Antrieb für Weltraumfahrt

[Jesterfox]

@Cempeg: wenn ich mir die kosten der expeditionen und die dauer der missionen so ansehe, bezweifle ich, dass die treibstoffkosten den ausschlag dafür gegeben haben, statt tage jahre zu reisen...

Die Kosten für den Treibstoff dürften tatsächlich egal sein, aber nicht dessen Masse. Man kann nicht beliebig viel Treibstoff mitnehmen, vor allem beim Start muss das ja alles gegen die Erdanziehung beschleunigt werden. Von daher ist trotzdem Spritsparen angesagt und man benutzt die Gravitation von Mond und Planeten zum weiteren Beschleunigen.

 

[Lübke]

leider weis ich nicht, wie viel treibstoff es bedarf, vom erdorbit aus (bis dahin kommt man ja mit separaten trägerraketen mit eigenen treibstofftanks) um die geschwindigkeit zu erreichen. jedenfalls wird zum beschleunigen die erdanziehungskraft genutzt. man lässt das objekt von der erde anziehn und katapultiert sich dann in die zielrichtung aus der umlaufbahn. dann wird mit den eigenen triebwerken auf die reisegeschwindigkeit beschleunigt. danach wird kein treibstoff mehr bis zum erreichen des ziels gebraucht, da die geschwindigkeit im weltraum nicht durch reibung abnimmt.

denke mal 40.000 km/h sind für einfache raketentriebwerke einfach zu resourcenaufwendig. da sind effizientere antriebsmöglichkeiten gefragt. aber das ist ja genau thema des threads, oder?^^

 

[Cempeg]

@ Sherman123: Das passt doch mit den 56 Mio. km bei dichtester Entfernung.
Aber die bogenförmige Flugbahn stimmt allerdings. Das könnte noch etwas draufschlagen.

Thema Ionenantrieb: Klingt geil aber auch irgendwie komisch.
Ich hörte mal was von einer Beschleunigung von 0 auf 100 km/h in 3 Tagen. Kann das sein?

In SciFi-Erklärungen (Games, in meinem Falle Imperium Galactica *nostalgie* ) wird gesagt,
dass positiv und negativ geladene Ionen eim Aufeinanderprall explosionsartig ihre Ladungen austauschen.

Das klingt doch extrem Schubkräftig und doch sieht man, zumindest heute, nur so kleine
Ionenstrahltriebwerke die das Ionengas? einfach nur so ausströmen lassen.

Fehlt da einfach nur die Technologie oder ist diese Ladungsaustauschsache
(stand übrigens bei der Ionenkanone ) wirklich nur Technobubble?

 

[Lübke]

ich weis zwar nicht genau, wie schnell ionentriebwerke beschleunigen, aber ungleich langsamer als feststoffraketen soweit ich weis. dafür erreichen sie aber auch bedeutend höhere endgeschwindigkeiten.

allerdings sind ionentriebwerke noch relativ neu und ihre entwicklung alles andere als fortgeschritten. ich weis gar nicht, wann das erste mal so ein triebwerk verwendet wurde...

 

[Sherman123]

Ionentriebwerke beschleunigen aber doch nur durch austretende Gase. (auch wenn die Austrittsgeschwindigkeit durch ein elektrisches Feld massiv gesteigert wird (gegenüber der chem. Reaktion einer Feststoffrakete))

Vielleicht gibt es irgendwann mal Laser Triebwerke oder dergleichen, die wirklich ohne Brennstoff auskommen und ewig beschleunigen.*träum*

 

[Lübke]

dann müsste die energie des lasers aber der masse des raumschiffs entsprechen um halbe lichtgeschwindigkeit zu erreichen, oder?

nur was problematisch dabei wäre, was passiert mit den objekten, die in beliebiger entfernung von so einem hochenergie-antriebslaserstrahl getroffen werden? könnte ziemlich hässlich werden^^

 

[Marvin_X]

@hilli und die anderen mit der Raketenformel.

Das mit dem Impuls und dem Abstoßen habe ich soweit verstanden, aber ich denke, dass zumindest die Raketenformel nicht wirklich auf die Ausgangsfrage einsetzbar ist, denn wir haben hier ja keine klassische Rakete, deren Hauptgewicht der Treibstoff ist , und die bis zum Ende brennt, sondern ein Raumschiff, welches idealer Weise bereits im Raum schwebt und somit das ganze mit Gravitation usw. vergessen werden kann und immerhin groß genug ist, um einen Putzfrau mitnehmen zu können. Also haben wir einen Supertreibstoff (viel Energie zu wenig Masse) oder das Raumschiff feuert mit Wasserstoff, denn es im Flug durch das All auch wieder einsammelt, den der Weltraum ist ja voll mit Wasserstoff.

Aber auch egal, jetzt wo ich darüber schreibe und eigentlich nach dem Paradoxon der Zunahme der kinetischen Energie im Verhältnis zur Verbrauchten fragen wollte , kam mir in den Sinn, dass die kinetische Energie ja eigentlich auch "relativ" zu einem Bezugspunkt zu sehen ist. Wie ja das Beispiel mit den 2 Planeten gut verdeutlicht bzw. auch mit dem Abstoßen vom Treibstoff. Der abgestoßene Treibstoff verliert ja neben seiner "Treibsoffenergie" auch seine kinetische Energie, die er bei der ersten Beschleunigung mit aufgenommen hat. Oder so ähnlich kann ich mir das zumindestens vorstellen.

 

[PriestFan]

Ich habe gerade was sehr interessantes gefunden. Die Raumsonde "New Horizons" ist seit 2006 auf dem Weg nach Pluto. Die Sonde hatte eine Fluchtgeschwindikeit von 58,536 km/h! Nach dem Start erreichte die Sonde die Umlaufbahn des Mondes nach nur neun Stunden. Nach einem Jupiter Vorbeiflug hat die Sonde eine Geschwindigkeit von 16.656 km pro SEKUNDE! Die Sonde soll Pluto in 2015 erreichen.
Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/New_Horizons

 

[CD]

Gut, dass es nicht 16 Tausend 656 km/s (das wären schon 5% Lichtgeschwindigkeit), sondern lediglich 16 Komma 656 km/s sind Kommt mir für Weltraumverhältnisse jetzt nicht soooo schnell vor.

 

[Schinzie]

ist mit einem ionenantrieb ausgestattet, das einzig machbare derzeit für langstreckenflüge, allerdings dauern die dann auch entsprechend.


gruß

 

[[sauba]]

@ Priest-Fan: Ich hab mal in deiner Quelle nachgesehen:

It had an Earth-relative velocity of about 16.26 km/s or 58,536 km/h (10.10 mi/s or 36,373 mi/h) after its last engine shut down. Thus, it left Earth at the fastest launch speed ever recorded for a man-made object.

16,26 km/s hatte die Sonde beim Verlassen der Erde, nach Schwungnutzung (komisches Wort, ich weiß) der Jupiter-Gravitation wurde sie gerade mal auf 16,66 km/s beschleunigt - also eine Beschleunigung um 0,4 km/s bzw. 2,5 %.

Also so großartig ist diese Beschleunigung nicht.

Gruß,
[sauba]

 

[PriestFan]

Das mit den 16.656 km pro Sekunde war mein Fehler. Ich hatte die Zahl kopiert und eingefügt. In Amerika setzten man einen Punkt ein statt einem Komma nach dem Tausender Wert. Das ist wahrscheinlich nicht grammatisch korrekt (ich bin Ami) aber ihr wisst bestimmt was ich meine.

Die Sonde hatte eine Startgeschwindigkeit von 16,26 km/s, die Geschwindigkeit kurz vorm Flyby betrug 23 km/s (relativ zur Sonne) und wurde beim Flyby beschleunigt um 4 Km/s auf ca. 27 Km/s. Das sind 97,200 Stundenkilometer. Die Anziehungskraft der Sonne hat die Sonde mittlerweile abgebremst auf ca. 16,656 Km/s.




"New Horizons received a Jupiter gravity assist with a closest approach at 5:43:40 UTC (12:43:40am EST) on February 28, 2007. It passed through the Jupiter system at 21 km/s (46,975 mph) relative to Jupiter (23 km/s (51,449 mph) relative to the Sun). The flyby increased New Horizons' speed away from the Sun by nearly 4 km/s (8,947 mph), putting the spacecraft on a faster trajectory to Pluto, about 2.5 degrees out of the plane of the Earth's orbit (the "ecliptic"). As of November, 2009, the gravitational attraction of the Sun has slowed down the spacecraft to about 16.656 km/s (37,248 mph).[18] New Horizons was the first probe launched directly toward Jupiter since the Ulysses probe in 1990."