Weltraumfahrstühle: Mit drei Metern pro Sekunde Richtung All

Eine Alternative zu den extrem teuren Raketenflügen ins All könnte eine Idee des russischen Mathematikers Konstantin Tsiolkovsky bieten: Schon 1885 beschrieb er einen Turm, der bis in die geostationäre Umlaufbahn reichen sollte. In ihm könnte man dann bequem mit dem Aufzug ins All fahren. Generationen von Wissenschaftlern experimentieren seitdem mit dieser Idee. Auch Studenten der Technischen Universität München - und dies international erfolgreich. (17. September 2009)

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Hübscher Beitrag der Deutschen.

Aber meine dringendste Frage in Bezug zum Weltraumfahrstuhl ist: Wie will man verhindern, dass das Band von Micrometeoriten, hoch energetischen Teilchen oder Weltraumschrott zerrissen/zerstört wird?

Bei einer Länge von 40.000km und einem Durchmesser des Seils/Bandes von unrealistischen 0.1mm ist die Fläche, die getroffen werden kann immerhin 40.000.000m * 0,000.1m = 4000m² groß.
Realistischer sind 1mm dicke Seile und damit ergibt sich eine Fläche von 40.000m².

Da wird jedes Staubkorn aus dem Weltall und jedes noch so kleine Trümmerstück im Orbit ein Todesurteil für den SpaceElevator.


SpiderPig

Da wird jedes Staubkorn aus dem Weltall und jedes noch so kleine Trümmerstück im Orbit ein Todesurteil für den SpaceElevator.

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Wer sagt, dass der Weltraumlift an einem einzigen Seil hängt? Und dass er nicht regelmässig gewartet wird, dh, dass Seile permanent ersetzt werden?

Im Übrigen sind 40000 m^2 nicht viel. Auf der Fläche von 40000 km^2 (also eine Million mal mehr) geht gerade mal 1 kg Staub nieder. Dh, pro Jahr dürfte der Lift von total 1 g Staub getroffen werden.

Was wäre denn mit einem Orbitallift denkbar?
Wenn sie sagen wir mal 2011 etwas besonderes erfinden, dass er plötzlich möglich wäre.
Dann würde es bis 2013 dauern, bis endlich ein Prototyp gebaut werden würde.
2016 gäbe es vielleicht schon 3 davon.

Würde dies die Mondpläne der Nasa verändern? Könnte man eine vollgetankte Saturn V (eigentl. Äquivalent) somit 'gratis' in die Umlaufbahn stemmen, die dann ein Riesenraumschiff zum Mars bringt?
Oder würde die Mondbasis dann riesig ausfallen??

Gratis ist nichts in der Natur... Der Drehimpuls, den der Lift auf die Nutzlast überträgt, wird von jenem der Erde abgezogen. Das ist aber nur ein winzig kleiner Unterschied (ob man das wohl an den Schaltsekunden sehen würde?).

Ich bin mir sicher, dass selbst, wenn 2011 die endgültige Lösung zu allen Problemen in der Frage der Orbitalseile gefunden würde, wir trotzdem noch lange zu warten hätten, bis der erste fertig ist. Mindestens bis 2020. Aber ja, das würde die Pläne wohl schon verändern. Allerdings ist es ein rein hypothetisches Szenario: Technischer Fortschritt funktioniert in der Regel nicht so. Da wird zuerst eine mögliche Lösung gefunden, ein Prototyp gebaut, verbessert, von Grund auf erneuert, erweitert...

Ja, das ist halt das negative daran, dass wir der Erde den Tag verlängern (obwohl eine Stunde mehr manchmal nicht schlecht wäre )

Allerdings käme bei größerer Verlangsamung der Biorythmus aus dem Gleichgewicht, und welche Folgen das für die Ozeane hätte (länger beschienen, mehr Verdampfung, mehr Treibhauseffekt...)

Das würde ich nur ungern riskieren. Wieviel würde der Erde denn verloren gehen wenn man über 1000 Jahre 2 Satelliten in der Woche starten würde?

Und, könnte man sie wieder Anschieben?? Oder mit Asteroiden mit Vasimr sie wieder anschieben lassen?


(Übrigens: Den Titel finde ich gut gewählt, statt 7900m/sek 3m/s)

Wäre es damit nicht ein leichtes, eine Weltraumzivilisation zu erschaffen? Dann könnte man zum Mond statt eines 10t Landers gleich 100 Tonnen zu 1/10 des Preises schicken....
Marsmissionen wären damit auch viel billiger und man könnte sich nicht rausreden mit 'zuwenig Strahlenschutz, der noch dazu zu schwer ist'

Eine kleine Berechnung zum Drehimpulserhaltungssatz am Beispiel des Weltraumlifts.

Die Erde trägt einen Eigendrehimpuls von ungefähr L1=2/5*6*10^24kg*(6371000m)²*1/86400s = 1,13*10^33 kgm²/s. Wenn ich eine Objekt mit einer Masse von 1000kg von der Erdoberfläche nehme und mit dem Lift auf die geostationäre Umlaufbahn in 35.790.000m bringe, dann entnehme ich der Erde einen Drehimpuls von L2=(35.790.000m)²*1000kg/86400s-(6371.000m)²*1000kg/86400s=1,44*10^13 kgm²/s.
Wenn ich Fünf Milliarden Jahre lang jede Sekunde eine Tonne Nutzlast per Lift in den Weltraum befördere, (dazu braucht man natürlich sehr viele Lifte) dann habe ich der Erde 2,21*10^30 kgm²/s Drehimpuls entnommen. (Und außerdem 0,0026% der Erdmasse)
Die Winkelgeschwindigkeit der Erde verringert sich dadurch um 0,2%. Ein Tag würde um 2 Minuten und 49 Sekunden länger dauern. Ich schätze, das ist vertretbar.

MGZ schrieb:

Ich schätze, das ist vertretbar.

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Nur solange bis achtphasen deine Rechnung findet.
Denn dann hätte unser bester Faselnacht nach 2012 wieder ein neues Weltuntergangsszenario dem er sich widmen kann. Statt dem Mayakalender, von dem Faselnacht glaubt er würde angeben das im Jahr 2012 wir alle vom Cern auslöschen würden, kann er dann vielleicht den "Turmbau zu Babel", oder irgendwelche anderen wilden Geschichten instrumentalisieren.

Gruß Helmut

Die Winkelgeschwindigkeit der Erde verringert sich dadurch um 0,2%. Ein Tag würde um 2 Minuten und 49 Sekunden länger dauern. Ich schätze, das ist vertretbar.

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Puh, da bin ich erleichtert. Da hat wahrscheinlich ein Asteroidenvorbeiflug ähnliche Auswirkungen... Oder die Autos (oder verschieben die nur die Kontinente)?


Und, wie lange betreibt man Orbitallifte? Bis man einen Vasimr hat, der vom Boden abheben kann. in 10^3 Jahren sollte dies der Fall sein.

Ich finde die Idee des Space-Elevators sehr faszinierend.
Was ich mir aber nicht so richtig vorstellen kann: Wie soll das Ende des Seils/Bandes und dessen "Träger-Gewicht" in den Orbit gebracht werden? Man wird das Band ja wohl kaum "herablassen" können, oder?

Man kann das Seil in den Geostationären Orbit bringen und dann nach oben und unten "abrollen". Das Gegengewicht mit einem Seil zu bilden ist wohl sogar einfacher als dafür einen kleinen Asteroiden oder so zu nehmen...

Da hat wahrscheinlich ein Asteroidenvorbeiflug ähnliche Auswirkungen...

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Wohl kaum.

Oder die Autos (oder verschieben die nur die Kontinente)?

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Autos verschieben keine Kontinente. Selbst wenn die Summe aller Bewegungen nicht so vernachlässigbar klein wäre gegenüber der Bewegung der Kontinente, man darf wohl davon ausgehen, dass sich in der Summe alle Autofahrten in etwa aufheben.

Und, wie lange betreibt man Orbitallifte? Bis man einen Vasimr hat, der vom Boden abheben kann.

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Vasimr kann es in Sachen Effizienz und Kosten wohl kaum mit einem Orbitallift aufnehmen. Ein Vasimr-Antrieb hat zudem einen Schub, der viel zu klein ist, als dass er sich damit auch nur schwebend in der Luft halten könnte. Er wird damit nie vom Boden abheben.

Wenn der Lift wieder zur Erde fährt, könnte mann ihn nicht als Energiegewinnung nutzen?
Dynamo, oder so?
Und was ist mit dem Van Allen Strahlengürtel?
Gibt es schon eine Lösung?

Und was ist mit dem Van Allen Strahlengürtel?
Gibt es schon eine Lösung?

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Man wird sich wohl vorerst auf Nutzlasttransport (den dafür in riesigen Mengen) beschränken und die Crew mit Orion/Dragon etc. nachschicken müssen...

Sonst... Man könnte das Raumschiff auch einfach stark abschirmen, denn das kostet ja vergleichsweise gar nichts im Vergleich zu einer chemischen Rakete


Hier ein interessanter Link zum thema:
http://www.spaceward.org/elevator-when#14

Wenn über das Orbital-Seil Erz (zB. von Asteroiden) zur Erde hinnab transportiert wird, kann die Erdrotation sogara beschleunigt werden. Natürlich auch nur in der schon beschriebenen Größenordnung.

SpiderPig

Mit einem Orbitallift, wenn ich da ein 50t Modul zum Mond schicken will, dann kostet mich das (vom Geo) nur 1,2km/sek um auf Fluchtgeschwindigkeit zu kommen.

Wie sähe das mit der Treistoffmenge aus?? 50.000kg*12000m/sek dann müsste man die benötigtn Newton haben. Dann noch, wieviel Treibstoff braucht so'n Triebwerk mit hydrazin/...

Andererseits soll man ja auch Energie 'zusätzlich' erhalten, wenn der Lift länger ist als Geo, den dann würde die Fliehkraft überwiegen und ihn wegziehen.... Könte man dann energetisch also 'gratis' (also ohne Treibsstoff, nur mit Rotationsreduktion) zum Mond/Mars??

Das gäbe dann eine WR-Zivilisation!



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Zum Seil, mit dem liegt und fällt ja das Projekt. 200MYuri(=GaPascal) würden CNT theoretisch hergeben, so http://www.spaceward.org/elevator-when . 62GaP würde man für die Erde brauchen, also (theoretisch) genug Spielraum....