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Neue Antriebsidee

Ehemaliger_User

Beatus ille, qui procul negotiis.
10. April 2002
29.057
Noch eine Fixe Idee.


Wenn man eine Trichterröhre baut, also Eingang deutlich größer als Ausgang und einen exakt Spiegelnden innenraum, so das sich ein Energielaserstrahl darin Mehrfach Refletiert und das in einem sehr engen Abstand als Helix/Spirale zum Ausgang hin bewegt, am ende kann der Strahl dann wieder auf den Ursprungsort Geführt werden, sagen wir mal Mittig Zentral ohne die Reflexionen zu Kreuzen. Dann könnte das doch wie eine Turbine die Eingeschlossene Materie Beschleunigen. Einmal die Partikel die direkt vom Laser Angeschoben werden und zum anderen durch die immer enger werdende Spirale in der sich auf diese weise ein extremer druck aufbaut der zum Ausgang Ausströmen müsste. Das könnte doch ein Antrieb für die Raumfahrt sein, oder?
 

beast

Moderator
Teammitglied
23. Februar 2009
5.806
AW: Neue Antriebsidee

Wo bekommst du denn deine Partikel her? Und wie kommen die dann in deine Tüte, denn im All sollen die doch recht selten sein oder?


Edith fragt noch:

Wie betreibst du den Hochenergie-Laser?
 

Ehemaliger_User

Beatus ille, qui procul negotiis.
10. April 2002
29.057
AW: Neue Antriebsidee

Der Weltraum ist nicht Partikel frei, er hat wenn man es so will, seine eigene Athmosphäre, aber eben nicht die Dichte wie auf der Erde! Sonst hätten Raketen und Ionenantriebe keinen Rückstoß, wo sollte dieser den Stattfinden wenn nicht an freien Partikeln!


MTEL Laser sind Multi Megawatt Laser und in Zukunft sind auch Multi Gigawatt Laser möglich.

Das Prinzip ist dann ähnlich wie bei einen Raupenantrieb bei U-Booten Magnetohydrodynamischer Antrieb, auch MHA (engl. magnetohydrodynamic drive, MHD) , nur eben nicht mit diesen Geringen Umdrehung die für einen Unterwasserantrieb genutz werden, dehalb ja auch der Laser, es wird ja in der Raumfahrt schon der magnetoplasmadynamischer Antrieb, auch MPD-Antrieb (engl. MPD-Drive) getestet, der würde ohne Partikelausstoß auch nicht Funktionieren.

Die Energie für den Laser kommt aus einen AKW-Modul des Raumfahrzeuges, es sei denn man könnte bis dahin über Kalte Fusion o.ä. Verfühgen.

Wie kommen die in die Tüte, nun dieser Trichter könnte an der Ansaugöffnung 10:1 oder 100:1 sein also auf eine noch zu ermitteltende Optimale Länge und Durchmesser abgestimmt aber sicher im bereich 10m-100m!
Vielleicht gibt es noch eine Booster Möglichkeit, wenn ich nicht ganz Falsch Liege wird extrem Heißes Plasma an der Austrittsöffnung anfallen, das evtl. Angereichter werden kann, ganz nach dem vorbild der Strahtriebwerke!
 

dtrainer

Wiedergänger
17. Dezember 2008
10.562
AW: Neue Antriebsidee

Der Weltraum ist nicht Partikel frei, er hat wenn man es so will, seine eigene Athmosphäre, aber eben nicht die Dichte wie auf der Erde! Sonst hätten Raketen und Ionenantriebe keinen Rückstoß, wo sollte dieser den Stattfinden wenn nicht an freien Partikeln!

Ich weiß nicht wer dir solchen Quark erzählt hat, aber daran ist wirklich alles falsch.
Rückstoß ist ein Geschehen zwischen dem Antrieb und der ausgestoßenen Masse, benötigt keine Umgebung die massehaltig ist.
Weltraum ist Vakuum, nicht Athmosphäre.
Vor das Entwickeln von Luftnummern gehört eigentlich etwas Informationsbeschaffung....
 

Ehemaliger_User

Beatus ille, qui procul negotiis.
10. April 2002
29.057
AW: Neue Antriebsidee

Vakuum, nicht Athmosphäre.
Ach ja und VaKuum ist keine Unterdruckatmosphäre?

Rückstoß ist ein Geschehen zwischen dem Antrieb und der ausgestoßenen Masse
Was willst du denn wohin auswerfen wenn das nichts sein sollte, wenn da garnichts ist dann kann man da auch nichts ausstoßen!
Beim Raketen Antrieb wir z.Bsp. durch die Verbrenung die Ausgestoßenen Gase gegenüber der Umgebungs Athmosphäre Beschleunigt!

Erst wenn der Überdruck Größer ist als der Unterdruck, erfolgt Vortrieb bzw. Rückstoß!

Nett das wir darüber reden, aber ich brauche das nicht Studieren um zu wissen das wo nichts ist auch nichts Abgestoßen werden kann!

Wieso sollte das Qutsch sein?
 

dtrainer

Wiedergänger
17. Dezember 2008
10.562
AW: Neue Antriebsidee

Brenntoff, du Oberschlau. Ein Raketenantrieb bringt mit, was er ausstößt.
Träum' weiter...
 

beast

Moderator
Teammitglied
23. Februar 2009
5.806
AW: Neue Antriebsidee

dave.dun, schau doch mal bei Wiki nach..da wird dir betreffs Vakuum geholfen.

Ausgestossen werden die Restpartikel des Treibstoffes, nur mal so "by the Way".
 

Lupo

Ritter Kadosch
3. Oktober 2009
6.046
AW: Neue Antriebsidee

Hi Dave,

sorry, aber hin und wieder schadet ein bisschen Schulunterricht - in diesem Falle Physik - nicht in Punkto Bildung. Schau Dir mal den Impulserhaltungssatz an, dann verstehst Du auch, wie der Rückstoß funktioniert. Dein Raumschiff kann sich ebenso wenig an irgendwelchen Partikeln im Raum abstoßen wie eine startende Rakete auf ihrem Abgasstrahl reitet.
 

Ein wilder Jäger

Barbarisches Relikt
Teammitglied
18. November 2007
21.139
AW: Neue Antriebsidee

Eine Explosion wirkt in alle Richtungen gleich stark, deshalb fliegen die Sprengstücke einer Granate in alle Richtungen. Wird eine Explosion von unterschiedlich starken Barrieren eingeschlossen, wirkt sie nicht mehr in alle Richtungen. Die Explosion der Treibladung beschleunigt das Geschoß nach vorn und den Stoßboden und damit die ganze Waffe nach hinten, aber zu den Seiten tut sich nichts. Die Beschleunigung nach hinten ist der Rückstoß. Der hat nichts damit zu tun, daß sich die Verbrennungsgase an der Umgebungsluft abstoßen, sie stoßen sich am Geschoß ab. Geschoß und Waffe werden durch die Explosion auseinandergedrückt, das ist alles. Bei einer Rakete haben wir kein eigentliches Geschoß, sondern nur die Verbrennungsgase.
 

Ehemaliger_User

Beatus ille, qui procul negotiis.
10. April 2002
29.057
AW: Neue Antriebsidee

Ja so sind die Menschen, immer Kopieren, keine eigene Idee entwickeln!

Hier schein man eher auf jemanden Los zu gehen und ihn als "Oberschlau" bezeichnen weil er eine Idee hat!

Aber "eat the Wiki" und vertaut auf das Geschriebene Wissen anderer, wi will man da zu eigenen Ideen kommen?

Was für Unsere Verhältnise Vakuum ist, das muss nicht auf alle und alles im Universum zutreffen.

Nochmal, wenn keine Partikel/Atome im Raum wären, dann hätte auch keine Rakete Antrieb und erst recht kein Ionen Antrieb!

Da sich im Raum etwa 15 Atome/m³ befinden ist diese eben nicht leer, so wie viele "Oberschlaumeier" es annehmen nur weil diese in WIKI über Vakuum lesen!

Geanu das ist Physik, klare ZUsammenhänge erkennen.

Ja Klar, im Vakuum vom (Welt)Raum ist nicht, garnichts, absolut nicht, nie und nimmer kann da was sein, mal einen Moment Nachdenken, wenn da nichts wäre an welcher Sache erfolgt der Abstoß/Rückstoß der Mitgeführten Raketentreibstoffe oder Welche Ionen werden da Beschleunigt, wie Sieht es mit der Zielführung aus, kann ein Objekt das keinen Widerstand hat überhaupt gerade Fliegen uvvm? Ja das ist Physik und man mus dazu nicht Sturieren oder die Quantentheorien und Mechanik Verstehen!

Vielleicht sollte man so weit gehen und das Vakuum im Raum als den 4ten Agregatzustand nennen "Feste Stoffe, Flüssige Stoffe, Gasförmige Stoffe Div. Dichte und nun auch noch die Fast nicht Vorhandenen Stoffe mit extrem geringer Dichte, aber keines der anderen 3 Stoffe!

BTW: Ich glaube ein Raum in dem nicht mal ein Atom besteht kann nicht Existieren, dort wäre dann das Absolute nichts, also auch keine Zeit, Gravitation usw. d.h. in einem von uns warzunehmenden Raum muss mindestens ein Elemet vorhanden sein, egal wie Groß der Raum ist (Dichte)

Den Bussardkollektor kannte ich noch nicht, es wäre aber eine Kombinaition denkbar, das wäre dann evtl. ein Booster für meine Idee!
 

Ein wilder Jäger

Barbarisches Relikt
Teammitglied
18. November 2007
21.139
AW: Neue Antriebsidee

Zwei Beiträge gelöscht.

Was ich hier nicht mehr sehen will, sind einzeilige Beiträge, die nichts als eine Beleidigung enthalten, gerade nicht von alten Hasen! Geht's noch? Ich kann auch anders.

Jäger, Mod
 

Lupo

Ritter Kadosch
3. Oktober 2009
6.046
AW: Neue Antriebsidee

Moin Dave,

...BTW: Ich glaube ein Raum in dem nicht mal ein Atom besteht kann nicht Existieren, dort wäre dann das Absolute nichts, also auch keine Zeit, Gravitation usw. d.h. in einem von uns warzunehmenden Raum muss mindestens ein Elemet vorhanden sein, egal wie Groß der Raum ist (Dichte)....

dann revolutioniere Du mal schön weiter die Schulphysik. Wie unausgegoren das ganze ist, zeigt Dein herausgegriffenes Zitat. Überlege Dir einfach mal, dass es nach Deinen Ausführungen auch den leeren Raum zwischen zwei Teilchen überhaupt nicht geben dürfte.

Ansonsten brauchst Du gar nicht nach Wiki zu gehen, wie gesagt, der Impulserhaltungssatz reicht schon. Vielleicht nochmal eine kleine Analogie. Wenn Du ein großes Gewehr abfeuerst und ungeschickt stehst, haut Dich der Rückstoß um, und zwar vollkommen unabhängig davon, ob das Geschoss irgendetwas trifft oder nicht.

Abgesehen davon: Das Entwickeln von technischen Apparaturen ist nicht deshalb schwierig, weil den Wissenschaftlern und Ingenieuren die Phantasie fehlt, sondern weil die Dinger funktionieren müssen. Und das tun sie blöderweise nur dann, wenn sie es nach den Gesetzen der Physik auch können. Und dabei nutzen Eigeninterpretationen dieser Gesetze relativ wenig. Und um in diesem Rahmen etwas neues zu realisieren, braucht man wirklich Phantasie und Kreativität ... mehr jedenfalls als für's freie Herumspintisieren.
 

Ehemaliger_User

Beatus ille, qui procul negotiis.
10. April 2002
29.057
AW: Neue Antriebsidee

Hallo @Lupo,
reis doch die Sache bitte nicht auseinander und bringe nichts rein das ich nicht geschrieben habe und überlege mal das was ich Geschrieben habe!

Ich habe keine Lust deinen Wirrwar zu Moderieren undich schmeise auch keine Physik um!!!

Überlege Dir einfach mal, dass es nach Deinen Ausführungen auch den leeren Raum zwischen zwei Teilchen überhaupt nicht geben dürfte.
Ein Raum mit 2 Teilchen ist nicht leer, egal wie groß die Zwischenräume sind!
Was soll ich sagen: Wie unausgegoren das ganze ist, zeigt Dein herausgegriffenes Zitat.

Das du mit Impulserhaltungssatz die Sache angehst, zeigt mir das du nichts Verstanden hast, was ich beschrieben habe!
 

leinad

Geheimer Meister
18. November 2010
222
AW: Neue Antriebsidee

@dave.dun

Ich finde es sehr gut und begrüßenswert, wenn Du Dir über so was Gedanken macht. Wenn man nur auf vorgezeichnete Wege geht, kommt man nur dahin, wo andere schon waren.
Erfindergeist ist gefragt, auch wenn wohl nicht jede Idee realistisch ist, muss es ja aber auch nicht.
Aber die Physik, ja, die brauchen wir. Und Grundlagen ebenso.
Vielleicht interessiert es Dich, wo die Denkfehler liegen.
Wir zerpflücken mal Deine Idee, Stück für Stück. Bist Du für so was zu haben?

Wir nehmen eine Trichterröhre, also einen konisch zulaufenden Zylinder, innen verspiegelt, ok. Nun leiten wir Deinen Laserstrahl ein, an der kleinen Eingangsseite, ok. Aber das wars leider auch schon….

Jetzt komm ich nicht mehr mit. Der Laser soll sich mehrfach an einer unregelmäßig gebogenen Fläche, die Innenseite der Trichterröhre, umgelenkt werden.
Hier geht es jetzt los, das wird nicht funktionieren. Um ein Laserstrahl umzulenken, sagen wir um 90°, benutzt man einen flachen Spiegel, der im 45° Winkel angebracht ist, das hat man vielleicht schon mal gesehen. Wenn wir diesen Spiegel aber nun biegen, und zwar an der einen Seite mehr als an der anderen, um die Konizität zu simulieren, wird der Laserstrahl geometrisch undefiniert umgeleitet. Dies jetzt auch noch mehrfach wie Du schreibst, helixförmig zur großen Ausgangsseite, mit der zusätzlichen Forderung nicht über die Mittelachse. Das alleine wird schon nicht gehen, aber selbst wenn, würde es keinen tieferen Sinn ergeben.
Eine Laserquelle hast Du vorgesehen, aus einem AKW-Modul. Unterstellen wir mal, diese würde gehen, und auch Sinn machen, so haben wir noch lange keinen Antrieb. Bis jetzt haben, nein – hätten - wir einen Trichter mit Laserstrahl. Wegen mir schnallen wir den Trichter an einen Satelliten fest. Der Vorschub, so Deine Idee, resultiert aus dem sich aufbauenden Druck der eingeschlossenen Materie, wie eine Turbine. Welche Materie? Die 15 Atome/m3? Oder meintest Du den Laserstrahl, dessen Materie? Wo wird da Druck aufgebaut?
Entweder gehst Du davon aus, dass der Laserstrahl eine Austrittsgeschwindigkeit hat, und im Zuge dessen Vorschub über actio=reactio erfolgt, also wie bei einem klassischen Raketentriebwerk der fossile Brennstoffe verbrennt. Oder Du gehst davon aus, wenn ich Dich richtig verstanden habe, dass der hinten austretende Laserstrahl auf die Partikel trifft die im Weltraum vorhanden sind, und so Vorschub erzeugt wird? Anders kann ich mir Deine Aussage „sonst hätten Raketen und Ionenantriebe keinen Rückstoß, wo sollte dieser denn stattfinden wenn nicht an den freien Partikel“ – so schreibst Du.

Vorweg, es ist tatsächlich absoluter Nonsens. Das hat keinerlei Nährwert, ist im Ansatz schon technologischer Quak. Aber warum?

Lass uns mal schauen, wie wir die Grundlagen wieder auf die Reihe bekommen.

Der Weltraum ist nicht Partikelfrei, da hast Du Recht! Aus Wiki hast Du die Info, ca. 15 Atome/m3. Ok, wegen mir. Das bezeichnest Du als „seine eigene Atmosphäre“, also die des Weltraums.
Das sei Dir zugestanden, ist nur eine definitionsfrage und Nomenklatur. Wenn wir Atmosphäre sagen, meinen wir ja die unsere auf der Erde, in aller Regel meinen wir dann natürlich den Atmosphärendruck auf der Erde, also 1013 hPa oder 1,013 bar Atmosphärendruck. Also etwas unglücklich ausgedrückt, aber wegen mir kein großes Problem. Sag doch einfach „Weltraumatmosphäre“, dann kann sich keiner dran stören ;))
Jetzt schmeißt Du den Begriff „Dichte“ in die Runde, ja, ok, machen wir das mal. Du meinst die 15 Atome/m3 richtig? Im Gegensatz zur „Dichte“ auf der Erde, ja? Ist wieder etwas unglücklich, da die Dichte erstmal nichts über den Druck aussagt, aber ok. Eine Dichte hat immer die Einheit Masse pro Volumenanteil, z.B. Stahl 7,8 kg/dm^3, oder 7,8 t/m^3.
Aber ok, wir definieren einfach mal: „Weltraumatmosphäre“ = Anzahl Teilchen pro Volumeneinheit. Ich schreibe absichtlich nicht Atome, sondern Teilchen.

Bis hier halten wir fest:

- Erde: Umgebungsdruck 1,013 bar // relative Atmosphärendichte so und so viele Milliarden Atome /m3 (könnte man über die Molmasse rechnen, ist aber egal)
- Weltraum: Umgebungsdruck 10^-6 mbar // relative Atmosphärendichte 15 Atome/m^3. Also FAST keinen Druck, und FAST keine Teilchen.

Dann schreibst Du, „sonst hätten Raketen und Ionenantriebe keinen Rückstoß, wo sollte dieser den stattfinden wenn nicht an freien Partikel?“

Wie in aller Welt kommst Du auf dieses schmale Brett ? ;)) Ich schlage vor, wir verifizieren die Grundlagen, eins nach dem anderen.

Wir überspringen mal Deine beiden genannten Alternativantriebe, die Du Dir sicher ergoogelt hast, und schauen uns die Grundlagen an. Technisch kennen wir drei verschiedene „Weltraumfahrzeuge“.

Rakete:
Brennstoff entweder flüssig oder fest, startet auf der Erde und muss auch im Weltraum angetrieben werden ok? Die Leistung von Raketen bzw. vielmehr vom Triebwerk wird in Abhängigkeit der Masse und der zu erreichenden Höhe dimensioniert. Stichwort Satelittenorbit. Sagen wir geostationär ~ 35.000 m, da wollen wir hin um unseren Telekommunikationssatelliten auszusetzen.
Wir benötigen die erste kosmische Geschwindigkeit, man sagt auch Fluchtgeschwindigkeit (um von der Erde zu flüchten, jaja ;)) ca. 8 km/s um die maximale Gravitation der Erde zu verlassen. Die Gravitation ist natürlich eine Funktion des Abstandes Erdmittelpunkt zum Raumgleiter. Unser Ziel ist die Bahngeschwindigkeit, oder Winkelgeschwindigkeit, für die Höhe 35.000 m. Telekommunikationssatelliten sind ausnahmslos auf dieser Höhe! Warum, vielleicht ist später noch Zeit dafür.
Merke: Raketentriebwerke werden anhand der Fluchtgeschwindigkeit ausgelegt, hier ist der Leistungsbedarf bei gegebener Masse natürlich, am größten. Je größer der Abstand zur Erde wird, desto weniger Leistung wird benötigt. Hätte die Erde keine Atmosphäre, also eine Luft/Gasschicht um sich herum, wäre diese Aussage korrekt – natürlich wird auch Leistung benötigt, um die Reibung zu überwinden, die die Atmosphäre darstellt. Leuchtet ein oder? Ist wie die Hand aus dem Fenster halten bei 200 km/h, spürst Du einen Widerstand? ;))

Ab einem Abstand von ca. 150 km spielt aber die (Rest-)atmosphäre der Erde keine Rolle mehr, d.h. findet keine „Bremswirkung“ mehr statt, Stichwort: Lebensdauer von Satelliten, aber das führt jetzt zu weit.
Auf unserer Zielhöhe 35.000m angekommen, die übrigens nicht zufällig gewählt wird, sprengen wir eine Stufe der Rakete ab und setzen unseren Satelliten aus. Er fährt seine Solarpanels aus, oder aktiviert das von Dir erfundene AKW-Modul ;)) Nun hat er Strom und kann sich versorgen.
Eine Denkanregung: braucht der Satellit auch noch einen eigenen Antrieb? Ich komme drauf zurück. Wenn ja, warum? Wenn nein, warum nicht?


Raumgleiter:
Nehmen wir an, die Betrachtung einer simplen Rakete ist pillepalle und zu anspruchslos für uns, ok. Nehmen wir also einen Raumgleiter. Allzuviele zur Auswahl haben wir leider nicht, wir betrachten mal den Space Shuttle.
Brennstoff entweder flüssig oder fest, startet auch der Erde und muss auch im Weltraum angetrieben werden, so wie eine Rakete, wir wollen, sagen wir mal, zur ISS.
Kennen wir vom Sehen, den Space Shuttle, durch die Gnadenfrist darf er noch ein paar mal starten ;)) Man erkennt einen Eigenantrieb hinten, ich meine drei Haupttriebwerke, außerdem hat er noch, ich glaub 2, Nebentriebwerke zum positionieren vorne am Bug, kommen wir noch zu. Haben Schiffe auch, das Bugstrahlruder (was aber kein Ruder im herkömmlichen Sinne ist).
Um die Erde zu verlassen, also um 8 km/s zu erreichen, sind die Antriebe des Shuttles absolut unterdimensioniert, total mickrig. Daher spendieren wir noch, Du hast das Wort schon genannt, einen Booster, besser, wir nehmen gleich 2, weil wir auch damit den Shuttle „steuern“ also lenken wollen in der Aufstiegsphase. Das sind die beiden weißen Zylinder links und rechts. Übrigens, zumindest vor einigen Jahren noch, waren oder sind dies die leistungsstärksten Triebwerke die die Menschheit je gebaut hat. Als Brennstoff wird hier einzigartig gepresstes Ammoniumdi- oder Ammoniumperchlorat vermischt mit Aluminiumpulver als Festkörper. Ich hab gerad keine Lust zum googeln ;)) Eins von beiden. Die Düsen hinten sind schwenkbar, da der Shuttle mit den Boostern wie gesagt auch steuert, besser, man sagt Lageregelung mittels Gyroskope. Kann man beim Start schön sehen, wie der Shuttle sich um die eigene Achse dreht und einen Radius einleitet, das machen die Düsen der Feststoffrakete. Im Gegensatz zu einer Rakete nämlich, liegt der Schwerpunkt, aber eben nicht auf der Mittelachse des Shuttles. Bei einer Rakete schon, kann man sich vorstellen, diese ist weitesgehend rotationssymmetrisch. Das Konstrukt Shuttle, boosters und Tank aber eben nicht. Weil das so ist, entsteht automatisch ein Drehmoment, welches den startenden Shuttle aus der vorgegeben Bahn lenkt – lenken wir also gegen mit den Düsen. Das machen, wie gesagt, nicht etwa der Shuttle, sondern die beiden Feststoffraketen, die solid rocket boosters.
Der Treibstoff der boosters reicht für eine Höhe zwischen 40 bis 50 km, dann ist die maximale Gravitationskraft überwunden, der Leistungsbedarf sinkt spontan ab. Nun werden die beiden Boosters abgesprengt, die interessanterweise noch etliche Kilometer steigen bevor der Brennstoff verbraucht ist und diese zurück zur Erde fallen - übrigens auch mit kleinen Raketentriebwerken, fallen in den Atlantik, werden rausgefischt, aufbereitet und wieder verwendet.

Die Atmosphäre stellt nun den maximalen Widerstand dar, der noch überwunden muss. Also bis ~50 km ist die Gravitation primär, ab 50 km nur noch die Atmosphäre. Dazu braucht der Gleiter den Treibstoff aus dem orangen Tank. Der Tank hat keine eigenen Triebwerke, genau so hat der Shuttle kein Treibstofftank für die Primärantriebe! Erscheint merkwürdig, ist aber so. Warum das wichtig ist, zeigt sich gleich wenn wir uns den Ionenantrieb vornehmen, diesen hast Du ja auch erwähnt.

Der Tank beinhaltet den Treibstoff, flüssigen H2 (molekularer Wasserstoff) und flüssigen O2 (molekularer Sauerstoff). Das Brennstoffgemisch wird von so genannten Turbopumpen (quasi eine umgekehrte Molekularpumpe zum Erzeugen von Hochvakuum) in die Brennkammer des Shuttleantriebes gedrückt und erzeugt den Vortrieb. Im Gegensatz zu den Boosters mit Feststoff als Treibstoff kann der Schub der Flüssigkeit geregelt werden! Das ist unabdingbar, da die Leistung hier keinesfalls konstant ist bzw. sein muss. Mit steigender Höhe und dünner werdenden Atmosphäre wird der Schub des Shuttles stetig reduziert. Leuchtet ein, die Atmosphäre wird ja dünner. Die Drehzahl der Turbopumpen bestimmen die Beschleunigung und Endgeschwindigkeit bei gegebener Masse, je größer die Austrittsgeschwindigkeit aus den Düsen, je höher die Beschleunigung. Je größer die Höhe, desto kleiner wird der Schub. Diesen Zusatztank braucht der Shuttle um die Atmosphäre zu verlassen, sagen wir Erdatmosphäre, denn wir haben ja inzwischen eine „Weltraumatmosphäre“ per Definition eingeführt ;)).

Nun ist der Treibstoff verbraucht und der Tank kann abgesprengt werden. Der Tank verglüht in der Atmosphäre beim Wiedereintritt im freien Fall Richtung Erde, da bleibt nichts von übrig ;))

Jetzt wird es tricky…der Shuttle hat keinen eigenen Tank für den Primärantrieb, d.h. beim Erreichen einer bestimmten Höhe werden die Ventile geschlossen und die Turbopumpen ausgeschaltet. Der Brennstofffluß wird unterbrochen und die Triebwerke erzeugen keinen Schub mehr, gehen aus, das wars. Ein erneutes Zünden der Triebwerke ist nicht möglich.
Ab jetzt werden die Primärantriebe nicht mehr benötigt. Der Shuttle befindet sich nun auf einer Umlaufbahn in einer Höhe von ca. 150 bis 200 km. Wir kommt er nun zur ISS?
Hier spricht der Fachmann auch vom Perigäum, bei größerer Höhe, also größerem Radius vom Apogäum, aber das soll mal egal sein.

Die restliche Strecke kann der Shuttle nun „alleine“ bewältigen, denn jetzt kommt *endlich* das worauf ich hinauswollte, ab einer Höhe von ~ 150 km, also nachdem die „Erdatmosphäre“ hinter einem liegt, befindet sich der Shuttle auf einer Umlaufbahn und umkreist die Erde. Genau wie bei der Rakete wird eine Umlaufbahn, also eine bestimmte Höhe angepeilt. Ein direkter Flug von der Erde zur ISS, oder auch sonst wo hin, findet nicht derart statt, dass man sich eine gerade Linie als Flugbahn denkt, also auf der Erde starten und direkt zur ISS. Das würde derart viel Treibstoff erfordern und ist nicht machbar. Das erste Ziel ist also eine erdnahe Umlaufbahn, die bei ca. 200 km Höhe ist und als low earth orbit (LEO) bezeichnet wird. Ist das Ziel also Apogäum, kann dies nur mit Iterationsschritte von Umlaufbahn zu Umlaufbahn erreicht werden. Ist das Ziel Perigäum ist der „Direktflug“ ausreichend. Genauso würde man zum Mond und zum Mars fliegen.

Der Shuttle hat neben den drei Haupttriebwerken ca. 40 Sekundärtriebwerke, mit denen der Shuttle nun manövriert. Einen kleinen Treibstofftank hat er, aber eben nur für die Positioniertriebwerke. Die kann man auch sehen, hinten wo die drei Haupttriebwerke sind, kann man dazwischen kleinere Düsen erkennen. Die anderen sind überall verteilt, vorne am Bug sind verschieden große, d.h. mit unterschiedlicher Schubleistung dimensionierter Triebwerke, und unten am Shuttle. Mit diesen Triebwerken. Wie sollte er auch sonst steuerbar sein? Das Prinzip eines Flugzeuges, also die Erzeugung des Unterdruckes entlang der Flügeloberseite, an denen das Flugzeug „hängt“, bedingt eine Atmosphäre und g>> 0, scheidet also aus. Um nun in der Umlaufbahn zu bleiben muss er erstmal gar nichts machen. Eine einmal erreichte Geschwindigkeit wird beibehalten wenn kein Widerstand vorhanden ist, es ist ja auch nichts vorhanden was den Shuttle bremst. Physikalisch ist er im Gleichgewicht. Sowohl ein ruhender Körper auf den keine Kräfte einwirken ist im Gleichgewicht, genau so ist der Zustand der gleichförmigen Bewegung bei konstanter Geschwindigkeit ein Gleichgewichtszustand. In welcher Lage der Shuttle orientiert ist, also ob er mit dem Bug voraus, oder auf der Unterseite der Erde zugewandt ist, ist in der Schwerelosigkeit egal. Das ist jedoch idealisiert, in Wirklichkeit gibt es keine absolute Schwerlosigkeit sondern nur eine äußerst geringe. Von der LEO Umlaufbahn hangelt sich der Shuttle nun Schritt für Schritt in eine größere Umlaufbahn. Hierzu werden die entsprechenden Sekundärtriebwerke kurz gezündet, es erfolgt ein Initialstoss und der Shuttle driftet etwas ab, vergrößert also den Abstand. Nach Ausschalten des Triebwerkes befindet er sich wieder in einer, nun etwas größeren Umlaufbahn, umkreist die Erde und das ganze geht solange bis die Zielhöhe erreicht ist. Dass hierfür nicht viel Treibstoff benötigt wird liegt nicht nur an der fehlenden Atmosphäre und dem kleinen g-Wert, sondern auch daran, dass Umlaufbahnen elliptisch sind, also Zeiten größerer und kleinerer Geschwindigkeiten während eines Umlaufes existieren. Während des Überganges von größerer in kleinerer Geschwinigkeit ist die Geschwindigkeit maximal, und genau dann erfolgt die Initialzündung. Ohne diesen Geschwindigkeitsüberschuss würde es nur mit sehr viel Treibstoff bzw. langer Zünddauer funktionieren.
Hat der Shuttle die Umlaufbahn der ISS erreicht, also 300 km +/-, muss er nur noch orientiert werden, relativ zur ISS natürlich. Aber das geschieht mit Rechnerprogrammen und nicht manuell.


Die Massenbeschleunigung ist abhängig von dem Abstand zur Erde, er kann also bei unendlich großem Abstand nur unendlich klein werden. Null erreichen allerdings nie, vergrößert man den Abstand so gelangt man in das Gravitationsfeld anderer Körper oder Planeten, aber g=0 gibt es nicht. Je größer der Abstand, desto länger die Umlaufzeit. Dieser Abstand ist der geostationäre Orbit oder Umlaufbahn, in einer Höhe von 35.000 m. Ein Objekt auf dieser Bahn, in dieser Höhe, ist immer dem gleichen Punkt auf der Erde zugewandt, hat immer die gleiche Ausrichtung zur Erde.


Der klassische Rückstoß, also die Bewegung aus dem Impulserhaltungsgesetz, initiiert die Bewegung, diese bleibt so lange konstant aufrecht erhalten bis ein erneuter Stoß in der gegensätzlichen Richtung erzeugt bzw. gezündet wird. Hierzu ist nur ganz wenig Energie erforderlich, und so kommt nun zum Ionenantrieb.

Der Ionenantrieb ist nur für den Perigäum relevant, da im Apogäum erst die Gravitation dominiert, dann die Atmosphäre. Hierzu ist die Leistungsdichte von Ionenantrieben nicht ausreichend. Im Übergang Apogäum zum Perigäum herrscht Gleichgewicht, d.h. ein Objekt wird weder in Richtung Erde angezogen, noch driftet es weiter ab. Das ist die geostationäre Umlaufbahn, sie beträgt ca. 35.000 m. Hier werden Kommunikationssatelliten abgesetzt, weil sie, relativ zur Erde, immer am gleichen Punkt sind. Nur so kann ein Dauersignal von der Erde zum Satelliten aufrecht erhalten werden. Spionagesatelliten hingegen umkreisen die Erde im Perigäum, nur hier kann die gesamte Erde abgedeckt bzw. vom Satelliten erfasst werden.


Ionenantrieb:
Geeignet von geostationär bis Apogäum, hier ist er eine Alternative zu herkömmlichen Triebwerken. Ausschließlich geeignet ist er für Apogäum bis interplanetarisch, z.B. zum Mars, so viel fossiler Brennstoff kann nicht mitgenommen werden. Der Treibstoff wird mitgenommen bis Apogäum, interplanetarisch hingegen wird das selbst beim Ionenantrieb knapp, obwohl nur kleinste Mengen benötigt werden.

Die Erzeugung von Vorschub findet beim Ionenantrieb auf atomarer Ebene statt. Ionisieren heißt ein Atom elektrisch leitfähig zu machen. Ein Atom ist elektrisch neutral weil im Kern so viele Protonen sind wie Elektronen auf der Schale.
Nimmt man ein Edelgas als „Treibstoff“, so wird es in aller Regel Xenon sein. Wie alle Edelgase ist Xenon inert, da alle Edelgase auf der äußeren Schale alle Plätze mit Valenzelektron aufgefüllt ist. Keine freien Elektronen = reaktionsträge. Xenon aus dem Grund, weil es von allen inerten Edelgasen das größte Elektrochemische Potential besitzt.
Bei Edelgasen entfernt man ein Valenzelektron, da es außen voll besetzt ist erfordert dies weniger Energie als eine neue Schale anzufangen. Das Atom wird in ein Proton überführt.
Im Vergleich zu anderen Edelgasen benötigt man maximale Energie (im Vergleich mit anderen Edelgasen) um ein Valenzelektron zu entfernen, erzeugt dadurch aber auch den größten Vorschub von allen Gasen. Mann kann auch Elektronen anbieten, hierzu werden aber mehr als ein Elektron benötigt da es immer die äußere Schale voll besetzt haben will, nur ein Elektron ist nicht interessant für das Atom, inert eben. Der „Verbrauch“ an Atomen ist also größer. Um die Anzahl der Atome zu erhöhen (=mehr Treibstoff) könnte man das Gas verdichten. Die Lagerung im Überdruckbereich wäre noch möglich. Bevor das Gas ionisiert werden kann müsste es adiabat entspannt werden um keine Leistungsverluste zu haben. Das ist wäre sehr aufwändig.

Metalle hingegen haben den Vorteil, dass die äußere Schale nur minimal besetzt ist mit ein oder zwei Valenzelektron, und vergleichsweise wenig Energie benötigt wird um die beiden Valenzelektronen aus der Schale zu lösen. Außerdem hat man bei Metallen pro Volumeneinheit mehr Atome als bei Gasen.
Nachteil bei Metallen: höhere Dichte als Gas und somit mehr Gewicht an „Treibstoff“ und die Tatsache, dass Metalle bei Raumtemperatur Festkörper sind. Um eine große Reichweite zu erzielen nimmt man die erforderliche Masse an Metall aber in Kauf. Hier ist ein Laser vorgesehen, der ein extrem kleinen Brennfleck hat, verdampft partiell das Metall, die abgelösten Atome werden getunnelt und die Valenzelektronen gelöst. Die Laservorrichtung ist jedoch nicht optimal, Gewicht, fehleranfällig etc.

Optimal wäre also ein Metall, welches bei Raumtemperatur flüssig ist, eine hohe Dichte (Reichweite) hat und einen relativ geringen Siedepunkt bzw. Verdampfungspunkt (geringe Energie benötigt) hat. Diese Kriterien erfüllt Quecksilber als einziges Metall, und findet so Anwendung als Treibstoff für Ionenantriebe für den Bereich geostationär bis Apogäum.

Das Ionisieren ist nur notwendig, damit die Ionen in einem Magentfeld getunnelt werden können, und die derart erreichte Lorentzkraft bestimmt die Austrittsgeschwindigkeit der Teilchen. Aber wohin mit den entfernten Elektronen? Diese werden einfach zur Austrittsseite geführt, wo die Ionen ausgestossen werden, ein Ion nimmt sich wieder die entfernten Elektronen und wird ausgestossen, wie bei einem Triebwerk. Würde man den Ionen die gelösten Elektronen nicht wieder zuführen vor dem Ausstossen, würde die Leistungsausbeute radikal reduziert werden. Durch die Anziehung der ausgestossenen Ionen und die in der Sonde gelösten Elektronen verringert sich die Vorschubkraft um die Anziehungskraft und wäre nur noch minimal.


Für die Ziele Apogäum bis interplanetarisch hingegen wäre die benötigte Menge an Treibstoff zu groß um sie mit zu führen. Die einzige Möglichkeit ist hier die Verwendung des Sonnenwindes, und hiervon können nur die He-Protone, die Elektronen müssen nicht erst gelöst werden. Die Elektronen müssen aber auch gesammelt werden und beim Ausstoss wieder angeboten. Die He-Kerne des Sonnenwindes werden nicht benötigt.
So ist der Vorschub allerdings direkt von der Sonnenstrahlung abhängig. Für Strecken durch der Sonne abgewandten Seite steht nur wenig Leistung zur Verfügung, da hier auch weniger Sonnenwind ankommt.
Jetzt wird auch klar, warum Deine Idee mit dem Booster als Unterstützung des Triebwerkes nicht zielführend ist. Im Weltraum braucht man kein Booster da nur wenig Leistung erforderlich. Von der Menge und Masse des Treibstoffes für einen Booster mal ganz abgesehen. Weiterhin ist ein Raketentriebwerk kein konventionelles Strahltriebwerk, welches eine Gasturbine ist und somit Sauerstoff aus der Umgebungsluft benötigt, wenn man diesen nicht mitführen will.
Gasturbinen funktionieren also im Weltraum nicht.

Eine optimierte Variante des Strahltriebwerkes wurde übrigens schon erfunden….das scramjet.

Der Form halber noch: ein absolutes Vakuum existiert nicht, weder natürlicherweise im Weltraum, noch auf der Erde, technisch, mit Vakuumpumpen erzielt. Man spricht dann vom technischen Vakuum.

Weder das Raketentriebwerk, noch das Ionenantrieb sind in irgendeiner Weise von der Anzahl der Atome oder Teilchen pro Volumeneinheit abhängig. Der Rückstoßeffekt genauso wenig.

Es gibt einen 4.ten Aggregatzustand, neben den drei bekannten, das Plasma. Die thermodynamische Reihenfolge bei Energiezuführung ist fest, flüssig, gasförmig. Das sind die drei natürlichen Aggregatzustände. Steigert man die Temperatur eines Gases findet eine Ionisierung statt, d.h. Valenzelektronen haben einen so großen Schwingungsverhalten, dass der Anziehung des Atomkerns entkommen, sich lösen und nun eigenständig sind. Plasma.

Der Plasmazustand ist im Gegensatz zu den anderen drei erzwungen, d.h. thermodynamisch nicht stabil. Er kommt auf der Erde in der Natur nicht vor, er muss mit Energiezufuhr künstlich (im Sinne nicht natürlich) erzwungen werden. Thermodynamisch instabil heisst weder das gelöste Elektron, noch das entstandene Kation, also der entstandene positiv geladene Rumpf, können in diesem Zustand im Gleichgewicht sein. Sinkt die Temperatur, und das tut sie, vereinigen sich Elektron und Kation wieder.

Abschließend noch: Ein Raum oder eine Volumeneinheit ohne auch nur ein Atom hat nichts mit Gravitation zu tun, mit der Zeit schon ml gar nicht. Ich denke, Du hattest hier einen schwarzen Körper gemeint, wo (vermutlich) eine Raum-Zeit-Krümmung herrscht.

Aber noch mal, ich finde es gut, dass Du Dir solche Gedanken machst. Und ja, wir benötigen die Physik dafür!

Wenn Du noch weitere Ansätze hast, immer her damit!

Sorry für den elendig langen Beitrag, und das auch noch als Einstiegspost!!!
 

we_survived

Großmeister
11. November 2010
82
AW: Neue Antriebsidee

Hallo Dave,


es freut mich immer dich zu Lesen. Persönlich verstehe ich deine Idee so als wolltest du den Lichtdruck als Antriebstechnik nutzen?

Diese Idee ist zwar nicht so neu aber man könnte Sie ja gerne Diskutieren.

http://www.ub.tu-berlin.de/index.php?id=886diss/2002/pagel_gajus.pdf

Strahlungsdruck

Hier ein kleiner Überblick ich finde die Gedanken von Pagel sehr Interessant.

Liebe Grüße

[FONT=&quot]CB:tele:[/FONT]
 

Ehemaliger_User

Beatus ille, qui procul negotiis.
10. April 2002
29.057
AW: Neue Antriebsidee

Hallöchen und danke für eure Konstruktive Teilnahme.

Leider reden wir aneinder Vorbei, ist auch logisch, es ist scher meine 3D vorstellung davon zu beschreiben und ich rede nur von dem Antrieb in der Weltraumatmosphäre! Wenn man damit Reisen wollte, müsste man einen externen zubringer/Shutel nutzen, dafür habe ich ja dann die andere idee http://www.weltverschwoerung.de/neues-aus-forschung-entwicklung/22094-neues-fliegzeug.html :-)

Ich will es noch mal versuchen zu beschreiben, wenn es erlaubt ist!

Vielleicht kennt jemand den Schneckenantrieb bei U-Booten, das war so ein auslöser für meine gedanken in diese Richtung.
Das ist so grob das Fleischwolfprinzip, Ansaugen und unter Druck Ausstoßen.

Es ist also eine Art Laser Spiral Fleischwolf, nur das wir am Ausgang nichts in den Darm drücken um die Wurst zu formen, sonder das was wir zuvor mit der Großen Trichteröffung aufgenommen und Beschleunigt haben.
Durch die Trichterform wird die Dichte wegen des immer kleiner werdenden Volumens des Zwischenraumes größer und das dürfte nach meiner Überlegung zu einem Druckunterschied/Potenzialdifferenz führen.
Nochmal, sagen wir der Trichter einlass(große öffnung) hätte ein Vol. 100m³, dann sind das doch 100 x 15 teilchen, d.h. 1500 teilchen/m³ im Eingang, nun werden diese Teilchen durch den Laser, sagen wir mal Spaßhalber Laserteilchenbeschleiúniger dazu immer wieder nach vorne getretten bis sie am Ausgang (kleine öffnung) mit sagen wir 1 cm³ Volumen d.h. 1500 teilchen/cm³ dürfte das nicht einen droßen druckunterschied auslösen?

Der Laser, wird so angebracht das er mit leichten winkel nach innen (richtung kleine öffnung) möglichst oft refektiert wird, beim ersten durchlauf gibt das noch eine sehr durchlässige förm. Der Laser wir ja an der kleine öffnung wieder zurück zur Großen öffnung Refektiert (ob innen oder aussen herum müsste je nach effektivität ermittelt werden) und trift dort auf einen mit Hochfrequenz schwingenden Spiegel, dessen Schwingungen und Justierungen nun dafür sorgen das sich nach dem Moment des ersten Strahls eine dichte Laserlichtscheibe durch die Reflexionen ergibt.

Die genauen details müsste man ja noch berechnen, also groß, kleine öffnung, länge des Trichters, steigung der Spirale, HF/Ultraschal F.res und Ausrichtung des Refluxspiegels, usw.!

Ich hoffe es war jetzt etwas verständlicher.
Man muss also nichts mitführen das sich abstöß, wie bei Raketen oder Ionen Antrieben, einzig die Energie für den Laser wird benötigt!
 

we_survived

Großmeister
11. November 2010
82
AW: Neue Antriebsidee

Hallo Dave,

okay dies könnte man als Hypothese betrachten. Eine Frage stellt sich mir aber sei bitte nicht Böse diese betrifft die Spiegelausrichtung. Zum betrieb eines LHC müssen selbige auch ausgerichtet werden. Dafür waren mehr als 300.000 Computer auf der ganzen Welt notwendig und das über einen sehr langen Zeitraum. Siehe hier :

http://lhcathome.cern.ch/lhcathome/

Wie viel Rechnerleistung müsste dein Schiff erbringen können?

Liebe Grüße
[FONT=&quot]CB[/FONT]
 

Ehemaliger_User

Beatus ille, qui procul negotiis.
10. April 2002
29.057
AW: Neue Antriebsidee

Welchen Spiegel genau meinst du?

Der innere könnte durch ensprechende oberflächeneigenschaften den Laser schon begünstigen.
Soweit mir bekannt ist kann durch entsprechende Aufbringung nahezu jeder benötigte Winkel erzeugt werden, d.h. hier braucht es keinen Computer, was soll der machen? Wir bauen nicht wie beim LHC gepulste Magnetfelder zur Teilchenbeschleunigung, eher einen Lichtturbolader oder Komoressor. Dabei wird nicht der Laser d.h. das Licht komprimiert sonder die Teilchen aus der Weltraumathmosphäre in den Zwischenräumen!

Der Refluxspiegel ist eben so simpel, er muss nur dafür sorgen das der Strahl 2 in die Bahn des Strahl 1 Trift aber wenn möglich nicht diesen Strahl 1 trift, das würde ja die Leistung reduzieren, oder! Hier müsste man also nur bereschnen mit welcher F.res scwingen muss damit z.Bsp. Strahl 2 nicht stahl 1 strift, strahl 3 nicht strahl 2 und 1 usw. das ist u.a. abhängig von der wellenlänge des verwendeten Lasers, Lamda= 300000 : F.res u nd sagen wir damit mal einfach -1 dann hätten wir eine Abweichung die jeden 299 792 457 strahl schwächen würde und das ist wie glaube im Rahmen der Tolleranz. Auch hier bedarf es keinen Computer, die F.res ist eine Konstante, einmal Justiert sollte die immer unveränder bleiben.

Mann könnte natürlich einen Computer verwenden um Schwankungen zu Kompensieren, falls es welche gibt, um die Rotationsfrequenz des Refluxspiegels Automatisch zu Rekalibriren!

Wie sich das dann in Praktischen Flug auswirkt Bleibt abzuwarten.
Ich kann mir Vorstellen das sich mit zunemender Geschwindigkeit die Frequenz verändert, das eine Art Dopplereffekt zu berücksichtigen ist, denn die Zeit ist ja auch Geschiwndigkeitsabhängig und damit auch die Frequenz.

BTW. ich habe gelesen das es neue Computer auf Nanotechnoligie mit Hologramspeicher zumindest schon Experimentiel geben soll.
Noch kein Desktop oder Laptop :-( aber die Technischen daten sind Beeindruckend, 1000mal kleiner und 10000mal schneller bei deutlich weniger energiebedarf! Aber das könnte das nächste Tema sein "Großrechner in der Hosentasche, der Scheckkarten Nano PC" :-)

Nochwas gefunden: http://www.youtube.com/watch?v=FEnuw2yh7Gc
 
Zuletzt bearbeitet:

leinad

Geheimer Meister
18. November 2010
222
AW: Neue Antriebsidee

Aaaahhh, und nein.

Du hast ziemlich wirre Gedanken @dave.dun :argh:

In aller Kürze (weil gleich weg will).

- ok, Dein Konstrukt ist irgendwie in den Weltraum geschossen worden, es ist auf einer gegebenen Umlaufbahn. Nun willst Du einen Vorschub erzeugen-brauchst Du nicht, das Ding fliegt von alleine ~ 2.000 km/h, je nach Höhe.

- einen Antrieb bräuchtest Du lediglich um die Umlaufbahn zu vergrößern

- Du meintest also doch die 15 Atome/m^3, ok. Nein, funktioniert so nicht

- Dein Denkansatz zur Berechnung ist falsch, eine Fläche hat kein Volumen. Willst Du auf die Anzahl der Teilchen kommen brauchst Du einen Volumenstrom, dann können wir Teile zählen.

- selbst wenn man Atome bündeln wollte, kannst mal ausrechnen wieviele Atome auf einer Fläche von 1 cm^2 passen

- im Ansatz beschreibst Du den Bernoulli-Effekt, die Kontinuitätsgleichung

- wenn Du den Trichter auf einen Satelliten schnallst, dann werden am Eingang Atome in den Trichter geführt und hinten wieder raus, das wars schon

- unabhängig davon, dass kein Druckunterschied entsteht, wieso auch? Druck kannst Du erstmal nur in einem geschlossenen System aufbauen, ist Dein System offen hast Du immer den Umgebungsdruck in Deinem System

- nochmal: für Vortrieb sorgt die Physik, das Ding fliegt mit einer Winkelgeschwindigkeit von ganz alleine. Willst Du die Höhe vergrößern, würde der Trichter schon deshalb nichts machen weil Deine Rechnung oder Idee davon ausgeht, dass Du in Vorschubrichtung fliegen willst

- direkte Flüge im Sinne einer geraden Linie gibt es im Orbit nicht, mit dem Trichter schon gar nicht ;(

Sorry, geht von vorne nach hinten nicht ;)

Deinen "Zubringer" schaue ich mir morgen an!
 

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