Der Treffpunkt für Astro- Begeisterte
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http://www.spektrum.de/news/nasa-plant- ... ot/1540853Warum nicht einmal seiner Zeit vorausplanen? Das dachten sich Ingenieure und konzipieren schon mal präventiv das U-Boot, das der NASA einmal im eisigen Kohlenwasserstoffozean des Saturnmonds Titan nützlich werden könnte.
https://de.wikipedia.org/wiki/Titan_(Mo ... sserstoffeObwohl die Oberflächentemperatur des Titan weitaus niedriger ist als die der Erde, gilt er hinsichtlich der dichten, stickstoffreichen Atmosphäre und des Auftretens von Flüssigkeit als der erdähnlichste Himmelskörper des Sonnensystems. Seine Gashülle ist auf der Oberfläche etwa fünfmal so dicht und der Druck etwa 50 % höher als auf der Erde. Sie besteht überwiegend aus Stickstoff und enthält Kohlenwasserstoffe sowie Spuren anderer organischer Verbindungen. Die Oberfläche und die oberste Schicht des Mantels sind aus Eis und Methanhydrat.
http://www.seilnacht.com/Lexikon/kw.htmlAlkane weisen keine Polarität auf und sind daher nicht wasserlöslich; sie sind "hydrophob" oder dem Wasser abgeneigt. Ihre Dichte ist geringer als Wasser, daher schwimmen die Alkane auf dem Wasser. Untereinander sind sie gut löslich und bilden eine klare Lösung.
Das wäre dann dort eine Dichte 0,422 g/cm³.positronium hat geschrieben: ↑12. Feb 2018, 17:03Die Dichte von Methan ist an der Oberfläche des Titan: 422,62 kg/m³
Ich habe mich dabei an Wikipedia gehalten: https://de.wikipedia.org/wiki/Statischer_Auftriebseeker hat geschrieben: ↑12. Feb 2018, 18:20Das wäre dann dort eine Dichte 0,422 g/cm³.positronium hat geschrieben: ↑12. Feb 2018, 17:03Die Dichte von Methan ist an der Oberfläche des Titan: 422,62 kg/m³
Wasser hat bei uns eine Dichte von 1 g/cm³.
Also wäre der Auftrieb deutlich geringer, nicht mal die Hälfte.
Über die Schwerkraft den Wert der Auftriebskraft zu berechnen ist nicht der Punkt, weil die Schwerkraft auf Boot wie Flüssigkeit gleichermaßen wirkt.
Das Eis sehe ich auch als Problem. Leider weiß ich nicht, ob man dieses Stoffgemisch dort ähnlich Wasser sehen kann, also, dass es ab einer gewissen Temperatur und Druck zur Kristallisation oder Festkörperbildung kommt, oder ob man von einem kontinuierlichen Übergang ausgehen muss. Ich frage mich auch, ob bei so tiefen Temperaturen allein durch den Antriebsdruck Kavitation auftritt.seeker hat geschrieben: ↑12. Feb 2018, 18:20Schwieriger wird m.E. die Durchdringung der Eisdecke sein und eine Technik zu schaffen, die bei diesen tiefen Temparauren zuverlässig funktioniert.
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Die Viskosität von leichten Kohlenwasserstoffen ist geringer als die von Wasser, das ist aber kein großes Problem.
Was für eine Eisdecke?
https://de.wikipedia.org/wiki/Titan_(Mo ... l%C3%A4che
Radarmessungen der Cassini-Sonde deuten darauf hin, dass unter der Eiskruste ein Ozean aus flüssigem Wasser existiert.Die Dicke der Eiskruste wird auf etwa 80 Kilometer geschätzt.
Nach einem Modell, das vom Jupitermond Europa auf Titan übertragen wurde, kann die Wärmeentwicklung durch Gezeitenreibung auch unter seiner Eiskruste zu der Bildung dieser aufgeschmolzenen Schicht geführt haben. Sie müsste sich mit der Sonde Cassini durch Schwerefeldmessungen nachweisen lassen.
Im Wasser zu etwa 10 % enthaltenes Ammoniak würde als Frostschutzmittel (siehe Gefrierpunkterniedrigung) wirken, so dass sich trotz der in dieser Tiefe zu erwartenden Temperatur von −20 °C ein flüssiger Ozean gebildet haben könnte – zumal in Verbindung mit dem dortigen hohen Druck.
Die Existenz eines Ozeans in der Tiefe bedeutet geologisch gesehen, dass die darüber liegende Kruste wesentlich beweglicher sein kann als auf Himmelskörpern, die durchgehend fest sind, wie beispielsweise der Erdmond. Die Krustenbeweglichkeit führt zu den beobachteten tektonischen Großstrukturen und ebenso zum Kryovulkanismus, wobei vermutet werden kann, dass auch Wasser aus dem untergründigen Ozean direkt am Eisvulkanismus beteiligt ist, wie es bei der Erde mit Magma aus dem Mantel der Fall ist. Wie auf Enceladus bereits nachgewiesen wurde, können die Krustenbewegungen allein lokal so viel Wärme erzeugen, dass bedeutende Mengen an Eis in den Bewegungszonen verflüssigt werden und Kryovulkanismus erzeugen.
Cassini entdeckte, dass über Titanbergen die Anziehung schwächer ist als über flachen Gegenden. Die Forscher vermuten daher, dass das Eis unter Bergen tiefer in den Ozean hineinreicht als unter Ebenen. Die Auswertung von Schwerefeldmessungen von Cassini ergab, dass der vermutete Ozean sehr salzhaltig sein muss. Er ist dabei einzufrieren, weshalb die äußerste Eisschicht über ihm sehr starr sein dürfte.
Ja, das stimmt schon. Und über solche Rechnungen kann man auch ausrechnen wie schnell so ein Boot dann ab- oder auftauchen würde.positronium hat geschrieben: ↑12. Feb 2018, 18:38Und ich glaube auch, dass die Gravitationsbeschleunigung eine Rolle spielt, weil im Falle von g=0 keine Kräfte wirken.
Also ich weiß zumindest, dass gefrorene Alkane oder verwandte Kohlenwasserstoffe wachsartig sind (Wachs ist ein gefrorenes Alkan), also weicher als Wassereis.positronium hat geschrieben: ↑12. Feb 2018, 18:38Leider weiß ich nicht, ob man dieses Stoffgemisch dort ähnlich Wasser sehen kann, also, dass es ab einer gewissen Temperatur und Druck zur Kristallisation oder Festkörperbildung kommt, oder ob man von einem kontinuierlichen Übergang ausgehen muss.
Ich könnte mir durchaus vorstellen, dass Eis auch als Schicht auf den Seen sein kann - hängt bestimmt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Zusammensetzung der Seen und des "Schnee"eises, der Temperatur, den örtlichen Gegebenheiten... Aus Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Lakes_of_Titan):
Ja, eine Grundvoraussetzung.
Ich dachte immer, das hat was mit Bienen zu tun.seeker hat geschrieben: ↑12. Feb 2018, 19:04Also ich weiß zumindest, dass gefrorene Alkane oder verwandte Kohlenwasserstoffe wachsartig sind (Wachs ist ein gefrorenes Alkan), also weicher als Wassereis.positronium hat geschrieben: ↑12. Feb 2018, 18:38Leider weiß ich nicht, ob man dieses Stoffgemisch dort ähnlich Wasser sehen kann, also, dass es ab einer gewissen Temperatur und Druck zur Kristallisation oder Festkörperbildung kommt, oder ob man von einem kontinuierlichen Übergang ausgehen muss.
In dem Fall ist das dann bestimmt unproblematisch.
Ich frage mich nur, ob das bei solchen Stoffen und Temperaturen extremer ist.
Ja, das ist das nachhaltige aber teure Wachs, es gibt auch noch das nicht-nachhaltige aber billige Wachs aus Erdöl.
Na ja, extremer wie bei uns wird das schon sein.positronium hat geschrieben: ↑12. Feb 2018, 19:19Ich frage mich nur, ob das bei solchen Stoffen und Temperaturen extremer ist.Und Kavitation gibt es bei uns auch, das ist glaube ich kein größeres Problem.
https://www.spektrum.de/news/warum-es-a ... bt/1640134Je mehr Daten über die im Jahr 2006 entdeckten Seen verfügbar werden, um so mysteriöser und fremdartiger erscheinen sie. So zeigten Radarbilder der Sonde Cassini, dass ihre Oberflächen viel glatter sind als die irdischer Gewässer – und das, obwohl Titan recht windig ist. Eine Schicht aus herabgerieselten Molekülen und Partikeln könne Wellen stark genug dämpfen, um die Beobachtung zu erklären, rechnen Cordier und Carrasco nun vor: Der Effekt sei bei Seen aus einem Methan-Ethan-Gemisch um ein Vielfaches stärker als auf der Erde, so dass Wind die Oberfläche nicht aufrauen kann. Ohne diese feinen Rippel, die durch kleine Turbulenzen an der Oberfläche entstehen, kann der Wind nicht an der Oberfläche angreifen und den Wellen Energie zuführen. Dadurch seien die Seen frei von den auf irdischen Gewässern üblichen Windseen – möglicherweise mit Ausnahme von Bereichen, in denen der Oberflächenfilm eingerissen ist.