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künstliche Schwerkraft

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künstliche Schwerkraft

Beitrag von seeker » 30. Okt 2018, 13:46

Was wir brauchen sieht in etwa so aus (damit käme man auch zum Mars):

https://i.redd.it/dw4sgupdqmey.png

Das ist auch mit heutiger Technik machbar, aber nicht ganz billig.
(Die Alternative ist das gesamte Objekt rotieren zu lassen, das geht auch.)

Interessant hierzu:

Einmal um die eigene Achse
Mit künstlicher Schwerkraft auf dem Weg zum Mars
https://www.deutschlandfunk.de/einmal-u ... _id=371450

Hauptproblem demzufolge: „Es traut sich niemand, ganz von vorne anzufangen“

Fest steht, dass man, um Gravitation per Rotation zu erzeugen, recht groß werden muss, um die Unterschiede zwischen Gravitationswirkung auf Kopf und Füße und Corioliskräfte und die notwendige Umdrehungsgeschwindigkeit halbwegs klein zu halten.
Es muss dabei nicht unbedigt ein Rad sein, zwei über Gestänge/Röhren gehaltene Tonnen würden auch gehen, jedoch unter 50-100m Durchmesser (Abstand zwischen den Tonnen) braucht man wohl nicht anzufangen.
Grüße
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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von seeker » 30. Okt 2018, 13:53

Interessant hierzu ist noch dies hier:

Künstliche Gravitation – woran hakts?
https://www.bernd-leitenberger.de/blog/ ... ran-hakts/
Grüße
seeker


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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von Frank » 31. Okt 2018, 09:39

Toller Beitrag, aber eines fällt mir dazu ein.
Neben den Kosten gäbe es wohl die Erklärungsnot – man entwickelt eine Station, die den Zustand wie auf der Erde mit hohen Kosten simuliert und das nur um eine Mission durchzuführen, die man bis heute nicht beschlossen oder finanziert hat. Immerhin. Wenn es diese Station gibt, (idealerweise mit Antriebsmodul) dann könnte man sie auch für die Marsexpedition nutzen.
Das ist natürlich nicht zu Ende gedacht.
Wer solche Möglichkeiten entwickelt und es nicht im Orbit ausbaut, der sollte dann auch wirklich die Finger davon lassen.

1. Wer solche Raumschiffe mit rotierenden Systemen zum herstellen von künstlicher Schwerkraft bauen möchte, kann dies nicht auf der Erde tun.(Kosten )

2. Darum sollte zuerst mal die Infrastruktur im All geschaffen werden.

3. Dazu muss(!) in der Erdumlaufbahn ein System entstehen das nicht nur Kosten verschlingt, sondern auch Geld wieder reinholt . (Beispiel könnte man im All auf Kosten von Satelitenbetreibern deren Weltraumschrott entsorgen,Reperaturen anbieten und so Einnahmequellen enstehen lassen. Natürlich muss das von Staaten verpflichtet gefordert werden, dass der Orbit kein Müllabladeplatz mehr ist)

4. Wenn das System mit der künstlichen Schwerkraft dann mal läuft, kann man die eigentlichen Module in einem Weltraumdock zusammenbauen. Das würde z.B. ein 8 Stunden Tag in Schwerelosigkeit bedeuten, weil diese Art zu arbeiten sehr energiesparend ist. Man müsste sich im All auch keine Gedanken mehr machen, wegen der Kontamination, was auf der Erde ja des Wegen in sterilen Räumen abgehalten wird . Nach getaner Arbeit ist man die restlichen 16 Stunden, des Tages dann aber in einem Modul mit Schwerkraft. Der Körper kann sich regenerieren. (Und man kann auch wie ein Mensch aufs Klo und sich waschen. :mrgreen: )

5. Das Dock müsste dann auch, wenn es kostendeckend arbeiten soll, für sämtliche kommerziellen Anbieter weltweit zur Verfügungstehen. D.h. z.B., die Astra Gruppe möchte ihre Sateliten austauschen und gegen modernere erstetzen. Die Bauteile werden in einer wiederverwenbaren Rakete zum Dock gebracht(Später kann man auch einen gewissen Basisvorrat an Teilen lagern), dort zusammen gebaut und ausgesetzt(Die Alten werden natürlich auch entsorgt). Eine Firma zahlt die Kosten für den Transport der Teile, den Bau und den Service, Das Risiko des Totalverlustes beim Start eines kompletten Sateliten würde wegfallen.(Und damit auch die immensen Kosten die dabei entstehen.)
Auch wären Reparaturen, Wartungen, vom All aus auch viel kostengünstiger, oder überhaupt durchfürbar.

6. Durch eine städinge Verbindung durch Trägerraketen, würde auch eine Senkung der Transportkosten ins All bewirken und die Technik würde sich als Nebeneffekt auch ständig verbessern.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von Skeltek » 31. Okt 2018, 11:39

Die im Artikel beschriebenen Probleme mit der Corioliskraft treten nicht beim Starten und Stoppender rotation, sondern strapazieren das räumliche Befinden immer wenn sich ein Astronaut innerhalb einer rotierenden Anordnung befindet, da es ihn obwohl er geradeaus bewegen möchte ihn ständig in Kurven fallen lässt.

Ich hätte am ehesten Angst davor, dass es die gesammte Raumstation zerfetzt, wenn es irgeneinen Fehler mit dem Kugellager oder ähnlichem gibt und das auf einmal blockiert. Dann hätte man auf einen Schlag eine massive Menge Raumstation, welche plötzlich (mit extremem Hebelarm) die Aufhängung mit in Rotation versetzen wollte. Das Resultat kann man sich leicht vorstellen: Man nehme eine Raumstation und schieße mittig einen 1 Tonnen schweren Asteroiden mit mehreren Hundert Stundenkilometern darauf. Das Resultat dürfte wohl ziemlich ähnlich sein, nur dass der Asteroid vermutlich einen kleineren Teil der Station zerstört.
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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von seeker » 31. Okt 2018, 13:44

Frank hat geschrieben:
31. Okt 2018, 09:39
1. Wer solche Raumschiffe mit rotierenden Systemen zum herstellen von künstlicher Schwerkraft bauen möchte, kann dies nicht auf der Erde tun.(Kosten )
Ja, denke ich auch, schon wegen dem notwendiegn Durchmesser. Besser ist es hier einzelne Module im Weltraum zusammenzufügen.
Frank hat geschrieben:
31. Okt 2018, 09:39
2. Darum sollte zuerst mal die Infrastruktur im All geschaffen werden.
Ja, besser wärs. Fragt sich wie viel Infrastruktur zu Beginn mindestens nötig wäre, um z.B. ein Marsraumschiff zusammenzubauen.
Evtl. ist das gar nicht einmal so viel.
Frank hat geschrieben:
31. Okt 2018, 09:39
3. Dazu muss(!) in der Erdumlaufbahn ein System entstehen das nicht nur Kosten verschlingt, sondern auch Geld wieder reinholt .
Das wäre wünschenswert. Um Satelliten im Weltraum komplett aus kleinen Einzelteilen zusammenbauen zu können, bräuchte es allerdings schon eine riesige Station. Interessanter fände ich daher zunächst ein Zusammenbauen aus vorgefertigten Einzelmodulen. Evtl. könnte man einige Baugruppen auch standardisieren, sodass eine Art Legoasten zur Verfügung stünde, aus dem man bedarfsgerecht alle möglichen Satelliten zusammenbauen könnte.
Der Transport von Einzelmodulen von der Erde in den Weltraum müsste eigentlich günstiger sein als der von kompletten Satelliten, da wahrscheinlich platzsparender verpackbar. Die Idee einer Wartunsstation finde ich nicht schlecht.

Auch für evtl. Weltraumtourismus wäre es gut, wenn man Bereiche mit Schwerkraft hätte - der Tourist will es ja bequem haben, wenn sein Urlaub mehrere Tage geht (und ist dafür auch bereit zu bezahlen).


Skeltek hat geschrieben:
31. Okt 2018, 11:39
Die im Artikel beschriebenen Probleme mit der Corioliskraft treten nicht beim Starten und Stoppender rotation, sondern strapazieren das räumliche Befinden immer wenn sich ein Astronaut innerhalb einer rotierenden Anordnung befindet, da es ihn obwohl er geradeaus bewegen möchte ihn ständig in Kurven fallen lässt.
Genau. Beweg dich einmal auf einem Kinderspielplatzkarussel von innen nach außen, da spürst du das auch...
Skeltek hat geschrieben:
31. Okt 2018, 11:39
Ich hätte am ehesten Angst davor, dass es die gesammte Raumstation zerfetzt, wenn es irgeneinen Fehler mit dem Kugellager oder ähnlichem gibt und das auf einmal blockiert.
Ach ja... das halte ich technisch für sehr gut beherrschbar, auch wenn Scifi-Filme da gerne was anderes zeigen. Hast du beim Autofahren auch Angst, dass ein Radlager ohne Vorwarnung blockieren könnte?
So etwas passiert nicht - und wenn doch kündigt es sich mehr als rechtzeitig an.


Über ein Sache denke ich noch nach, wenn man an eine Marsmission denkt:
(Ich befürchte, dass man dafür künstliche Schwerkraft fast zwingend brauchen wird, wenn man die Astronauten eine so lange Zeit gesund halten will.)

Nehmen wir ein Raumschiff an, das zur Schwerkrafterzeugung komplett rotiert. Wir nehmen dazu ein Zentralmodul mit dem Antrieb und zwei weitere Wohn- und Arbeitsmodule, die über Streben symmetrisch radial nach außen mit dem Zentralmodul fix verbunden sind und in denen wegen der Rotation Schwerkraft herrscht. (Das ist denke ich die einfachst und billigst mögliche Variante eines Raumschiffs mit künstlicher Schwerkraft.)
Jetzt ist es so, dass die Rotation manchmal störend wäre (z.B. bei Andockmanövern, Navigantionsmanövern, Kommunikation, ...). Also müsste man die Rotation auch gelegentlich stoppen, starten und auch regeln und nachregeln können. Das geht natürlich mit kleinen Raketentriebwerken, aber das kostet jedesmal Treibstoff, sowohl beim abbremsen als auch beschleunigen der Rotation, was blöd ist.

Mir ist nun eingefallen, dass es eine weitere Möglichkeit gibt, das zu bewerkstelligen, ganz ohne Raketentreibstoffverbrauch:

Man installiert im Zentralmodul eine oder mehrere Schwungmassen. Über Solarzellen sammelt man Energie, mit dieser Energie bringt man die Schwungmasse über einen Motor in Rotation. Wegen der Drehimpulserhaltung wird dabei die Gesamtstation (incl. Wohnmodule) in die entgegengesetzte Drehrichtung in Rotation versetzt.
Wenn man die Rotation der Station wieder stoppen will, muss man die Schwungmasse nur wieder anhalten, man kann dabei sogar die darin gespeicherte Energie zurückgewinnen (ganz wie bei E-Autos). So eine Schwungmasse ließe sich im Weltraum perfekt einsetzen, weil wir dort für umsonst Vakuum haben, bekommt man das praktisch reibungsfrei hin, die Aufhängug an der Welle kann man z.B. mit magnetischem Spalt bewerkstelligen. Schwungmassentechnik ist auch uralt, man hat daher viel Erfahrung damit, was ein Vorteil wäre.
Nachteilig ist dabei, dass so eine Schwungmasse einiges an Masse haben muss , damit man sie nicht auf irrsinnige Drehzahlen bringen muss; sagen wir einmal bei schätzungsweise 10% der Gesamtmasse der Station fängt es an interessant zu werden, was viel aber nicht irrsinnig viel ist.
Mein Gefühl sagt mir, dass sich das auf einer Marsmission rechnen könnte. Und wenn schon: Man könnte so eine Schwungmasse auch gleich noch als Strahlungsschild auslegen, sie könnte auch (über eine Welle verbunden) eine zentral-rotierende Scheibe vor/hinter dem Raumschiff sein.
Und je mehr Masse sie hat, desto langsamer nur muss sie drehen, womit die Materialauswahl viel größer wird, so eine Schwungmasse muss nur so stabil sein, dass es sie nicht wegen der Fliehkraft zerreist oder sich eine Unwucht einstellt, bei realtiv langsamer Drehzahl reicht eine mit Wasser oder Mondstaub oder mit sonstwas gefüllte Stahltonne - das Material dazu müsste also nicht einmal unbedingt zwingend komplett von der Erde hochgeschafft werden.
Grüße
seeker


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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von Skeltek » 31. Okt 2018, 21:10

Ich glaube es wäre anders mit dem Gehirn, wenn man bereits als Baby dort aufwächst. Das Gehirn hört ja auch erst auf größer zu werden, wenn es den Platz im Schädel voll ausgeschöpft hat. Sehe hier dann das Problem von 'Weltraum-Babys', die nicht mehr zurück auf einen Planeten können, weil es plötzlich gegenteiligen Effekt hätte...
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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von seeker » 5. Nov 2018, 13:44

Skeltek hat geschrieben:
31. Okt 2018, 21:10
Ich glaube es wäre anders mit dem Gehirn, wenn man bereits als Baby dort aufwächst. Das Gehirn hört ja auch erst auf größer zu werden, wenn es den Platz im Schädel voll ausgeschöpft hat.
Das müsste man ausprobieren, sonst ist das schwer zu sagen welche Effekte das hier hätte.
Skeltek hat geschrieben:
31. Okt 2018, 21:10
Sehe hier dann das Problem von 'Weltraum-Babys', die nicht mehr zurück auf einen Planeten können
Wahrscheinlich wäre das schon wegen den Knochen und Muskeln so, falls ein Baby die Schwerelosigkeit überhaupt lange genug überleben könnte, um erwachsen zu werden.

Es ist doch klar, dass der Mensch evolutionär in keiner Weise dafür geschaffen ist, sich länger in Schwerelosigkeit aufzuhalten, d.h. seine Gesundheit leidet nach einiger Zeit darunter und dagegen wird es kein Mittel geben - außer künstliche Schwerkraft.
Deshalb ist es für längere bemannte Missionen unabdingbar künstliche Schwerkraft zu haben, so man die Astronauten nicht unterwegs einfrieren kann.
Nach heutigem physikalischen Wissen gibt es dafür prinzipiell nur vier Möglichkeiten:

1. Das Raumschiff hat genügend Masse und Dichte um selbst genügend Gravitation zu erzeugen.
Selbst mit einem Bleikern wäre ein solches Raumschiff mindestens Mond-groß oder müsste als Gravitationsquelle ein SL oder Neutronensternmaterie oder etwas ähnlich dichtes haben. Diese Lösung gehört daher heute noch ins Reich der Science-Fiction.

2. Man erzeugt durch irgendeinen verrückten 'quanten-magnetodynamischen' oder sonstigen Effekt echte künstliche Gravitation.
Das ist leider heute ebenso Science-Fiction.

3. Man beschleunigt das Raumschiff die halbe Reisezeit ständig in Vorwärtsrichtung (z.B. mit 1g), für die andere Hälfte der Zeit dreht man das Raumschiff um 180° und bremst entsprechend ab.
Das wäre die schönste Lösung, da einfach und entsprechend kurze Reisezeiten mit so etwas einhergingen. Leider steht heute kein Antrieb zur Verfügung, der das in Anbetracht der Raketengleichung auch nur annähernd leisten könnte, riesige atomare Antriebe vielleicht ausgenommen.

4. Man baut eine Zentrifuge; entweder rotiert dabei das gesamte Raumschiff oder Teile davon, im Raumschiff oder außerhalb angebaut, in Flugrichtung oder im 90°-Winkel dazu, ständig oder zeitweise.
Das ist derzeit die einzig technisch machbare Möglichkeit.

Und daran wird auch schon gearbeitet. Ich habe dieses Konzept hier gefunden, interessant:

Nautilus-X
https://de.wikipedia.org/wiki/Nautilus-X
https://www.raumfahrer.net/news/raumfah ... 3722.shtml
https://drive.google.com/file/d/0B7M9g- ... xNzY4/view

Kostenpunkt ca. 3,7 Mrd $, das ist nicht wenig, aber es ist nicht utopisch viel, man hat schon mehr ausgegeben, die ISS hat, soweit man findet, 150 Mrd $ gekostet, das macht es spannend.
Bei den heutigen Reisezeiten wäre so etwas auch für eine Marsmission interessant. :)
Grüße
seeker


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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von Skeltek » 5. Nov 2018, 16:22

3,7 Milliarden (oder ist das amerikanische Billiarden gemeint?) ist nicht wirklich viel. Man gibt ja pro Jahr das Zigtausenfache für Handys und sontnochwas aus. Es wäre ein Traum, wenn die USA wieder 2% oder so vom BIP für Raumfahrprojekte ausgeben würden wie früher. Wenn alle auf der Welt zusammenlegen würden, wäre das kein Problem.
Derzeit ist es nicht einmal ein halbes Prozent vom Haushalt, was hier für Raumfahrt ausgegeben wird. Durch Privatisierung ist es eigentlich noch weniger. Die Risikobereitschaft kommerzieller Unternehmen hält sich ja in Grenzen, da hier immer Kapitalverlust droht.
Richtige 'Experimente' könnte nur die Regierung durch kriegen, aber da spielt mehr Politik, Intrigen und persönliche Machtspielchen eher eine Rolle als Sinn.
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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von seeker » 5. Nov 2018, 19:20

Skeltek hat geschrieben:
5. Nov 2018, 16:22
3,7 Milliarden (oder ist das amerikanische Billiarden gemeint?)
Es sind 3,7 Mrd bzw. US$ 3,7 billion veranschlagt (1 billion = 1 Milliarde).
Nur die Zentrifuge allein, als Testobjekt an der ISS, kostet noch viel weniger:
ISS centrifuge demonstration

In order to assess and characterize influences and effects of the centrifuge relative to human reactions, mechanical dynamic responses and influences, the demonstration of a similar centrifuge first would be tested on the ISS.

If produced, this centrifuge would have been the first in-space demonstration of sufficient scale for artificial partial-g effects.[1] The demonstrator would be sent using a single Delta IV or Atlas V launcher. The full cost of such a demonstrator would be between US$83 million and US$143 million.
https://en.wikipedia.org/wiki/Nautilus-X

Also ich denke, das sollte doch nun wirklich drin sein und erwarte, dass so etwas demnächst auch kommen wird.
Skeltek hat geschrieben:
5. Nov 2018, 16:22
Durch Privatisierung ist es eigentlich noch weniger. Die Risikobereitschaft kommerzieller Unternehmen hält sich ja in Grenzen, da hier immer Kapitalverlust droht.
Ich denke, das sollte (und wird) man zu einem gewissen, vernünftigen Teil auch so tun, die Privaten mitnehmen. Die Risikobereitschaft von privaten Unternehmen ist dabei umso größer, je geringer das Risiko ist, d.h. die Privaten brauchen verlässliche Rahmenbedingungen, mit denen sie kalkulieren können.
Und da ist man ja dran, ich denke man muss noch ein paar Jahre warten, aber irgendwann, in nicht allzu ferner Zukunft wird es auch an der Front sicher noch deutlich vorwärts gehen, gerade in den USA ist da ja einiges am köcheln, mit SpaceX und wie sie alle heißen.

Die Regierungen braucht man natürlich trotzdem, am besten scheint im Moment ein Mix aus beidem zu sein.
Grüße
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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von schlewi » 7. Nov 2018, 20:15

Das Hauptproblem bei der künstlichen Gravitation ist der Zusammenhang zwischen Rotationsgeschwindigkeit und Größe des Raumschiffs oder der Station. Wenn man mal von 1 g ausgeht, dann muß eine Raumstation schon einen mehrere Kilometer großen Durchmesser haben, wenn ich an der Außenwand 1 g erzeugen möchte.
Für die Marsmission wird wohl ein wesentlich kleinerer Flugkörper benötigt. Dessen Rotationsgeschwindigkeit müßte mehrere Male pro Sekunde sein.
Im freien Raum macht das vielleicht nichts, aber spätestens bei der Navigation in Planetennähe kann man solche Rotationsfrequenzen nicht brauchen.
Dazu kommt, dass sowohl die Versetzung in Rotation als auch deren Abbremsung Energie durch Steuertriebwerke verursacht.
Ich glaube nicht, dass es da im Moment irgend etwas Greifbares als Lösung gibt.

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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von seeker » 8. Nov 2018, 00:06

schlewi hat geschrieben:
7. Nov 2018, 20:15
Das Hauptproblem bei der künstlichen Gravitation ist der Zusammenhang zwischen Rotationsgeschwindigkeit und Größe des Raumschiffs oder der Station.
Jep!
schlewi hat geschrieben:
7. Nov 2018, 20:15
Wenn man mal von 1 g ausgeht, dann muß eine Raumstation schon einen mehrere Kilometer großen Durchmesser haben, wenn ich an der Außenwand 1 g erzeugen möchte.
Ja, nö. Also nur wenn du extrem langsam rotieren möchtest. Außerdem würden 0,4g vielleicht auch schon reichen, mehr gibts auf dem Mars ja auch nicht. Wie viel der Mensch an Gravitation braucht um dauerhaft gesund zu bleiben ist eine interessante Frage, wo es sich lohnen würde, das zu ermitteln. Um das zu tun müsste man aber so eine Schleuder halt auch einmal bauen und erproben...
schlewi hat geschrieben:
7. Nov 2018, 20:15
Für die Marsmission wird wohl ein wesentlich kleinerer Flugkörper benötigt.
Na ja, kleiner ist halt billiger, also bezahlbarer. Größer geht dann, wenn man es in Weltraum zusammenbaut/koppelt oder aufbläst.
Oder wenn das stabförmige Objekt im Ganzen um die Stabmitte rotiert.
schlewi hat geschrieben:
7. Nov 2018, 20:15
Dessen Rotationsgeschwindigkeit müßte mehrere Male pro Sekunde sein.
In dem Bereich wohl in etwa ja, vielleicht auch etwas langsamer. Aber das ist ja nicht wirklich ungewöhnlich schnell. Wie schnell drehen sich die Räder eines Autos oder LKWs auf der Autobahn, wie schnell dreht sich ein schnelles Jahrmarktskarussell, das dich schön in den Sitz drückt oder ne Schiffschaukel beim Überschlag?
Kennst du die senkrecht kreisenden Teile, wo du über Kopf drehst? Damit du bei denen nicht am Scheitelpunkt nach unten fällst müssen sie mindestens 1g erzeugen - und die sind vielleicht gut 20m hoch und drehen höchstens mit 1 Umdrehung/s - nur damit man ein Gefühl dafür bekommt...
Was ich hier auch sehe ist, dass die daraus resultierenden Kräfte nicht ganz ohne sind, sodass man das schon stabil bauen muss, was dann wieder Gewicht kosten wird.

Die Formel um das zu berechnen lautet:

a = r x w²

mit
a = Zentrifugalbeschleunigung in m/s²
r = Radius des rotierenden Körpers im m
w = Kreisfrequenz in 1/s (= Umdrehungen pro Sekunde)

Beispiel:
r = 10m
w = 1 s^-1 (also eine Umdrehung pro Sekunde)

a = 10 m * 1² s^-2
a = 10 m/s² = 1 g (1g = Erdbeschleunigung = ca. 10 m/s²)

Man kann mit den Werten spielen, dann sieht man bei welchem gewünschten a man mit welcher Kreisfrequenz und welchem Radius hinkommt.
Ganz so heftig ist das nicht, was man da braucht. Bei 5m Radius und gewünschtem a = 4 m/s² (= 0,4 g) bräuchte man z.B. nur 0,9 Umdrehungen/Sekunde, für a = 1 g bräuchte es bei demselben Radius dann 1,4 Umdrehungen/Sekunde, was auch kein extremer Wert ist.
schlewi hat geschrieben:
7. Nov 2018, 20:15
Im freien Raum macht das vielleicht nichts,
Es macht nicht nur nichts, es hilft wahrscheinlich sogar, weil die Flugbahn des Raumschiffs dabei stabilisiert wird: Kreiseleffekt, ist wie mit dem Fahrrad, wo das Fahrrad nicht mehr so ohne Weiteres umfällt, sobald sich die Räder drehen...
schlewi hat geschrieben:
7. Nov 2018, 20:15
aber spätestens bei der Navigation in Planetennähe kann man solche Rotationsfrequenzen nicht brauchen.
Wieso?
schlewi hat geschrieben:
7. Nov 2018, 20:15
Dazu kommt, dass sowohl die Versetzung in Rotation als auch deren Abbremsung Energie durch Steuertriebwerke verursacht.
Ja. Und das sorgt dafür, dass man mehr Masse mitnehmen muss - entweder als Treibstoff oder als Schwungmasse, was Geld kost.
Aber sooo viel ist das nun auch wieder nicht.
schlewi hat geschrieben:
7. Nov 2018, 20:15
Ich glaube nicht, dass es da im Moment irgend etwas Greifbares als Lösung gibt.
Also dieses Nautilus-X Konzept sieht für mich schon nach einer sehr realistischen und greifbaren ersten Lösung aus. Ich denke nicht, dass es da irgendwelche wirklich große technische Hindernisse gibt. Die Hindernisse liegen m. E. ganz woanders und sind finanzieller und politischer Natur und letztlich eine reine Frage des Willens oder der Wahl des rechten Zeitpunktes...
Grüße
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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von Skeltek » 8. Nov 2018, 09:29

Für die Navigation und Kurskorrekturen durch ein Haupttriebwerk ist Rotation wirklich nicht gut. Einen Kreisel kann man nicht wirklich gut in die gewünschte Richtung drehen...
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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von Frank » 8. Nov 2018, 10:26

Skeltek hat geschrieben:
8. Nov 2018, 09:29
Für die Navigation und Kurskorrekturen durch ein Haupttriebwerk ist Rotation wirklich nicht gut. Einen Kreisel kann man nicht wirklich gut in die gewünschte Richtung drehen...
Mein Güte, selbst die Apollo Raumschiffe auf dem Weg zum Mond, sind in Drehung versetzt worden, wenn auch hier der Grund war, dass alle Seiten gleichzeitig von der Sonne bestrahlt werden. Das hat sogar dafür gesorgt, dass die Astronauten spürbar etwas gemerkt haben und sich auf einmal wieder deutlich schwerer fühlten.
Trotzdem ist man in einen Mondorbit eingeschwenkt und sogar auf ihm gelandet.
Macht doch nicht aus allem ein Problem..... :)
Mit freundlichen Grüßen

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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von seeker » 10. Nov 2018, 21:18

Skeltek hat geschrieben:
8. Nov 2018, 09:29
Einen Kreisel kann man nicht wirklich gut in die gewünschte Richtung drehen...
Aber doch!

Man nutzt solche Kreisel sogar schon um Satelliten auszurichten.
Schau:
https://de.wikipedia.org/wiki/Reaktionsrad
https://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gheitsrad
https://de.wikipedia.org/wiki/Stabilisi ... Raumfahrt)
Frank hat geschrieben:
8. Nov 2018, 10:26
Macht doch nicht aus allem ein Problem..... :)
Genau! :well:
Grüße
seeker


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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von Skeltek » 11. Nov 2018, 09:12

Du hast das falsch verstanden. Reaktionsräder werden benutzt um ein Raumgefährt in eine bestimmte Richtung zu drehen und verbleibenden Drehimpuls zu negieren. Das ist nicht dasselbe wie ein Gyrostabilisator.
Ein Reaktionsrad fängt Eigendrehbewegungen des Gefährtes auf indem es den Drehimpuls auf sichselbst überträgt und den Satelit oderwasauchimmer in seiner Drehbewegung zum absoluten Stillstand bringt - die Haupttriebwerke und Steuerdüsen können nicht so exakt arbeiten wie man das möchte und es verbleibt immer ein kleiner Rest Eigendrehbewegung welche manlos werden möchte. Diese Drehbewegung wird auf das Reaktionsrad übertragen und man bringt so den Satellit zum Stillstand. Reaktionsräder benötigen auch ab und an wieder einen aktive Despin.

Eine andere Sache sind Gyrostabilisatoren, welche sich enorm schnell drehen und sich weigern ihre Ausrichtung zu ändern. Kreisel werden benutzt um etwas anderes in eine gewünschte Richtung zu drehen oder in dieser Ausrichtung zu halten und nicht den Kreisel selbst in eine gewünschte Richtung zu drehen...

Aus dem von dir geposteten Link:
Wikipedia hat geschrieben: Spinstabilisierung
Rotation dient teils zur Stabilisierung, teils zur Lageregelung von Raumfahrzeugen: Satellitenspin (1), Drallstabilisierung (2), Reaktionsschwungräder (3) und Momentenkreisel (4)
Die Raumsonde Pioneer Venus 1 war spinstabilisiert und hatte einen entdrallten Turm mit einer zur Erde gerichteten Antenne

Die Spinstabilisierung nutzt den Effekt aus, dass sich ein um seine Längsachse rotierender Raumflugkörper ((1) in der Abbildung) wie ein Kreisel verhält und deshalb normalerweise nicht aus seiner Lage im Raum gebracht werden kann. Dieses gilt auch, wenn sich der Raumflugkörper in dem Schwerefeld eines Himmelskörpers befindet. Dies verleiht genügend Stabilität um die beiden zur Rotationsachse senkrechten Achsen. Die Spinachse kann nur schwer durch Steuerungstriebwerke beliebig im Raum ausgerichtet werden. Ein weiterer Nachteil ist, dass nur jeweils die Hälfte der an der Außenhülle angebrachten Solarzellen von der Sonne beschienen werden.
Gedreht wird nicht der Kreisel, sondern der Kreisel wird verwendet, um etwas anderes zudrehen oder in einer Richtung zu halten.
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Re: künstliche Schwerkraft

Beitrag von seeker » 11. Nov 2018, 12:56

Das ist aber alles kein Problem.
Wenn sich was dreht, hast du bei Kurskorrekturen einfach nur ein zusätzliches, überschaubares Trägheitsmoment zu berücksichtigen, dadurch wird die Kurve dann halt etwas weiter, no problem.
Außerdem kannst du bei einem Raumschiff mit Kreisel auch so navigieren, dass du über den Kreisel zuerst das Raumschiff neu ausrichtest (ohne die Flugbahn zu verändern!), damit auch das zentrale Haupttriebwerk schon einmal neu ausrichtest und dann erst das relativ zu Flugbahn dann schräg ausgerichtete Haupttriebwerk zündest. Eine elegante Sache, steuern ohne Steuertriebwerke...

Eine Problematik bei Kreisel-Raumschiffen sehe ich eher nur darin, dass man Maßnahmen ergreifen muss, um ein Taumeln zu verhindern, das z.B. durch eine sich aufschaukelnde Unwucht verursacht werden könnte (und ne Unwucht hast du spätestens dann, wenn sich ein Astronaut in die 'Gravitationsschleuder' hineinbegibt). Aber sowas bekommt man mit heutiger Technik auch in den Griff, da habe ich keine Zweifel.
Grüße
seeker


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