Wie baue ich mir ein Raumschiff?

[brony95]

Kannst Du mir zu dem Thema vielleicht Quellen empfehlen? Ruhig auch sehr ausfürliche.

[Chase]

Zum einen gibt Nasa immer mal wieder interessante Beiträge zu verschiedenen Themen raus.

Spezielle Quellen habe ich zu dem Thema nicht. Dafür habe ich mich speziell damit zu wenig beschäftigt.

Wenn du allgemein Interesse an Raumfahrt hast kann ich dir die Kanäle von Scott Manley und Amy Shira Teitel

Ersterer ist in erster Linie Let's Player unter anderem für KSP (was ich jedem Raumfahrentusiasten nur ans Herz legen kann) macht aber auch immer mal wieder extrem interessante Videos zu Raumfahrt allgemein oder aktuellen Ereignissen.

Letzere bring regelmäßig Videos zur Raumfahrgeschichte im besonderem dem Apollo Programm. Dabei kann man jede Menge Funfacts aufschnappen und auch einiges über die Technik allgemein lernen.

Beide Kanäle sind auf Englisch, was ich auch empfehlen kann, da sehr viele Quellen dazu auf englisch sind.

[Meganium]

(08.05.2017)brony95 schrieb:  Ausserdem habe ich eine Frage, die mir schon länger auf der Seele brennt. Singt die Fluchtgeschwindigkei nicht bei zunemender Entfernung zur Erde und könnte man das dann nicht ausnutzen?

Die Fluchtgeschwindigkeit bleibt auf jedem Körper gleich. Sie würde nur dann sinken, wenn die Masse und der Radius des Objektes sinkt. Du musst nur weniger Energie aufwenden, um die Mindestgeschwindigkeit beizubehalten, das hast du wahrscheinlich gemeint.

Möglich wären aber Nanosatelliten, die eine sehr kleine Fläche und ein sehr kleines Gewicht aufweisen, und mit sehr starken Laserimpulsen auf sehr hohe Geschwindigkeiten zu bringen.
Oder man verbrennt den Treibstoff in einem Swing-By-Manöver sehr tief in einem Gravitationsfeld eines Planeten. Hierdurch wird verhältnismäßig weniger Energie durch den Treibstoff verbraucht, um dennoch einen großen Energieschub in anderer Form, nämlich der Geschwindigkeit, zu erhalten, als wenn wir ein reguläres Swing-By-Manöver durchführen ohne Treibstoff zu zünden. Das ist der sogenannte Oberth-Effekt.

[brony95]

Vom Swing-By-Manöver habe ich schon gehört. Ich meine dass sie es bei den Voyagersonden verwendet haben. Kann man das denn auch anwenden, wenn man startet?

[Nightshroud]

Zitat:Vom Swing-By-Manöver habe ich schon gehört. Ich meine dass sie es bei den Voyagersonden verwendet haben. Kann man das denn auch anwenden, wenn man startet?

Ja klar, du musst dich nur von deinem Startplatz fast horizontal auf ca 10000m/s beschleunigen. Dann solltest du die Gravitation ausnutzen können um dich über den Horizont in einen Orbit zu katapultieren.
Problem ist halt nur, dass dich die Luftreibung in Millisekunden vaporisiert, mal abgesehen davon, dass der Energieaufwand aufgrund eben jener Bremswirkung extrem groß wäre.
Nein, das funktioniert nur bei Objekten in deren Gravitationsbrunnen man eintritt. Wenn du auf einem Gravitationsobjekt startest, hast du genug damit zu tun die Gravitation zu überwinden, und in einen Orbit zu beschleunigen. Du kannst die Gravitation zwar auch hier zum Beschleunigen nutzen, das würde aber bedeuten von einem höheren in einen niedrigeren Orbit zu wechseln, was in der Regel kontraproduktiv wäre.
Beim Swing-By-Manöver fliegst du in einem temporören Orbit hinter einem sich bewegendem Gravitationsbrunnen, wie einem Planeten oder Mond, vorbei, und lässt dich von der Gravitation mitreisen.
Je nach Stärke der Gravitation und der Geschwindigkeit des Planeten\Mond, wird ne ganze Ecke Zusatzgeschwindigkeit auf deinen eigenen Vektor aufgerechnet. Dafür sind halt aber sehr komplexe Bahnberechnungen nötig.
Ein Swing-By vor dem Planeten anstatt hinter (Referenz ist hier die Flugrichtung des Planeten) bremst übrigens ab, anstatt zu beschleunigen.

[Chase]

(08.05.2017)Nightshroud schrieb:  

Zitat:Vom Swing-By-Manöver habe ich schon gehört. Ich meine dass sie es bei den Voyagersonden verwendet haben. Kann man das denn auch anwenden, wenn man startet?

Ja klar, du musst dich nur von deinem Startplatz fast horizontal auf ca 10000m/s beschleunigen. Dann solltest du die Gravitation ausnutzen können um dich über den Horizont in einen Orbit zu katapultieren.

Mit 10 km/s hättest du nichts nur bereits Orbitalgeschwindigkeit erreicht, sondern nebenbei auch schon fast die Fluchtgeschwindigkeit überschritten. Daher würde dich ein Swing-By nicht in einen Orbit sondern direkt in den interplanetaren Raum katapultieren.

Den Swing-By den du hier beschreibst nennt sich Hyperbolischer Orbit und wird selten angewendet, da es sinvoller ist direkt den gesamten Treibstoff im niedrigen Orbit zu verbrennen und nicht erst auf einen Swing-By zu warten.

(08.05.2017)Nightshroud schrieb:  Problem ist halt nur, dass dich die Luftreibung in Millisekunden vaporisiert, mal abgesehen davon, dass der Energieaufwand aufgrund eben jener Bremswirkung extrem groß wäre.

Auch nicht richtig. Man kann die benötigte Geschwindigkeit auch ohne Probleme in der höheren Atmosphäre aufnehmen, damit wäre die Hitzeentwicklung vernachlässigbar

(08.05.2017)Nightshroud schrieb:  Nein, das funktioniert nur bei Objekten in deren Gravitationsbrunnen man eintritt. Wenn du auf einem Gravitationsobjekt startest, hast du genug damit zu tun die Gravitation zu überwinden, und in einen Orbit zu beschleunigen. Du kannst die Gravitation zwar auch hier zum Beschleunigen nutzen, das würde aber bedeuten von einem höheren in einen niedrigeren Orbit zu wechseln, was in der Regel kontraproduktiv wäre.

Die Gravitation lässt sich beim starten nicht zum beschleunigen nutzen, da man in einer suborbitalbahn IMMER gegen die Gravitation arbeitet. Was man sich jedoch zunutze machen kann ist die Erdrotation. Auch ist es nicht möglich die Gravitation zu nutzen um in irgendeiner Form seinen Orbit um das Objekt selber zu ändern, da als Orbit der Zustand definiert ist wenn sich Gravitation und Fliehkraft ausgleichen. Ergo Keine Gravitation = Kein Swing-By

(08.05.2017)Nightshroud schrieb:  Beim Swing-By-Manöver fliegst du in einem temporören Orbit hinter einem sich bewegendem Gravitationsbrunnen, wie einem Planeten oder Mond, vorbei, und lässt dich von der Gravitation mitreisen.
Je nach Stärke der Gravitation und der Geschwindigkeit des Planeten\Mond, wird ne ganze Ecke Zusatzgeschwindigkeit auf deinen eigenen Vektor aufgerechnet. Dafür sind halt aber sehr komplexe Bahnberechnungen nötig.
Ein Swing-By vor dem Planeten anstatt hinter (Referenz ist hier die Flugrichtung des Planeten) bremst übrigens ab, anstatt zu beschleunigen.

Ein Swing-By ist viel Allgemeiner.

Das Manöver macht nichts anderes als eine Flugbahn zu nutzen welche Nah einem Objekt vorbeiführt ohne dabei in einen Orbit einzutreten. Je nach Bewegung des Objektes zum Raumschiff kann dadurch zum Beispiel Apoapsis oder Periapsis verschoben werden, allerdings auch Exzentrizität oder Neigung des Orbits verändert werden.

Im Grunde sind solche Gravity Assists (wie sie allgemein genannt werden) Quasi nichts anderes als ein anderes Antriebsmittel für die Rakete.

[Nightshroud]

Zitat:Mit 10 km/s hättest du nichts nur bereits Orbitalgeschwindigkeit erreicht, sondern nebenbei auch schon fast die Fluchtgeschwindigkeit überschritten. Daher würde dich ein Swing-By nicht in einen Orbit sondern direkt in den interplanetaren Raum katapultieren.

Bremswirkung durch Atmosphäre inbegriffen. Damit das halbwegs brauchbar ist, bezog sich das auf die Anfangsgeschwindigkeit. Wenn du eine Rakete hast die permanent diese Geschwindigkeit halten kann, musst du dir diese Fragen nicht stellen.

Zitat:Auch nicht richtig. Man kann die benötigte Geschwindigkeit auch ohne Probleme in der höheren Atmosphäre aufnehmen, damit wäre die Hitzeentwicklung vernachlässigbar

Er schrieb beim Start. Da es sich um die Theorie eines "Selbstbauraumschiffs geht" denke ich er meint die Ausnutzung der Gravitation um überhaupt Höhe zu erreichen. So ist das ja normale Raumfahrtpraxis.

Zitat:Die Gravitation lässt sich beim starten nicht zum beschleunigen nutzen, da man in einer suborbitalbahn IMMER gegen die Gravitation arbeitet. Was man sich jedoch zunutze machen kann ist die Erdrotation. Auch ist es nicht möglich die Gravitation zu nutzen um in irgendeiner Form seinen Orbit um das Objekt selber zu ändern, da als Orbit der Zustand definiert ist wenn sich Gravitation und Fliehkraft ausgleichen. Ergo Keine Gravitation = Kein Swing-By

Da hab ich mich falsch ausgedrückt. Das bezog sich darauf, wenn man bereits in einem stationären Orbit ist.

[Conqi]

(08.05.2017)brony95 schrieb:  

(04.10.2016)Raeffi schrieb:  Kann man nicht mit (abwerfbaren) flügeln bis auf eine nette höhe fliegen und dann eine "kleine" rakete zum orbit verlassen zünden. ?

Kann man diese Idee nicht etwas näher betrachten? Also, wenn man mehr Ahnung hat als ich und die Antwort ernst meint.

Ein wenig in die Richtung geht SpaceShipTwo von Virgin Galactic. Das ist nen relativ kleines Raumflugzeug ähnlich den amerikanischen Space Shuttles. Gestartet wird das Ding in etwa 15.000m Höhe von einem Trägerflugzeug namens White Knight. Der Vorteil ist, dass das Flugzeug mit Kerosin deutlich günstiger unterwegs ist als es ne Rakete wäre.
Allerdings ist SpaceShipTwo nur drauf ausgelegt ein halbes Dutzend Touristen in 100km Höhe mit Mach3 etwas durch den Weltraum zu fliegen und dementsprechend viel Treibstoff lässt sich durch die Beschleunigung und Anhebung durch White Knight sparen, was zu einem recht leichten Raumflugzeug beiträgt. Für eine größere Rakete müsste das Flugzeug dann schon verdammt groß werden. Ein Space Shuttle Orbiter (der im Vergleich zu den eingesetzten Trägerraketen gerade mal 5% des Gewichts ausmacht) wurde zum unbetankten Transport bereits von einer 747 umhergeflogen. Viel größer wird's nicht. Dazu kommt dann noch, dass die Flughöhe und Geschwindigkeit eines Flugzeugs im Vergleich zu dem was für höhere Orbits notwendig ist eh recht gering ist.

[Simaris]

Also ein Wletraumaufzug ist imo nicht so große Zukunftsmusik wie hier so gesagt wird.
Es gibt schon Werkstoffe die Stabil genug sind um ein solches bauwerk zu bilden, allerdings leider noch nicht massenproduziert werden können.

Würde, mal angenommen einer mit viel Geld (staat?) diesen aufzug bauen und an dessen Ende eine Plattform sein die der öffentlichkeit zur verfügung gestellt würde, bräuchte man auch keine raketen mehr um ins All zu kommen. man könnte seine Raumschiffe einfach direkt im all bauen.