Braucht die Erde einen künstlichen Ring wie

Auto, Rad & Mobilität Luft- & Raumfahrt
#21

Tach,
vorweg einen Auszug aus wikki
„Wird das Seil bis in eine Höhe von 143.780 Kilometer über dem Erdäquator verlängert, dann kann diese Energiemenge wieder zurückgewonnen werden. Das liegt daran, dass die Summe aus Gravitationspotentialdifferenz und Zentrifugalkraftpotentialdifferenz zwischen dem Erdäquator und 143.780 km Höhe gleich null ist. Diese Rückgewinnung ist aber nur beim Transport eines Körpers von der geostationären Umlaufbahn in eine noch größere Höhe möglich, beispielsweise um eine interplanetare Sonde mittels Fliehkraft zu starten.“

Also, wir haben das Seil (oder Stange), 150000km lang, auf der Erde verankert, am anderen Ende unser Gegengewicht. Am Seil in 35000km Höhe die Orbitalstation, incl. 2 Eimern Wasser. Den einen Eimer lassen wir an einem Seil runter Richtung Erde. Dem anderen Eimer versetzen wir einen Schubs Richtung Gegengewicht. Die Seile spulen sich ab, wie von einer Garnrolle und spannen einen Federmechanismus (wie bei einer Uhr).
Schlichter Verstand wie ich lässt alle Einflussfaktoren einfach ausser 8 und behauptet: Haben die Eimer ihr jeweiliges Ziel erreicht, ist die Energiebilanz positiv. Die gespannten Federn könnten 2 Wassereimer von der Erde zur Station ziehen.
Problem ist nur, wie kriege ich den Eimer am Ende des Seils wieder zur Station? Den vollen Eimer leeren? Und woher neues Wasser nehmen?
Also mit Wasser geht´s schonmal nicht. Aber u.U. gibt´s da noch andere Sachen, die ich in meinen Eimer packen kann? Oder es sitzt jemand auf dem Gegengewicht, der den Eimer wieder zurück schiebt :wink:

Gruss

B
PS: ich weiss, hat auch nichts mit Physik zu tun.

#22

Also, wir haben das Seil (oder Stange), 150000km lang, auf der
Erde verankert,

Das funktioniert nicht. Da das Seil Lasten nach oben ziehen soll, darf es nicht verankert sein. Man kann es unten aber um eine feste Rolle laufen lassen.

am anderen Ende unser Gegengewicht.

Das ist überflüssig.

Problem ist nur, wie kriege ich den Eimer am Ende des Seils
wieder zur Station? Den vollen Eimer leeren? Und woher neues
Wasser nehmen?

  1. Eimer A und B sind jeweils halb voll.
  2. Eimer A fährt hoch und Eimer B runter. Die frei werdende Energie wird gespeichert.
  3. Eimer A wird geleert und Eimer B komplett gefüllt.
  4. Eimer A wird runtergezogen und Eimer B hoch. Die dafür benötigte Energie stammt aus Schritt 1.
  5. Die Hälfte des inhaltes von Eimer B wird in Eimer A geossen.
  6. Weiter bei 1.

Es geht natürlich genauso gut mit drei Eimern oder zwei unterschiedlich schweren Eimern.

Also mit Wasser geht´s schonmal nicht.

Doch, das geht und bei meiner Konstruktion sogar kontinuierlich und ohne Energiespeicher:

Nimm eine geschlossene Seilschlaufe, die unten um eine feste Rolle läuft und 150000 km senkrecht in die Höhe reicht. In regelmäßigen Abständen hängen Eimer am Seil. Auf der einen Seite des Seils sind alle Eimer voll und auf der anderen alle leer. Die Eimer, die unter der geostationären Bahn hängen, ziehen das Seil nach unten und diejenigen, die darüber hängen, ziehen es nach oben. Da das Seil oben länger ist, als zur Erreichen der Gleichgewichtslage notwendig, überwiegt auf beiden Seiten die nach oben wirkende Kraft. Von den vollen Eimern wird das Seil aber stärker nach oben gezogen, als von den leeren. Deshalb wird sich das Seil in Bewegung setzten, wobei die vollen Eimer nach oben und die leeren nach unten fahren. Werden die leeren Eimer unten gefüllt und die vollen oben ausgeschüttet, dann bleibt das Seil nicht nur ständig in Bewegung sondern kann obendrein zusätzliche Lasten heben oder Energie abgeben.

Etwas ähnliches müsste sich auch in kleinem Maßstab realisieren lassen:

Man kann mit einem Schlauch bekanntlich Wasser aus eienem Eimer (oder Benzin aus einem Tank) laufen lassen, wenn das äußere Ende des Schlauches sich unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche befindet. Wenn sich das Ende des Schlauches über der Flüssigkeitsoberfläche befindet, geht das normalerweise nicht. Aber wenn man das obere Schlauchende wie ein Lasso herumschleudert, müsste das Wasser im Schlauch nach oben steigen und bei hinreichend großer Zentrifugalkraft oben heraussprudeln. Dabei gibt es nur das technische Problem, dass der Schlauch bereits zu Beginn des Experiementes vollständig gefüllt sein muss. Wenn die Flüssigkeitssäule abreißt, ist der Spaß vorbei.

#23

Hallo!

Okay, ich hab’s verstanden.

Danke und *

Michael

#24

Hallo,

Das tollste dran: man kann also eine Masse ohne Energieaufwand
auf einen Punkt mit höherer potentieller Energie befördern. Da
dieselbe Masse, wenn man sie wieder herunterfallen lässt,
Arbeit leisten kann, wären damit die Energieprobleme der
Menschheit gelöst.

Ich denke es gibt deutlich billigere und leistungsfähigere Formen der Energieerzeugung als Weltraumlifte.

Nachdem auch der MOD Einschreiten zu deinen Gunsten für
notwendig gehalten hat, muss man wohl davon ausgehen, dass so
etwas wie der Satz von der Erhaltung der Energie in diesem
Forum nicht mehr gesellschaftfähig ist.

Wo ist denn hier die Energieerhaltung verletzt? Nirgends. Die Energie dafür kommt ja nicht aus dem nichts, sondern wird der Rotationsenergie der Erde entzogen. Mit jeder Last die du da hoch ziehst, wird die Drehung der Erde leicht abgebremst. Nur hat die Erde soviel Drehimpuls, dass die Massen unserer Größenordnungen im Vergleich dazu vernachlässigbar sind. Aber was weiß ich schon, ich bin ja nach deinem Gutachten ein Troll :wink:

Das Archiv wird diese
denkwürdige Diskussion sicher für alle Ewigkeit festhalten,
zumindest was euere revolutionäre Physik betrifft - meine
Beiträge werden wahrscheinlich vorher gestrichen.

Ich glaube nicht, das die Physik der Zentrifugalkräfte sonderlich revolutionär ist.

vg,
d.

1 Like
#25

Hallo,

in 150000 km Höhe ist die Umlaufzeit wesentlich länger als ein Tag

Die Umlaufzeit ist dort nur für ein nicht angebundenes, in einem stabilen Orbit befindliches Objekt länger, weil diese sich ja nur durch die Gravitation ergibt. Der Lift ist aber ja an der Erde angebunden, unterliegt deswegen nicht nur der Gravitationskraft und dreht sich zwangsweise so schnell wie die Erde, genauso wie sich die Sitze eines Kettenkarussells zwangsweise mit der gleichen Rotationsperiode drehen wie das Karussell.

also entweder man belässt es dabei, dann wickelt sich das
Seil einfach um die Erde; oder man beschleunigt das Seilende
soweit, dass es sich in einem Tag um die Erde bewegt,

Du musst nichts beschleunigen, damit das Seil sich in einem Tag um die Erde bewegt, denn das macht es von ganz alleine. Es ist schließlich angebunden und wird durch die Fliehkraft, die ja senkrecht zur Rotationsachse gerichtet ist, logischerweise dann auch genau senkrecht zu dieser Achse (und damit zur Erdoberfläche am Äquator) ausgerichtet.

dann ist alles, was man auslädt, viel zu schnell und fliegt einfach
in den Weltraum davon.

Ja, das ist ja gerade der Sinn von Weltraumliften. Damit kann man also billig große Mengen von Material z.B. von einem Planeten zu einem anderen befördern. Wenn du etwas in einen geostationären Orbit bringen willst, dann musst du es ja nur auf dieser Höhe dann schon ausklinken.

Aber man könnte ja, wie Dr. Stupid meinte, Wasser
hochziehen lassen und dann aus z.B. 500 km Höhe durch einen
Schlauch und Turbinen zurückfliessen lassen - dann hätte man
zwar keinen brauchbaren Lift, aber wenigstens ein schönes
Perpetuum Mobile.

Nö hat man nicht, weil es kein Perpetuum Mobile ist, sondern der Erde dabei Rotationsenergie entzogen wird. Das ganze funktioniert also nur so lange, bis die Erde still stehen würde.

vg,
d.

#26

Tach,
mein „Kopfkino“ war ein Scherz für Laien wie mich. Aber meine Konstruktion funktioniert genauso gut wie deine. Besser gesagt, beide funktionieren nicht, auch nicht in kleinerem Maßstab.

Gruss

B
PS: Übrigens braucht auch dein Konstrukt ein Gegengewicht und deine Seilschlaufe etwas Freiraum.

#27

Hallo,

mein „Kopfkino“ war ein Scherz für Laien wie mich. Aber meine
Konstruktion funktioniert genauso gut wie deine. Besser
gesagt, beide funktionieren nicht, auch nicht in kleinerem
Maßstab.

Wieso sollte DrStupids Konstruktion nicht funktionieren? Wo soll denn der Fehler liegen?

PS: Übrigens braucht auch dein Konstrukt ein Gegengewicht

Nö, braucht es nicht. Ein 150.000km langes Seil braucht kein Gegengewicht weil das Seil selbst oberhalb der geostationären Bahn (und das ist der größte Teil des Seils) das Gegenwicht darstellt. Ein explizites Gegengewicht bräuchtest du nur bei einem Lift der nur so lang ist, dass er gerade die geostationäre Bahn erreicht. Denn der Schwerpunkt der Konstruktion muss außerhalb des GEOs liegen und deshalb musst du hier ein so schweres Gegengewicht außerhalb anbringen, dass es den Schwerpunkt entsprechend weit nach außen verschiebt.
Bei dem 150.000km langen Seil ist das aber nicht notwendig, weil der Schwerpunkt schon von alleine weit oberhalb des GEOs liegt.

und deine Seilschlaufe etwas Freiraum.

Verstehe nicht was du damit meinst. Die Seilschlaufe ist ja gespannt, welchen Freiraum soll es da für was geben und wozu?

vg,
d.

#28

Tach,
hab´s ja verstanden.
Math. und theoretisch funktioniert´s ja. Aber auch nur, wenn wir, wie ich es ja auch tat, einfach alle Einflussfaktoren ausser 8 lassen. Denn sonst kommen wir zu rein mechanischen Problemen. Dass die Lager der Rollen auch immer gut geölt sind, sonst bewegt sich bei der Spannung, die auf der Seilschlaufe liegt, garnichts. Und immer ´nen Eimer auf Erden füllen, den ich oben nur auskippe? Echt uncool.
Ich behaupte mal, die Lösung(en) wird (werden) abseits der mechanischen Ansätze liegen.

Für diejenigen, denen ich mit meinen Scherzen auf den Schlips getreten haben sollte: nicht alles so „wörtlich“ (und schon garnicht persönlich) nehmen.

Gruss

B

#29

Kopfkino etc. ENDE !!
Hi ihr Mitstreiter,

kann ja verstehen, dass sich auch mal Differenzen auftun, wenn man Antworten sucht. Ist ja nichts schlechtes.

Aber bitte nicht bei diesem Fragesteller, der sich mutmaßlich kringelig lacht. Und wir sollten auch nicht vergessen, dass ein Seil von eingen 100 km unter dem eingenen Gewicht zerreißt, mit ultramodernen Materialien vielleicht bei x-tausend km.

Einen Turm/Mast habe ich nicht durchgerechnet, erscheint mir aber sinnvoller als ein Seil. Wobei ich mich allerdings frage, was wir dort oben zu finden hoffen, was wir hier unten nicht haben.

Ich persönlich opfere gern ein paar Euro für die Erkenntnisse der Raumfahrt und der Teilchenbeschleuniger.

Aber eine Weltraumlift brauchen wir wirklich nicht, denn in 2 Milliarden Jahren, wenn der Umzug ansteht, gibt es nur 2 Moglichkeiten:

  1. Bessere als jetzt
  2. Schlechtere als jetzt, weil alles vergessen wurde.

Gruß, Zoelomat

#30

Von wegen :wink:
Hallo,

Aber bitte nicht bei diesem Fragesteller, der sich mutmaßlich
kringelig lacht.

Das mag ja sein, dass er das tut. Aber ich habe z.B. viel neues in Bezug zu Weltraumliften bei dem Ganzen gelernt und so gesehen hat es sich für mich rentiert, ob der OP sich kringelig lacht oder nicht.

Einen Turm/Mast habe ich nicht durchgerechnet, erscheint mir
aber sinnvoller als ein Seil.

Ich bezweifle dass du überhaupt das Seil durchgerechnet hast. Ein Seil ist deshalb am besten geeignet, weil die Konstruktion fast ausschließlich auf Zug beansprucht wird. Ein Turm oder Mast ist hierfür gänzlich ungeeignet.

Deshalb fördert die NASA auch mit mehreren Millionen Dollar Preisgeld im Rahmen ihrer Strong Tether Challenge die Entwicklung eines Weltraumlift-geeigneten Seiles (-> „Strong tether“) und Teams von den renomiertesten Institutionen (MIT, etc) kämpfen darum. Die Entwicklung solch eines Seils gehört sogar zu den von der NASA so bezeichneten Centennial Challenges, also den Herausforderungen dieses Jahrhunderts.

Das vielversprechendste Material sind dabei sog. Kohlenstoff-Nanoröhrchen bzw Graphen. Diese Dinger halten bereits in den jetzigen frühen Phasen der Forschung mehrere Tonnen Gewicht mit einem nicht mal 1mm dicken Strang aus, und das bei extrem geringem Eigengewicht. Kein Material der Welt schafft das nur annähernd. Dass dies ein ganz außergewöhnliches Material ist, zeigt auch, dass nicht zu letzt der diesjährige Nobelpreis für Physik für die Erforschung von Graphen vergeben wird.

Vor 30 Jahren waren Weltraumlifte noch vollkommene Utopie. Inzwischen sind wir vermutlich gar nicht mehr so weit davon entfernt und das ganze ist heute von der Utopie zu einem aktuellen und wichtigen Forschungsthema in der Weltraumfahrt geworden.

Wobei ich mich allerdings frage, was wir dort oben zu finden hoffen,
was wir hier unten nicht haben.

Wie wärs mit dem Transport großer Mengen von Rohstoffen von anderen Planeten zur Erde oder dem Transport von Baumaterial u.ä. von der Erde zu einem anderen Planeten oder in einen Orbit? Mit Raketen wäre das viel zu teuer. Ein Weltraumlift würde es uns erlauben, plötzlich gänzlich andere Dimensionen an Materialmengen zwischen Himmelskörpern auszutauschen und damit Projekte zu realsieren, die bis jetzt utpoisch waren, wie z.B. die Errichtung einer Mond/Marsbasis, der Bau richtig großer Teleskope im All die uns ganz andere Einblicke ins All erlauben würde, der Bau großer Raumstationen usw. Und das alles für viel weniger Geld. Das wäre nichts anderes als eine Revolution in der Raumfahrt.

Ich persönlich opfere gern ein paar Euro für die Erkenntnisse
der Raumfahrt und der Teilchenbeschleuniger.

Na dann ist das Geld der NASA für Weltraumlifte ja gut angelegt :wink:

BTW:
Nur um sich nochmal die Dimension klar zu machen die so ein Lift hat - Hier das ganze mal maßstabsgetreu abgebildet: klick.

vg,
d.

2 Like
#31

Und wir sollten auch nicht vergessen, dass
ein Seil von eingen 100 km unter dem eingenen Gewicht
zerreißt, mit ultramodernen Materialien vielleicht bei
x-tausend km.

Das gilt zwar für ein Seil mit konstantem Querschnitt, aber man kann den Querschnitt auch mit der Zugbelastung wachsen lassen. So wäre ein orbitales Seil theoretisch auch mit heute verfügbaren Materialien (zum Beispiel Ultra Hoch Molekularem Polyethylen) realisierbar. Scheitern würde es an ganz anderen Problemen.

Einen Turm/Mast habe ich nicht durchgerechnet, erscheint mir
aber sinnvoller als ein Seil.

Warum?

1 Like
#32

Tach,
hab´s ja verstanden.
Math. und theoretisch funktioniert´s ja. Aber auch nur, wenn
wir, wie ich es ja auch tat, einfach alle Einflussfaktoren
ausser 8 lassen.

Das geht viel einfacher. Deconstruct beschreibt z.B. anhand einer Zeichnung Energiegewinn und Energieverlust in 155000 km Höhe mit einer Zeichnung. Wendet man wie ich ein, dass dann kein energieloser Transport in eine geostationäre Umlaufbahn möglich ist, antwortet er, man müsste ja bloss in dieser Umlaufbahn ausklinken. Das macht zwar die vorherige Argumentation völlig gegenstandslos, aber da denkt er eben, das haben ja alle schon vergessen. Macht man ihn darauf aufmerksam, kehrt er eben wieder zur vorherigen Argumentation zurück - und so weiter ad infinitum. Das kann man fortsetzen über den rechten Bildschirmrand hinaus bis an die nächste Wand, bringt aber keinerlei Erkenntnis. Schade um das Forum.

Gruss Reinhard

#33

Und wir sollten auch nicht vergessen, dass
ein Seil von eingen 100 km unter dem eingenen Gewicht
zerreißt, mit ultramodernen Materialien vielleicht bei
x-tausend km.

Das gilt zwar für ein Seil mit konstantem Querschnitt, aber
man kann den Querschnitt auch mit der Zugbelastung wachsen
lassen. So wäre ein orbitales Seil theoretisch auch mit heute
verfügbaren Materialien (zum Beispiel Ultra Hoch Molekularem
Polyethylen) realisierbar. …

Völlig klar. Deswegen schlägst du ja auch vor, das Seil um eine Rolle umzulenken, weil deine Konstruktionen sonst nicht funktionieren. Das Seil passt seinen jeweiligen Durchmesser beim Umlauf dann wohl selbst an die Belastung an? Da lacht sich nicht nur der Fragesteller krank.

Gruss Reinhard

#34

Hallo,

Das gilt zwar für ein Seil mit konstantem Querschnitt, aber
man kann den Querschnitt auch mit der Zugbelastung wachsen
lassen. So wäre ein orbitales Seil theoretisch auch mit heute
verfügbaren Materialien (zum Beispiel Ultra Hoch Molekularem
Polyethylen) realisierbar. …

Völlig klar. Deswegen schlägst du ja auch vor, das Seil um
eine Rolle umzulenken, weil deine Konstruktionen sonst nicht
funktionieren.

Ein Weltraumlift funktioniert auch, wenn man das Seil nicht um eine Rolle umlenkt. Man muss dann eben nur auf bestimmte Annehmlichkeiten verzichten, kann dafür aber auf einen konstanten Seildurchmesser verzichten und so bei gleicher Materialfestigkeit ein deutlich längeres Seil konstruieren.

Bei einem Lift der um eine Rolle gelenkt wird, muss das Seil natürlich über einen konstanten Durchmesser verfügen und muss daher entsprechend stabiler sein. Materialen wie Graphen zeigen aber, dass die dafür nötigen Festigkeiten erreichbar sind.

vg,
d.

#35

Hallo,

Wendet man wie ich ein, dass dann
kein energieloser Transport in eine geostationäre Umlaufbahn
möglich ist

Aber warum nicht? Du musst schon begründen warum das angeblich nicht geht. Das hast du bist jetzt nicht getan.

antwortet er, man müsste ja bloss in dieser
Umlaufbahn ausklinken.

Ja, und das stimmt ja auch. Wieso muss jede Kapsel bis zum Ende fahren? Ein Teil der Kapseln kannst du auf Höhe des geostationären Orbits ausklinken, solange genug Kapseln bis zum Ende weiterfahren um das ganze am Laufen zu halten.

Das macht zwar die vorherige
Argumentation völlig gegenstandslos, aber da denkt er eben,
das haben ja alle schon vergessen.

Ich denke überhaupt nicht das irgendjemand irgendetwas vergessen hat. Ich denke nur nicht, dass du das Prinzip eines Weltraumliftes verstanden hast. Oder wie erklärst du dir, dass Physiker wie Michael oder DrStupid damit kein Problem haben und du hier allein auf weiter Flur mit deiner Meinung stehst? Wenn du Einwände hast, dann musst du diese schon auch begründen. Einfach nur sagen „das geht nicht“ ist schlicht ein bisschen zu wenig.

vg,
d.

#36

Deswegen schlägst du ja auch vor, das Seil um
eine Rolle umzulenken

Nein nicht deswegen und vor allem nicht für diesen Fall. Du schreibst ja später selbst, warum das nicht geht.

#37

http://www.youtube.com/watch?v=p9GMidsL2r0