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Fragwürdiges Konzept

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  1. Fragwürdiges Konzept

    Autor: twothe 13.01.19 - 01:04

    Grundsätzlich finde ich die Idee gut eine Sonde zu bauen die sich quasi unendlich lang fliegen lassen, aber ob Wasserdampf da so die beste Idee ist wage ich zu bezweifeln.

    Wasser hat die blöde Angewohnheit, dass man es nur unter immensem Druck komprimieren kann, d.h. die Füllmenge des Tanks ist arg begrenzt. Gleichzeitig hat ein solcher Dampfantrieb einen sehr niedrigen spezifischen Impuls-Wert, d.h. die Beschleunigung in Relation zur Masse des Treibstoffes ist deutlich unter konventionellen Raketen.

    Wenn man das Wasser eh verfügbar hat, mag das eine nette Idee sein für Korrektur-Schübe, aber ich bezweifle stark, dass man damit Raketen über weite Strecken bewegen kann. Mal ganz davon abgesehen, dass das Landen auf Planeten und vor allem Asteroiden definitiv nicht gemeistert wurde.

  2. Re: Fragwürdiges Konzept

    Autor: 0110101111010001 13.01.19 - 01:44

    -1

  3. Re: Fragwürdiges Konzept

    Autor: mannzi 13.01.19 - 09:24

    Warum soll das Wasser denn komprimiert werden? Es ist doch schon die "komprimierte Version" von Wasserdampf, mit dem die Vorkraft erzeugt wird.

    Schwierig ist rein beim antrieb, wie im Artikel bereits angemerkt, vorallem der Temperatur Unterschied, der erreicht werden muss um das Wasser (bei benötigtem Vortriebsdruck) zum sieden zu bringen.

  4. Re: Fragwürdiges Konzept

    Autor: Ach 13.01.19 - 12:18

    mannzi schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Warum soll das Wasser denn komprimiert werden? Es ist doch schon die
    > "komprimierte Version" von Wasserdampf, mit dem die Vorkraft erzeugt wird.

    >Warum soll das Wasser denn komprimiert werden? Es ist doch schon die "komprimierte Version" von Wasserdampf, mit dem die Vorkraft erzeugt wird.

    Jep, und darüber hinaus sind die Angaben in dem Bericht selber bereits etwas wirre. Der flüssige Zustand ist ja eine Besonderheit, die nur unter atmosphärischem Druck möglich ist. Im Vakuum kommt Wasser dagegen nur gefroren oder dampfförmig vor, weshalb der Begriff "sieden" auch nicht mehr passt, normaler Weise sublimiert Wassereis im Vakuum direkt zu Dampf.

    >Schwierig ist rein beim antrieb, wie im Artikel bereits angemerkt, vorallem der Temperatur Unterschied, der erreicht werden muss um das Wasser (bei benötigtem Vortriebsdruck) zum sieden zu bringen.

    Das sehe ich hingegen nicht als großes Problem an. Entweder man betreibt mit dem Strom der Solarzellen Induktionsspulen/Mikrowellengeneratoren, die in einer Druckkammer das Wassereis überhitzen, oder man erwärmt die Druckkammer selber, wie gesagt, via in Spiegeln oder in Fesnellinsen gebündeltem Sonnenlichts. Bei Sonnen-Erd-Abstand stehen einem immense Energiebeträge zur Verfügung. Dabei ist das Ziel nicht alleine das, das Wassereis zu Verdampfen zu bringen, es gilt ja die Regel : je wärmer der Dampf, desto höher der Druck, desto höher die Austrittsgeschwindigkeit der Gase, desto effektiver der Antrieb, desto weniger Treibstoff muss man mit sich führen zum Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit. Um wirklich effizient zu arbeiten, müsste der Dampf schon mit mehreren tausend km/h aus der Düse austreten, wie bei einem Raketenantrieb/Ionentriebwerk.

    Beispiele für Sonnenöfen :

    Münze wird per Sonnenkraft geschmolzen
    >= https://www.youtube.com/watch?v=MkeL2p5UmZw

    Jem Melts Rock Using Sunshine - Bang Goes The Theory - Series 3, Episode 5 Preview - BBC One
    >= https://www.youtube.com/watch?v=z0_nuvPKIi8

    Burning Stuff With 2000ºF Solar Power
    >= https://www.youtube.com/watch?v=jrje73EyKag

    Im Weltraum gilt, dass Solarzellen ca. 4x effektiver arbeiten als in der Erdatmosphäre, entsprechend effektiver arbeiteten auch Sonnenöfen. So kann man jedenfalls in seinen Satelliten mit Dampfantrieb das Wassereis mit einer Kollektorfläche von unter einem m² punktuell auf mehrere tausend °C erhitzen und den entstandenen Wasserdampf ganz enorm beschleunigen. Der kritische Faktor dabei ist IMHO nicht die Energie sondern die Wärmebelastung der im Ofen verwendeten Materialien. Die müssen über die Zeit außergewöhnlichen Wärme- und Druckunterschieden widerstehen können.

  5. Re: Fragwürdiges Konzept

    Autor: chefin 14.01.19 - 09:16

    twothe schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Grundsätzlich finde ich die Idee gut eine Sonde zu bauen die sich quasi
    > unendlich lang fliegen lassen, aber ob Wasserdampf da so die beste Idee ist
    > wage ich zu bezweifeln.
    >
    > Wasser hat die blöde Angewohnheit, dass man es nur unter immensem Druck
    > komprimieren kann, d.h. die Füllmenge des Tanks ist arg begrenzt.
    > Gleichzeitig hat ein solcher Dampfantrieb einen sehr niedrigen spezifischen
    > Impuls-Wert, d.h. die Beschleunigung in Relation zur Masse des Treibstoffes
    > ist deutlich unter konventionellen Raketen.
    >
    > Wenn man das Wasser eh verfügbar hat, mag das eine nette Idee sein für
    > Korrektur-Schübe, aber ich bezweifle stark, dass man damit Raketen über
    > weite Strecken bewegen kann. Mal ganz davon abgesehen, dass das Landen auf
    > Planeten und vor allem Asteroiden definitiv nicht gemeistert wurde.

    Feste und flüssige Stoffe, egal welche, haben die Angwohnheit sich garnicht komprimieren zu lassen. es dehnen sich Schläuche, Behälter, etc. Die bauen dann den eigentlichen Druck auf. Aber das ist ein völlig anderes Thema.

    Man löst keine Probleme, indem man gleich alles auf einmal bis zur Perfektion baut bevor man den ersten Versuch macht. Man baut einen Wassersammler, der Dampf erzeugt. Und pustet sich mit Dampf rauf. Dampfantriebe haben in diesem Fall sehr hohe Wirkungsgrade. Sprich, wenn ich 10Wh reinstecke kommen 8-9Wh Antriebsenergie zustande. Der Impuls ist dabei vernachlässigbar. Diese Antriebsform ist fürs All gedacht und nicht dazu von der Erde zu starten.

    Nun ist man soweit, das man Wasser sammeln kann, erhitzen und genug Schub erzeugen die Erdgravitation im Modell zu überwinden. Man wird aber nicht die Energie puffern können, die nötig ist, um damit ins All zu fliegen. Also wird es nie einen Wassertank geben, der verdampfendes Wasser als Antrieb nutzt um ins All zu kommen. Der Impuls ist dabei irrelevant. Ionentriebwerke haben gewaltige Impulse, aber würden nichtmal eine Maus anheben könne. 0,1N Kraft entspricht 10gr. Eine Maus wiegt mehr, ca 20gr. Trotzdem reicht dieses Triebwerk um im All einen 2 Tonnen schweren Satelliten zu beschleunigen. Impuls * Masse = Energie. Energie * Zeit = Leistung.

    Den hohen Impuls bei aktuellen Triebwerken benötigt man um Masse zu sparen. Und Ionentriebwerke haben beschissene Wirkungsgrade. Daher ist Dampf um Welten besser.

    Du darfst auch nicht übersehen, welche extrem unterscheidlichen Triebwerke man hat, je nach Stufe. Stufe 1 und 2 müssen schnell abheben, während dann die Dritte Stufe dazu dient die endgültige Position zu erreichen. Drittstufen sind heute schon öfters mal keine Verbrennnungstriebwerke mehr, sondern zb Hydrazin. Das ist ein Prozess bei dem auf chemischen weg Dampf erzeugt wird und ausgestossen. Vom Grundgedanken her also schon dem Wasserdampf sehr ähnlich, nur das die Energie chemisch im Material schon drin steckt und frei wird, wenn man das Material mischt. Beim Wasser muss es extern zugeführt werden

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