hi,
was ist eigentlich mit den neuen antriebssystemen? wann kommen die? ich will endlich auf zu anderen welten.
also, wie ist das mit diesem ionenantrieb, wie funzt das und vorallem, wie schnell und wann. ist noch was bessseres in der mache?
danke 
Hallo,
Ionenantrieb:
Atome (iA Caesium) werden Ionisiert und in elektrischen Feldern stark beschleunigt und ausgestossen. Das gibt einen kleinen Impuls, der das Raumfahrzeug vorantreibt.
Nachteil: sehr geringer Impuls, deswegen kein Start von der Erde aus moeglich.
Vorteil: Energie kann aus Sonnenlicht oder nuklaerthermischen Anlagen gewonnen werden. Die geringe Beschleunigung kan ueber Monate hinweg aufrecht erhalten werden.
Diese Triebwerke sind seit kurzem fuer interplanetare Sonden im Einsatz.
Nuklearantrieb:
Prinzip und erste Experimente stammen aus den sechziger Jahren. Wurden aufgrund internationaler Vertraege eingestellt (Verbot von Atomversuchen im All). Der Treibstoff wird am heissen Reaktor vorbeigeleitet und expandiert dabei sehr stark (staerker als bei chemischen Reaktionen).
Nachteil: kein Start von der Erde aus moeglich (Radioaktivitaet!!), wohl geringe Akzeptanz bei der Bevoelkerung, Abschirmung und was sonst mit Nuklearenergie zusammenhaengt.
Vorteil: hoher Schub, hoeherer Impuls bei gleichem Treibstoffverbrauch (vergl. mit chemischem Antrieb)
Andere Antriebssysteme wie Bussardscher Ramjet oder Daedalus sind rein hypothetisch.
Gruss, Niels
Andere Antriebssysteme wie Bussardscher Ramjet oder Daedalus
sind rein hypothetisch.
Hallo Niels,
danke, interessante Erklärungen.
Ramjet sagt mir was (hab schließlich meinen Niven gelesen:smile:
Aber könntest Du mal die Therorie für den Daedalus erklären?
Gruß Eckard
Hallo Eckard,
Daedalus ist eine Kapsel, die ueber eine Art Stossdaempfer mit einem grossen, massiven Hohlspiegel verbunden ist. In diesem Hohlspiegel werden kontinuierlich kleine Wasserstoffbombem gezuendet und sorgen so fuer den noetigen Vortrieb.
Mir erscheint der Ramjet etwas angenehmer. Oder man wartet, bis einem ein Outsider einen Hyperraumantrieb verkauft )
Gruss, Niels
Daedalus ist eine Kapsel, die ueber eine Art Stossdaempfer mit
einem grossen, massiven Hohlspiegel verbunden ist. In diesem
Hohlspiegel werden kontinuierlich kleine Wasserstoffbombem
gezuendet und sorgen so fuer den noetigen Vortrieb.
Das hört sich eher nach der von Dyson entwickelten Orion an, welche von der NASA ernsthaft für einen bemannten Marsflug in Erwägung gezogen wurde, dann aber durch die Verträge über das Verbot überirdischer Atomtests und der Entmilitarisierung des Weltalls für illegal erklärt wurde. Die Leistungsfähigkeit dieses Antriebes (der auch mit gewöhnlichen Atombomben funktioniert) ist so hoch, daß man damit eine ganze Stadt ins All schießen könnte.
Es gab auch Pläne für eine Antriebsart, welche zwischen der Orion und den Nuklearantrieben (z.B. der NERVA) angesiedelt war. Dabei sollte ein Uraniumsalz in Wasser gelöst und dann durch ein Rohr geleitet werden, welches Neutronen reflektiert (z.B. Bor), wodurch es in der Lösung zu einer nuklearen Kettenreaktion gekommen wäre. Rohrlänge und Strömungsgeschwindigkeit hätten so eingestellt werden müssen, daß die thermonukleare Explosion in dem augenblick Stattfindet, in dem die Lösung das Triebwerk erreicht. Dies ist das leistungsfähigste Triebwerk, welches mit heutiger Technologie gebaut werden kann. Allerdings ist es auch das mit Abstand gefährlichste.
Der Daedalus-Antrieb sollte meines Wissens eine geschlossene Brennkammer haben und kann je nach Auslegung kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeiten. Beim Diskontinuierlichen Antrieb werden kleine Deuterium-Pellets in die Brennkammer gebracht und mit einem starken Laser gezündet. Der kontinuierliche Antrieb ist einine Art langgestreckter Tokamac. Das Plasma, in dem die Kernfusion abläuft wird ebenfalls von einem Magnetfeld eingedämmt, bewegt sich aber nicht im Kreis, sondern geradlinig und verläßt das Triebwerk in einer Richtung, wodurch der Vortrieb entsteht. Am anderen Ende des Reaktors wird kontinuierlich Kernbrennstoff nachgeliefert.
Da man heute aber noch nicht einmal in der Lage ist, stationäre Fusionskraftwerke zu errichten, wird es noch sehr lange dauern, bis der erste Daedalus startet.
Hi,
bei einem Ionenantrieb werden wie gesagt Ionen mit
elektrischen Feldern auf eine Geschwindigkeit von
sage und schreibe 12.500 km/h beschleunigt…
(immerhin das 10-fache als die heute „üblichen“
Geschwindigkeiten…)
Kleiner Knackpunkt an der Sache:
bis die angegebene Maximalgeschwindigkeit erreicht ist, ist
eine Zeit von !!! 300 Tagen !!! erforderlich.
Tschüss, Tov.
Hallo Mr Stupid,
kann sein, dass ich was verwechselt habe. Meine Infos stammen aus irgend einem Buch von Carl Sagen (hab sowas tatsaechlich mal gelesen). Da waren verschiedene solche Antriebskonzepte erwaehnt. Am interessantesten finde ich noch den Ramjet, weil er im Prinzip keine Treibstoffbegrenzung hat.
Gruss, Niels
Kleiner Knackpunkt an der Sache:
bis die angegebene Maximalgeschwindigkeit erreicht ist, ist
eine Zeit von !!! 300 Tagen !!! erforderlich.Tschüss, Tov.
Hallo,
wie ist denn die Maximalgeschwindigkeit ?
Reinhard
Der erste (und erfolgreiche) Test eines Ionenantriebs fand mit
der NASA-Sonde Deep Space 1 statt.
Deren Homepage (englisch):
http://nmp.jpl.nasa.gov/ds1/
Eine kurze Beschreibung dieser Mission gibts auch auf deutsch:
http://solarsystem.dlr.de/PG/DS1/technology/experime…
Eine zwar englische aber wirklich alle bisher bekannten
möglichen Raumantriebe abdeckende Page gibts unter
http://sec353.jpl.nasa.gov/apc/
Wenn du wirklich was über Raumantriebe wissen willst (wie zum
Beispiel die weiter unten erwähnten Konzepte DAEDALUS und ORION)
ist das genau die richtige Seite für dich.
mfg
Christof
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Am interessantesten finde ich noch den Ramjet, weil
er im Prinzip keine Treibstoffbegrenzung hat.
Auf interstellare Ramjets werden wir wohl noch lange verzichten müssen (wenn sie denn überhaupt machbar sind). Allerdings gibt es ernsthafte Ansätze für atmosphärische Staustrahltriebwerke. Die scheitern bislang an Temperaturen um 1800°C die entstehen, wenn ein Körper mit Mach 7 durch die Luft rast. Wenn die Materialprobleme allerdings gelöst wurden, dann könnte man einstufige, vollständig wiederverwendbare Systeme bauen, die von der Erdoberfläche bis in den Orbit durchstarten. Momentan ist man aber noch nicht einmal in der Lage Sängers Huckepackprinzip zu realisieren, welches mit konventionellen Triebwerken auskommt.
v max=12.500 km/h, steht doch in meinem Text
tov
v max=12.500 km/h, steht doch in meinem Text
Da steht, daß 12500km/h die Geschwindigkeit der Ionen des Antriebstrahls sind. Von der Maximalgeschwindigkeit der Rakete steht dort nichts.
Hallo,
Ich hab grad mal ein wenig geschaut. Bei Verwendung von Cäsiumionen als Stützmasse ligen die erreichbaren Ausströmgeschwindigkeiten bei 35000 bis 100000 m/s. Beschleunigungsspannung 10kV. Im Vergleich zu chemischen Antrieben, die Ausströmgeschwindigkeiten von 3800 m/s erreichen können, ist das nätürlich eine ganze Menge mehr. Höchstgeschwindigkeiten lassen sich bei Raketenantrieben natürlich nicht angeben.
Gruss Reinhard
kein cäsium !!!
Ich hab’ auch gerade mal nachgeschaut,
man benutzt bei einem Ionenantrieb Xenon, das Edelgas, und
nicht Cäsium oder irgendein anderes Metall.
Zu dem liegt die Ausströmgeschwindigkeit höher als 12.500 km/h,
die Maximalgeschwindigkeit nach 300 Tagen lag bei 12.500 km/h.
tov
hi,
hab mal ein paar seiten zu dem Thema gefunden, um alle Klarheiten
zu beseitigen:
http://werwulf.physik.uni-giessen.de/ionen/Rit15/Rit…
http://www.spektrum.de/themen/Ionentriebwerk-text.html
http://www.irs.uni-stuttgart.de/RESEARCH/EL_PROP/ION…
http://www.irs.uni-stuttgart.de/RESEARCH/EL_PROP/SPT…
Auszug aus dem Text der 2.Adresse:
Die unbemannte Raumsonde Deep Space 1 benutzt als Treibstoff Xenon, ein Edelgas, das viermal schwerer ist als Luft. Zunächst wird dieses Gas ionisiert, indem es mit Elektronen aus einer Kathode beschossen wird. Ein getroffenes Xenon-Atom verliert dabei eines seiner 54 Elektronen. Zurück bleibt ein positiv geladenes Ion, das nun in einem elektrischen Feld beschleunigt werden kann. Dazu legt man bei Deep Space 1 eine Spannung von bis zu 1280 Volt an ein Metall-Gitter an. Dadurch übt das Gitter eine Kraft auf das Ion aus, das Ion eine entpsrechende Gegenkraft auf das Gitter. Dies bewirkt eine Beschleunigung des Raumschiffs.
Im Gegensatz zu einem chemischen Antrieb ist die Leistung eines elektrischen Antriebs ziemlich gering. Deshalb können sich elektrische Raketen nicht selbst vom Erdboden ins Weltall heben. Dazu sind dann doch konventionelle Trägerraketen mit chemischer Antriebstechnik nötig. Ist die neue Ionen-Technik aber erst einmal im Weltraum, kommt sie mit viel weniger Treibstoff aus und nutzt diesen zehnmal effizienter. Deshalb kann ein elektrischer Antrieb Monate - wenn nicht Jahre - laufen und somit auch weit entfernte Teile unsere Sonnensystems erkunden. Diese Einsicht äußerte von Braun bereits in den fünfziger Jahren. Mit Deep Space 1 wurde sie Wirklichkeit.
Deep Space 1 ist ein Prototyp, mit dem neben dem elektrischen Ionen-Antrieb auch andere mehr oder weniger exotische Technologien getestet werden. Alles um Raumfahrt kompakter, preiswerter und zuverlässiger zu machen. Natürlich läuft dies nicht immer ohne Probleme ab. So erwies sich auch der Ionen-Antrieb als recht eigensinnig, als er im November 1998 auf Deep Space 1 aktiviert wurde. Das System beschloß, sich nach viereinhalb Minuten selbst abzuschalten. Und da das Warten von Technik im Weltraum recht aufwendig ist, hieß es, sich in Geduld zu üben. Es hatte sich wohl ein Fremdkörper an das Beschleunigungs-Gitter geheftet. Durch das ständige Dehnen und Schrumpfen von Deep Space 1 aufgrund der Sonneneinstrahlung löste er sich. Zwei Wochen nach dem ersten Versuch startete der Antrieb wieder - diesmal ohne Murren. Er arbeitet seitdem immer noch.
man benutzt bei einem Ionenantrieb Xenon, das Edelgas, und
nicht Cäsium oder irgendein anderes Metall.
Zu dem liegt die Ausströmgeschwindigkeit höher als 12.500 km/h,
die Maximalgeschwindigkeit nach 300 Tagen lag bei 12.500 km/h.
Das gilt natürlich nur für Deep Space 1. Ionentriebwerke können ohne weiteres auch andere Treibstoffe (z.B auch Cäsium) verwenden und völlig andere Ausströmgeschwindigkeiten haben. Die Endgeschwindigkeit hängt dann von der Leistung und der Betriebsdauer des Triebwerks, sowie der Masse und dem Kurs der Sonde ab.
Hallo,
ich habe keine Kenntnisse über Raketenantriebe, bin aber trotzdem interessiert, deshalb las ich diesen ‚thread‘ (so nennt man das doch?). Bisher dachte ich, daß eine Rakete maximal bis zur Ausströmgeschwindigkeit des Antriebsmediums beschleunigt werden könne. In den Antworten gibt es Geschwindigkeitsangaben, die mir zu langsam erscheinen. Kann eine Rakete schneller fliegen als die Ausströmgeschwindigkeit des Antriebsmediums?
Ich beziehe mich auf:
Reinhard …die erreichbaren Ausströmgeschwindigkeiten
bei 35000 bis 100000 m/s…chemischen Antrieben,…3800 m/s
erreichen können…
MrStupid … v max=12.500 km/h
und andere, ähnliche Angaben
Der noch in Orbit befindliche oder kürzlich gelandete Shuttle Discovery hatte eine Geschwindigkeit von > 28.000 km/h, das sind etwa 8.000 m/s. Die NASA illustriert diese Geschwindigkeit mit „10 mal so schnell als ein Geschoß“. Einen Dezimalfehler schließe ich aus, weil der Shuttle etwas mehr als eine Stunde zur Erdumrundung braucht, also stimmt das ‚v‘.
Also nochmals meine Frage: Kann die Rakete schneller als…???
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Kann eine Rakete schneller fliegen als die Ausströmgeschwindigkeit des Antriebsmediums?
Sicher kann sie das.
Nehmen wir den einfachen Fall an, daß die Rakete als Treibstoff einen Stein an Bord hat, der doppelt so schwer ist, wie die Leermasse der Rakete. Wenn der Kapitän diesen Stein nun über Bord wirft, dann folgt aus dem Impulserhaltungssatz, daß die Rakete sich doppelt so schnell wie der Stein in die entgegengesetzte Richtung davon macht. In diesem einfachen Fall ist die Endgeschwindigkeit der Rakete offensichtlich größer als die des Treibstoffs, wenn die Treibstoffmasse größer als die Masse der Rakete ist.
Ähnlich verhält sich dies für einen kontinuierlichen Massestrom n=dm/dt. Die integrierte Form der Raketengleichung von Ziolkowski lautet
V(t)=VTln[(mR+mT)/(mR+mT-n*t)]
Die maximale Brenndauer beträgt tmax=mT/n, woraus sich die Endgeschwindigkeit nach Brennschluß ergibt:
Vmax=VTln[(mR+mT)/mR]
Die Endgeschwindigkeit Vmax der Rakete wird also größer als die Ausströmgeschwindigkeit VT des Treibstoffs, wenn die Treibstoffmasse mT mindestens 1.72 mal so groß ist, wie die Trockenmasse mR der Rakete.
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Hallo MrStupid,
Deine Erklärung hat meine unrichtige Vorstellung korrigiert. Trotz der Ziolkowski-Formel wollte ich mir das auch bildlich veranschaulichen. Zuerst mit dem steinewerfenden Kapitän. Der wirft z.B. mit 3m/s dann hat sich nach einer Sekunde der Stein 1m und das Boot 2m bewegt. (Ich bin da nicht kleinlich wegen gleichförmiger Bewegung und Beschleunigung) Das ist klar, aber das Boot erreicht trotzdem noch nicht nicht die 3m/s. Erst als ich dem Kapitän auf dem fahrenden Boot noch einen Steinwurf zugestand, wurde mir klar, daß es ‚funzt‘. Daß man dazu mT>1,72mR mitführen muß, ist eine zusätzliche Information.
Danke für die Aufklärung und freundliche Grüße, Rudolf