer einen Fusionsantrieb, das ist einfach ein anderer Name dafür. Bei einem Fusionsantrieb schaltest du einfach mehrere Fusionsreaktoren hintereinander, pumpst deine Stützmasse durch einen Korridor aus Megnetfelden und heizt das Plasma so bis zum geht nicht mehr auf, bevor es am Ende aus einer Düse ausgestoßen wird.

was du da beschreibst, ist wohl eher ein elektrischer Antrieb, bei dem die Fusion lediglich der Stromerzeugung dient:

Elektrische Antriebe in der Raumfahrt

Bei einem Fusionstriebwerk wird der Schub durch die Fusionsreaktion direkt erzeugt, wobei heutzutage noch unklar ist, wie das technisch umgesetzt werden soll, das bisher einzige bekannte Konzept ist das Ausstoßen kleiner H-Bomben, die hinter dem Triebwerk explodieren. Interessanterweise wird dieses Konzept auch "nuklearer Impulsantrieb" genannt

[caesar_andy]

Eine einfach Google-Suche spuckt auf anhieb mehrere Treffer aus, die meine Erläuterung bestätigen
Was du Ansprichst ist tatsächlich ein "Nuklearer Pulsantrieb", kein "Fusionsantrieb".

Erkenntnishorizont
Interstellare Raumfahrt ? Wikipedia
TP: Reiseziel Alpha Centauri: Realisierbare Antriebssysteme

Was ich weiter oben beschrieben habe, ist ein reiner Antrieb durch Kernfusion, weil das Antriebsplasma sozusagen als Nebenprodukt der Stromerzeugung entsteht. Ohne Stützmasse (Normalerweise HE³/Deuterium) gibt es nunmal keine Fusion, weil du ja erstmal irgendwelche Atomkerne haben must, die du fusionieren kannst.
Und während die Fusion läuft, wird die Stützmasse halt extrem aufgeheizt.
Der unterschied zum normalen Fusionsreaktor besteht nur darin, dass der "Arbeitszyklus" des Plasmas sehr viel länger aufrecht erhalten werden muss, um die Stützmasse viel weiter zu erhitzen, als "normalerweise". Je größer der Druck und die Temperatur des Plasmas am Ende sind, desto größer die Schubleistung.

Es stimmt zwar, dass ein Fusionsantrieb damit den elektrischen Antrieben wie dem Ionenantrieb nicht ganz unähnlich ist. Der Unterschied ist aber dass du bei einem "echten" Elektrischen Antrieb die Stützmasse bewusst zum Prozess dazu gibts, um Schub zu erzeugen. In diesem Fall hat die Stützmasse mit der Stromerzeugung gar nichts zu tun. Der Strom wird von einem Reaktor geliefert und die Stützmasse zugegeben um Schub zu erzeugen.

Beim Fusionsantrieb hingegen brauchst du du die Stützmasse bereits während der Stromerzeugung, damit der Fusionsreaktor überhaupt funktioniert. Eine von "extern" zugegebene Stützmasse zur Schuberzeugung wie beim elektrischen Antrieb entfällt, denn das Plasma, das als Stützmasse für die Kernfusion dient, wird einfach "weiterverwendet" und am Ende des Fusionsprozesses aus einer Antriebsdüse ausgestoßen um den Schub zu liefern.

Während ein elektrischer Antrieb den Schub also gezielt erzeugen muss, ist der Schub beim Fusionsreaktor quasi ein "Abfallprodukt", das sowieso entsteht. Und deshalb ist der Fusionsantrieb auch kein rein elektrischer Antrieb. Denn eine zweite Stützmasse in den Antrieb reinzubuttern, obwahl das Plasma ja bereits ohnehin vorhanden ist, wäre ziemlich dumm

[Agent Scullie]

Deine drei Quellen bestätigen deine Erläuterung mitnichten, vor allem stimmen sie gar nicht miteinander überein. Die erste Quelle

Erkenntnishorizont

beschreibt einen Antrieb, bei dem ein Fusionsreaktor vom Tokamak-Typ zu einem Raketentriebwerk umfunktioniert ist, indem er nicht tokamaktypisch in Torusform, sondern in Zigarrenform gebaut ist, und auf einer Seite eine Austrittsöffnung hat. Hintereinangeschaltete Reaktoren gibt's da nicht, es gibt maximal einen Reaktor, wenn du den zum Triebwerk umgebauten Reaktor noch als Reaktor einstufen willst. Der Begriff "Stützmasse" fällt ebenfalls nicht, dieser ist auch nur bei elektrischen Antrieb üblich, um hervorzuheben, dass das ausgestossene Medium durch Fremdeinflüsse beschleunigt wird, nicht durch eigene (chemische oder nukleare) Reaktion.

Deine zweite Quelle

Interstellare Raumfahrt ? Wikipedia

schweigt sich zur Funktionsweise des Fusionsantriebes gänzlich aus und gibt nur an, dass die Energie aus Kernfusion gewonnen werde.

Die dritte Quelle

TP: Reiseziel Alpha Centauri: Realisierbare Antriebssysteme

schließlich beschreibt eine Antriebstechnologie, die offenbar von der aus der ersten Quelle abweicht. Es wird vom Beschleunigen von elektrisch geladenen Teilchen gesprochen, aber nicht geschrieben, ob deren Beschleunigung durch ein elektrisches Feld bewirkt wird wie beim elektrischen Antrieb, oder direkt durch die Fusionsreaktion im Plasma, wie in der Beschreibung in der ersten Quelle. Dass aber explizit eine elektrische Ladung der Teilchen erwähnt wird, deutet auf eine elektrische Beschleunigung hin, bei der die Fusion lediglich als Energiequelle dient, und die Abfallprodukte des Fusionsreaktors (oder der Fusionsreaktoren) als Stützmasse für den elektrischen Antrieb benutzt wird. Da wird also eher eine Mischform aus Fusionsantrieb und elektrischem Antrieb geschildert.

Überhaupt ist diese dritte Quelle aber eher ungenau, fast schon wie die zweite, so dass Vorsicht angeraten ist, auf deren Darstellung sonderlich viel zu geben.

[caesar_andy]

Du hast recht, das dort tatsächlich nicht von einer Kettenschaltung der Reaktoren die Rede ist. Wo ich das gelesen hatte weiß ich nicht mehr, dabei ging es allerdings lediglich um die Erhöhung der Schubkraft, weil ein einzelner Reaktor _nur_ Geschwindigkeiten im Bereich von 1/10c ermöglicht, mit Kettenschaltungen aber bis zu 6/10c möglich sind.

Dennoch verstehe ich deine Anmerkungen nicht, denn alle drei Berichte decken sich in den wesentlichen Punkten, die auch ich selber angesprochen habe:
1. Es wird eine Fusionsreaktion herbeigeführt
2. Dadurch wird das Fusionsplasma aufgeheitzt
3. Dieses Fusionsplasma wird am Ende aus einer Düse ausgestoßen.

Das auf Heise von elektrisch geladenen Teilchen die Rede ist stimmt zwar, dass spricht aber mitnichten gegen das von mir erläuterte Funktionsprinzip. Denn heißes Plasma besteht überwiegend aus Ionen, und das sind nun mal "elektrisch geladene Teilchen".

Erkentnisshorizont:

Der mögliche Aufbau des Fusionsantriebes besteht aus einem großen zylinderförmigen Spulensystem, in der das Plasma magnetisch eingeschlossen wird. Da es eine Temperatur im Bereich von 100 Millionen °C besitzt, darf es mit materiellen Wänden nicht in Berührung kommen. Das Plasma kann beispielsweise durch magnetische Kompression oder Mikrowellenstrahlung auf die Zündtemperatur der Kernfusion aufgeheizt werde. An den Enden des Spulensystems sind weitere Spulen angebracht, die als magnetische Spiegel das Plasma in den Innenraum reflektieren. Der eine Spiegel ist jedoch teildurchlässig, so dass ständig ein Teil des Plasmas als Antriebsstrahl entweichen kann.

Wikipedia

Kernspaltungsantrieb
Mittels Kernspaltung wird Wasserstoff extrem erhitzt und anschließend unter Druck ausgestoßen. Um effizienter arbeiten zu können, muss die Kernspaltung auf viel höhere Temperaturen gebracht werden.
[...]
Fusionsantrieb
Dieser Antrieb ist ähnlich dem Kernspaltungsantrieb, außer dass die Energie aus Kernfusion gewonnen wird und somit wesentlich höher ist. Auch wird nicht ein zusätzlicher Stoff erhitzt, sondern gleich das Fusionsprodukt selbst.

Heise

Die beschleunigten Teilchen sind ein Nebenprodukt der Fusionsreaktoren, welche die Energie für die Versorgung des Raumschiffs erzeugen.
[...]
Fusionsantriebe sind ein beliebter Antrieb in der Sciene-Fiction-Literatur und kamen unter anderem in den "Star Wars" Kinofilmen zum Einsatz. Zwar müsste ein Fusionstriebwerk mehrere Fusionsreaktionen aushalten, aber es bräuchte nicht so effizient wie ein Fusionsreaktor zu sein, da das Hauptziel der Fusionsreaktion in der Aufheizung der Plasmateilchen auf extrem hohe Temperaturen liegt. In dem Masse, wie die Temperatur der Plasmateilchen ansteigt, nimmt die Austrittsgeschwindigkeit aus einer magnetischen Düse zu, was das Fusionstriebwerk zu einem sehr schnellen Antriebssystem macht.