ich schreibe zum ersten Mal hier, ich denke in Sachen Physik solte ich hier richtig sein. Vielleicht wurde die Frage schon x-mal gestellt, aber ich tus trotzdem. Mir stellt sich die Frage, angesichts der weitgehend utopischen Vorstellung der Menschheit, Raumreisen in ungeahnte Welten eines Tages durchzuführen, wäre es eines Tages möglich, innerhalb von Raumschiffen und Raumstationen eine künstliche Schwerkraft zu schaffen, so dass es überhaupt erst möglich ist, eine Reise von mehreren Jahren im All zu überleben? Wenn ja, wie müsste dies technisch aussehen bzw. was ist hier zu notwendig? Ich frage mich dies immer und immer wieder, wenn ich auf Discovery die Sendungen sehe, die sich mit solch Unternehmungen befassen. Ich bin eine absolute Physik-Niete, deshalb interessiert mich dies um so mehr…
ich schreibe zum ersten Mal hier, ich denke in Sachen Physik
solte ich hier richtig sein. Vielleicht wurde die Frage schon
x-mal gestellt, aber ich tus trotzdem. Mir stellt sich die
Frage, angesichts der weitgehend utopischen Vorstellung der
Menschheit, Raumreisen in ungeahnte Welten eines Tages
durchzuführen, wäre es eines Tages möglich, innerhalb von
Raumschiffen und Raumstationen eine künstliche Schwerkraft zu
schaffen, so dass es überhaupt erst möglich ist, eine Reise
von mehreren Jahren im All zu überleben? Wenn ja, wie müsste
dies technisch aussehen bzw. was ist hier zu notwendig? Ich
frage mich dies immer und immer wieder, wenn ich auf Discovery
die Sendungen sehe, die sich mit solch Unternehmungen
befassen. Ich bin eine absolute Physik-Niete, deshalb
interessiert mich dies um so mehr…
Hallo Reiko,
das ist überhaupt kein Problem. Dazu läßt man das Raumschiff einfach langsam rotieren. In genügend großem Abstand von der Drehachse hast Du dann eine perfekte Simulation der irdischen Gravitation.
ist das tatsächlich so einfach? Aber wenn man in genügendem Abstand zur Drehachse dann eine künstliche Schwerkraft hat, heisst das also, nur dort kann man sich bewegen, als wenn man auf der Erde wäre, nicht überall? Die Raumschiffe der Zukunft werden grösser und mächtiger sein und an herkömmliche bekannte Objekte kaum noch erinnern. Kommt ein solches Schiff bei einer gleichzeitigen Eigendrehung dann überhaupt voran?
Ein einfaches Prinzip wäre, das Raumschiff (vereinfacht gedacht) zylinderförmig zu bauen und um die Längsachse rotieren zu lassen. An der Innenwand des Zylinders könnte man dann die Zentripetalkraft als „Künstliche Gravitation“ nutzen.
Die gleichzeitige Vorwärtsbewegung überlagert sich völlig ungestört mit der Rotationsbewegung.
Nur in der Beschleunigungsphase würde man eine Kraft wahrnehmen ind Richtung des Hecks des Fahrzeugs. Sobald man Reisegeschwindigkeit erreicht hat und nicht weiter beschleunigt, ist die einzig im Innern des Fahrzeugs wahrnehmbare Kraft die „künstliche Gravitation“.
Dabei muss man beachten, dass - je weiter man sich dem Rotationsmittelpunkt nähert - diese Kraft an den Füssen stärker wäre, als am Kopf. Also sollte man den Radius des Zylinders möglichst gross wählen.
Gruss,
Jürgen
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also könnte man prinzipell ein Raumschiff bauen, was eine enorme Grösse hätte, der Rotationsmittelpunkt dann aber soweit „abgeschottet“ ist, dass es keine Probleme mehr gibt, sich frei zu bewegen.
Meine Frage wäre damit beantwortet, nun bleibt das Warten und Zuschauen, was die Zukunft so bringt.
Ein einfaches Prinzip wäre, das Raumschiff (vereinfacht
gedacht) zylinderförmig zu bauen und um die Längsachse
rotieren zu lassen. An der Innenwand des Zylinders könnte man
dann die Zentripetalkraft als „Künstliche Gravitation“ nutzen.
Hallo Jürgen,
ist das wirklich so? Nehmen wir an ein Mensch befindet sich im Innern eines leeren,großen,luftgefüllten Zylinders.Natürlich im schwerelosen Raum.Dieser Mensch schwebt in der Mitte so herum.
Da könnte sich der Zylinder drehen wie er will,der Mensch würde trotzdem weiter in der Mitte herumschweben,oder?
Welche Kraft sollte ihn zur äußeren Innenwand bewegen und gegen diese drücken?
Nehmen wir an ein Mensch befindet sich im
Innern eines leeren,großen,luftgefüllten Zylinders.Natürlich
im schwerelosen Raum.Dieser Mensch schwebt in der Mitte so
herum.
Da könnte sich der Zylinder drehen wie er will,der Mensch
würde trotzdem weiter in der Mitte herumschweben,oder?
Will man diese künstliche Schwerkraft so richtig geniesen, darf man sich natürlich nicht „auf“ der Rotationsachse befinden, sondern zweckmässigerweise mit den Füssen an der Innenseite der Aussenwand.
Blickte man genau nach oben, könnte man dort die Mitreisenden kopfüber rumlaufen sehen (wenn sie nicht gerade sitzen).
Der Raum um die Rotationsachse wäre als „Sportarea“ für Schwerelosflieger zu nutzen. Bestimmt gibt’s interessante Effekte, wenn man sich der Zylinderwand zu stark nähert.
gehts nicht.
Nehmen wir wieder an das dieser Mensch an der Innenwand mit den Schuhen steht,wird er durch die Reibung „mitgedreht“ .Aber sobald der Mensch die gleiche Geschwindigkeit hat wie der Zylinder ist es vorbei mit der Schwerkraft,oder Eljot?
Nehmen wir wieder an das dieser Mensch an der Innenwand mit
den Schuhen steht,wird er durch die Reibung „mitgedreht“
das passiert natürlich
Aber
sobald der Mensch die gleiche Geschwindigkeit hat wie der
Zylinder ist es vorbei mit der Schwerkraft,oder Eljot?
Im Gegenteil, dann geht es erst richtig los mit der künstlichen Schwerkraft. Die entsteht ja gerade deshalb, weil der Raumfahrer sich mitdreht. Solange er sich nicht mitdreht, kann er frei und schwerelos innerhalb des Zylinders bis dicht an die Innenwand schweben.
Im Gegenteil, dann geht es erst richtig los mit der
künstlichen Schwerkraft. Die entsteht ja gerade deshalb, weil
der Raumfahrer sich mitdreht. Solange er sich nicht mitdreht,
kann er frei und schwerelos innerhalb des Zylinders bis dicht
an die Innenwand schweben.
Stimmt,wenn er die gleiche Geschwindigkeit hat wie der Zylinder,hat er das Bestreben geradeaus zu fliegen,wird dann aber durch die Außenwand gehindert.Er muß also immer auf Geschwindigkeit gehalten werden.
Ja - wenn es zwischen dem Raumschiff und dem Astronauten keine Wechselwirkung gibt, dann ist natürlich auch Wurscht, ob das Raumschiff ein zwölfzackiger Stern ist, der sich ruckartig im Zickzack bewegt oder ein Zylinder, wie ich ihn beschrieben habe.
Dass es eine Wechselwirkung zwischen dem Astronauten und seinem Schiff geben muss ist selbstverständlich (dachte ich).
Das ist allerdings nur in der Übergangsphase von Nicht-Rotation zu Rotation des Zylinders ein Problem. In diesem Zustand würde der Astronaut im Inneren des Zylinders quasi sehen, wie der Boden unter seinen Füssen wegzuwandern beginnt, wenn er sich nicht an einer Wand o.ä. festhält, die mitrotiert. Sobald die Rotation da ist und er sich durch festhalten an einem fest mit dem Zylinder verbundenen Punkt hat mit dieser Rotation mitnehmen lassen, wird der Astronaut von der Zentripetalkraft der Rotationsbewegung an die Zylinderinnenwand gedrückt ( wenn man es geschickt macht, genau mit 9,81 m/s^2 = Erdbeschleunigung ) und die Reibung zwischen Astronaut und dem ´Boden (Zylinderinnenwand) übernimmt die Aufgabe der Kraftübertragung zwischen Zylinder und Astronaut.
Gruss,
Jürgen
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ich hab mit Pysik nicht allzuviel am Hut, aber zu diesem Thema gibt es einen tollen IMAX-Film (3D).
Ich hab den vor ca. 4 Jahren im Kennedy Space Center gesehen. Es handelte sich dabei um eine Raumstation, die wie ein riesengroßes Rad konstruiert war, um dadurch Schwerkraft zu schaffen. Die Bewohner befanden sich so quasi in der Felge des Rades. Für mich sah das durchaus realistisch aus…
Hier ein Link: http://www.imax.com/education/L5.html
recht interessant, das alles hier zu lesen, ich hätte damals in Physik doch besser aufpassen sollen als Schiffe versenken zu spielen. In Sachen Schwerkraft hab ich dann noch eine Frage: Wodurch genau wird bei einem Parabel-Flug die Schwerkraft aufgehoben? Durch die Wirkung des steilen Bogens der geflogen wird oder durch die Geschwindigkeit, mit der das Flugzeug den Bogen fliegt?
Die Schwerkraft bei einem Parabelflug wird gar nicht aufgehoben.
Der Parabelflug ist nur die Simulation eines freien Falles. Wenn du z.B. einen Stein waagerecht wegwirfst, dann beschreibt die Bahn seines Falles eine Parabel.
Wenn nun ein Flugzeug mit der Geschwindigkeit x fliegt und dann nach unten zieht, so dass es genau dieselbe Bahn beschreibt, wie ein Stein, der mit der Geschwindigkeit x waagerecht weggeworfen wird mit genau derselben Geschwindigkeit, die auch ein Stein bei einem solchen Fall erreichen würde, so können alle Dinge im Inneren des Flugzeugs ungestört genau die Absturzbahn durchlaufen, wie wenn sie ohne Flugzeug in dieser Höhe mit der Geschwindigkeit x waagerecht „weggeschmissen“ würden.
Also : Alles im Innneren des Flugzeugs befindet sich im FREIEN FALL ! Ebenso simuliert das Flugzeug mit seiner Flugbahn einen freien Fall, wie er erfolgen würde, wenn kein Luftwiderstand bremsen würde. Deshalb muss das Flugzeug die Abbremsung durch den Luftwiderstand mit seinem Antrieb kompensieren - also beschleunigen, damit es nicht langsamer wird.
Der resultierende Effekt : Du fällst. Aber, da die Wand / Fluggastzelle um Dich herum MIT dir fällt, also sich nicht relativ zu Dir bewegt, ist es für Dich als subjektiven Beobachter EXAKT der gleiche Effekt, als wäre die Schwerkraft aufgehoben. Das ist derselbe Effekt, wie wenn Du im Fahrstuhl nach unten beim anfahren leichter wirst. Nur optimiert, so dass Du „gar nix mehr wiegst“.
Gruss,
Jürgen
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Frage: Wodurch genau wird bei einem Parabel-Flug die
Schwerkraft aufgehoben? Durch die Wirkung des steilen Bogens
der geflogen wird oder durch die Geschwindigkeit, mit der das
Flugzeug den Bogen fliegt?
Hallo Reiko,
ich glaube für die Leute im Flugzeug ist das so wie wenn sie im freien Fall wären.Nur das sie sich in einem Raum(Kabine) befinden,der sie vor einem harten Aufprall schützt.*g*
Das heisst also, das Flugzeug „fällt“ soviel schneller, dass
die Insassen weder vorn noch hinten anditschen…
Danke Euch Beiden…
Haargenau dasselbe findet in der Erdumlaufbahn statt.
Eigentlich „fallen“ die Astronauten Permanent um die Erde rum…
Aber da die Erde ja rund (in erster Näherung) ist, treffen sie den Boden nicht…
Gruß
Mike
nächste Frage. Da die Astronauten und alles andere, was da oben rumkurvt, sich bei der Bewegung um die Erde sich dieser ja permanent annähert und irgendwann in die Atmosphäre eintritt, in welcher Höhe wird die Erdanziehungskraft komplett aufgehoben?
Hi
Eigentlich in gar keiner…
Die Gravitation nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. Also in der doppelten Distanz 1/4 der stärke.
Die „Flachen Umlaufbahnen“ so bis 1000, Orbithöhe werden durch die Hochathmosphäre noch beeinflusst, diese wirkt als (schwache) Bremse.
Die hohen Orbits Z.B. geostationär (36000 km), sind sehr sehr lange Stabil.
Aha…
… so langsam wirds interessant (ich werd nach Physik-Genie, wenns so weitergeht).
Wie sieht das aus, gibt es im All überhaupt einen gravitationsfreien Raum oder überschneiden sich die Anziehungsbereiche der einzelnen Himmelskörper? Wenn ein künstlicher Himmelskörper den Erdanziehungsbereich der Erde verlässt, erreicht er dann sofort den eines anderen Planeten?
(ist das jetzt noch Physik oder sollten wir in die Astronomie wechseln?)
