Welche Art von Antrieb würden wir für interstellare Reisen benötigen?

Zusätzlich zu dieser Frage, die ich kürzlich gestellt habe, macht lgritz eine sehr scharfsinnige Beobachtung über den massiven Kraftstoffbedarf, um 36 l Jahre mit der bekannten Kraftstofftechnologie von heute zu reisen. Wenn also herkömmlicher Raketentreibstoff völlig unpraktisch ist, was sind dann die Alternativen für interstellare Reisen?

Und wie groß müsste das Raumfahrzeug sein, vorausgesetzt, wir könnten ein strukturell solides Raumfahrzeug der erforderlichen Größe herstellen, und wie hoch wäre dann der geschätzte Kraftstoffbedarf, um 36 l Jahre zu reisen, unter Berücksichtigung von Beschleunigung und Verzögerung?

Ich habe die Berechnung nicht durchgeführt, aber ich vermute, dass der effizienteste realistische Antriebsmechanismus die Detonation von Atomwaffen a la Project Orion sein wird . Ich denke, die Vernichtung von Materie und Antimaterie ist noch effizienter, aber wir haben kein vernünftiges Design für ein solches Antriebsgerät. Wir haben nicht einmal ein System zur Herstellung, zum Transport und zum Tragen des Brennstoffs.
Eine herkömmliche Rakete verbrennt ihren Treibstoff in Sekunden oder Minuten. Sie würden Jahre der Beschleunigung benötigen, um 36 l-Jahre zu reisen, und Raketen werden VIEL weniger effizient, je größer das Verhältnis von Kraftstoff zu Nutzlast ist (weil die frühe Verbrennung die Nutzlast und den Kraftstoff für die späte Verbrennung beschleunigen muss). Ich werde die Berechnung nicht durchführen, aber ich würde vermuten, dass es so etwas wie eine ganze Erdmasse an Treibstoff für eine Nutzlast in Wohnungsgröße wäre. Herkömmliche Raketen werden ABSOLUT POSITIV KEINE interstellaren Reisen durchführen. Sonnensegel oder Projekt Orion sind der Weg, wie die Gesetze der Physik heute bekannt sind.
Ich habe meine Frage geändert, um praktischer zu sein. (Und verschleiere meine Unkenntnis von Antriebssystemen). Es ist jedoch alles gutes Feedback, da ich versuche, eine ansprechende Frage zu formulieren.
Der Warp-Antrieb...
Wir können beispielsweise Alpha Centauri in angemessener Zeit (dh in Jahren, nicht in Jahrhunderten) erreichen, indem wir einen Sonnentauchgang (dh eine kleine Perihelumlaufbahn), eine kurze Raketenzündung und ein Sonnensegel verwenden. Wir bräuchten nichts so Drastisches wie Atombomben als Antrieb. Sobald Sie jedoch anfangen, 100 bis 1000 km/s zu fahren, wird mikrometergroßer Staub zu einem gefährlichen Problem. Nichts davon erklärt jedoch die Notwendigkeit, anzuhalten oder zu verlangsamen und in die Umlaufbahn zu gelangen.
Das folgende relevante Papier wurde gerade in ApJ veröffentlicht unter: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa5da6 . Schäden an der Hülle eines Raumfahrzeugs durch interstellares Gas und Staub werden ausführlich erörtert.
Das Schiff im Film „Passengers“ ist ein (etwas) realistischeres Fahrzeug als die meisten üblichen „Warp“- oder „Hyperraum“-Antriebe, die man normalerweise sieht … Ionenantrieb aus einem Fusionsreaktor – was Sie sich vorstellen können, wäre schwer abgeschirmt !

Antworten (3)

Anstatt einen kurzen Kommentar zu diesem Thema zu hinterlassen, lassen Sie mich einfach auf diese Wikipedia-Seite verweisen, die sehr umfassend ist:

http://en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_travel

Meine eigenen Kommentare:

Sobald wir lernen, die Fusion zu kontrollieren, wäre das ein attraktiver Kandidat für den Motor. Das Schöne ist, dass es möglicherweise nicht erforderlich ist, die Energie des Reaktors in etwas anderes (wie Elektrizität) umzuwandeln und sie dann dem Motor zuzuführen. Der Reaktor selbst könnte der Motor sein. Es würde auch ziemlich anständige Auswurfgeschwindigkeiten erreichen.

In einer ferneren Zukunft sehen Motoren für Schwarze Löcher interessant aus. Wenn es um die totale Massenumwandlung (in Energie) geht, denken die meisten Leute an Antimaterie; Aber auch ein winziges Schwarzes Loch wandelt durch den Hawking-Effekt seine gesamte Masse in Strahlung um . Wenn wir lernen, kleine Schwarze Löcher im industriellen Maßstab zu erzeugen, und wenn uns die Quantengravitation nicht einen unerwarteten Streich spielt, würden sie großartige Motoren abgeben – füttere sie einfach mit beliebigem Weltraumschrott und sie machen weiter.

Das einzige an Mikro-Schwarzen Löchern ist, dass sie weiter schrumpfen, wenn Sie aufhören, sie zu füttern, und noch wütender strahlen, und so noch weiter schrumpfen und so weiter, bis sie explodieren. Füttern Sie es entweder weiter oder werfen Sie es weit weg aus.

Die Fusion wird bereits im Teller-Ulam-Gerät gesteuert, und Orion kann interstellare Reisen durchführen.
Das bestehende Verbot von Tests in großer Höhe/Innenraum/Weltraum hindert die bekannten Akteure im Nuklearbereich effektiv daran, die Leistungsfähigkeit einer solchen Antriebsvorrichtung zu überprüfen.

Der aneutronische Fusionsantrieb wird ein wichtiger Durchbruch für interstellare Reisen sein, da Helium-3 und Bor im Universum leichter zu beschaffen sind als Tritium, Uran-235 und Antimaterie.

http://www.youtube.com/watch?v=sgAwyr5Udzw

http://www.youtube.com/watch?v=GSkxPghXTCg

etwas Außergewöhnliches wäre, künstliche Schwarze Löcher mit in Richtung der gewünschten Reise ausgerichteter Rotationsachse einzurichten, künstlich eine relativistische Jet-Emission nachzubilden, und es wäre "so einfach" wie Parasailing auf der Spitze der ausgestoßenen Strahlung . Wenn Sie die etwas wärmere als tropische Gammastrahlung ohne Schmelzen überleben können (die beim Beschleunigen ohnehin weicher wird), würden Sie auf erhebliche Bruchteile von beschleunigen C in kürzester Zeit.

Das eigentliche Problem wäre, effizient zu bremsen. Ich denke, Sie könnten dafür einen Bussard-Staustrahl verwenden.

Welche Art von Antrieb würden wir für interstellare Reisen benötigen?
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