Wenn wir Raumfahrtbegeisterten es zu entscheiden haetten

[icke]

Der Sinn vons Janze

Teilweise kann ich da folgen, aber was der Diskussion fehlt ist das Thema, möglicher sozio-ökonomischer Benefit aus den Raumfahrtmissionen. Was bringt uns das?

Endlich spricht es einer aus. Was bringt es?? :?!
Was hat der "normale" Erdenbürger von den Experimenten im All, von irgendwelchen tollen Kristallen, die in der Schwerelosigkeit gezüchtet wurden? Was nutzen uns irgendwelche Bodenschätze auf dem Mond oder dem Mars? Eigentlich nur der Presse und den Verschwendern: "Wenn wir alles, was wir auf der Erde haben, verbraten haben, können wir ja immer noch eine Seilbahn zum Mond bauen, dort gibt es Nachschub."
Beispiel: Selbst wenn man Helium3 auf dem Mond fördert, wie soll es wirtschaftlich auf die Erde gebracht werden? Verstromt in Form von Li-Ionen Akkus? Im Gastanker? Per Pipeline? Das ist meiner Meinung nach genauso sinnlos wie die Urknallforschung!
Oder ist es das Kommunikationsproblem, das weiter oben angesprochen wurde?

Man sollte sich immer mal wieder fragen, welche Probleme mit der gerade betriebenen Forschung gelöst werden können.
Die größten sehe ich in der Versorgung mit Energie und Nahrung ohne Zugriff auf Bodenschätze (beides gleichwertig, daher alphabetisch sortiert). Wenn wir das nicht in den Griff bekommen, werden diese Sch....-Kriege weitergehen und größere Ausmaße annehmen.
Insofern stimme ich Henning in den meisten Punkten zu. Was nutzen uns irgendwelche Bakterien auf dem Mars, wenn wir unsere Probleme nicht lösen können? (Psst, sie lenken ab, nicht weitersagen!)

Das war jetzt jwd aus dem Thema, es musste aber einmal sein! Auch wenn es sich nicht so liest, ich gehöre auch zu denen, die sich für die Luft- und Raumfahrt begeistern.

Zurück zum Thema:
Mein Wunsch:
unbemannte Erdfernerkundung (Wetter, Oberfläche, Geologie, Umweltschäden, ...)

 

[Rhönlerche]

Diese kulturpessimistische Steinzeit-Sehnsucht kann ich nicht verstehen. Guck Dir doch bloß den Nutzen von Satelliten für die Landwirtschaft, Kommunikation oder Katastrophenschutz an.

Grundlagenforschung mag Vielen zu abstrakt klingen, ist aber auch sehr wichtig.

Und die Frage "entweder oder" stellt sich so nicht. Wenn man die Raumfahrt aufgibt, verhungern morgen immer noch Menschen. Die sind auch vor der Raumfahrt immer schon verhungert. (Nicht dass mir sowas egal wäre)

 

[Mannerl]

Hallo zusammen!
ich finde es nicht steinzeitmäßig wenn man der Meinung sei es sei nicht so wichtig wieder Menschen auf dem Mond oder sogar auf dem Mars mit viel Aufwand (Steuergeld) zu bringen.

Grundsätzlich darf man ja fragen was das "alles" immer der Allgemeinheit bringen soll!

 

[Rhönlerche]

Ja, das sehe ich wie Du. Den Zusammenhang unterstelle ich auch nicht.

 

[icke]

Ich habe es vielleicht etwas provokativ dargestellt, wenn auch mit Absicht. Aber soweit entfernt sind unsere Meinungen in den wichtigen Punkten nicht:

Guck Dir doch bloß den Nutzen von Satelliten für die Landwirtschaft, Kommunikation oder Katastrophenschutz an.

Sehe ich genauso. Siehe oben, u. a. letzter Absatz.

Grundlagenforschung mag Vielen zu abstrakt klingen, ist aber auch sehr wichtig.

Solange das Ganze einen Sinn hat, ist dagegen nichts einzuwenden, im Gegenteil. Wenn man aber bei manchen (scheinbar) sehr praxisfernen Vorhaben dann die Summen hört, die dafür verbraucht werden, fragt man sich schon, wozu das Ganze gut sein soll. Vielleicht bin ich auch zu blöd das zu verstehen. :?!
Ich werde im FF einmal die Raumfahrtabteilung durchackern, vielleicht finde ich Antworten auf Fragen, wenn nicht werde ich sie an passender Stelle stellen (hier natürlich nicht, das wäre dann doch zu weit weg vom Thema).

Wenn man die Raumfahrt aufgibt, verhungern morgen immer noch Menschen.

Das ist das eigentlich traurige an der Sache, da stimme ich Dir zu.

Ich klettere dann mal wieder auf meinen Baum, Blätter knabbern.;)

 

[mcnoch]

Solange das Ganze einen Sinn hat, ist dagegen nichts einzuwenden, im Gegenteil. Wenn man aber bei manchen (scheinbar) sehr praxisfernen Vorhaben dann die Summen hört, die dafür verbraucht werden, fragt man sich schon, wozu das Ganze gut sein soll. Vielleicht bin ich auch zu blöd das zu verstehen. :?!
Ich werde im FF einmal die Raumfahrtabteilung durchackern, vielleicht finde ich Antworten auf Fragen, wenn nicht werde ich sie an passender Stelle stellen (hier natürlich nicht, das wäre dann doch zu weit weg vom Thema).

Ich klettere dann mal wieder auf meinen Baum, Blätter knabbern.;)

Der Nutzen ist nicht immer ganz so offensichtlich, wie es sich die Verantwortlichen, Medien und Otto-Normalsteuerzahler so wünschen. Gerade bei der Grundlagenforschung und Technologieforschung ist dies schwierig. Selten fällt da ein Produkt direkt ab, meist ist es um ein paar Ecken. Ohne die Raumfahrt gäbe es einige Technologien (z.B. MRT, CT) nicht, denn wir hätten einfach das Verständnis für bestimmte physikalische Zusammenhänge noch nicht. Viele Materialien und Produktionsverfahren sind für die Raumfahrt entwicklet worden, die dann so auch im zivilen Sektor verwendet werden. Es gibt auf diese Technologien in aller Regel keine Patente, sind also sofort von jedermann kostenlos nutzbar. So ein Raumfahrtprogramm liefert viel mehr für die Wirtschaft als nur ein paar Raketenteile. Es geht bei Treibstoffen und so erst los, Baumaterialien, Bekleidung, Medizin, Stoffe, Simulationstechniken, etc.. kommen dann dazu. Und ein nicht zu verachtender Punkt ist die Ausbildung/Beschäfftigung die hochspezialisierte Wissenschaftler und Techniker dort zeitweise finden. Es gibt nur wenige, die ihr ganzes Arbeitsleben in so einem Proramm arbeiten, die meisten sind nur für ein Projekt (3-5 Jahre) dabei und stehen nachher dem freien Arbeitsmarkt zur Verfügung und werden für "zivile" Projekte genutzt. Wenn du solche Projekte nciht hättest, hättest du auch nciht die Zahl an solchen Spezialisten, denn der freie Makrt bildet die kaum aus, viel zu teuer und aufwendig.

Hey, nicht alle Blätter auf einmal verputzen, wenn das alle machen, führt dies unweigerlich zum Waldsterben.

 

[AE]

Ich habe es vielleicht etwas provokativ dargestellt, wenn auch mit Absicht. ... Wenn man aber bei manchen (scheinbar) sehr praxisfernen Vorhaben dann die Summen hört, die dafür verbraucht werden, fragt man sich schon, wozu das Ganze gut sein soll. Vielleicht bin ich auch zu blöd das zu verstehen.

Blödheit wird niemand unterstellt! Man darf auch mit unterschiedlichen Meinungen sich auf dem selben intellektuellen Niveau bewegen.
Wenn man immer nach dem Nutzen fragt, wären wir noch im Wald als Affen ohne Fell. Warum suchten viele wie Kopernikus den Himmel ab? Einen Sinn zur damaligen Zeit von sofortigen direkten Nutzen, auf Heller oder Taler abrechenbar gab es wohl nicht. Trotzdem war der Mensch immer neugierig, im Bereich der Wissenschaft seine beste Eigenschaft.

Wenn man schon nach verschwendeten Mittel fragt, warum werden im Bereich der ABC-Waffen Mrd. vernichtet, von sinnvoll eingesetzt kann dort keine Rede mehr sein. Oder russische u-Boot-Rüstung usw. Da spielt die Raumfahrt nicht mehr die Rolle. Man könnte ohne nationale Egoismen und Bündelung der Ressource viel mehr erreichen.

 

[Amenophis]

Es gibt auch Beispiele, in denen die Forschung im All direkte Grundlagen für Anwendungen liefern kann (und nicht umgekehrt, wo Know-how aus der Raumfahrttechnik für den Alltag adaptiert wurde).
Beispielsweise die "tollen Kristalle": Hierbei ist das Züchten von Proteinkristallen in der Schwerelosigkeit gemeint. Um die Struktur von Proteinen aufklären zu können gibt es verschiedene Ansätze. Einer bedient sich der Tatsache, dass man Proteine kristallisieren und die Kristalle in einen feinen und intensiven Röntgenstrahl einbringen kann. Hierbei entsteht ein Difffraktionsmuster aus dem man auf die 3D-Struktur des Proteins zurückrechnen kann. Diese Methode erlaubt Auflösungen im atomaren Bereich..man kann also akkurat berechnen wo jedes Atom des Proteins sich befindet. Wozu nun das Ganze?
Ein plakatives Beispiel ist das direkte Design von Medikamenten. Man kennt das Enzym dass man beeinflussen will, hat dessen 3D-Struktur und kann nun Medikamente "designen" die effektiv und mit weniger "side-effects" dieses Enzym hemmen/an bestimmte Stellen binden. Das langwierige Screenen und Austesten von potentiell interessanten Stoffen entfällt.
Auch lassen sich so neue Antibiotika designen (teilweise als Kombination zwier bereits vorhandener) gegen die noch keinerlei Resistenzen vorhanden sind, die in geringeren Dosen wirken und weniger Nebenwirkungen haben . Dieses Forschungsgebiet wurde dieses jahr übrigens mit dem Nobelpreis in Chemie ausgezeichnet.
Knackpunkt hierbei ist jedoch das "Züchten" der Kristalle. Nicht jeder Kristall hat gute Diffraktionseigenschaften und man benötigt oft viele Versuche um halbwegs gute Kristalle zu erhalten. Auf der ISS wurden bereits Versuche zur Kristallisation durchgeführt. Hierbei zeigte sich, dass die Schwerelosigkeit sich positiv auf die Qualität der Kristalle auszuwirken scheint. Die Kristalle wurden größer und qualitativ besser (d.h. sie lieferten klarere und genauere Diffraktionsbilder)
http://www.nasa.gov/pdf/389388main_ISS%20Science%20Report_20090030907.pdf Ab Seite 89

Natürlich sind das erst Anfänge, nur hat die Forschug auf diesem Gebiet noch jede Menge Potential und ich denke, dass wir im laufe der nächsten Jahre mit einigen spannenden Entdeckungen rechnen können.

 

[pok]

Der Weg zur echten Raumfahrt

Damit es hier mal weitergeht werfe ich einmal den naechsten Hut in den Ring.
Immer davon ausgehend, das alle Menschen so wie ich bereit sind US$ 50 pro Monat an Extrasteuern zu zahlen, reicht das Geld nicht nur fuer einen wuerdigen Shuttle Nachfolger, eine grosse, meinetwegen auch rotierende Raumstation und eine Mondbasis sowie regelmaessige Marsfluege, sondern es bleibt genug Geld uebrig, um die Grundlagen fuer erste bemannte Interstellare Mission zu entwickeln.
Realistisch ist m.E der Start der ersten Mission in 50 Jahren.
Meilensteine dafuer sind :

1.) Ionenantrieb, der zuverlassig auch nach einer Pause von mehreren Jahrhunderten arbeitet.
2.) Medizinisches Prozedure um Menschen fuer die Flugdauer ohne all zu grosse Schaden im alterungsfreien Tiefschlaf zu halten ( Ich halte die Idee eines Generationsschiffes oder der "kuenstlichen Zeugung" bei Akunft fuer Unethisch und auch unpraktikabel, da die Erziehung und das Training in so einem kleinen Schiff nicht gelingen kann).
3.) Konstruktion und Erprobung eines Schiffes, das durch modularen und redundanten Aufbau auch nach Hochgeschwindigkeitstreffern ueberlebensfaehig ist.
4.) Aufklaerung von benachbarten Sonnensystemen, um die erfolgversprechensten Ziele vorab festzulegen.
5.) Da die Chance eine "neue Heimat" zu finden recht gering ist, muss Hardware und Energievorrat reichen fuer Hin und Rueckflug.
6.) Rohstoffkreislauf der geschlossen, redundant und autark ist.

Die groesste Herausforderung ist bestimmt die Langzeitfunktionsfaehigkeit der Technik. Heutzutage ginge das nur durch permanente Wartung, die in diesem Fall durch Roboter durchgefuehrt werden muss. Einige Dinge wie z.B. Dichtungen und deren Gummirohstoffe muessten waerend des Fluges an Bord hergestellt werden, da der Rohstoff "altert". Die EDV muesste ggf. als Makro version von dem was wir kennen Dauerfest gemacht werden. All das darf trotzdem nicht zu schwer werden, es muss ja 4x Beschleunigt werden ( Start von Erdumlaufbahn, bremsen am Ziel, start am Ziel fuer Rueckflug, bremsen in Erdumlaufbahn, wobei dann evtl es reicht wenn eine kleine Kapsel die Crew abbremst und das Schiff leer weiterfliegt.

Grundsaetzlich ist das was ich hier ausfuehre mit einer Weiterentwicklung der heutigen Technik moeglich. So eine Mission wuerde die Menschheit fuer einen langen Zeitraum so vereinen, wie es Apollo 11 fuer einige Tage vermochte.
Sollte es in Reichweite der Menschheit eine zweite Erde geben, so sollte deren humane Besiedlung nicht am finanziellen Aufwand scheitern finde ich.
Das globale BIP lag 2007 bei 54.274 Mrd. US-Dollar, mit einem Bruchteil dessen koennte man mehrere solcher Missionen pro Jahr losschicken.

 

[mcnoch]

Die EDV muesste ggf. als Makro version von dem was wir kennen Dauerfest gemacht werden.

Da schneidest du einen sehr wichtigen und gern unterschätzten Punkt an. Die IT an Bord einer Langzeitmission müßte nicht nur softwareseitig upgrade-fähig sein, sondern auch die Hardware müßt erneuert und ggf. aufgerüstet werden können. Es gibt daher schon seit langem Projekte, die sich mit der "einfachen" Herstellung von "gedruckten Schaltungen" beschäfftigen. Die bisherigen Verfahren für diese Ziele sind noch zu aufwendig, aber durchaus erfolgversprechend. Die NASA ist da an verschiedenen Einzelprojekten beteiligt. So könnte nicht nur Ersatz für bestehende Chips in Form eines Ersatzteils geschaffen werden, sondern auch verbesserte Hardware-Designs an Bord eines Raumschiffes oder in einer Raumstation produziert werden. Standard-Gridframes hat man hierfür schon entwickelt, in die alle Chips an Bord eingesetzt werden würden. Aber natürlich muss auch diese Architektur bis sie Einsatz findet noch x-mal modernisiert werden.:-)

 

[spacer]

Na, ich will auch mal meinen Senf zur ursprünglichen Frage geben:
meiner Meinung nach sollte die Menschheit im niedrigen Erdorbit präsent bleiben, eben weil dort so viele Forschungsunternehmungen möglich sind, die einen Nutzen für die Erde bringen.
Dennoch sollte natürlich auch die Erkundung des Weltraums durch die Raumfahrt weitergehen, wenn möglich bemannt, denn Menschen können in vielen Situationen Leistungen erbringen, zu den Roboter einfach nicht fähig sind.
Insbesondere die Erkundung des Mars halte ich für wichtig, da er in der Vergangenheit der Erde sehr ähnlich war Wir können durch die gründliche Erforschung des Mars auch etwas über Vorgänge auf der Erde lernen.
Um sowohl die bemannte Exploration des Weltalls als auch die gleichzeitige permanente Präsenz im Erdorbit möglich zu machen, ist wohl eine internationale Kooperation nötig. Diese Kooperation sollte auch China einbeziehen, trotz des angespannten Verhältnisses zwischen China und den USA.
Eine Kooperation in der Raumfahrt kann auch eine Vorreiterolle bei der Verbesserung der politischen Beziehungen solcher Staaten spielen. Ich denke, dass sollte auch mit ein Nutzen der Raumfahrt sein

 

[pok]

...
Um sowohl die bemannte Exploration des Weltalls als auch die gleichzeitige permanente Präsenz im Erdorbit möglich zu machen, ist wohl eine internationale Kooperation nötig. Diese Kooperation sollte auch China einbeziehen, trotz des angespannten Verhältnisses zwischen China und den USA.
...

Dem halte ich entgegen, das dieser Vorschlag die gesellschaftlichen Realitaeten ( Nationalstolz ) in China und USA ignoriert.
Zum anderen sind multinationale Projekte in Sachen Effizienz und gradlinige Technische Verwirklichunbg eigendlich noch nie erfolgreich gewesen.
( ISS, A400M ....) .
So provokannt es klingen mag, wenn Obama wirklich ernsthaft aus der bemannten Raumfahrt aussteigen will, dann schlaegt er naechste Woche vor eine UN Weltraumbehoerde zu schaffen. Da koennen wir sicher sein, das nichts mehr passiert ! Und er kriegt zum Dank von den Europaeern den naechsten Nobelpreis hinterhergeworfen.

 

[koehlerbv]

Hi pok,

wo liest Du, dass die US-Administration aus der bemannten Raumfahrt aussteigen will? Es wurde doch sogar zusätzliches Geld versprochen (knapp 6 Milliarden) - nur eben nicht für Mond- oder Marsflüge. Was sollten die Amerikaner (oder wer auch immer) auch dort?? Die Welt hat nach wie vor ganz andere Probleme.

Ist es Nationalstolz, dass in das zweite Projekt "bemannte Mondlandung" schon wieder bereits über 9 Milliarden Dollar versenkt wurden? Kann es eigentlich nicht sein, denn viel peinlicher ist es doch, dass *die* Erdaussenbasis "ISS", die sich auch am ehesten rechnen lässt, in den kommenden Jahren einzig von russischer Transport-Kapazität abhängig ist.

Bei den längerfristigen Aussichten der amerikanischen Volkswirtschaft (schleichender Abgang des Dollar als Leitwährung und damit abnehmende Bedeutung der USA als bestimmender Finanzplatz - obwohl die USA 73% der BIP im Dienstleistungssektor erzielen, davon wieder ein bedeutender Anteil durch den Finanzsektor, hinzu kommt ein Aussenhandelsdefizit von 700 Milliarden Dollar - die USA leben weiterhin auf Pump) muss gespart werden. Das Setzen neuer Aspekte auch in der Weltraumforschung und ersten Ansätzen der Weltraumindustrie halte ich das Vorgehen der jetzigen Administration für sinnvoll.

Bernhard

 

[pok]

...wo liest Du, dass die US-Administration aus der bemannten Raumfahrt aussteigen will? Es wurde doch sogar zusätzliches Geld versprochen (knapp 6 Milliarden) - nur eben nicht für Mond- oder Marsflüge. Was sollten die Amerikaner (oder wer auch immer) auch dort?? Die Welt hat nach wie vor ganz andere Probleme....

http://www.n-tv.de/politik/Obama-legt-Haushalt-vor-article705809.html

Die in Aussicht gestellten Mittel sind nicht für die Entwicklung eines Lifters für bemannte Missionen vorgesehen. Wie die Industrie so etwas für wenig Geld bauen, zertifizieren und betreiben soll, weiß keiner und werden Investoren auch gar nicht erst herausbekommen wollen. Wenn die NASA es nicht macht, dann macht es keiner fürchte ich. Diese Haltung "Was sollten die Amerikaner (oder wer auch immer) auch dort" fürchte ich ist zusammen mit einer ganz normalen Budgetsituation ( Geld muss knapp sein, sonst bräuchten wir es nicht :-) ) jetzt für die US Administration der Auslöser, die bemannte Raumfahrt einzustellen. In 10 Jahren damit wieder anzufangen, gestützt auf eine zivile " Raumfluggesellschaft" halte ich für komplett unrealistisch !

 

[mcnoch]

In 10 Jahren damit wieder anzufangen, gestützt auf eine zivile " Raumfluggesellschaft" halte ich für komplett unrealistisch !

Stimmt, dass einzige, was die USA wieder in die bemannte Raumfahrt locken könnte wäre, wenn sich China all zu breit im All machen würde.

 

[koehlerbv]

Ich lese es nicht so, dass das Geld ausschliesslich in die Förderung privater Unternehmen gesteckt werden soll. Die Ares / Constellation / Orion-Erkenntnisse sollen ja auch nicht vergeblich sein.

Ich denke, hier sollten wir abwarten, bis genaueres bekannt ist. Die Amerikaner werden hier bestimmt nicht einfach so "die Hosen runterlassen". Und China ist doch in den nächsten x Jahren im Weltall keine Bedrohung - da fehlt noch viel zu viel. Für das Ausschalten missliebiger Satelliten braucht zudem weder China noch die USA bemannte Raumfahrzeuge.

Bernhard

 

[pok]

Ja und nein, und auch vielleicht.
Ich kann leider dieses "out of the box" Denken nicht so gut, vermutlich weil ich über die Beschränkungen zu gut weiß. Manche FF-Teilnehmer sehen mich ja schon als Fortschrittsverhinderer. Ist allerdings falsch, denn nur mit dicken Visionen raushauen kommt man keinen Meter weiter.
Man muss eben die Brücke zwischen dem
1 technisch möglichen
2 finanziell möglichen
3 wissenschaftlich sinnvollen
4 politisch (populär) vertretbarem
bauen.
.....

Da hat mein Freund Schorsch natürlich recht. Und nach einigen Wochen Recherche, wälzen meines alten Physikbuches und der Reaktivierung meines wissenschaftlichen Taschenrechners will ich hier erst mal darlegen warum zur Zeit ein Interstallare Mission ausgeschlossen ist und was passieren muss um sie zu ermöglichen.
Der Uebersichthalber und um Euch hier die Möglichkeit zu geben mich zu korrigieren schön Stück für Stück.
Ich gehe gerne auf alle Einwände ein, solche Sachen wie "Beamen, Wurmlochtransformation und Warpgeneratoren" will ich aber nicht kommentieren müssen.
1.) Welche Probleme können die Mission dauerhaft unmöglich machen
1.1) Wenn zwischen Sonnensystem und Ziel Partikel entdeckt werden, die bei der gewählten Geschwindigkeit eine unakzeptable Katastrophenrisiko bei einer Kollision darstellen.
Zur Zeit unbekannt, kann nur Durch Unbemannte Missionen erkundet werden.
1.2) Die Systeme können nicht ausreichend gegen Alterung und Beschädigung gehärtet werden. Zur Zeit kann man weder exakt abschätzen welche Wirkung Strahlung und Mikrotreffer haben, noch kann man z.B. Elektronik für Jahrzehnte sicher betreiben. Viel Grundlagenforschung und dann unbemannte Missionen zur validierung notwendig. Entweder unmöglich oder die Extreme Kälte hilft vielleicht
1.3) Auch wenn es z.B. gelingt einen Kernfussionsreaktor als Energiequelle an Bord des Schiffes zu betreiben, so wird wohl immer noch ein Carnotprozess benötigt um z.B. elektrische Energie für ein Ionentriebwerk bereitzustellen. dafür benötigt man eine enorme Kühlleistung, deren Bereitstellung im Vakuum sehr schwer sein wird, da dort nur durch Wärmestrahlung gekühlt werden könnte.
Entweder muss man die notwendigen Kühler entwickeln oder man muss den Carnotprozess umgehen und elektrische Energie direkt erzeugen. Grundlagenforschung notwendig und evtl. Unmöglich.
1.4) Datentransfer über interstellare Entfernungen ist nicht nur sehr Störungsanfällig, sondern benötigt riesige Antennenanlagen und Energiemengen. Bin dafür kein Fachmann, vermute aber das Antennendurchmesser und Sendeenergie neben der Signallaufzeit zur Zeit nicht beherrschbar sind.

2.) was geht maximal mit der vorhandenen Technologie und wie weit kommt man damit
3.) Was muss passieren damit eine unbemannte Sonde gestartet werden kann
4.) Was muss passieren damit eine bemannte Mission gestartet werden kann
5.) Wie könnten die bemannten und unbemannten Schiffe/Sonden aussehen und wie nicht. Das kritisieren von z.B. Film und Fernsehkonstruktionen könnte letztlich das Unterhaltenste an diesem Thema sein, deswegen zum Schluss.

 

[pok]

Beitrag 2 Was geht maximal mit heutiger Technologie

Warum wir mit heutiger Technologie keine Interstellare Raufahrt betreiben können.
Folgendes Gedankensspiel :
Man bringt eine voll getankte Saturn V in eine Erdumlaufbahn. Nutzlast ist eine Interstellare Sonde mit m=12t, das könnte so ungefähr ein Hubbleteleskop sein. Daten werden nur aufgezeichnet, für Datentransfer, der technisch eh kaum zu machen ist, ist keine Masse mehr übrig.
(Vereinfachungen und unrealistische Annahmen :
Eine voll getankte Saturn V kann in eine Erdumlaufbahn kommen .
Die Interstellare Sonde kann wenn sie von der Sonne zu weit weg ist, einfach einfrieren und am Ziel durch Lichtenergie des Zieles wieder auftauen und funktionieren.
Da wir die 3. Kosmische Geschwindigkeit von minimal 12,3 km/s deutlich überschreiten, vernachlässigen wir Anziehung der Sonne und des Zielsternes ( heben sich in unserer schönen heilen Welt bei einem Roundtrip auf ).
Des Weiteren gehen wir davon aus, das wir die exakten Positionen und Relativbewegungen der Himmelskörper während der ganzen Missionsdauer kennen.
Die Sonde soll außerdem 2 Swing by Manöver am Beginn der Mission durchführen um zusätzliche Geschwindigkeit aufzunehmen.
Der Roundtrip ist ein Anfliegen des Doppelsternsystems Alpha Centauri, das zur Zeit ~ 4,3 Lichtjahre von uns entfernt ist, dort ein weiteres Swing by, das die Sonde zurück zur Erde lenkt. Dort wird in Sonnennähe die Sonde zum 2. Mal aufgetaut und sendet die Bilder und Messdaten dann zur Erde.
Jetzt die ernüchternde Berechnung :
Wer nachrechnen will :
http://de.wikipedia.org/wiki/Raketengleichung
http://www.bernd-leitenberger.de/saturn5.shtml
mit : m Sonde = 12 t
m start 2899 t
Delta v 1. Stufe = 6020 m/s
Delta v 2. Stufe = 5941 m/s
Delta v 3. Stufe = 9314 m/s
Delta v Swing by = 8000 m/s ( Wenn der Jupiter oder der Saturn so nett ist 2x hintereinander richtig zu stehen )

in Summe 27,1 km/s, das ist schon ordentlich Dampf, Voyager 1 macht etwa 17 km/s, New Horizons 16,2 km/s
Trotz aller sehr optimistischen Annahmen erreichen wir so gerade mal 1 / 10 000 der Lichtgeschwindigkeit, das heißt wir verpassen sogar das Sonne- Alpha Centauri Entfernungsminimum im Jahre 30 000 n.Chr und wir verlieren beim Swing by dort ordentlich Geschwindigkeit für den Rückflug, kämen wir in den nächsten 28 000 Jahren dort an, könnten wir beim Return Swing by sogar noch was Geschwindigkeit rausholen !
Unsere Hinreisezeit betrüge ~ 43 000 Jahre, d.h. das Ziel fliegt uns davon und wir kriegen es nicht.
Selbst wenn wir nur 2 Tonnen Sondengewicht annehmen, so erreichen wir nur 29,3 km/s, was uns kaum weiterhilft.

Fazit, mit chemischen Raketenantrieben werden wir außerhalb unseres Sonnensystems nicht forschen können. Abgesehen davon, das nach etwa 100 000 Jahren vielleicht kein Mensch mehr auf den Heimkehrer wartet, wird die Sonde dann wohl ihre Funktionsfähigkeit eingebüsst haben.

Wer nachrechnen will oder ( ausser Rundungsungenauigkeiten ) Fehler entdeckt, kann meine Berechnung gerne haben, wollte diesen Beitrag nicht zu lang machen.

Quellen : Mein Physikbuch, Wikipedia und Bernd-Leitenberger.de

 

[pok]

Beitrag 3 Was muss passieren, damit eine unbemannte Sonde gestartet werden kann

http://de.wikipedia.org/wiki/Orion-Projekt
Orion
Sieht vor mit kleinen Nuklearsprengsätzen auf eine Prallplatte mit Stossdämpfer zu wirken und so eine Spezifischen Impuls von bis zu 20 000s zu erreichen. Das wäre etwa 40 x mehr als chemisch möglich. Halte ich nicht für zielführend, da :
a) Ich die Zuverlässigkeit selbst wenn prinzipiell möglich bezweifele ( Stossdaempfereinheit, Lebensdauer der gelagerten Nuklearsprengsätzen )
b) Das Prinzip gegen mehrere internationale Abkommen verstoesst, die zunächst geändert / gekündigt werden müssten.
c) Schon in der Planungsphase würde die Bevölkerung von der "Anti-Atom-Bewegung" aufgewiegelt werden und dem Projekt wohl mehrheitlich negativ gesinnt sein.
d) auch damit für ein 4,3 Lichtjahre entferntes Ziel vermutlich eine Reisezeit von mehreren hundert Jahren nötig wird. ( Zwar hoher Impuls aber schlechtes Masseverhältniss von Treibstoff zur Leermasse ).

Deswegen sei es hier nur der Vollständigkeit erwähnt. Attraktiv ist allerdings, das die Technologie dafür vorhanden und prinzipiell beherrschbar ist. Wenn wir, was ich nicht glaube, innerhalb der nächsten Jahrzehnten ein "Deep Impact" Problem lösen müssten, dann wäre ein Orion Schiff - unbemannt meine erste Wahl.


Das verwendete Bilde hat mir Adrian Mann für diese Beitragsserie im FF zur Verfügung gestellt.

http://www.bisbos.com/rocketscience/spacecraft/orion/images/orion-flight-3s.jpg

 

[pok]

Teil 3 2. Beitrag

Daedalus
http://de.wikipedia.org/wiki/Projekt_Daedalus
Wurde von 1973 bis 1978 von der British Interplanetary Society konzipiert und ermöglicht eine Mission zum 5,9 Lichtjahre entfernten Barnards Pfeilstern. Bis zum Erreichen sollen nur 50 Jahre Flugzeit erforderlich sein. Es soll ein ( sehr schneller ) Vorbeiflug durchgeführt werden. V max ~ 16 % c ( 16% Lichtgeschwindigkeit ), Beschleunigungsphase etwa 3,5 Jahre, Kommunikation mit einem Laser, Aufwändiges Schutzschild, Sekundaerennergiequelle durch Kernspaltungsreaktor. Es sollen im Zielgebiet autonome Sonden Ausgestoßen werden ( die aber natürlich auch nicht in einen Orbit eintreten, da keine Energie zum Bremsen vorhanden ist.
Antrieb durch Traegheitsfusion in einer Brennkammer im Heck. Zündung durch Laser die wiederum vom Nuklerareaktor ( früher ein Fusionsreaktor ) mit Energie versorgt werden. Die Details sind hochinteressant, wenn Bedarf besteht übersetze ich gerne mal eine Zusammenfassung.

http://www.bisbos.com/rocketscience/spacecraft/daedalus/images/general-view-1l.jpg

Das verwendeten Bild hat mir Adrian Mann für diese Beitragsserie im FF zur Verfügung gestellt.