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  5. › Kilopower: Ein Kernreaktor für…

bis 270.000 km/h

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  1. bis 270.000 km/h

    Autor: Icestorm 08.12.17 - 14:03

    Das wäre das schnellste jemals konstruierte Raumfahrzeug und würde die Missionen Rosetta und New Horizons was die Verfolgung und Annäherung an einen verschwindend kleinen Punkt in der Unendlichkeit weit in den Schatten stellen.
    Mein kleines Astronomen- und SF-Herz schlägt bei dem allen aber deutlich schneller.

  2. Re: bis 270.000 km/h

    Autor: Pansen 08.12.17 - 14:21

    Jetzt mal ganz kurz für Laien: Im Artikel steht, solche Geschwindigkeiten sind mit normalen Antrieben nicht möglich... Jetzt aus der ersten Überlegung raus - müsste nicht ein Antrieb, so klein er auch ist, ein Objekt immer schneller beschleunigen, da es so gut wie keinen Widerstand gibt? Wodurch begrenzt sich die maximale Geschwindigkeit dann? Ich hoffe man kann mir folgen - es ist Freitag und mein Kopf schon nicht mehr ganz am Leistungsmaximum. Nochmal zusammengefasst: Wenn ich ein Objekt theoretisch für eine sehr lange Zeit konstant beschleunige, wird es doch immer schneller, bis die Beschleunigung aufhört (kein Sprit z.B.) und diese Geschwindigkeit behält es dann bei - bin ich da gedankenmäßig richtig?

  3. Re: bis 270.000 km/h

    Autor: peh.guevara 08.12.17 - 14:29

    Richtig, die Endgeschwindigkeit wird grob gesagt durch die Dauer der Beschleunigung bestimmt. Herkömmliche Antriebe verbrauchen aber einen Treibstoff, der ist irgendwann leer, also keine weitere Beschleunigung mehr (daher begrenzte Endgeschwindigkeit). Mehr Treibstoff mitnehmen ist irgendwann keine Option mehr, da wird der Start unrentabel.

    Inonentriebwerke verbrauchen keinen Treibstoff sondern Energie. Kraftwerk an Board bedeutet also so lange Beschleunigung bis Kraftwerk leer. Energiedichte im Kraftwerk ist deutlich größer als in herkömmlichem Treibstoff, daher lohnt sich das. Daraus folgt längere Beschleunigung und damit höhere Endreisegeschwindigkeit.

  4. Re: bis 270.000 km/h

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 08.12.17 - 14:30

    Die Raketengleichung ist schuld. https://de.wikipedia.org/wiki/Raketengrundgleichung

    Die Endgeschwindigkeit ist ein Vielfaches vom Logarithmus des Masseverhältnisses mit vollen Treibstofftanks zu leeren Tanks. Genaugenommen ein Vielfaches der Austrittsgeschwindigkeit der Abgase, die aus einem Raketentriebwerk heraus kommen. Die liegen für chemische Triebwerke so ganz grob im Bereich von 10.000 bis 20.000 km/h. ( Oder sagen wir 2500 bis 4500 m/s) Und da macht uns der Logarithmus einen Strich durch die Rechnung, wenn wir auf sehr hohe Geschwindigkeiten kommen wollen.

    Also: Höhere Austrittsgeschwindigkeiten. Ionentriebwerke können problemlos die zehnfache Austrittsgeschwindigkeit von chemischen Triebwerken erreichen und damit auch die zehnfache Endgeschwindigkeit. Müssen aber von irgendwoher ihren Strom bekommen.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Raumfahrt Podcast http://countdown-podcast.de/

  5. Re: bis 270.000 km/h

    Autor: Andy Cirys 08.12.17 - 14:31

    Pansen schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > ...müsste nicht ein Antrieb, so klein er auch ist, ein
    > Objekt immer schneller beschleunigen, da es so gut wie keinen Widerstand
    > gibt? Wodurch begrenzt sich die maximale Geschwindigkeit dann?

    Ja, alles richtig. Mit normalen Antrieben sind wohl Raketenantriebe (da geht schnell der schwere Treibstoff aus) und herkömmlich (Solarzellen) mit Energie versorgte Ionentriebwerke gemeint. Bei Ionentriebwerken ist der Treibstoff ja relativ leicht. Der Schub kommt daher, dass eine kleine Menge Ionen durch Energiezufuhr extrem Beschleunigt werden.

    Mann muss wohl dazu sagen, dass die maximale Geschwindigkeit mit den klassischen Solarzellen-Ionentruebwerken nur beschränkt ist, wenn die Reise von der Sonne weg geht. Wenn man immer schneller um die Sonne herum beschleunigen würde, dann könnten das wohl auch Ionentriebwerke mit Solarzellen schaffen - zumindest 30-40 Jahre lang, bis deren Leistung durch chemische Alterung nachlässt. Die Kernreaktoren sind mit 500 Jahren Lebensdauer dann doch überlegen.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 08.12.17 14:33 durch Andy Cirys.

  6. Re: bis 270.000 km/h

    Autor: Pansen 08.12.17 - 14:36

    Okay da bin ich ja schon mal beruhigt das mich meine Birne nicht ganz im Stich lässt - echt ein sehr... besonders merkwürdiger Tag heute :D Danke für die Erklärung!

  7. Re: bis 270.000 km/h

    Autor: Icestorm 08.12.17 - 14:36

    peh.guevara schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Richtig, die Endgeschwindigkeit wird grob gesagt durch die Dauer der
    > Beschleunigung bestimmt. Herkömmliche Antriebe verbrauchen aber einen
    > Treibstoff, der ist irgendwann leer, also keine weitere Beschleunigung mehr
    > (daher begrenzte Endgeschwindigkeit). Mehr Treibstoff mitnehmen ist
    > irgendwann keine Option mehr, da wird der Start unrentabel.
    >
    > Inonentriebwerke verbrauchen keinen Treibstoff sondern Energie. Kraftwerk
    > an Board bedeutet also so lange Beschleunigung bis Kraftwerk leer.
    > Energiedichte im Kraftwerk ist deutlich größer als in herkömmlichem
    > Treibstoff, daher lohnt sich das. Daraus folgt längere Beschleunigung und
    > damit höhere Endreisegeschwindigkeit.

    Naja, auch ein Ionentriebwerk hat "Treibstoff" welches es ausstößt. Meißtens ist es Xenon. Die beschleunigte Masse ist gering, doch die hohe Austrittsgeschwindigkeit, der Impuls, verbunden mit der langen Strahldauer lassen hohe Geschwindigkeiten wie hier erst möglich werden. Irgendwann aber ist auch das Edelgas Xenon erschöpft.
    Es gibt zwar die Theorie des gänzlich masselosen Antriebs, der EmDrive, doch der ist noch umstritten meines Wissens nach.

  8. Re: bis 270.000 km/h

    Autor: peh.guevara 08.12.17 - 14:42

    Hast natürlich recht … ist halt doch schon Freitag

  9. Re: bis 270.000 km/h

    Autor: Icestorm 08.12.17 - 14:43

    Andy Cirys schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Mann muss wohl dazu sagen, dass die maximale Geschwindigkeit mit den
    > klassischen Solarzellen-Ionentruebwerken nur beschränkt ist, wenn die Reise
    > von der Sonne weg geht. Wenn man immer schneller um die Sonne herum
    > beschleunigen würde, dann könnten das wohl auch Ionentriebwerke mit
    > Solarzellen schaffen - zumindest 30-40 Jahre lang, bis deren Leistung durch
    > chemische Alterung nachlässt. Die Kernreaktoren sind mit 500 Jahren
    > Lebensdauer dann doch überlegen.

    Und dann gibts noch Lightsail, mit dem man bis 10% LG erreichen will - durch eine riesige leichte Folie - etliche Quadratkilometer - und über lange Zeiträume.
    Bremsen am nächsten Stern wäre kein Problem, weil man der Strahlungsdruck der anderen Sonne dann auch abbremst.
    Soweit die Theorie. Was bei dieser hohen Geschwindigkeit interstallerer Staub und Mikrometeoriten anstellen mit dem Schiff und dem Segel, das ist ein Thema für sich.

  10. Re: bis 270.000 km/h

    Autor: RedRanger 08.12.17 - 16:48

    Icestorm schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Das wäre das schnellste jemals konstruierte Raumfahrzeug und würde die
    > Missionen Rosetta und New Horizons was die Verfolgung und Annäherung an
    > einen verschwindend kleinen Punkt in der Unendlichkeit weit in den Schatten
    > stellen.
    > Mein kleines Astronomen- und SF-Herz schlägt bei dem allen aber deutlich
    > schneller.

    Das wird das Ding wohl nicht schaffen, wenn es nicht innerhalb der nächsten Monate startet.

    In 2018 startet die Nasa eine Sonde, die die Sonne untersuchen soll, Solar Probe Plus und die soll Geschwindigkeiten bis 724.000 km/h erreichen.

    Der Rekord wird dann, sofern alles gut geht mit dieser Mission, wohl noch lange Zeit halten.

  11. Re: bis 270.000 km/h

    Autor: Ach 09.12.17 - 23:59

    Und das Lightsail bekommt jetzt ein schlaues Geschwisterteil in Form des Electric Sails, das sich mit elektrisch geladenen Drahtseilen, die durch Rotieren einen strahlenförmig Schirm rund um ihr Zentrum spannen, vom elektrisch negativ geladenem Sonnenwind abstößt :



    Spezieller Feature ist der idiotensichere Installationsmechanismus des Segels. Einfach die Sonde zum Rotieren bringen und die Seilenden langsam ausrollen. Die Zentrifugalkräfte halten die Konstruktion in Spannung.


    Noch bisschen mehr dazu hier :

    => What is an Electric Sail? Another Exotic Way to Explore the Solar System
    >= https://www.youtube.com/watch?v=-pIl_cv3OkA



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 10.12.17 00:16 durch Ach.

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