Können wir interstellaren Wasserstoff als Treibstoff für interstellare Reisen verwenden?

Nach meinem Verständnis ist der Raum nicht völlig leer. Tatsächlich schweben zwischen den Leeren des Weltraums Moleküle oder vielleicht einzelne Wasserstoffatome herum. Ich verstehe, dass das Sammeln großer Mengen davon aus dem Weltraum ein schwieriges Unterfangen wäre; Wenn wir jedoch die Technologie verfeinern könnten, um Wasserstofftriebwerke zu verwenden, und ein Sammelgerät schaffen könnten, das die sporadischen, im Weltraum schwebenden Wasserstoffatome sammeln würde, um unsere Reserven aufzufüllen, könnten wir den Weltraum auf einer interstellaren Ebene auf unbestimmte Zeit bereisen?

Ein zweiter Teil zur Frage, ob aus irgendeinem Grund der erste völlig unglaubwürdig ist. Wenn die Aufnahme von Wasserstoff nicht ausreicht, um unsere Reserven aufzufüllen, wäre es möglich, so viel wie möglich aus dem interstellaren Raum zu sammeln und dann Wasserstoff von einem nahe gelegenen Kometen, Asteroiden, Stern oder Planeten(oid) aufzufüllen gehen wir zur Neige?

Sehr weitsichtige Fragen, ich weiß, aber trotzdem eine echte Frage.

Wenn Moleküle oder Atome "umherschweben", haben sie nicht die gleiche Geschwindigkeit und Richtung wie das Raumschiff. Nicht die gesamte Energie, die erforderlich ist, um sie in die gewünschte Richtung zu beschleunigen, konnte verwendet werden, um das Raumschiff anzutreiben.

Antworten (3)

Es ist theoretisch möglich, Treibstoff aus nahezu leerem Raum zu sammeln, der Bussard-Staustrahl ist ein Beispiel für ein Triebwerk, das genau dafür ausgelegt ist. Das Prinzip ist, dass Sie Magnetfelder verwenden, um Wasserstoffatome aus dem nahen Vakuum des Weltraums zu sammeln und zu konzentrieren, und dann würde eine Fusionsrakete einen Teil davon in Antrieb für Geschwindigkeit umwandeln, und ein Fusionsreaktor würde einen Teil davon in Energie umwandeln, um die Felder aufrechtzuerhalten. Der Rest würde in Tanks gelagert werden. Um dies autark zu machen, müssten Sie einen erheblichen Teil der Lichtgeschwindigkeit erreichen, damit die aus dem Weltraum gesammelte Wasserstoffmenge größer wäre als der Kraftstoff, der zur Aufrechterhaltung der Sammelfelder benötigt wird. Sie müssten also zunächst etwas Kraftstoff haben, um Sie schnell genug in Gang zu bringen.

Hier kommt der zweite Teil Ihrer Frage ins Spiel: Gibt es Wasserstoffquellen im Weltraum? Ja, Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element, da draußen gibt es Unmengen. Alles, was Sie brauchen, ist, etwas Wasser zu finden und es durch Elektrolyse zu spalten, obwohl Sie auch Wasserstoff aus anderen Verbindungen befreien könnten. Sobald Sie Wasserstofffusionskraft haben, wären diese Maßnahmen einigermaßen wirtschaftlich.

Wenn die Technologie also tatsächlich funktioniert, könnten Sie mit einem Bussard-Staustrahlflugzeug von einem Stern zum anderen fliegen, Ihre Treibstoffreserven verwenden, um langsamer zu werden, zu erkunden (handeln, verwüsten usw.), dann eine Wasserstoffquelle finden, um Ihre Reserven aufzufüllen, und zum gehen nächsten Stern. Stellen Sie nur sicher, dass Sie nicht in einem Sonnensystem ohne genügend Materie landen, sonst kommen Sie nie wieder in Gang.

BEARBEITEN : Das ist alles sehr theoretisch, ob es funktionieren würde oder nicht, hängt davon ab, wie effizient Sie die Wasserstoffsammlung machen könnten, wie viel Leistung Sie von der Rakete bekommen könnten usw. Es geht auf jeden Fall weit über die derzeitigen technischen Möglichkeiten hinaus.

Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich fand den Teil über die Sammlung von Wasserstoff im Verhältnis zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs besonders aufschlussreich. Dieses Konzept würde (buchstäblich) ein Universum an Möglichkeiten eröffnen! Vielen Dank!
Schön, dass Sie es interessant fanden!
Es gibt einige große Annahmen in dieser "Antwort" ...
Interessantes Konzept. Ich denke, die Effizienz eines solchen Systems würde auch von der Dichte des Wasserstoffs abhängen, wo er geerntet/gesammelt/abgebaut würde – dh die Anzahl der Wasserstoffatome in einem bestimmten Raumvolumen.
Die Antwort verlinkt auf den Wikipedia-Artikel über das Bussard-Ramjet-Konzept, aber der WP-Artikel sagt im Grunde, dass das Konzept nicht funktioniert.
Es heißt nicht, dass es nicht funktionieren wird, mehr als dass sie nicht wissen, wie man es zum Laufen bringt. Es ist eine theoretische Frage.

Das Problem ist, dass der Sammelmechanismus dazu neigt, mehr Widerstand als Schub zu erzeugen. Robert Zubrin und Dana Andrews zeigten, dass dies die meisten Raumschiffantriebe vom Typ Bussard Ramjet unpraktisch macht.

Tatsächlich ist diese Art von Mechanismus so gut darin, Luftwiderstand zu erzeugen, dass sie tatsächlich gut funktioniert , um ein Raumschiff zu verlangsamen, sobald es sein Ziel erreicht hat, was bedeutet, dass das Raumschiff eine größere Nutzlast tragen oder schneller reisen kann. Dies wird Magsegel genannt. Etwas Geschichte hier .

Was die Menge an Wasserstoff im interstellaren Raum anbelangt, besagen derzeit die Schätzungen, dass die Dichte variiert. In einigen Regionen könnte es bis zu 1 Atom pro Kubikzentimeter betragen. Das würde bedeuten, dass die magnetische Schaufel groß genug sein müsste, um genug Treibstoff zu sammeln, um die verschiedenen Systeme an Bord anzutreiben, sowie das Fahrzeug zu betanken und für Regionen wie Planetensysteme zu lagern, die eine viel geringere Wasserstoffdichte aufweisen. Sobald ein Fahrzeug den interstellaren Raum erreicht und die Auswirkungen der planetaren Schwerkraft nachlassen, wird der Bedarf an Wasserstoff als Kraftstoff geringer. An diesem Punkt ist natürlich alles nur eine Vermutung, da sich der Großteil einer Galaxienmasse in Regionen des interstellaren Raums befindet und mit der Masse die Schwerkraft einhergeht. Da wir diese Masse (dunkle Materie und dunkle Energie) nicht sehen können, haben wir keine Ahnung, was uns erwartet.

Die Wissenschaft in dieser Antwort ist falsch. Die Diskussion über die Schwerkraft ist völlig daneben. Die Schwerkraft ist für interstellare Reisen nicht relevant, im Grunde weil die kinetischen Energien so weit in keinem Verhältnis zu den beteiligten Gravitationspotentialen stehen.