Rampe ins All

Auto, Rad & Mobilität Luft- & Raumfahrt
#21

Die Antwort ist einfach, die Einsparung ist 0 (NULL). Denn
irgendwie musst du ja Rakete+Treibstoff auf diese Höhe
kriegen, und das kostet auch Energie.

und es spielt ganz prinzipiell gar keine Rolle wie und wie
schnell ich etwas diese potentielle Energie zufüge?
Nee, also SOO einfach ist die Rechnung nun nicht. Es gibt ja
auch völlig unterschiedliche Wirkungsgrade bei
unterschiedlichen Systemen…

Außerdem ist der Clou ja eigentlich, dass die Raketen nicht mehr so groß sein müssten bzw. mehr Nutzlast tragen könnten. Allerdings ist der Effekt auch bei einer „Rampe“ mit 30km Höhe vernachlässigbar, da die Gravitation dort nicht wesentlich anders ist als hier auf der Erde.
Die nötige Energie die Erde zu verlassen ist daher quasi immer noch gleich, da die Fluchtgeschwindigkeit auch in 30km Höhe fast unverändert ist. Die Rampe hätte also letztlich keinen Sinn.

Dass es aber trotzdem einen Unterschied macht, ob man diese Energie auf einmal oder in mehreren Stufen zuführt, ist aber auch klar. Denn z.B. bei einer geplanten zukünftigen Mondbasis wird man erst kleinere Versorgungsmodule in eine Umlaufbahn schießen (wozu man keine so großen Raketen braucht) und dann eine weitere Rakete (die zunächst leer wegfliegt von der Erde) ebenfalls in eine Umlaufbahn schießen, die dann diese Module aufnimmt und weiter mit zum Mond nimmt. So kommt man mit deutlich kleineren Raketen aus und es rechnet sich, obwohl natürlich hier sogar mehr Energie verbraucht wird. Nur eben in handlicheren Portionen.
http://en.wikipedia.org/wiki/Earth_orbit_rendezvous

#22

Hallo Fragewurm,

Außerdem ist der Clou ja eigentlich, dass die Raketen nicht
mehr so groß sein müssten bzw. mehr Nutzlast tragen könnten.
Allerdings ist der Effekt auch bei einer „Rampe“ mit 30km Höhe
vernachlässigbar, da die Gravitation dort nicht wesentlich
anders ist als hier auf der Erde.
Die nötige Energie die Erde zu verlassen ist daher quasi immer
noch gleich, da die Fluchtgeschwindigkeit auch in 30km Höhe
fast unverändert ist. Die Rampe hätte also letztlich keinen
Sinn.

Wenn man die Abschussrampe mit einem Ballon auf 30km Höhe bringt, braucht das fast keine Energie.

Wenn die Abschussrampe nun noch geostationär ist, hat man eine höhere Anfangsgeschwindigkeit. Die Winkelgeschwindigkeit ist ja konstant, aber der Radius ist grösser. Da macht sich z.B. bei der Startrampe für die Ariane schon bemerkbar. Von Baikonur aus gestartet, hätte die Ariane eine geringere Nutzlast.

Der geringere Luftwiderstand dürfte auch noch einen Vorteil bringen. Nicht nur direkt psysikalisch, sondern auch, weil z.B. die Verkleidung kleinere Kräfte aushalten muss und deshalb leichter wird.

MfG Peter(TOO)

#23

Hi,

Die Antwort ist einfach, die Einsparung ist 0 (NULL). Denn
irgendwie musst du ja Rakete+Treibstoff auf diese Höhe
kriegen, und das kostet auch Energie.

und es spielt ganz prinzipiell gar keine Rolle wie und wie
schnell ich etwas diese potentielle Energie zufüge?

Prinzipiell, also Theoretisch? Nein spielt keine Rolle. Energieerhaltungssatz

Nee, also SOO einfach ist die Rechnung nun nicht. Es gibt ja
auch völlig unterschiedliche Wirkungsgrade bei
unterschiedlichen Systemen…

Wie groß ist der Wirkungsgrad einer Rakete, eines (Diesel)Motors, von einem Flugzeug oder Hubschrauber? Du musst die Rakete ja erst zum Berg bringen. Der Weg ist weit, es gibt Reibung -> jede menge Verlust. Zudem musst du mehr als die Rakete transportieren (Abschussrampe, Kontrollzentrum, Montagehalle zum zusammenbauen der Rakete, Personal, Sonstiges Material, Verpflegung).

Die Schwerkraft ist in 5km Höhe um 0,1% geringer als auf Meeresnivau, bei 30km sind es 0,5%. Ich korrigiere mich, es ein Negativgeschäft.

Ich denke solche Ideen wurden in der Anfangszeit der Raumfahrt ernsthaft diskutiert. Das nicht eine der raumfahrenden Länder das umsetzte sagt wohl alles.

#24

Hi,

Wenn man die Abschussrampe mit einem Ballon auf 30km Höhe
bringt, braucht das fast keine Energie.

Ich hoffe, du meinst das nur theoretisch und dann auch nur für kleine Raketen. Einen Ballon auf 30 km Höhe zu bringen ist eine Kunst, die nächste heißt: wieviel darf er denn an Nutzlast haben.
Ich rechne als Faustformel so: 1 Tonne Nutzlast (das wäre die Rakete) benötigen 1 Tonne Rampe etc.

Was für eine Sorte Ballon würden wir für einen Shuttle Start benötigen? Es wären ja auch noch Kleinigkeiten wie die Betankung oder die Auftriebskompensation nach erfolgtem Abschuß zu lösen. Und dann alles im einige hundert Tonnen Maßstab.
Im kleinen Maßstab und unter besonderen Umständen sind solche Probleme durchaus lösbar. Aber wir reden hier über einen Mega-Hyper-Cargolifter.

(Kleines Netz-Schmankerl: Der Weltraumzeppelin http://nwgg.de/index.html)

Der geringere Luftwiderstand dürfte auch noch einen Vorteil
bringen. Nicht nur direkt psysikalisch, sondern auch, weil
z.B. die Verkleidung kleinere Kräfte aushalten muss und
deshalb leichter wird.

Mir war so, als ob das keine nennenswerte Rolle spielt. Denn die Durchquerung der unteren Luftschichten erfolgt mit relativ geringen Geschwindigkeiten.

Meist ist dies der Punkt, an dem „railgun“ gerufen wird. Auch die hat so ihre Tücken. Aber das wäre ein neues Thema.

Ulrich

#25

Hallo,

Ich denke solche Ideen wurden in der Anfangszeit der Raumfahrt
ernsthaft diskutiert. Das nicht eine der raumfahrenden Länder
das umsetzte sagt wohl alles.

Ich muß Dir Recht geben:

Die Frage ist ein Hirngespinst und „schurri- murri“.

Schade um die Zeit.

Gruß:
Manni

#26

Hi,
unten wird ja schon fast alles erzählt.
Einen Zusatz habe ich noch: für kleinere Satelliten, insbesondere militärische, die einen sehr schnellen Einsatz erfordern, gibt es etwas vergleichbares.
http://www.orbital.com/SpaceLaunch/L1011/
Die Grenzen liegen selbstverständlich im Gewicht der Nutzlast und der erreichbaren Höhe des Trägerflugzeugs.
Aber schon interessant, dieses Projekt.
Gruß
R

#27

Wenn man die Abschussrampe mit einem Ballon auf 30km Höhe
bringt, braucht das fast keine Energie. Wenn die Abschussrampe nun
noch geostationär ist, hat man eine höhere Anfangsgeschwindigkeit.

Und wie willst du den Ballon auf eine geostationäre Bahn bringen? Ein Ballon braucht eine Atmosphäre um zu fliegen. Jede Form von Umlaufbahn befindet sich aber deutlich außerhalb der Atmosphäre. In 30km Höhe wirst du keine geostationäre Umlaufbahn finden.

Die Winkelgeschwindigkeit ist
ja konstant, aber der Radius ist grösser. Da macht sich z.B.
bei der Startrampe für die Ariane schon bemerkbar. Von
Baikonur aus gestartet, hätte die Ariane eine geringere
Nutzlast.

Das ist schon klar. Allerdings ist der Unterschied der Winkelgeschwindigkeit zwischen Baikonur und dem Äquator um ein Vielfaches größer als der Unterschied zwischen dem Boden und dem Ende einer 30km hohen Rampe. Deswegen bringt die Rampe auch nichts.

Der geringere Luftwiderstand dürfte auch noch einen Vorteil
bringen. Nicht nur direkt psysikalisch, sondern auch, weil
z.B. die Verkleidung kleinere Kräfte aushalten muss und
deshalb leichter wird.

Das macht sicher nicht viel aus, da du die dichtesten Luftschichten ja kurz nach dem Start durchfliegst, wenn die Rakete nicht viel schneller ist als ein Düsenjäger. Die hohen Geschwindigkeiten werden eh erst weiter oben erreicht und dann ist die Luft ohnehin nur noch dünn.

1 Like
#28

Hallo Fragewurm,

Und wie willst du den Ballon auf eine geostationäre Bahn
bringen? Ein Ballon braucht eine Atmosphäre um zu fliegen.
Jede Form von Umlaufbahn befindet sich aber deutlich außerhalb
der Atmosphäre. In 30km Höhe wirst du keine geostationäre
Umlaufbahn finden.

Habe ich Umlaufbahn geschrieben ???

Geostationär bedeutet, dass die Relativgeschwindigkeit zur Erdoberfläche NULL ist.

Der geringere Luftwiderstand dürfte auch noch einen Vorteil
bringen. Nicht nur direkt psysikalisch, sondern auch, weil
z.B. die Verkleidung kleinere Kräfte aushalten muss und
deshalb leichter wird.

Das macht sicher nicht viel aus, da du die dichtesten
Luftschichten ja kurz nach dem Start durchfliegst, wenn die
Rakete nicht viel schneller ist als ein Düsenjäger. Die hohen
Geschwindigkeiten werden eh erst weiter oben erreicht und dann
ist die Luft ohnehin nur noch dünn.

Auch schon bei 200kmh treten recht grosse Windkräfte auf.

Nunja, in der Raumfahrt zählt jedes Kilo.

MfG Peter(TOO)

#29

der Atmosphäre. In 30km Höhe wirst du keine geostationäre
Umlaufbahn finden.

Habe ich Umlaufbahn geschrieben ???
Geostationär bedeutet, dass die Relativgeschwindigkeit zur
Erdoberfläche NULL ist.

Und wo bitte hat ein Objekt eine solche Bahn, dass es sich relativ zur Erdoberfläche nicht bewegt? Eben nur auf geostationären Bahnen. Und die sind nunmal über 35.000 km genau über dem Äquator und sonst nirgends. Mit einem Ballon wirst du dort nicht hinkommen.

1 Like
#30

Hi,
unten wird ja schon fast alles erzählt.
Einen Zusatz habe ich noch: für kleinere Satelliten,
insbesondere militärische, die einen sehr schnellen Einsatz
erfordern, gibt es etwas vergleichbares.
http://www.orbital.com/SpaceLaunch/L1011/
Die Grenzen liegen selbstverständlich im Gewicht der Nutzlast
und der erreichbaren Höhe des Trägerflugzeugs.
Aber schon interessant, dieses Projekt.

Mit Ballons geht es auch: http://www.astronautix.com/lvs/rockoon.htm

#31

auch mit nem Ballon mindestens 30 Gigajoule
Hallo!

Wenn man die Abschussrampe mit einem Ballon auf 30km Höhe
bringt, braucht das fast keine Energie.

Bei einer Rakete mit der Masse von 100 Tonnen benoetigt man mindestens
E=m*g*h= 100.000 kg * 10 m/s2 * 30.000 m = 30 Gigajoule.
Auch ein Ballon kann daran nichts aendern, ausser man stellt den Ursprungszustand nicht wieder her und laesst zB irgendwelche Gase in der Atmosphaere zurueck.

Gruss
Paul

#32

Und wie sieht es mit einer Raketenbasis aus Ballons aus? Siehe Dr.Stupid!
Manchmal geht auch alles ohne fossile Brennstoffe und Ozonkiller… .
MfG George

#33

Auftrieb in Gasen benötigt keine zusätzlisch zugefürte Energie.
Glaubhaftmachung von ständig weiterentwickelten fossilen Raketenantrieben für die Raumfahrt schon…
MfG george

#34

Danke für die gute Beantwortung meiner Frage- aber das führt mich gleich zur nächsten Frage: Könnte man aus der Höhe ( Die Rampe ist ein Ring aus Heliumbaloons ), nur mit hilfe von durch die Sonne erhitzten Wasserdampf eine Rakete ins All starten?
MfG George

#35

So ähnlich sehe ich das auch. Auch könnte man die Sonnenenergie in Solarkochern für das Erhitzen von Wasser in dieser Höhe ungehindert nutzen.Ich denke da an einen Düsenantrieb auf der basis von Wasserdampf.
MfG George

#36

Muss denn eine Rakete 100 tonnen wiegen. brauch sie, wenn sie dauerhaft im all pendelt einen Hitzeschild? Kann zB.der Raketenkörper aus geschäumten ultraleichten Aluminium bestehen?
Die Traglast des einst in Deutschland geplanten CARGO Lifters lag, so glaube ich, bei 226t.
MfG George

#37

Wie konnte ein Mann aus 31km mit dem Fallschirm springen?
MfG George

#38

Hi,

ganz einfach - erst langsam, dann mit Mach 1,6

:wink:)
inoffizieller Weltrekord der US-Airforce. Sollte 2008 ganz offiziell wiederholt werden. Ergebnis kenne ich aber nicht
LG
R

#39

Ich würde sagen durchgefallen! Richtige Antwort: Er sprang aus dem Korb eines Heliumballons… .
MfG George

#40

Hi :wink:)

habe ich das Gegenteil behauptet? War soweit alles richtig, nur nicht von dir richtig gelesen. Vom Absprung-Gegenstand habe ich nichts geschrieben - bitte nichts dazu dichten !
Und aus einem Ballon beginnt der Fall gaaanz langsam, war schon immer so.
Übrigens sind bei der niedrigen Luftdichte M1,6 im Schutzanzug nicht stärker spürbar als wenn der Sprung ganz normal in niedriger Höhe beginnt und dann bei 200 -250 km/h konstant bleibt.
Wenn er dichtere Luftschichten erreicht, wird er automatisch durch zunehmenden Widerstand auf unter M1,0 abgebremst. Zusätzlich steigt die Schallgeschwindigkeit mit zunehmender Temperatur und verringert damit die Machnumber.

:wink:)

Ich würde sagen durchgefallen! Richtige Antwort: Er sprang aus
dem Korb eines Heliumballons… .
MfG George