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Satellitenschleuder

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Satellitenschleuder

Beitrag von seeker » 9. Sep 2022, 08:04

Witziges Konzept: :)

SpinLaunch
NASA erprobt gigantische Satellitenschleuder
https://www.forschung-und-wissen.de/nac ... r-13376115

https://www.spinlaunch.com/

Ob das was wird? Was meint ihr?
Grüße
seeker


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Re: Satellitenschleuder

Beitrag von Frank » 9. Sep 2022, 11:10

Ich bin ja bekanntermaßen kein Physiker, aber funktionieren sollte das schon. Und alles, was in diesem Hochpreissegment Kosten spart, ist ja grundsätzlich zu begrüßen.
Laut Berechnungen kann SpinLaunch mit ihrem System aus Schleuder und Boosterrakete etwa 30 Prozent des Treibstoffs einsparen.
Allerdings hätte ich mir hier schon etwas mehr erwartet....

Die Zukunft sollten Raumstationen sein, die immer mehr zu Produktions und Wartungsstätten werden . Weg von Einmalsatelliten und Wegwerfkrempel. Wenn man so wie im Artikel beschrieben, die ganzen Teile kostengünstig ins All bekommt, macht das ja dann auf jeden Fall Sinn.
Dann noch eine Zentrifuge im Orbit, die Teile Richtung Mond schleudert, dann wird das auch was gescheites mit der Mondstation. :wink: :)
Ist das Geschlecht des Menschen biologisch bedingt oder ist es ein soziales Konstrukt? Im Tierreich ist das oft simpler. Wenn man dem weiblichen Borstenwurm das Gehirn entfernt, wird es zum Männchen.

Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Satellitenschleuder

Beitrag von Skeltek » 9. Sep 2022, 16:08

Meiner Meinung nach nicht praktikabel, da der Satellit oder wasauchimmer beim schleudern extrem starken Spannungen ausgesetzt ist, und diese dann schlagartig auf Null abfallen. Ob man ruckartig in der Mitte der Rakete zieht, drückt/schlägt oder schlagartig los lässt, richtet möglicherweise alles ähnliche Schäden an. Praktikabel vermutlich eher nur mit kleineren Objekten, aber da ist dann die Frage, ob diese kleinen Raketen dann auch noch so effizient sind wie große Raketen.
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Re: Satellitenschleuder

Beitrag von seeker » 10. Sep 2022, 09:21

Also klar ist, dass bei so einer Schleunder sehr hohe Fliehkräfte auftreten, die dann beim Abschuss schlagartig auf Null abfallen.
D.h. dass damit wohl nur stabile, robuste oder speziell davor geschützte Dinge abgeschossen werden können aber keine empfindlichen Bauteile.
Und der Transport von Lebewesen ist wohl völlig unmöglich, wegen den enormen Fliehkräften.
Das wird das Anwendungsfeld einengen, aber es könnte dennoch genug übrig bleiben, wo es geht.

Allgemein wird man keine beliebigen Abschussgeschwindigkeiten erreichen können, weil sonst die Zentrifugalkraft zu groß wird.
(Und man kann ja eh nicht beliebig schnell durch die Atmosphäre fliegen, ohne zu verglühen.)

Der Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und auftretenden Fliehkräften ist dabei der folgende:

F = m x ω^2 x r
(Zentrifugalkraft = Masse x Winkelgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) zum Quadrat x Radius (der Schleuder))

und

V = ω x r
(Geschwindigkeit = Drehgeschwindigkeit x Radius)

Wenn man nun V vergrößern möchte, dann kann man das tun, indem man entweder die Drehgeschwindigkeit ω oder den Radius r erhöht oder beides. Beide Faktoren erhöhen die Geschwindigkeit gleich, nämlich linear (nicht quadratisch oder exponentiell oder so etwas).

Da ω in der Kraftformel im Quadrat eingeht, würde mit seiner Vergrößerung F quadratisch ansteigen, bei einer Vergrößerung von r aber nur linear.
D.h.: Wenn man an die Grenzen der Materialbelastbarkeit (Fmax) gehen möchte, dann ist es ab einem gewissen Punkt besser r als ω zu vergrößern.
Nachteil: Dann wird die Schleuder sehr groß und damit auch teuer und auch technisch aufwändig.
Das wird auch einer der Gründe sein, warum man eine solche Schleuder erst einmal etwas kleiner baut, um die Umsetzbarkeit zu testen.

Was man auch in der Kraftformel erkennen kann, ist, dass es bei F hilft, wenn man an der Masse m spart.
Das betrifft nicht nur das zu schleudernde Objekt, sondern auch den Schleuderarm, also die Gesamtmasse aus beidem zusammen. Deshalb ist der aus leichtem Carbonfasermaterial gemacht, wie auch im Artikel erwähnt wird.
D.h. aber im Umkehrschluss auch, dass es sehr schwierig würde, so etwas für größere Raketen mit großer Masse zu bauen.

Ein weiteres Problem ist der Übergang vom Vakuum innerhalb der Schleuder in den Atmospärendruck außerhalb der Schleuder.
Bei den dort generierten Geschwindigkeiten wird das auch einen enomren Druckschlag auf die Rakete bei Austritt verursachen.
Man sieht ja auch schon, dass es schwierig ist, dass die Rakete dabei nicht zu sehr aus ihrer Soll-Abschussrichtung abkommt.


Interessant finde ich das Konzept immerhin. Ich bin gespannt, wie weit man damit kommt.
Auf dem Mond könnte so etwas sogar noch einfacher sein, weil man dort das Vakuum sozusagen geschenkt bekäme.
Und es hätte halt schon Charme, wenn man dort Dinge erst einmal rein mit Solarenergie, ohne chemischen Treibstoff abschießen könnte.
Grüße
seeker


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