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Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Bemannte und unbemannte Raumfahrt, Raumfahrzeuge, Antriebstechnik, Missionen zu anderen Himmelskörpern
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Frank
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Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von Frank » 24. Apr 2018, 09:58

Cambridge (USA) – Während in Ermangelung praktikabler Alternativen, der Start von Raketen von der Erde aus bislang nur mit Hilfe konventionell – also chemisch – befeuerter Raketenantriebe möglich ist, könnte diese Verbrennungstechnologie auf den meisten potentiell lebensfreundlichen Exoplaneten für eine Nutzung und Erforschung des Weltraums ungeeignet sein. Zu diesem Schluss kommen zwei Weltraumwissenschaftler und beschreiben die Gründe hierfür anschaulich in zwei vorab veröffentlichten Studien.
https://www.grenzwissenschaft-aktuell.d ... t20180423/

https://arxiv.org/abs/1804.03698

https://arxiv.org/abs/1804.04727
„Proxima Centauri besitzt nur 12 Prozent der Masse unserer Sonne. Der Planet ‚Proxima b‘ umkreist seinen Stern innerhalb dessen habitabler Zone aber 20 mal näher als die Erde die Sonne. Von diesem Ort aus, ist die Fluchtgeschwindigkeit 50 Prozent höher als von der Erde. Für eine Zivilisation auf Proxima b wäre es also sehr viel schwerer mit Hilfe chemischer Raketenantriebe den interstellaren Raum zu erreichen.“
Ist diese Aussge so haltbar? Da würden sich ja Abgründe in Bezug auf überhaupt raumfahrende Zivilisationen auftun.
Solangsam hällt bei mir die Erkenntnis Einzug, dass wir wir wirklich etwas ganz seltenes im Universum sind.
Hoffentlich sind wir kein Unikat........... :?
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von belgariath » 24. Apr 2018, 11:10

Das sagt ja nichts darüber aus, ob Zivilisationen / Leben im Weltall selten sind / ist.
Es sagt nur etwas darüber aus, wie schwierig es ist, aus bestimmten Sternensystemen zu entkommen.
Die Autoren haben Super-Erden und Planeten um Rote Zwerge betrachtet. Für diese Systeme treffen ihre Ergebnisse zu. Aber wir wissen halt nicht wie typisch Super-Erden und Planeten um Rote Zwerge unter allen Exoplaneten sind. Deswegen würde ich die Ergebnisse der Autoren erst mal nicht auf die meisten Exoplaneten verallgemeinern.
Frank hat geschrieben:
24. Apr 2018, 09:58
Cambridge (USA) – [...] könnte diese Verbrennungstechnologie auf den meisten potentiell lebensfreundlichen Exoplaneten für eine Nutzung und Erforschung des Weltraums ungeeignet sein. [...]
Ist diese Aussge so haltbar?
Ich finde das Wort "meisten" hier nicht richtig, ungerechtfertigt. Ich würde "den meisten potentiell lebensfreundlichen Exoplaneten" durch "Super-Erden und Planeten um Rote Zwerge" ersetzen.
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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von Frank » 26. Apr 2018, 09:06

belgariath hat geschrieben:
24. Apr 2018, 11:10
Das sagt ja nichts darüber aus, ob Zivilisationen / Leben im Weltall selten sind / ist.
Es sagt nur etwas darüber aus, wie schwierig es ist, aus bestimmten Sternensystemen zu entkommen.
Richtig, es ging aber in dem Beitrag auch nur um die potentiell raumfahrenden Zivilisationen.

belgariath hat geschrieben:
24. Apr 2018, 11:10
Die Autoren haben Super-Erden und Planeten um Rote Zwerge betrachtet. Für diese Systeme treffen ihre Ergebnisse zu. Aber wir wissen halt nicht wie typisch Super-Erden und Planeten um Rote Zwerge unter allen Exoplaneten sind. Deswegen würde ich die Ergebnisse der Autoren erst mal nicht auf die meisten Exoplaneten verallgemeinern.
Da die meisten entdeckten und auch vermutet erdähnlichen Planeten sich nunmal um rote Zwerge befinden, liegt die Vermutung nahe, dass es wohl der Großteil ist.
Mit freundlichen Grüßen

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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von seeker » 26. Apr 2018, 10:45

Frank hat geschrieben:
24. Apr 2018, 09:58
„Proxima Centauri besitzt nur 12 Prozent der Masse unserer Sonne. Der Planet ‚Proxima b‘ umkreist seinen Stern innerhalb dessen habitabler Zone aber 20 mal näher als die Erde die Sonne. Von diesem Ort aus, ist die Fluchtgeschwindigkeit 50 Prozent höher als von der Erde. Für eine Zivilisation auf Proxima b wäre es also sehr viel schwerer mit Hilfe chemischer Raketenantriebe den interstellaren Raum zu erreichen.“
https://www.grenzwissenschaft-aktuell.d ... t20180423/

Na ja, ich glaube das ist ein schwaches Argument... also ich glaube das wird doch wohl noch das kleinste Problem sein, wenn man interstellare Raumfahrt betreiben möchte.
Tatsächlich ist die Aussage ja dann die: Von der Erde aus ist es unmöglich sinnvoll per chemischem Antrieb interstellare Strecken zurückzulegen - und bei Proxima Centauri ist es dann "unmöglicher"? :lol:
Grüße
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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von Frank » 26. Apr 2018, 13:39

@seeker
Man braucht jetzt nicht diesen interessanten Denkanstoß ins lächerliche ziehen, weil der Artikel zuerst von Grenzwissenschaften stammt. Die zugehörigen Arbeiten habe ich ja auch verlinkt.
In den interstellaren Raum ist unglücklich gewählt....
Es geht in diesem Fall alleine darum, dass noch nicht einmal eine Fluchtgeschwindigkeit um den Stern mit chemischen Antrieben erreicht wird und somit schon der Flug zu einem Mond unmöglich wird.
Ich habe es auf jedenfall so verstanden
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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von Hansen » 5. Mai 2018, 00:52

Ich finde einen Bericht der auf einem anderen Bericht aufbaut und dort seine Daten zieht ziemlich suspekt.
Was seeker da anspricht hat doch was und hat IMO nichts mit ins lächerliche ziehen zu tun. Sollten wir es tatsächlich mal schaffen zu Proxima Centauri zu beamen wird es bestimmt nicht auf einer heute bekannten Chemischen Basis sein. Viceversa sollten die Herrschaften von Proxima Centauri uns mal besuchen dann werden sie eher in den Fliegenden Untertassen machen als in einer Rakete. Auch IMO

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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von Frank » 8. Mai 2018, 14:48

Hansen hat geschrieben:
5. Mai 2018, 00:52
Sollten wir es tatsächlich mal schaffen zu Proxima Centauri zu beamen wird es bestimmt nicht auf einer heute bekannten Chemischen Basis sein. Viceversa sollten die Herrschaften von Proxima Centauri uns mal besuchen dann werden sie eher in den Fliegenden Untertassen machen als in einer Rakete. Auch IMO
Das hat auch niemand behauptet.
Es ging in der Arbeit darum, dass wir es einem glücklichen Zufall zu verdanken haben, dass wir überhaupt unser Schwerefeld der Erde verlassen können. Das geschieht zur Zeit noch mit chemischen Antrieben. Das werden aber in jeder Gesellschaft die Ersten sein, bevor es hypersubberdubber Antriebe gibt.
Leider können die meisten "fiktiven Bewohner" auf diversen nun bekannten Exowelten diese erst gar nicht nutzen, weil die Auströmgeschwindigkeiten zu gering sind.
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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von seeker » 8. Mai 2018, 15:51

Frank hat geschrieben:
8. Mai 2018, 14:48
Es ging in der Arbeit darum, dass wir es einem glücklichen Zufall zu verdanken haben, dass wir überhaupt unser Schwerefeld der Erde verlassen können. Das geschieht zur Zeit noch mit chemischen Antrieben. Das werden aber in jeder Gesellschaft die Ersten sein, bevor es hypersubberdubber Antriebe gibt.
Leider können die meisten "fiktiven Bewohner" auf diversen nun bekannten Exowelten diese erst gar nicht nutzen, weil die Auströmgeschwindigkeiten zu gering sind.
Das mag schon sein. Mein Punkt ist: Ist die Entwicklung von chemischen Raufahrtantrieben eine notwendige Voraussetzung, um irgendwann später zu interstellaren hypersubberdubber Antrieben zu kommen?
Das erscheint mir zumindest zweifelhaft, weil ja die hypersubberdubber Antriebe ganz sicher auf einer völlig anderen Technik beruhen werden. Ich mein, ebenso könnte man auch behaupten, dass es ohne die Nutzung des Pferdes als Transportmittel niemals zu zu den heutigen KFZ gekommen wäre - oder noch besser: dass es ohne die vorherige Nutzung von Einbäumen nicht zur Entwicklung von Speedbooten gekommen wäre. Ganz unmöglich ist das wohl nicht, kann sein, kann aber genauso gut nicht sein. Deshalb ist das m.E. ein sehr schwaches Argument.
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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von Frank » 9. Mai 2018, 11:12

seeker hat geschrieben:
8. Mai 2018, 15:51

Das mag schon sein. Mein Punkt ist: Ist die Entwicklung von chemischen Raufahrtantrieben eine notwendige Voraussetzung, um irgendwann später zu interstellaren hypersubberdubber Antrieben zu kommen?
Natürlich ist das die Voraussetzung.
Erst kommt die Erkenntnis, dann setzt man es um soweit man kann, um dann festzustellen das man noch ganz andere Konzepte braucht.
Willkommen in der Ökonomie . :wink:
seeker hat geschrieben:
8. Mai 2018, 15:51
, weil ja die hypersubberdubber Antriebe ganz sicher auf einer völlig anderen Technik beruhen werden.
Das ist unstrittig
seeker hat geschrieben:
8. Mai 2018, 15:51
Ich mein, ebenso könnte man auch behaupten, dass es ohne die Nutzung des Pferdes als Transportmittel niemals zu zu den heutigen KFZ gekommen wäre - oder noch besser: dass es ohne die vorherige Nutzung von Einbäumen nicht zur Entwicklung von Speedbooten gekommen wäre. Ganz unmöglich ist das wohl nicht, kann sein, kann aber genauso gut nicht sein. Deshalb ist das m.E. ein sehr schwaches Argument.
Oh, dass ist alles andere als ein schwaches Argument.(Dnek an die Ökonomie)
Erst ziehe ich selbst etwas, dann ziehe ich mehr mit der Hilfe von Tieren, nun ziehen die Tiere etwas, wo mehr drauf passt und sinnvollerweise Räder hat , um gezogen werden zu können, Tiere werden mit der Zeit zu zu schwach um die steigende Frachtkapazität zu erfüllen und es wird nach Alternativen Ausschau gehalten. Irgendwann kommst du dann zwangsweise zum PKW/LKW(Auf dem Landweg)

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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von seeker » 9. Mai 2018, 12:34

Frank hat geschrieben:
9. Mai 2018, 11:12
Natürlich ist das die Voraussetzung.
Frank hat geschrieben:
9. Mai 2018, 11:12
Oh, dass ist alles andere als ein schwaches Argument.(Dnek an die Ökonomie)
Erst ziehe ich selbst etwas, dann ziehe ich mehr mit der Hilfe von Tieren, nun ziehen die Tiere etwas, wo mehr drauf passt und sinnvollerweise Räder hat , um gezogen werden zu können, Tiere werden mit der Zeit zu zu schwach um die steigende Frachtkapazität zu erfüllen und es wird nach Alternativen Ausschau gehalten. Irgendwann kommst du dann zwangsweise zum PKW/LKW(Auf dem Landweg)
Ich denke ich verstehe diese Argumentation schon und oft ist das auch so: kontinuierliche Fortentwickung durch stete Verbesserung.
Das Argument beruht auf linearem Denken: "Wenn man interstellar reisen möchte, muss man zuvor kleinere Reisen im nahen Weltraum gemacht haben und davor muss man Flugzeuge gehabt haben und davor Autos und davor Fahrräder und davor Schuhe..."

Aber es ist nicht immer so, oft gibt es auch große Sprünge, wo vorher in der Richtung praktisch gar nichts sichtbar war.
Und ich denke, eben so ein technologischer Sprung "aus dem Nichts" wäre für interstellare Reisen notwendig, einer der mit chemischen Antrieben nicht das Mindeste zu tun hätte, also nicht nur ne andere Liga, sondern ein ganz anderes Spiel.
Stell dir z.B. vor wir würden auf so einem Planeten leben, wo man wegen der Gravitation schlecht vom Boden wegkommt und morgen würde einer ein Stargate erfinden. Dann wär das völlig egal, dass wir zuvor keine chemischen Raketenantriebe entwickelt hätten.

D.h.: Das dargestellte Argument ist möglicherweise schon relevant, aber es ist nicht allzu stark. Es mag auf besiedelten Planeten mit hoher Schwerkraft vielleicht etwas unwahrscheinlicher sein, dass man sich überhaupt irgendwann in den Weltraum aufmacht, aber für den interstellaren Fall ist das halt schwer zu sagen, so lange man nicht sagen kann, mit welcher Technik das überhaupt geschehen soll und ob die noch irgendetwas mit dem zu tun hätte, was wir selbst heute kennen.
Damit ist eine Aussage: "Zivilisationen auf Planeten mit hoher Schwerkraft werden mit hoher Wahrscheinlichkeit niemals interstellar reisen!" aus meiner Sicht schon weit aus dem Fenster gelehnt und schon sehr im Trüben gefischt. Diese Aussage kann richtig sein, sie kann aber genauso gut auch grottenfalsch sein.

Und hinter all dem schwebt dann eh noch eine andere Behauptung:
"Zivilisationen auf Planeten werden ganz allgemein mit hoher Wahrscheinlichkeit niemals interstellar reisen!"

Falls diese Aussage wahr ist (und wir wissen das heute noch nicht), erledigt sich die andere Aussage ganz von selbst.
Grüße
seeker


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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von Hansen » 9. Mai 2018, 23:54

Frank hat geschrieben:
8. Mai 2018, 14:48
Das werden aber in jeder Gesellschaft die Ersten sein, bevor es hypersubberdubber Antriebe gibt.
Leider können die meisten "fiktiven Bewohner" auf diversen nun bekannten Exowelten diese erst gar nicht nutzen, weil die Auströmgeschwindigkeiten zu gering sind.
Nun hier hast du selbst widerlegt. In einer Gesellschaft mit höherer Schwerkraft braucht man stärkere Schübe, antigrav etc und keiner kann mit Gewissheit sagen ob es nicht möglich ist andere Abhebeform (rascher) zu entwickeln die schneller (stärker ist) als wir mit unseren Raketen, immerhin haben wir es geschafft 50 Jahre mit denen zu vergeuden, mit der hypersubberdubber Antrieb noch in weiter Ferne.

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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von seeker » 10. Mai 2018, 09:06

Genau Hansen, es könnte sogar so sein, dass uns unsere vergleichsweise geringe Schwerkraft hier auf der Erde, die dazu führte, dass der Fokus der Forschung auf chemische Antriebe gelegt wurde, auf dem Weg zu einer 'Hypersuperduperreisemöglichkeit' gerade in die falsche Richtung ablenkt, dass dies somit die Entwicklung hin zu einer technischen Möglichkeit zu interstellaren Reisen sogar erschwert - man weiß es eben nicht.
Grüße
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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von Skeltek » 10. Mai 2018, 21:51

Was soll man dazu sagen? Egal ob reiner Schub oder Flügelprofile. Letzten Endes basiert alles auf Impulsaustausch.
Selbst die Flügel eines Flugzeuges basieren darauf (schwer das als solches zu erkennen), den vertikalen Impulsaustausch pro Sekunde auf eine sehr große Fläche zuverteilen. So betreibt man ein wenig Rückstoß mit vielen anfangs ruhenden Molekülen auf einmal, statt sich längere Zeit an einer geringeren nach unten beschleunigten Anzahl Moleküle abzudrücken.
Eine Rakete innerhalb der Atmosphäre macht teilweise genau das Gegenteil.

Der störende Faktor beim Erreichen des Orbits ist die extrem hohe transversale Geschwindigkeit, welche man aufbauen muss um nicht einfach wieder zu Boden zu fallen, sondern einen schönen Orbit zu erreichen. Das bloße Erreichen von 600km Höhe ist eher der unproblematischste Teil der ganzen Angelegenheit, obwohl er verhältnissmäßig viel Treibstoff verbraucht.

Was mich ausserdem noch ziemlich stört ist der derzeit runde Aufbau von Raketen, welche versuchen möglichst viel Treibstoff bei möglichst geringem Querschnittsumfang zu transportieren, was bei genauerer Betrachtung eigentlich ziemlich schwachsinnig und eine Fehlkonzeption ist. Hier versucht man die Reibung an den Raketen-Wänden zu minimieren und das Tank-Design effizient zu machen, was für den Treibstoffverbrauch jedoch nicht gerade förderlich ist.
Man bekommt so hohe Druckspitzen punktuel auf kleiner Fläche und der beschränkte Abtransport der Wärme hindert das Erreichen höherer Geschwindigkeiten vor Ausritt aus der Erd-Atmosphäre.
Denke die billgeren Produktionskosten haben letztlich dazu geführt das so zu machen. So kann man den billigen Traibstofftank einfach verglühen lassen, braucht aber mehrere Stufen zum Erreichen des Orbits. Früher ein sinnvolles Konzept den Wegwerf-Teil billig zu gestalten; heutzutage frage ich mich aber ob es nicht doch billiger wäre in einer Stufe hoch zu kommen. Man wirft nix dabei weg und kann das Design des Trägerkörpers eher auf Geschwindigkeit und Wärmetoleranz trimmen, was einen früheren Aufbau von Transversalgeschwindigkeit ermöglichen könnte und so auch effektiv Treibstoff sparen helfen würde.

Für Antriebe im Weltall... wie sollten die sonst funktionieren außer über Rückstoß? Und da es da oben nichts zum abstoßen gibt, muss man es eben mitführen. Virtuelle Teilchen nutzen wäre vielleicht eine Möglichkeit, wobei man da vielleicht Probleme mit Quantenfeld-Gleichgewichten oder ähnlichem bekommen könnte. Materie in reine Energie umwandeln ist heutzutage auch nicht wirklich möglich; selbst wenn, wäre der entstehende Impuls vermutlich omnidirektional, was die Effizienz dann reduziert. Verschleiß von Teilen könnte auch ein Problem sein, falls man es schaffen würde eine Treibstoff-lose Lösung zu finden.
In jedem Fall muss ein Antrieb auf physikalischen Gesetzen beruhen? Man will Impuls gewinnen -> man muss Impulserhaltung berücksichtigen -> irgendwas muss Impuls in die entgegengesetzte Richtung erhalten (wasauchimmer) -> Man führt Zeug mit, gewinnt/nutzt es während dem Flug oder gibt irgendeine Form der Strahlung ab. Mehr Möglichkeiten sehe ich momentan nicht.
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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von seeker » 10. Mai 2018, 23:48

Skeltek hat geschrieben:
10. Mai 2018, 21:51
Der störende Faktor beim Erreichen des Orbits ist die extrem hohe transversale Geschwindigkeit, welche man aufbauen muss um nicht einfach wieder zu Boden zu fallen, sondern einen schönen Orbit zu erreichen.
Du meinst relativ zum Boden waagerecht weg? Ja, ist so, wenn man in einen Erdorbit will, wenn man ganz weit raus will kann man im Prinzip aber auch einfach senkrecht bleiben.
Skeltek hat geschrieben:
10. Mai 2018, 21:51
Für Antriebe im Weltall... wie sollten die sonst funktionieren außer über Rückstoß?
Es müssen ja nicht einmal zwingend Antriebe im Weltall sein, es geht darum die Sterne zu erreichen, vielleicht geht das auch ganz, ganz anders?
Ich hab keine Ahnung, wie so ein Superduperantrieb funktioniert, sonst würd ich einen bauen. :) Das ist es ja...
Die Naturgesetze müssen eingehalten werden, aber was weiß ich, vielleicht wirds auch ein Stargate, Wurmlochtunnel, irgendein Quanten-Hypertunneldimensionsantrieb, ein Beammechanismus per Digital-Quantenlichtstrahl, ein Warpantrieb per Raumzeitblase oder sonstwas - oder es geht halt eben gar nicht so eine Superduper-Reisemaschine zu bauen.
Ich weiß nur dass es sehr schwierig wird über Impulsantriebe interstellar zu reisen, ganz gleich wie hoch die Schwerkraft bei dir ist.
Grüße
seeker


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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von Frank » 16. Mai 2018, 12:04

seeker hat geschrieben:
10. Mai 2018, 23:48
Ich weiß nur dass es sehr schwierig wird über Impulsantriebe interstellar zu reisen, ganz gleich wie hoch die Schwerkraft bei dir ist.
Das bezweifelt ja auch keiner, aber ohne diese Antriebe kommt gar keiner auf die Idee anders zu reisen, weil es ja von vorne herrein nicht möglich scheint.
Wie willst du den zweiten , vor dem ersten Schritt machen?
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Raketenantriebe zur Raumfahrt auf den meisten Exoplaneten ungeeignet

Beitrag von seeker » 17. Mai 2018, 10:15

Frank hat geschrieben:
16. Mai 2018, 12:04
Das bezweifelt ja auch keiner, aber ohne diese Antriebe kommt gar keiner auf die Idee anders zu reisen, weil es ja von vorne herrein nicht möglich scheint.
Wie willst du den zweiten , vor dem ersten Schritt machen?
Wenn es sich überhaupt um zwei Schritte handelt, die zusammengehören... sozusagen in dieselbe Richtung gehen, gebe ich dir Recht.

a) Z.B. wäre es für die Entwicklung eines interstellaren Generationenraumschiffs mit konventionellem Impulsantrieb sehr schlecht, wenn es die Zivilisation wegen den Schwerkraftverhältnissen schon sehr schwer hätte mit der uns bekannten konventionallen Technik auch nur in den nahen Weltraum zu kommen, ebenso, wenn es sich um Wesen handeln würde, die unter einer 10km Eisdecke leben oder dergleichen. Erreichbar wäre das dann für solche Zivilisationen vielleicht dann eines Tages dennoch, aber vielleicht erst 10000 Jahre später, vielleicht auch gar nicht.

b) Wenn es sich aber um zwei sehr verschiedene Dinge handelt, wenn quasi der eine Schritt nach rechts zeigt und der andere nach vorne oder nach links, wenn die Überbrückung interstellarer Entfernungen technisch vielleicht wenig oder sogar gar nichts mit der Erkundung des nahen Weltraums zu tun hätte, dann sähe es wieder ganz anders aus.

c) Wenn es weder mit a) noch mit b) erreichbar ist, weil die Hürden ganz grundsätzlich zu hoch sind, erledigt sich die Frage sowieso.

Mein Argument ist:
Wir wissen nicht ob a) oder b) oder c) zutrifft. Es scheint zwar bei oberflächlicher und gleichzeitig optimistischer Betrachtung aus heutiger Perspektive naheliegend zu sein, dass a) gilt, aber da kann man sich auch schwer täuschen. Man weiß es eben nicht.
Grüße
seeker


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