Flucht von der Erde
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Mit deutlich unterlichtschnellen Schiffen käme nur ein Generationenschiff in der Größe einer Stadt in Frage, mit dicken Wänden (kosmische Strahlung, Kleinmeteore) und künstlicher Gravitation, großen Anbauflächen usw. welches mehrere 100.000 Jahre unterwegs sein würde um wer weiß wo zu landen - wenn man dann überhaupt noch landen kann und wenn man dann noch weiß, warum man sich eigentlich auf den Weg gemacht hatte
Allein das Lager für Ersatzteile müsste hunderte Meter lang sein. Man müsste das Schiff im Orbit zusammenbauen und das Baumaterial, Nahrung, Treibstoff und Leute in zehntausenden Flügen nach oben bringen. Um es überhaupt so beschleunigen zu können dass es die Fluchtgeschwindigkeit Sonne erreicht braucht man riesige Triebwerke und Tanks für Unmengen von Energie. Der Bau würde Jahrhunderte dauern (wenn alles gut geht).Fazit: wir sind in so einem Fall im Arsch, ob jetzt oder in 1000 Jahren. Wenn also mal ein Neutronenstern im Anmarsch sein sollte, schnell kündigen und noch ausleben was man immer schon machen wollte, ob nun Gruppensex in Lack und Leder oder Bankraub oder beides.
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@deejey
In der Doku wurde der nukleare Pulsantrieb als derzeit effektivste Antriebstechnik genannt.
Die Reise zum nächsten Sonnensystem würde ca. 80 Jahre dauern. (Aber soviel Glück werden wir wohl nicht haben das sich dort ein solcher Planet befindet )
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Bitmapper schrieb:
@deejey
In der Doku wurde der nukleare Pulsantrieb als derzeit effektivste Antriebstechnik genannt.
Die Reise zum nächsten Sonnensystem würde ca. 80 Jahre dauern. (Aber soviel Glück werden wir wohl nicht haben das sich dort ein solcher Planet befindet )Ist dieser Antrieb mit den Heck-Explosionen gemeint? ach herrje, selbst wenn das gut ginge, so viel spaltbares Zeugs hätte man doch garnicht?
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deejey schrieb:
so viel spaltbares Zeugs hätte man doch garnicht?
War auch mein erster Gedanke. Dann muss es eben Fusion sein.
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SeppJ schrieb:
deejey schrieb:
so viel spaltbares Zeugs hätte man doch garnicht?
War auch mein erster Gedanke. Dann muss es eben Fusion sein.
Wofür man blöderweise aber auch spaltbares Material braucht.
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Jodocus schrieb:
SeppJ schrieb:
deejey schrieb:
so viel spaltbares Zeugs hätte man doch garnicht?
War auch mein erster Gedanke. Dann muss es eben Fusion sein.
Wofür man blöderweise aber auch spaltbares Material braucht.
Huh? Fusion != Spaltung. Sogar genau das Gegenteil.
Oder meinst du spaltbares Material als Zünder für Fusionsbomben a la Projekt Orion? Das muss eben eine kontinuierliche Reaktion sein oder ein Reaktor, der dann einen elektrischen Antrieb speist.
Selbst mit Bomben a la Orion könnte es reichen, da der Größe einer einzelnen Bombe prinzipiell keine obere Grenze gesetzt ist. Außer natürlich durch die Materialstärke der Rakete, die ja auch bei Fissionsantrieb bereits ein Problem darstellt.
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SeppJ schrieb:
Oder meinst du spaltbares Material als Zünder für Fusionsbomben a la Projekt Orion?
Genau.
SeppJ schrieb:
Das muss eben eine kontinuierliche Reaktion sein
Aber der Fusionsreaktor produziert blöderweise thermische Energie und wenig gerichteten Impuls.
SeppJ schrieb:
oder ein Reaktor, der dann einen elektrischen Antrieb speist.
Ein elektrischer Antrieb? Was kann ich mir darunter vorstellen? Meinst du etwa Laser-Antrieb, also Photonenrückstoß?
Ich glaube, das allergrößte Problem ist erst mal, überhaupt so viel Material (bestimmt in der Nähe von Kreuzfahrtschiffen für so ein Raumschiff, also hundertausende von Tonnen) aus dem Erdschwerefeld zu bekommen. Allein das erfordert Unmassen von Energie. Mit Raketen wird das nicht schaffbar sein. Dafür müsste dann schon ein Weltraumaufzug her.
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Jodocus schrieb:
SeppJ schrieb:
Das muss eben eine kontinuierliche Reaktion sein
Aber der Fusionsreaktor produziert blöderweise thermische Energie und wenig gerichteten Impuls.
Das kannst du auch über ein chemisches Feuer sagen und trotzdem ist dies unser gängiger Raketenantrieb. Das Prinzip wie man aus einem Fusionsreaktor einen Raketenantrieb macht ist dabei genau das gleiche: du baust eine Reaktionskammer, in der die "Verbrennung" stattfindet; das Zeug wird ordentlich heiß und steht dadurch unter enormen Druck; die Kammer hat einen Ausgang, aus der das Zeug dann unter ordentlich Druck gerichtet ausströmt.
SeppJ schrieb:
oder ein Reaktor, der dann einen elektrischen Antrieb speist.
Ein elektrischer Antrieb? Was kann ich mir darunter vorstellen? Meinst du etwa Laser-Antrieb, also Photonenrückstoß?
Möglich, aber ein klassischer Ioneantrieb, wie es ihn schon längst gibt, wäre wohl sehr viel effizienter. Da hat man auch gleich eine sinnvolle Anwendung für das ganze Helium, das man erzeugt. Wenn man diese ganze Masse schon mitgeschleppt hat, kann man schließlich auch noch was nützliches damit tun.
Ich glaube, das allergrößte Problem ist erst mal, überhaupt so viel Material (bestimmt in der Nähe von Kreuzfahrtschiffen für so ein Raumschiff, also hundertausende von Tonnen) aus dem Erdschwerefeld zu bekommen. Allein das erfordert Unmassen von Energie. Mit Raketen wird das nicht schaffbar sein. Dafür müsste dann schon ein Weltraumaufzug her.
Oder eben viele Einzelteile in kleinen Raketen. Erscheint mir zwar aufwändig, aber tendenziell noch machbar. Ich werde mal eine kleine Abschätzung machen, wird aber etwas dauern.
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edit: Ich habe in diesem Beitrag einen Faktor 1000 verschlampt, siehe nächster Beitrag. Der spezifische Impuls eines Fusionsantriebs ist laut Wikipedia bis zu 1000km/s. Ich definiere unser Ziel mal als 5% Lichtgeschwindigkeit. In der Fernsehserie aus dem Eingangsbeitrag wollen sie in 88 Jahren zu Barnards Stern, das sind ungefähr 7% Lichtgeschwindigkeit. Außerdem wollen wir am Ziel anhalten, sonst macht die Reise keinen Sinn. Wir brauchen also ein dV von 0.1c = 30 Mm/s. Ganz schön viel.
Unsere Nutzmasse ist enorm. 100,000 Leute mit Unterkunft und Lebenserhaltung. Wie viel Masse ist das? 100,000 Leute alleine sind schon eine Menge Masse, sagen wir 75 kg pro Person. Sagen wir, die Leute leben wie die Spartaner, dann würde ich sagen, kann man mit 125 kg für Unterkunft und Versorgung (alles wird geteilt und recycelt) auskommen. Das sind 20 Millionen kg Nutzmasse.
Das tippen wir mal in die (klassische) Raketengleichung ein und kommen auf die Gesamtmasse der Rakete: 2*10^140 kg.
Ich hatte schlimmes erwartet, aber das ist dann doch noch mal viel schlimmer als erwartet. Das ist zig Größenordnungen(!) über der Masse des sichtbaren Universums.Ok, neuer Versuch: Antimaterie mit spezifischem Impuls 10000 km/s: 4*10^20 kg. Schon viel besser. Dann brauchen wir bloß die Ozeane der Erde zu Antimaterie konvertieren und los geht's! In der Fernsehserie ist die Erde ja nicht mehr zu retten, also braucht man auf die ganzen Ökoheinis keine Rücksicht zu nehmen.
Vielleicht waren 0.1c auch ein bisschen viel, schlieslich geht Geschwindigkeit exponentiell in die Rechnung ein. Wie wäre es mit 0.05c (und Antimaterie)? Dann brauchen wir eine Rakete von 10^12 kg. Laut Wolframalpha das Gewicht der Biosphäre.
Ja, das Vorhaben ist wohl doch etwas unrealistisch
Drehen wir es daher mal um: Wir verschiffen 100,000 Leute mit Fusionsantrieb, wie schnell können wir dabei ungefähr werden?Da das ungeheuer lahm sein wird, sage ich mal 1000kg Nutzlast pro Person, denn das Schiff wird viele hundert Generationen unterwegs sein. Trockenmasse 100,000 Tonnen, das ist ungefähr ein großer Flugzeugträger. Sagen wir, die Reaktionmasse soll 1000 Mal größer sein als die Nutzmasse (da wir bei der Rechnung den Logarithmus aus dem Masseverhältnis ziehen macht es nicht viel Unterschied, ob wir 1000 Mal oder 10000 Mal oder noch mehr annehmen). Dann kommen wir auf ein dV von: 700,000 m/s. Da wir noch anhalten müssen, nur die Hälfte, 350,000 m/s. Das ist immerhin 10x schneller als die Voyager-Sonden. Da der Schub eines Fusionstriebwerks gewaltig ist (und bei Antimaterie noch viel mehr), geht auch kaum Zeit für die Beschleunigung selbst drauf und wir können in guter Näherung annehmen, dass die Reisegeschwindigkeit quasi sofort erreicht wird, maximal nach ein paar Jahren. In der Fernsehserie, wollten sie zu Barnards Stern. Macht 5000 Jahre Reisezeit. Mit Antimaterie entsprechend 500 Jahre.
100 Millionen Tonnen ins Weltall befördern, das sind ungefähr 1 Millionen Raketen von der Größe des Space Shuttle. Bei 500 Millionen Dollar pro Start sind das ungefähr 500 Billionen Dollar. Plus die Kosten für das Raumschiff selbst. Hier hätte eigentlich ein Witz darüber kommen sollen, der das vorteilhaft mit Bankenrettung oder Militärausgaben vergleicht, aber ich fürchte, Bankenrettung und Militärausgaben sind ganz im Gegenteil ein Witz verglichen mit diesen Kosten. Die gesamte Weltwirtschaft wäre Jahrzehnte damit beschäftigt, dieses Raumschiff zu bauen. Das ist auch gerade das, was wohl in der Fernsehserie vorgeschlagen wurde. Bloß die dortige Reisezeit ist utopisch.
PS: Endlich macht sich meine Kerbal Space Program Erfahrung bezahlt!
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Nachtrag: Arghh, ich habe mit m/s statt km/s gerechnet
. Das ändert alles. Außerdem kann man, wenn man optimistischere Ingenieure befragt, auch 10000km/s für den Fusionsantrieb planen:Um das Fusionsraumschiff mit 20 Millionen kg auf 0.1 c zu bekommen, brauchen wir nicht mehr die vielfache Masse des Universums, aber trotzdem noch die Masse der Erdozeane. Mit einem optimistischen Ingenieur reichen jedoch 500 Millionen kg Treibstoff, das ist ungefähr ein großer Supertanker. Dann hat man auch ein einigermaßen brauchbares Verhältnis zwischen Nutzlast und Treibstoff von 1:20, was dann auch ungefähr heutigen chemischen Raketen entspricht.
In der Fernsehserie ist es um die Erde sowieso geschehen, daher kann man eigentlich auch von der Oberfläche aus starten, selbst wenn man dabei alles radioaktiv verseucht.
Will man alles mit kleinen, chemischen Raketen in einen niedrigen Orbit karren, bräuchte man 5000 Shuttleflüge, 2 Billionen Dollar. Das ist dann wirklich Bankenrettungsniveau oder ein paar Jahre den US-Militärhaushalt anders anwenden.
Da mach sich noch einmal jemand darüber lustig, wenn eine Weltraumagentur mal wieder eine Rakete verliert, weil sie die Einheiten falsch umrechnet. Das passiert anscheinend schneller als gedacht. Die Fernsehserie ist insofern also doch realistisch machbar. Wenn man das optimistische Fusionstriebwerk gebaut bekommt. Und die 100,000 Leute 100 Jahre lang wie unter schlimmsten Lagerbedingungen leben. Ach, mit den Zahlen können wir die Masse (und damit den Luxus) pro Passagier auch erhöhen und einen Swimmingpool, einen Streichelzoo und ein paar Fußballfelder mitnehmen. Vielleicht bleibt sogar noch Platz für einen Arzt und etwas Saatgut :p
PS: Das bedeutet umgekehrt, dass man meine Zahlen aus dem vorherigen Beitrag als gute Abschätzung nehmen kann, was mit chemischen Triebwerken für ein Aufwand nötig wäre. Keine interstellaren Reisen ohne Kernkraft!
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SeppJ schrieb:
Jodocus schrieb:
SeppJ schrieb:
Das muss eben eine kontinuierliche Reaktion sein
Aber der Fusionsreaktor produziert blöderweise thermische Energie und wenig gerichteten Impuls.
Das kannst du auch über ein chemisches Feuer sagen und trotzdem ist dies unser gängiger Raketenantrieb. Das Prinzip wie man aus einem Fusionsreaktor einen Raketenantrieb macht ist dabei genau das gleiche: du baust eine Reaktionskammer, in der die "Verbrennung" stattfindet; das Zeug wird ordentlich heiß und steht dadurch unter enormen Druck; die Kammer hat einen Ausgang, aus der das Zeug dann unter ordentlich Druck gerichtet ausströmt.
Hm. Ich bekomme da kein richtiges Bild von. Bei chemischen Reaktionen bekommst du ein Gas, welches enormen Druck hat und nur an einer Stelle rauskann. Bei Fusion hast du einige schnelle Neutronen (die ich jetzt eher nichts als Gas bezeichnen würde), die gleichverteilt in alle Richtungen schießen und keine Anstalten machen, an den Wänden reflektiert zu werden, wie z.B. Gasmoleküle.
Wenn du auf der Erde mit Nuklearantrieb starten willst, zerfetzt du dein Schiff durch die ganzen Druckwellen. Die Bedingungen für thermonukleare Explosion innerhalb einer Atomsphäre sind ja doch etwas anders als im All und stellen ganz andere Anforderungen. Ich fürchte, um den chemischen Antrieb kommt man nicht umhin, zumindest, um aus dem Erdschwerefeld zu kommen.
Unabhängig vom Antrieb: Im All haben wir dann ganz schön viel Strahlung in unterschiedlichen Geschmackssorten. Die Studien zum Marsflug scheinen ja schon zu belegen, dass selbst das schwierig werden könnte. Ich fürchte, vor allem die Details sind zu mannigfaltig. Es gibt zu viele kleine, aber sehr tödliche Probleme bei der Sache. Mit gegenwärtiger Technik, selbst wenn wir Fusionskraft noch hinzunähmen, kann ich mir das nicht vorstellen.
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Jodocus schrieb:
Hm. Ich bekomme da kein richtiges Bild von. Bei chemischen Reaktionen bekommst du ein Gas, welches enormen Druck hat und nur an einer Stelle rauskann. Bei Fusion hast du einige schnelle Neutronen (die ich jetzt eher nichts als Gas bezeichnen würde), die gleichverteilt in alle Richtungen schießen und keine Anstalten machen, an den Wänden reflektiert zu werden, wie z.B. Gasmoleküle.
Das kann halt eine Reaktionsmasse im oder nahe des Reaktors sein, die die Neutronen absorbiert und dadurch geheizt wird. Das sind dann die niedrigen Abschätzungen für den spezifischen Impuls von 100-1000km/s.
Besser wird es natürlich, wenn man die Fusionsprodukte direkt benutzen kann. Das war mir vorher auch nicht bekannt, das sind dann die optimistischen Abschätzungen aus meinem zweiten Beitrag. Da ich auch erst nach Schreiben meines ersten Beitrags darauf gestoßen bin, verlinke ich mal direkt:
https://en.wikipedia.org/wiki/Fission-fragment_rocket
Klingt für mich auch noch sehr abenteuerlich, ist aber vermutlich das, worauf die TV-Serie (die ich nicht gesehen habe) sich bezieht. Passt jedenfalls von der Zeit her (2007/2012) und nur mit einem spezifischen Impuls von 10000km/s und mehr kommt man auf brauchbare Zahlen (siehe oben).
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Das ist interessant, aber die Masse wird weitaus größer sein als 20 Mio kg.
Wie bereits gesagt dicke Wände und Anbauflächen, außerdem nützt es uns nichts wenn wir mit leeren Händen auf dem neuen Planeten ankommen
In der Serie wird tatsächlich der Antrieb mit den Heck-Explosionen verwendet.
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Bitmapper schrieb:
Das ist interessant, aber die Masse wird weitaus größer sein als 20 Mio kg.
Die Masse der Nutzlast geht aber "nur" linear in die Rechnung ein. Hat man 100 Mio kg Nutzlast, so hätte eine Rakete mit 2.5 Milliarden kg Fusionstreibstoff immer noch die gleiche Performance, die ich ausgerechnet hatte. Wenn es vorstellbar war, eine 500 Millionen kg Rakete zu bauen (und das fand ich locker vorstellbar, wenn die Weltwirtschaft wirklich alles stehen und liegen lässt), dann gehen auch 2.5 Milliarden noch locker. Oder auch mehr. Die Gesellschaft an Bord sollte so organisiert sein, dass möglichst alles geteilt wird. Es braucht nicht jeder sein eigenes Bett, geschlafen wird in Schichten. Nicht an jeder Ecke eine Arztpraxis, ein zentrales Krankenhaus (oder zwei zur Redundanz). Die dicken Schutzwände werden schließlich auch von allen geteilt, anstatt das jeder seinen persönlichen Bunker hat. Das spart massiv Gewicht.
Anbaufläche? Klingt irgendwie ineffizient. Das geht doch gewiss besser mittels technischer Methoden. Oder wenn schon biologisch, dann kann man doch bestimmt irgendwelche Pilze oder Algen auf der Scheiße wachsen lassen und daraus Tofuersatz herstellen. Mit einer Fabrik für künstliche Aromen, damit es nicht zu langweilig wird. Wenn die Umlaufbahn um den Zielplaneten erreicht ist, kann das Labor anfangen, die fehlenden Spezies aus der Genbank zu klonen.
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SeppJ schrieb:
Oder wenn schon biologisch, dann kann man doch bestimmt irgendwelche Pilze oder Algen auf der Scheiße wachsen lassen und daraus Tofuersatz herstellen. Mit einer Fabrik für künstliche Aromen, damit es nicht zu langweilig wird. Wenn die Umlaufbahn um den Zielplaneten erreicht ist, kann das Labor anfangen, die fehlenden Spezies aus der Genbank zu klonen.
Brave New World. Da würde ich lieber auf der Erde sterben. So schön wie hier kann es definitionsgemäß sowieso nirgendwo im Kosmos sein.
Ganz unabhängig von der technischen Machbarkeit sehe ich momentan nicht das Potential in der Menschheit, so ein vorausschauendes Projekt anzugehen. Die Menschen scheinen nicht vorausahnend zu handeln, sondern erst, wenn sie dazu genötigt werden. Wenn das Klima sich wandelt, haut man eben ab - so haben wir das immer gemacht. Bei einer akuten Bedrohung, die scharf zwischen Leben und Tod entscheidet, also eine buchstäbliche Deadline, würde den Menschen animieren, wo er den Untergang unmittelbar vor Augen hat - aber nicht mal der Rote Riese würde uns dazu nötigen, die Erde zu verlassen, weil das alles zu abstrakt und zu langsam von Statten geht. Da ist es mit den Menschen eben wie mit dem viel zu oft zitieren Frosch im heißen Wasser.
Ich spekuliere eher auf Untergang der Menschheit, ausgelöst durch Kataklysmus. Die gab's immer mal und noch nie, seit es Menschen gab. Plus, die kommen unerwartet. Wir müssten im Prinzip sofort mit dem Bau dieses Schiffes beginnen, man weiß ja nie.
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@Jodocus
Naja, eine Supernova ist unvermeidlich, aber wenn wir solange überleben haben wir bis dahin "hoffentlich" schon eine Vielzahl von anderen Planeten besiedelt.
Falls du auf einen Kometen/Asteroid meinst, unerwartet kommen keine die das Potential hätten uns auszurotten
Selbst wenn könnten wir sie wenigstens sprengen um den Schaden etwas zu begrenzen.
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Jodocus schrieb:
SeppJ schrieb:
Oder wenn schon biologisch, dann kann man doch bestimmt irgendwelche Pilze oder Algen auf der Scheiße wachsen lassen und daraus Tofuersatz herstellen. Mit einer Fabrik für künstliche Aromen, damit es nicht zu langweilig wird. Wenn die Umlaufbahn um den Zielplaneten erreicht ist, kann das Labor anfangen, die fehlenden Spezies aus der Genbank zu klonen.
Brave New World. Da würde ich lieber auf der Erde sterben. So schön wie hier kann es definitionsgemäß sowieso nirgendwo im Kosmos sein.
Wir können ja mal darüber reden, was im Chicken McNugget drin ist
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SeppJ schrieb:
Jodocus schrieb:
SeppJ schrieb:
Oder wenn schon biologisch, dann kann man doch bestimmt irgendwelche Pilze oder Algen auf der Scheiße wachsen lassen und daraus Tofuersatz herstellen. Mit einer Fabrik für künstliche Aromen, damit es nicht zu langweilig wird. Wenn die Umlaufbahn um den Zielplaneten erreicht ist, kann das Labor anfangen, die fehlenden Spezies aus der Genbank zu klonen.
Brave New World. Da würde ich lieber auf der Erde sterben. So schön wie hier kann es definitionsgemäß sowieso nirgendwo im Kosmos sein.
Wir können ja mal darüber reden, was im Chicken McNugget drin ist
Bäh, ich weiß schon, warum ich sowas nicht esse.
