Was hält ein Schutzschild eigentlich aus?

[Starwars fan]

nunja aber die enorme masse an gamma strahlung müsste ja eigentlich den schild penetrieren und somit in wechselwirkung mit der materie und der besatzung der stationt reten, da gamma strahlung hoch reaktiv ist und auf ihrem weg mit nur einem gamma quant gleich meherer atome ionisieren diese enorme strahlungs menge würde die station blitzartig erwärmen, ionisieren , wahrscheinlich würde jeder an bord sich sofort verflüssigen und verdampfen und die station könnte ( spekulation da so hohe strahlung noch nie beobachtet wurde) auf molekularer basis verdampfen und in atomare bestandteile zerfallen

Ich bin mihr jedoch unsicher um St schilde energetische photonen aufhalten können denn dann könnte die strahlung absorbiert werden bis zu einem gewissen maß

[McWire]

es basiert nicht auf dem feuerball sondern der energie an sich, diese tritt in form von photonen und elementar teilchen mit kinetischer energie auf

in der tat gibt es einen EMP im weltall, der emp ist nicht atmosphären gebunden sondern durch ionisierende strahlung die auf leitfähige platinen trifft, dort elektronen aus den molekül strukturen bricht, damit ladunsdifferenzen un ionen erzeugt und somit kurzschlüsse verursacht und die technik durchbrennen lässt. - Dies ist der gleiche effkt wenn gamma strahlen auf organische gewebe stoßen, sie brechen elektronen aus den atomen und zerstören somit molekulare verbindung, sprich einer seits wir ddie DNA kaputt geschossen, und zewitens brechne moleküle des gewebes auseinander was zur liquidierung und chemischen reaktionen des gewebes führt.

Der atmosphärische EMP ist ein zusatz effekt zum normalen EMP der nur in gasen vorkommt.

somit tritt er nur auf wenn ein elektronische objekt im wirkungs radius ist.

das kannste testen indem du dir einen gamma-strahler kaufst und ihn mal auf deinen laufenden rechner hälst, nach ein paar sekunden sollte die harware darin im arsch sein

Ok sagen wir es so: Für einen EMP ist die Anwesenheit von Materie erforderlich

Wobei für mich der klassische EMP der Überspannungseffekt der plötzlichen Ladungstrennung in der Atmosphäre ist, welcher durch das "Wegwehen" großer Mengen von Elektronen durch ionisierende Strahlung erzeugt wird.

Das mit der geringen flächen wirkung stimmt jedoch weshalb nur der vaporisations effekt im welraum eintritt, welcher aber bei 25tonnen antimaterie trotzdem alles im umkreis von einigen 100km verdampfen würde, sowie die thermische strahlung die alles in der nähe extrem erhitzen würde ( strahlungs wärme ist nicht an atmosphäre gebunden) nicht einberechnet die gamma strahlung die alles und jeden sofort verdampfen würde.

Bei einer solchen Explosion würde vermutlich eine Explosionsstrahlung entstehen, die relativ kontinuirlich über das gesamte Spektrum abgegeben wird, wobei man einen "Peak" im Bereich der Röntgen- und Gamma-Strahlung hat.

Das Problem dabei ist, dass nicht jede Strahlungssorte von Materie gleich absorpiert wird und somit wirksam wird.
99% der Gamma-Strahlung dürfte das Zielobjekt einfach unbemerkt durchdringen.
Bei Röntgenstrahlung dürften immernoch 50% einfach so verpuffen.
Lediglich die thermische Strahlung und der UV-Anteil tragen hauptsächlich zur Vernichtungskraft bei und diese beiden Strahlung machen nur 25% eines kontinuirlichen Spektrum aus... da aber ein Verstärkung im Gamma-Bereich auftritt, dürfte die Zerstörungswirkung eher noch deutlich unter 25% der Gesamtenergie liegen.

Der hypothetische Feuerball, der entstehen sollte, würde nur durch die Anwesenheit der Restmaterie des explodieren Raumschiff entstehen.
Trotzdem wäre dieser nicht mehrere 100 km groß, da der Verdünnungseffekt durch die Expansion im Vakuum sehr schnell einsetzen würde, wodurch die effektive Schadwirkung relativ schnell wieder zugunsten der reinen Strahlung umschlägt.

Die Phasen einer solchen Explosion sähen doch so aus:

Man hätte nach der Explosion erst einmal einen Plasmaball am Explosionsort durch die Raumschiffrestmaterie, welcher optisch dicht ist und gut 1/4 der entstehenden Energie zurückhält.

Zunächst würde der Schild der Station also nur durch die hindurchtretende Röntgen- und Gamma-Strahlung getroffen wurden.
Nachdem der Plasmaball ein Stück weit expandiert ist, wird er optische durchlässig und die thermische Strahlung setzt ein.
Dannach würde das Plasma den Schild treffen.

Dies geschieht alles innerhalb einer Sekunde.

Bis sich der Plasma-Feuerball allerdings durch die thermische Strahlung, durch die er angetrieben wird, auf eine nennenswerte Größe aufgebläht hat, ist ein Großteil der Strahlung des oberen Spektrum schon verpufft.

Im Gegensatz zu einer nuklearen Kettenreaktion wird bei einer AM-Annihilation nämlich die Energie schlagartig und nicht über einen längerne Zeitraum freigesetzt.

davon abgesehen ist ein AM reaktion was ganz anderes als eine kernspaltung oder kernfusion

z.b. elektron + positron = gamma, photon,( neutrino )welche dann in wechselwirkung treten, bei einer AM reaktion geht die gesamte energie in licht und gamma strahlung über, verursacht also um ein vielfaches höhere gamma strahlung und wärme strahlung als gewöhnliche kernwaffen

Das stimmt schon, jedoch wird dadurch eine AM/M-Explosion im Endeffekt sogar noch ineffektiver, wenn man einen Strahlungsschild hat.

Bei einer Atomwaffe hat man eben noch eine gewisse kinetische Wirkung, die bei der Antimaterie-Annihilation wegfällt.

Allerdings bezweifle ich, dass es in der Praxis und schon gar bei einer versehentlichen Detonation der Tanks auf einem Raumschiff eine saubere Annihilation gibt oder ob da nicht eine Menge Energie aufgrund der Energiedichte wieder in Partikel zurückverwandelt wird.

[Starwars fan]

@ Zar-Bombe

Die Sprengkraft dieser Bombe wurde nie wirklich genau ermittelt. Die Explosion überstieg die Möglichkeiten der damaligen Messtechnik und war zudem ziemlich geheim.
Sie wird im allgemeinen mit 50-60 MT TNT angegeben, wobei man sich im Laufe der Zeit mehr oder weniger auf den Wert 57-58 MT TNT geeinigt hat, was aber nicht unbedingt der Wahrheit entsprechen muss.

Diese Diskussion wurde damals schon in der SG-Wiki geführt, als im Artikel "Atomwaffe" diese Zahl ständig revertiert wurde. -> Diskussion:Atombombe - Stargate Wiki - Das Stargate Lexikon der Stargate Usenet Gruppe de.rec.sf.stargate

@ Explosion im Weltall

Hier empfehle ich mal dringenst den Thread http://www.scifi-forum.de/science-fi...ml#post1768744 auch wenn der jetzt eher auf MSG gemünzt ist, aber im Kern passt es auch zu Star Trek und anderen SF-Serien.

Es gibt im Weltall schlicht und ergreifend weder einen Feuerball noch einen EMP, weil für beide Phänomene eine Gasatmosphäre notwendig ist.

Eine 1000 GT TNT-Explosion im Weltall ist schlicht und ergreifend relativ langweilig, da sie zu mehr als 90% nur aus Strahlung besteht.

es basiert nicht auf dem feuerball sondern der energie an sich, diese tritt in form von photonen und elementar teilchen mit kinetischer energie auf

in der tat gibt es einen EMP im weltall, der emp ist nicht atmosphären gebunden sondern durch ionisierende strahlung die auf leitfähige platinen trifft, dort elektronen aus den molekül strukturen bricht, damit ladunsdifferenzen un ionen erzeugt und somit kurzschlüsse verursacht und die technik durchbrennen lässt. - Dies ist der gleiche effkt wenn gamma strahlen auf organische gewebe stoßen, sie brechen elektronen aus den atomen und zerstören somit molekulare verbindung, sprich einer seits wir ddie DNA kaputt geschossen, und zewitens brechne moleküle des gewebes auseinander was zur liquidierung und chemischen reaktionen des gewebes führt.

Der atmosphärische EMP ist ein zusatz effekt zum normalen EMP der nur in gasen vorkommt.

somit tritt er nur auf wenn ein elektronische objekt im wirkungs radius ist.

das kannste testen indem du dir einen gamma-strahler kaufst und ihn mal auf deinen laufenden rechner hälst, nach ein paar sekunden sollte die harware darin im arsch sein

Das mit der geringen flächen wirkung stimmt jedoch weshalb nur der vaporisations effekt im welraum eintritt, welcher aber bei 25tonnen antimaterie trotzdem alles im umkreis von einigen 100km verdampfen würde, sowie die thermische strahlung die alles in der nähe extrem erhitzen würde ( strahlungs wärme ist nicht an atmosphäre gebunden) nicht einberechnet die gamma strahlung die alles und jeden sofort verdampfen würde.

davon abgesehen ist ein AM reaktion was ganz anderes als eine kernspaltung oder kernfusion

z.b. elektron + positron = gamma, photon,( neutrino )welche dann in wechselwirkung treten, bei einer AM reaktion geht die gesamte energie in licht und gamma strahlung über, verursacht also um ein vielfaches höhere gamma strahlung und wärme strahlung als gewöhnliche kernwaffen

[McWire]

@ Zar-Bombe

Die Sprengkraft dieser Bombe wurde nie wirklich genau ermittelt. Die Explosion überstieg die Möglichkeiten der damaligen Messtechnik und war zudem ziemlich geheim.
Sie wird im allgemeinen mit 50-60 MT TNT angegeben, wobei man sich im Laufe der Zeit mehr oder weniger auf den Wert 57-58 MT TNT geeinigt hat, was aber nicht unbedingt der Wahrheit entsprechen muss.

Diese Diskussion wurde damals schon in der SG-Wiki geführt, als im Artikel "Atomwaffe" diese Zahl ständig revertiert wurde. -> Diskussion:Atombombe - Stargate Wiki - Das Stargate Lexikon der Stargate Usenet Gruppe de.rec.sf.stargate

@ Explosion im Weltall

Hier empfehle ich mal dringenst den Thread http://www.scifi-forum.de/science-fi...ml#post1768744 auch wenn der jetzt eher auf BSG gemünzt ist, aber im Kern passt es auch zu Star Trek und anderen SF-Serien.

Es gibt im Weltall schlicht und ergreifend weder einen Feuerball noch einen EMP, weil für beide Phänomene eine Gasatmosphäre notwendig ist.

Eine 1000 GT TNT-Explosion im Weltall ist schlicht und ergreifend relativ langweilig, da sie zu mehr als 90% nur aus Strahlung besteht.

[Starwars fan]

ich weiß ser wohl das die Tzar bomba größer als 50Mt war deswagen nutze ich das ~ (CA) zeichen, üprigenz sind es night 57 sondern 58 MT, ich habe es auf 50Mt reudziert zur vereinfachung des besipiels, und ja man kann ser wohl be kernreaktionen das ganze proportional erhöhen weil durch kerntests die proportionale erweiterung von radius, druckwelle, energie Kraft und theormischer strahlung nachgewiesen wurde, eine Kern explosion folgt nähmlich anderen physikalischen grundsätzen wie eine chemische explosion.

eine 40MT explosion verursacht einen doppelt so großen feuerball wie eine 20Mt explosion, unterschiedlich sind art der druckwelle, strahlung und Mach-Y stem , sowie precursor wave, da alle diese faktoren abhängig vom explosions ort un äußeren witterungseinflüssen sind, Der Energetische feuerball ist jedoch proportional zur freigesetzten energie. Nachweisbar durch wasserstoffbombentest castle Bravo welcher mit 15 MT einen explosions durchmesser von rund 3-4km aufwies, also einem viertel der 58MT Tzar bomba entspricht

[Hades]

man nehme ~ 50MT für die größte getestete nuclear waffe der welt.

Mal die genaue Zahl:

Die stärkste jemals gezündete Bombe war die sowjetische Zar-Bombe. Sie wurde am 30. Oktober 1961 bei einem atmosphärischen Kernwaffentest gezündet und setzte eine Energie von etwa 57.000 Kilotonnen (57 Megatonnen) TNT-Äquivalent frei.

sie verursachte einen 12 kilometer durchmesser feuerball aus reiner energie.
setzt man das in maßstab zu 500 000 MT kommt dabei die ungeheure explosion von 120000 kilometern reinster energie zustande,

Ich hab noch nix mit Explosionen berechnet, aber ich denke nicht das du mit der Stärke proportional den Durchmesser erhöhen kannst, wenn eher das Volumen.

hab leider kein taschenrechner mit 3. Wurzel zur Hand, sonst würd ich's ausrechnen.

was uns dazu zurückbringt das es einfach nur fürs fernsehn toll aussehen sollte, denn rein physikalisch gesehen ist es selbst im star trek zeitalter unmöglich solche energiemassen mit einem schutzschild aufzuhalten.

Den rest überlass ich mal dem rechenmeister McWire.

[Starwars fan]

Im Grunde richtig.

Eventuell aber einen Blick wert:
http://www.scifi-forum.de/science-fi...melthread.html

Da findest Du die gängigen Erklärungen rund um Schilde, Waffen und deren Effektivität.

Yo schon klar aber wir reden ja von physikalische gegebenheiten und nicht " was könnte sein" natürlich kann ein total fiktives schutzschild unendliche enegiemengen ableiten, aber star trek ist ein blick in menschheits zukunft und nicht aus der luft gegriffene märchen

[EA-Loyalist]

was uns dazu zurückbringt das es einfach nur fürs fernsehn toll aussehen sollte, denn rein physikalisch gesehen ist es selbst im star trek zeitalter unmöglich solche energiemassen mit einem schutzschild aufzuhalten.

Im Grunde richtig.

Eventuell aber einen Blick wert:
http://www.scifi-forum.de/science-fi...melthread.html

Da findest Du die gängigen Erklärungen rund um Schilde, Waffen und deren Effektivität.

[Starwars fan]

Vermutlich waren ca 25 Tonnen (25.000 kg) Antimaterie an Bord, was in etwa für ein Schiff dieser Größe hinkommt.

Das Schiff hat etwas eine Geschwindigkeit von 5-10 km/s gehabt, also relativ langsam.

Zuallererst muss man bei diesem Crash die kinetische Energie berücksichtigen:

Ek = m/2 * v²

Anschließend muss man noch die freigesetzte Energie der Antimaterie im Tank berücksichtigen.

Ea = ma * c²

Die Gesamt-Energie die der Schutzschild also verkraften musste ist dann

E = Ek + Ea

Setzen wir also mal ein:

Ek = 120.000.000 kg / 2 * 10.000² m²/s²

Ek = 6 * 10^15 J = 6 PJ

Ea = 50.000 kg (2*25.000, weil ja Materie + Antimaterie) * 300.000.000² m²/s²

Ea = 4,5 * 10^21 J = 4.500 EJ

E = Ea + Ek = 4,5 * 10^21 J + 6 * 10^15 J

E = 4,500006* 10^21 J

E ~ 4.500 EJ = 4,5*10^21 J

Also der Schild der Station DS9 hat demnach etwa 4.500 EJ Einschlagsenergie ausgehalten ohne zu kollabieren.

1KT TNT = 4,184 * 10^12 J
1MT TNT = 4,184 * 10^15 J
1GT TNG = 4,184 * 10^18 J

Das entpricht 1075 GigaTonnen TNT.

ich hab ja ein bissel ahnung von physik, besonders kern physik.

um es zu vereinfachen nehme ich mal ne formel zur antimaterie reaktion von wikipedia

A quantity as small as a kilogram of antimatter would release 1.8×1017 J (180 petajoules) of energy. Given that roughly half the energy will escape as non interacting neutrinos, that gives 90 petajoules of combined blast and EM radiation, or the rough equivalent of a 20 megaton thermonuclear bomb.

also 1km antimaterie würde mit 1kg materie zu einer explosion von 20 MT tnt reagieren.

summa sumarum sind das 500 000 MT für 25 tonnen AM

Da durch kerntests eine proportionale erweiterung von explosions radius-energie und stärke erforscht wurde kann man das in relation setzten.

man nehme ~ 50MT für die größte getestete nuclear waffe der welt.

sie verursachte einen 12 kilometer durchmesser feuerball aus reiner energie.
setzt man das in maßstab zu 500 000 MT kommt dabei die ungeheure explosion von 120000 kilometern reinster energie zustande, die eine temperatur von mehreren millionen bis milliarden grad celsius aufweist, das wäre so als würde DS9 inklusive allem was darum fliegt in der mitte einer super heißen bleuen Sonne liegen wenn nicht sogar in einem neutronenstern.
und da ist noch nicht mal die thermische strahlung, radioaktivität und all das andere ungesunde zeugs aufgelistet das bei dieser explosion frei werden würde.

Das ist wie ne kleine http://www.youtube.com/watch?v=eE8Qk...response_watch

was zwangläufig bedeutet das dieser energie menge von überall auf das schild einwirkt und somit zusammebrechen würde, würde die energie auf einen punkt konzentriert wäre es kein problem. aber es ist wie mit einer kevlar west.

ein direkte hochenergetischer treffer wird absorbiert, bei einer granate siehts übel aus

was uns dazu zurückbringt das es einfach nur fürs fernsehn toll aussehen sollte, denn rein physikalisch gesehen ist es selbst im star trek zeitalter unmöglich solche energiemassen mit einem schutzschild aufzuhalten.

[EA-Loyalist]

Wie das mit dem "Polarisieren" genau funktioniert, weiß ich leider nicht... über ENT-Technologie habe ich mir noch nicht so große Gedanken gemacht.

Das wird wohl ein Zusammenspiel von mehreren Tricks sein.

Als ENT-Fan kenne ich folgende, gängige Thesen:

1. Hülle wird entmagnetisiert - gut gegen Minen und Magnetgreifer
2. Das Hüllenintegritätsfeld und der Trägheitsdämpfer laufen unter Vollast um so das Schiff zu stabilisieren
3. Man sah bei Beschuss ein Energiefeld aufleuchten. Ich vermute mal die polarisierte Hülle lädt sich auf und zerstreut ankommende Energiemengen. Das wird wohl auch über ein spezielles Feld funktionieren, da die Integrität der Panzerung ebenfalls schwankt.
4. Naheliegend, da noch keine Kraftfelder: gefährdete Bereiche werden abgeschottet.

[McWire]

Was ist mit dem "Metaphasenschild"?

Der Metaphasenschild war ja eine späte Sonderentwicklung, die darauf abzielt, die Verteidigungsschilde eines Raumschiffe speziell auf die Energiewerte einer Sternkorona anzupassen. Darum braucht man dafür auch keine Hardwaremodifikation sondern es reicht ein Schildprogramm.

Im TNG:TM steht ja geschrieben, dass ein Schutzschild aus diversen Gründen (Effektivität im Energiebedarf, Sensoren, Kommunikation) nie den gesamten Bereich des Spektrum abdeckt.
Die Verteidigungsschilde sind eben auf die Energiesignaturen bekannter Waffen optimiert und sind bei natürlichen Strahlungsquellen etwas ineffektiver... warum Raumschiffe ohne Metaphasenschild Schwierigkeiten in der Nähe von Sternen haben.

Für die normale Hintergrundstrahlung während des Raumfluges reicht der Hauptdeflektor, der ja relativistische Partikel und Gamma-Strahlung abhält, aber für extreme starke natürliche Strahlung reicht er eben nicht.

[Psycho hd]

Diese Episode beweist sogar, dass man Torpedos mit Schutzschilden ausrüsten kann und das dieser Schutzschild scheinbar in der Lage ist sogar den extremen Bedingungen innerhalb eines Sterns kurzzeitig auszuhalten.

Kann es sein, dass Torpedos (zumindest im 24 Jhdt.) auch standardmäßig einen Schild haben? Das würde erklären, warum scheinbar nie jemand auf die Idee kommt, sie im Kampf vor dem Aufprall abzuschießen.

Da stellt sich für mich eher die Frage, warum man sonst immer so tut, als würden die Schilde der Raumschiffe sowas nicht aushalten können... diese Episode beweist doch, das die grundlegende Technologie vorhanden ist.

Was ist mit dem "Metaphasenschild"?

[Hades]

Ich denke mal da soll es sich um eine Art Integritätsfeld wie in den anderen Serien handeln, was die auftreffende Energie über die ganze Hülle verteilt und so die Schadwirkung minimiert. (Technobabbel aus)

Wie das funktionieren soll, kp.

[McWire]

In der Episode testet man die Torpedos aber nicht an einer "normalen" Sonne, sondern an einer Sterbenden, wenn ich mich recht entsinne. Ich nehme also an, dass die Methode bei stabilen Sternen nicht funktioniert, oder irre ich mich da?

Ein Stern ist von sich aus ein sehr labiler Himmelskörper. Auch einen "normalen" Stern kann man mit der richtigen Methode relativ leicht aus dem Gleichgewicht befördern.

Man sollte diese Episode aber auch nicht zu genau nehmen, da eine Torpedoexplosion normalerweise nicht verhindern kann, dass ein Stern instabil wird, sobald sein Wasserstoffvorrat erschöpft ist.
Immerhin vergrößert sich seine Masse dadurch nicht signifikant.

Soweit ich das verstanden habe, war es Ziel des Wissenschaftler durch eine vorzeitige Erhöhung der Kerntemperatur das Heliumbrennen früher als normal anzuregen, sodass ein etwas nahtloserer Übergang vom Wasserstoffbrennen stattfindet.

Trotzdem dürfte ein Klasse-M-Planet um einen variablen Stern schnell unbewohnbar werden, auch wenn man die Hauptreihenphase künstlich verlängert, da die Leuchtkraft während des Heliumbrennen aufgrund der größeren Kerntemperatur und der damit verbundenen Sternexpansion zunimmt.

Im Endeffekt ist die Storie irgendwo quark, mir gings nur darum, dass die Sternenflotte schon bei mehreren Gelegenheiten Torpedos in das Innere von Himmelskörpern, Nebeln oder anderen Objekten gebracht hat, wo sie extremen Situationen ausgesetzt waren.
Diese Episode beweist sogar, dass man Torpedos mit Schutzschilden ausrüsten kann und das dieser Schutzschild scheinbar in der Lage ist sogar den extremen Bedingungen innerhalb eines Sterns kurzzeitig auszuhalten.
Da stellt sich für mich eher die Frage, warum man sonst immer so tut, als würden die Schilde der Raumschiffe sowas nicht aushalten können... diese Episode beweist doch, das die grundlegende Technologie vorhanden ist.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
McWire schrieb nach 1 Stunde, 23 Minuten und 47 Sekunden:

Das ist aber nur das Licht (Photonen). Wie sieht es mit dem Sonnenwind (Protonen, Elektronen, Alphateilchen) aus ?

Ich hätte auch eine Frage: Was hält die NX-01 aus ? Die hat ja keine richtigen Schilde, da wird nur die Hülle polarisiert. Wie soll man sich das vorstellen ?

Die Leuchtkraft bezieht sich auf den gesamten Energieausstoß eines Sterns, also nicht nur Licht.

Zur Hülle kann icht nicht viel sagen... normales Metall hält einige Megawatt an Energiezufuhr aus, bevor es verdampft.
Wie das mit dem "Polarisieren" genau funktioniert, weiß ich leider nicht... über ENT-Technologie habe ich mir noch nicht so große Gedanken gemacht.

[Psycho hd]

Mir hat die Folge nicht sher zugesagt, wenn man danach geht hätte die Föd ja einen Sternkiller zur Verfügung wenn sie die Daten auswertet was zur Explosion geführt hat.

Die Methode aus TNG war natürlich um einiges technisch einfacher.

In der Episode testet man die Torpedos aber nicht an einer "normalen" Sonne, sondern an einer Sterbenden, wenn ich mich recht entsinne. Ich nehme also an, dass die Methode bei stabilen Sternen nicht funktioniert, oder irre ich mich da?