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Endlich!

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  1. Endlich!

    Autor: Ach 12.01.19 - 15:33

    Der erste Schritt zu einer erdunabhängigen Infrastruktur im Sonnensystem. Ähnlich einem Vorschlag, den ich in 2012 gehört habe. Das Sonnenlicht lässt sich via eines Sonnenofens nicht nur zum Kochen von Wasser verwenden, bis hin zum Mars ist die Sonneneinstrahlung intensiv genug, um Wasser direkt aufzuspalten(in Wasserstoff und Sauerstoff), also nicht elektrisch sondern allein durch die Hitze gebündelte Sonnenlichts. Als Ergebnis erhält man einen Raketentreibstoff unter extrem hohen Druck, denn man entweder ausstoßen kann(Rückstoffprinzip) oder sogar direkt wieder zu Wasser verbrennen kann. In jedem Fall erhält man eine viele Male höhere Energiedichte als sie z.B. mit einem Sonnensegel jemals erreicht werden könnte.

    Wegen mir kann man auch viel mehr geldliche Ressourcen von der astronomischen Forschung in den Aufbau dieser interglobalen Infrastruktur lenken. Macht mindestens genauso viel Spaß, und von der Qualität einer astronomischen Forschung, die auf einer echten Weltraumökonomie fußt, kann man heute nicht mal träumen. Im All gefertigte Teleskopspiegel die auf Grund fehlender Schwerkraft nahezu beliebig groß ausgelegt werden können, etc.. Ich frag mich des öfteren, warum man sich so schwer tut mit dem Ziel einer echten Weltraum Infrastruktur, warum man nur den Mond oder den Mars aber keinerlei irgendwie strukturierte Rohstoffgewinnung im Sonnensystem ins Auge fast. Mittelfristig führt ja eh kein Weg dran vorbei, und die Vorteile sind schlichtweg immens, nicht nur in der Forschung sondern die Zukunft der ganzen Menschheit betreffend.

  2. Re: Endlich!

    Autor: Eheran 12.01.19 - 16:40

    >Ich frag mich des öfteren, warum man sich so schwer tut mit dem Ziel einer echten Weltraum Infrastruktur, warum man nur den Mond oder den Mars aber keinerlei irgendwie strukturierte Rohstoffgewinnung im Sonnensystem ins Auge fast.

    Weil es viel viel viel viel zu teuer ist.
    Etwa die Herstellung eines Spiegels im All - ohne Schwerkraft wird es schon schwierig, überhaupt die hyperbolische Roh-Form zu erhalten. Solange wir hier nichtmal in Werkshallen eine ordentliche* Automatisierung hinbekommen, solange wird es auch im All nicht passieren.

    *Mit Fähigkeiten die grob an Menschen reichen, nicht einfach nur etwas stur von A nach B bewegen oder so.

  3. Re: Endlich!

    Autor: Abdiel 12.01.19 - 17:26

    Na dann mal her mit der Überschlagsrechnung, wie effizient ein Sonnensegel im Vergleich zu Deiner vorgeschlagenen Lösung ist. Allein schon was die Voraussetzungen (Infrastruktur, Materialen, sprich Startmasse, erforderliche Technik, sprich Komplexität/Fehleranfälligkeit) betrifft, um beide Varianten umzusetzen, besteht da ein riesiger Unterschied.

  4. Re: Endlich!

    Autor: Ach 12.01.19 - 18:54

    Abdiel schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Na dann mal her mit der Überschlagsrechnung, wie effizient ein Sonnensegel
    > im Vergleich zu Deiner vorgeschlagenen Lösung ist. Allein schon was die
    > Voraussetzungen (Infrastruktur, Materialen, sprich Startmasse,
    > erforderliche Technik, sprich Komplexität/Fehleranfälligkeit) betrifft, um
    > beide Varianten umzusetzen, besteht da ein riesiger Unterschied.


    Alles ein bisschen kurz gedacht. Infrastruktur bedeutet, dass man sich langfristig von der Erde unabhängig macht. Eine Fertigung im All wäre das Resultat eines Jahrzehnte bzw. Jahrhunderte dauernden Aufbaus dieser Strukturen. Alles was man dann im All "zum Leben benötigt", bezieht man von Asteroiden. Wasser sowieso, Kohlenstoffe, Eisen und Nichteisenmetalle, einfach alles. Keine Materialien müssten dann noch von der Erde in den Weltraum gehievt werden, im Gegenteil, liegen doch Gold, Platin, Titan etc. in verschiedenen Asteroiden in nahezu reiner Form vor, und zwar in einem Vielfachen der Menge wie sie in der Erdkruste vorliegen, und das nur im Erdnahen Orbit, und diese kostbaren Metalle würde man dann zur Erde schicken.

    Was den Antrieb angeht, einfach mal die einfache Überlegung, dass ein Sonnensegel das Licht nicht absorbiert, also in Energie Umwandelt, sondern lediglich reflektiert. Dabei sollte die Lichtfrequenz um einen kleinen Betrag abfallen, und dieser kleine Frequenzunterschied sollte dem Rückstoß des Sonnensegels entsprechen, und das ist nur ein äußerst geringer Rückstoß. Das Sonnensegel gleicht diese geringe Energiedichte einfach durch seine Größe aus. Sehr viel effektiver arbeitet bereits ein Ionenantrieb, den man mit dem Strom von Solarzellen betreibt. Der schafft immerhin den Wirkungsgrad der Solarzellen x dem Wirkungsgrad des Ionenantriebs. Wenn man sich aber den Zwischenschritt der Solarzellen spart und auch die elektromagnetische Beschleunigung der Ionen durch eine direkte Beschleunigung durch Extremüberhitzung von Wasser ersetzt, ist man unter Umständen sogar effizienter als mit einem sonnenbetriebenen Ionenantrieb, weil man mit einem Sonnenofen eben das nahezu gesamte Strahlenspektrum der Sonnenstrahlung in Wärmeenergie übersetzt. Im Detail hängt das von der Geschwindigkeit ab, auf welche man die expandierenden Gase in der Lage ist zu beschleunigen. In jedem Fall bekommt man aber die wohl höchste Energiedichte von allen Sonnenlichtabhängigen Antrieben hin. Das Segel läuft gegenüber den Ionen/Sonnenwärme- Antrieben nur unter ferner liefen.

  5. Re: Endlich!

    Autor: Ach 12.01.19 - 19:41

    Eheran schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > >Ich frag mich des öfteren, warum man sich so schwer tut mit dem Ziel einer
    > echten Weltraum Infrastruktur, warum man nur den Mond oder den Mars aber
    > keinerlei irgendwie strukturierte Rohstoffgewinnung im Sonnensystem ins
    > Auge fast.
    >
    > Weil es viel viel viel viel zu teuer ist.
    > Etwa die Herstellung eines Spiegels im All - ohne Schwerkraft wird es schon
    > schwierig, überhaupt die hyperbolische Roh-Form zu erhalten. Solange wir
    > hier nichtmal in Werkshallen eine ordentliche* Automatisierung hinbekommen,
    > solange wird es auch im All nicht passieren.
    >
    > *Mit Fähigkeiten die grob an Menschen reichen, nicht einfach nur etwas stur
    > von A nach B bewegen oder so.

    Auch hier, denk das mal 100 bis 150 Jahre in die Zukunft. Dann, wenn man alle seine Rohstoffe aus dem Weltraum bezieht. Bei überdimensionalen Konstruktionen ist die Schwerelosigkeit nicht der Feind, sie ist der Freund. Wie kann es z.B. sein, dass ein paar, durch klobige Weltraumanzüge gehandikapte Astronauten + ein paar einfache Steuerdüsen eine tonnenschwere Weltraumstation zusammensetzen? Das sollte man mal auf der Erde Probieren. Die mehrere Tonnen wiegenden Elemente in einer Halle platzieren und drei Leute die Bauteile jetzt bitte händisch zusammentragen und verschrauben :]. In der Schwerelosigkeit können die gewaltigsten Strukturen mit minimalem Kraftaufwand montiert werden.

    Konstruktiv gesehen ist die Schwerkraft der Feind und nicht der Freund. Das gleich gilt für Teleskopspiegel. Auf der Erde sind diese Spiegel in ihrer Größe durch die Schwerkraft begrenzt. Die Schwerkraft ist der Grund, wessen dem man die Spiegel segmentiert und wessen dem man jeden Spiegel mit unzähligen Aktuatoren ausstattet, welche durch ständiges Nachjustieren den ständigen Angriff der Schwerkraft neutralisieren. Letzteres kann man sich im All komplett sparen, und die schwächste Tragekonstruktion ist in der Lagen eine bisher nicht gekannte Anzahl an Segmenten in ihrer Position halten. Natürlich immer voraus gesetz, dass eine entsprechende Fertigungsstätte im All vorliegt. Deswegen ja auch der Blick in die mittel- bis langfristige Zukunft der Weltraumfahrt.

    Und dann zeichnen sich eben auch ganz andere und ganz fantastische Fertigungsmöglichkeiten in der Schwerelosigkeit ab. Zum einen hat man das beste Vakuum dass man sich nur wünschen kann, so dass Materialien so oft und so intensiv geschmolzen werden können wie man gerade Lust dazu hat, ohne jegliche Verunreinigung und mit einer unendlichen Energiequelle in Form der Sonne. Eine Schmelze berührt keine Wand von irgendeinem Schmelzofen, sie schwebt einfach als Kugel im Raum. Formen kann man z.B. magnetisch und mit punktueller Erwärmung der umzuformenden Bereich, nur mal als Beispiel, die Möglichkeiten sind schier endlos, wenn man erst mal mit den Überlegungen beginnt, welche Eigenschaften der Schwerelosigkeit sowie des Vakuums man wie für sich arbeiten lassen kann.

  6. Re: Endlich!

    Autor: Eheran 13.01.19 - 12:22

    >Vakuum [...], so dass Materialien so oft und so intensiv geschmolzen werden können wie man gerade Lust dazu hat [...] Eine Schmelze berührt keine Wand von irgendeinem Schmelzofen, sie schwebt einfach als Kugel im Raum.

    So ein verflüssigtes Metall verdampf dann aber auch. Das ist nicht groß im Sinne des Masseverlustes ein Problem, aber der Metalldampf lagert sich auf allen Oberflächen ab, die irgendwie erreichbar sind. Diese werden damit sowohl thermisch belastet als auch elektrisch leitfähig (Kurzschlüsse usw.) und natürlich optisch zu spiegeln bzw. matt reflektierenden Oberflächen. Das wäre eine ziemliche Sauerei, vergleichbar mit der Verarbeitung von Kohlefasern hier auf der Erde, welche mit dem leitfähigen Kohlestaub Probleme macht.

  7. Re: Endlich!

    Autor: Ach 13.01.19 - 13:00

    Eheran schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > So ein verflüssigtes Metall verdampf dann aber auch. Das ist nicht groß im
    > Sinne des Masseverlustes ein Problem, aber der Metalldampf lagert sich auf
    > allen Oberflächen ab, die irgendwie erreichbar sind. Diese werden damit
    > sowohl thermisch belastet als auch elektrisch leitfähig (Kurzschlüsse usw.)
    > und natürlich optisch zu spiegeln bzw. matt reflektierenden Oberflächen.
    > Das wäre eine ziemliche Sauerei, vergleichbar mit der Verarbeitung von
    > Kohlefasern hier auf der Erde, welche mit dem leitfähigen Kohlestaub
    > Probleme macht.

    Tja, jede Fertigungstechnik hat ihre Vor- und Nachteile welche es dann zu überwinden gilt, das bleibt einem auch im Weltraum nicht erspart. Zuerst muss es natürlich klar sein, was man überhaupt vor hat :], wie man das Metall in Form bringen will, oder ob es vielleicht nur darum geht, neue Legierungen zu schmelzen. Dann könnte ich mir vorstellen, dass man die Flüssigmetallkugel in einem Gefäß einer bestimmten Größe schweben lässt um seine Werkzeuge und die Umgebung vor Metallkondensat zu schützen. Vielleicht ist der Dampf aber auch magnetisch, dann könnte man die Schmelzgase wohin steuern.

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