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Raumfahrt => Konzepte und Perspektiven: Raumfahrt => Thema gestartet von: indijaner am 23. September 2006, 13:45:06

Titel: Space Elevator
Beitrag von: indijaner am 23. September 2006, 13:45:06
Moin zusammen,

ich habe gerade einen interessanten Artikel gelesen. Es geht um folgendes:

Zitat: "Schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts träumten Weltraumpioniere davon, Reisende mittels einer Gondel schnell und kostengünstig in den Weltraum zu befördern. Alles, was man dazu bräuchte, wäre ein Seil, das 36.000 Kilometer lang ist und an dem die Gondel senkrecht nach oben steigen kann. Gelänge es, diesen Endlosstrick ins All zu schießen, würde er wegen der Fliehkraft der sich bewegenden Erde stabil senkrecht stehen bleiben."

Quelle:
http://http://www.wdr.de/themen/wissen/astronomie/blick_ins_all/raumfahrt/060824.jhtml?rubrikenstyle=blick_ins_all

Also ich denke solch eine Technik ist wohl unmöglich oder? Das kann ich mir nur schwer vorstellen. Müsste das Ende des Seils nicht wieder herunterfallen? Oder hat es mit der unglaublichen Länge des Seils zu tun? 36.000 Kilometer ist ja ziemlich hoch wenn man bedenkt das die ISS in ca. 400 km Höhe reist.
Es steht geschrieben, dass alles bisher Theorie ist aber haltet Ihr das für möglich?
Die Nasa scheint das ja für möglich zu halten.

Gruß IndiJaner
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: jok am 23. September 2006, 14:47:28
Hallo,

Schau mal hier.. :o   http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3573.0

gruß jok
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: indijaner am 23. September 2006, 15:12:16
Huch, vielen Dank. Hatte zwar die Suchfunktion benutzt aber nichts gefunden.

Gruß IndiJaner
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: robinson am 23. September 2006, 16:05:37
Vergiss mal diesen Thread nicht http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3573.0.
Vielleicht kann der Mod die ja unter einem Titel zusammenfassen, damit nicht immer so gesucht werden muß. Robby
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: H.J.Kemm am 23. September 2006, 17:02:23
Moin Robby,

keine schlechte Idee. Ich schaue noch mal durch und dann pack ich dies Thema in einen Beitrag, dann unter dem Namen *Weltraumlift*.

Jerry
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie(Guest) am 01. Mai 2005, 21:26:17
Nach dem X-Price ist nun ein neuer Wettbewerb von der Nasa ausgeschrieben worden. Es soll Verfahren entwickelt werden um Nanofasern herzustellen, womit man einen Lift bis in einen Erdumlaufbahn bringen kann.
Die tragfähigkeit von nanostuckturen macht dies mögich und ist keine Zukunftsmusik.
Die Nasa hat bis jetzt erst ein Preisgeld von 200.000 US Doller bereitgestellt, dieses könnte aber auf über 100 Millionen US Doller nach prüfung steigen. Was meint ihr dazu.

Wie könnnte man ein nanoseil in eine Erdumlaufbahn bringen ?

Oder sollte man von einem Sattelieten ein Seid zu erde steuern ?

Was meint ihr was für Kosten entstehen ( Anschaffung, wirtschaftlichkeit ? )

Wann könnte so ein Fahrstuhl gebaut werden ?

Kennt einer Seiten zu diesem Projetct ?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Marc-Andre am 02. Mai 2005, 15:20:36
Worüber ich mir am meisten Sorgen mache: Was ist, wenn etwas schief läuft? Falls das Seil reißt stürzt es doch zur Erde und alzu kurz wird es ja nicht sein. Naja, vielleicht verglüht es ja teilweise, aber wenn es bewohntes Gebiet treffen würde....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie(Guest) am 02. Mai 2005, 15:42:05
Ich glaube das Risiko wir kalkulierbar. Der obere Teil wird ja ins Weltall driften der untere wird zum größen Teil im Wasser Laden.


Ich finde das Risiko z.b von eimem Space Shuttle das explodiert und in bewohntem Gebiet runter kommt wesentlich höher.

Das Risiko denke ich wird mit dem Seil wesentlich geringer sein.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Marc-Andre am 02. Mai 2005, 15:51:51
Naja, wenn man es geschickt genug anstellt hast du vielleicht Recht. Mein Gedanke war nur der, dass das Seil ja bedeutend größer ist. Aber wenn man es über einen Ozean oder einer großen Wüste plaziert... dort sind ja nicht so viele Menschen, sodass das Risiko vertretbar sein muss.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie(Guest) am 02. Mai 2005, 15:56:04
Die Tochtergesellschaft  der NASA will es schaffen in 2 jahren mit dem Bau zu beginnen und eine Fertigstellung im Jahre 2017 erreichen.

Das Project wird lt. Nasa ca. 20 Mrd Euro Kosten das sind also
nur ca. 40 Shuttle Starts umgerechnet !!!!!!!

Hier die fantastischen Möglichkeiten:

- Es könnten Jeden Tag 20 Tonnen ins All befördert werden ( Mertial / Menschen )
- Der Bau von großen Raumstationen wäre möglich
- Der Bau von Weltraumhotels wäre möglich und somit weltraumtourismus
- Flüge zum Mond und Mars wäre sehr kostengünstig da der Treibstoff sehr günstig
  transportiert werden kann.
- Risiege solaranlagen könnten errichtet werden.
- Industrie wäre in kürzester Zeit im all möglich

Ich finde es in keiner hinsicht otopisch oder gar zukunftsmusik sowas zu realisieren wenn man nur die Kosten überlegt die gespart werden. Und jetzt komm mir keiner mit, ohhh da gehen ja wieder arbeitsplätze verlorgen weil ja keine Raketen mehr gebaut werden müssen ! Ich denke ganz im Gegenteil wird es einen wahnsinnigen aufschwung geben sowie etliche Arbeitsplätze schaffen !!!

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Marc-Andre am 02. Mai 2005, 16:11:26
Zitat
Die Tochtergesellschaft  der NASA will es schaffen in 2 jahren mit dem Bau zu beginnen und eine Fertigstellung im Jahre 2017 erreichen.
15 Jahre Bauzeit? Oder inklusive Entwicklung?

Zitat
Das Project wird lt. Nasa ca. 20 Mrd Euro Kosten das sind also
nur ca. 40 Shuttle Starts umgerechnet !!!!!!!
Allerdings kommen dann noch die Wartungskosten etc. hinzu. Wer weiß wie hoch die sind. Bei dem Space Shuttle hat meines Wissens nach auch niemand damit gerechnet, dass die so teuer sind.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie(Guest) am 02. Mai 2005, 17:30:35
15 Jahre Bauzeit, die Entwicklung ist schon soweit bis auf das Seil, wo die Zugfestigkeit vermutlich erst in 2 Jahren hergestellt ist.


Ich kann mir die Wartung auf keinenfall höher als z.b. bei den Space Shulltle vorstellen. Wenn man überlegt was für ein wahnsinniger aufwand getrieben wird bei der Sicherheit und er Wartung der Space Shullte. Vor allem müssen sie immer komplett überholt werden nachdem sie einmal gestartet sind.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Gero_Schmidt am 02. Mai 2005, 22:03:14
Zitat
Worüber ich mir am meisten Sorgen mache: Was ist, wenn etwas schief läuft? Falls das Seil reißt stürzt es doch zur Erde und alzu kurz wird es ja nicht sein. Naja, vielleicht verglüht es ja teilweise, aber wenn es bewohntes Gebiet treffen würde....


Der Teil, der zur Erde zurückfällt verglüht in der Atmosphäre. Es bleiben nur winzige Fetzen zurück, leichter als Papierschnipsel, die langsam zur Erde regnen; eine Art globale Konfettiparade. :)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Marc-Andre am 02. Mai 2005, 22:10:31
Zitat
Zitat
Worüber ich mir am meisten Sorgen mache: Was ist, wenn etwas schief läuft? Falls das Seil reißt stürzt es doch zur Erde und alzu kurz wird es ja nicht sein. Naja, vielleicht verglüht es ja teilweise, aber wenn es bewohntes Gebiet treffen würde....


Der Teil, der zur Erde zurückfällt verglüht in der Atmosphäre. Es bleiben nur winzige Fetzen zurück, leichter als Papierschnipsel, die langsam zur Erde regnen; eine Art globale Konfettiparade. :)
Naja, wenn das stimmt wäre es ja kein Problem.
Die Vorteile die ihr hier bringt hören sich echt gut an. Mein Verstand sagt mir also, dass es eine gute Idee wäre. Aber irgendwie sagt mir mein Gefühl was anderes. Habe irgendwie eine Abneigung gegen diesen Fahrstuhl: Komischer Gedanke halt. Aber wie gesagt: Wenn die Vorteile überwiegen...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Gero_Schmidt am 02. Mai 2005, 22:23:31
Zitat
Die Tochtergesellschaft  der NASA will es schaffen in 2 jahren mit dem Bau zu beginnen und eine Fertigstellung im Jahre 2017 erreichen.

Das Project wird lt. Nasa ca. 20 Mrd Euro Kosten das sind also
nur ca. 40 Shuttle Starts umgerechnet

Die NASA hat derzeit keine festen Pläne, einen Weltraumaufzug zu bauen. Allerdings wird im Rahmen des Centennial Challenges-Wettbewerbs der NASA versucht, dafür benötigte
Technologien zu entwickeln.

http://www.exploration.nasa.gov/centennialchallenge/index.html

Außerdem gibt es noch eine private Firma, die einen solchen Aufzug bauen will: http://www.liftport.com/




Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: laese am 03. Juni 2005, 20:54:57
Wie lange würde eigentlich so eine Fahrt ins All dauern??


laese
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: PBL(Guest) am 04. Juni 2005, 04:37:48
Hallo, habe dieses Forum durch Zufall gefunden.

Die Idee mit dem Seil beschäftigt mich jetzt...
Wo soll denn die Bodenstation hin? Das obere Ende des Lifts müßte ja geostationär sein, also kommt nur Äquatornähe in Frage und dort am Boden gibts nicht allzuviele vertrauenswürdige Länder, zudem muß eine passende Infrastruktur vorhanden sein.

Und was passiert mit dem Seil wenn ein Tornado "vorbeischaut"?

Wäre das Liftsystem wärend der Regenzeit überhaupt einsetzbar?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Marc-Andre am 04. Juni 2005, 09:31:05
Zitat
Hallo, habe dieses Forum durch Zufall gefunden.

Die Idee mit dem Seil beschäftigt mich jetzt...
Wo soll denn die Bodenstation hin? Das obere Ende des Lifts müßte ja geostationär sein, also kommt nur Äquatornähe in Frage und dort am Boden gibts nicht allzuviele vertrauenswürdige Länder, zudem muß eine passende Infrastruktur vorhanden sein.

Und was passiert mit dem Seil wenn ein Tornado "vorbeischaut"?

Wäre das Liftsystem wärend der Regenzeit überhaupt einsetzbar?

Ich würde sagen, dass sind die gleichen Probleme, wie bei Weltraumbahnhöft, bis auf dass sie bei schlechtem Wetter nicht starten. Zur Not muss man gucken, wo das Wetter nicht so extrem ist.
Aber was Stürme angeht würde es mich auch mal interessieren, wie empfindlich so ein Aufzug wäre. Es ist ja ein Seil, welches mitschwingen kann. Und der Sattelit kann zur Not ja vielleicht auch noch etwas ausgleichen, wenn er nicht gleich aus der Bahn geworfen wird.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Digigraf am 04. Juni 2005, 16:41:49
Also der Ort wo das Seil befestigt wird, wird wohl wie bei Sealaunch ne Plattform im Meer sein. Und die werden die Plattform in ne Gegend bauen, wo es viele Stürme gibt. Und wenn das Seil sein eigenes Gewicht aushält, dann wirds ja auch nen Sturm überleben können. Ausserdem regnets auf dem Meer au net So häufig.

mfg Digigraf
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: SLAMMED(Guest) am 20. Juni 2005, 22:27:54
jetzt möcht i a mal was wegen nano technik wissen: nano is doch gefählich oder so(?) hab i gehört und das die forscher des an fischen und so einem zeug ausprobiert haben
di sind alle gestorben. wieso? [smiley=huh.gif]
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: spacetime am 21. Juni 2005, 18:27:30
Nanotechnik ist schon gefährlich, das Stimmt. Allerdings ist das nur gefährlich wenn nanopartikel in der Luft herumfliegen und man das einatmet (wie Feinstaub). Bei einem ''Seil'' aus Kohlenstoffnanoröhren ist das aber nicht gefährlich, weil die partikel ja fest aneinander gebunden sind und nichts herumfliegen kann.
Nanotechnik ist also Gefährlich, aber nicht immer.

MfG spacetime
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Michael(Guest) am 21. Juni 2005, 23:03:52
Nanotechnik ist vielleicht auch ein bischen übertrieben.. Es handelt sich hier um übliche Vebindwerkstoffe auf Kohlefaserbasis, die regelmäßig im Flugzeug- und auch schon im Automobilbau eingesetzt werden. CNT = 'Carbon Nano Tubes'

Die Herausforderung besteht einfach in diesem 'Seil', 36 km lang, sagen wir mal 1 m Querschnitt, das wäre dann 100t oder so... Raketennutzlasten (ARIANE) liegen bei 10t. Vieleicht muss man dass auch als 'Turm' bauen, also am Boden dicker. Zugfestigkeit kann sich jeder ja selbst ausrechnen...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Michael(Guest) am 21. Juni 2005, 23:11:38
Oops, da waren noch einige Nullen falsch, also noch mal:

Nanotechnik ist vielleicht auch ein bischen übertrieben.. Es handelt sich hier um übliche Verbundwerkstoffe auf Kohlefaserbasis, die regelmäßig im Flugzeug- und auch schon im Automobilbau eingesetzt werden. CNT = 'Carbon Nano Tubes'
 
Die Herausforderung besteht einfach in diesem 'Seil', 36 km lang, sagen wir mal 1 m2 Querschnitt, das wären dann 100.000 t oder so... Raketennutzlasten (ARIANE) liegen bei 10t. Vieleicht muss man dass auch als 'Turm' bauen, also am Boden dicker. Zugfestigkeit kann sich jeder ja selbst ausrechnen...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Michael(Guest) am 22. Juni 2005, 22:23:31
Es ist zu Mäusemelken! Also noch mal, diesmal mit den richtigen Nullen (hoffentlich):

Die Herausforderung besteht einfach in diesem 'Seil', 36.000 km lang, sagen wir mal 1 m2 Querschnitt, das wären dann 100.000.000 t oder so... Raketennutzlasten (ARIANE) liegen bei 10t.

Selbst ein Daumen dickes Seil würde noch 1 Mio Tonnen wiegen, wenn ich ich mich nicht schon wieder verrechnet habe...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Gero_Schmidt am 22. Juni 2005, 23:32:00
Zitat
Es ist zu Mäusemelken! Also noch mal, diesmal mit den richtigen Nullen (hoffentlich):

Die Herausforderung besteht einfach in diesem 'Seil', 36.000 km lang, sagen wir mal 1 m2 Querschnitt, das wären dann 100.000.000 t oder so... Raketennutzlasten (ARIANE) liegen bei 10t.

Selbst ein Daumen dickes Seil würde noch 1 Mio Tonnen wiegen, wenn ich ich mich nicht schon wieder verrechnet habe...

Das Seil (oder besser ribbon/Band, Seil ist ein irrefürender Ausdruck) ist nicht 36.000 Kilometer sondern 100.000 Kilometer lang, es varriiert in der Breite (am breitesten logischerweise auf Höhe des geostationären Orbits wo die Belastung am größten ist), im Schnitt soll es aber etwa einen Meter breit sein und nur Mikrometer dick. Es wird weniger als 1000 Tonnen wiegen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Michael(Guest) am 23. Juni 2005, 07:44:17
Ah! Das ist also der Unterschied zwischen 1 Mio t und 1000 t: 30 mm und 30 Mikrometer! Extrem reißfest ist da offenbar gar kein Ausruck für;D Hoffentlich fliegt da kein Staubkorn gegen (100 Mikrometer).. Kennt jemand Links dazu?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Gero_Schmidt am 24. Juni 2005, 00:41:11
Ich habe auf der ersten Seite dieser Diskussion auf die Seite von LiftPort verlinkt. Da gibt's unter anderem ein gutes FAQ...

Ansonsten gibt es noch ein Buch von Bradley Edwards zum Thema, 'The Space Elevator', sollte über amazon zu bekommen sein. Ich hab's selbst nicht gelesen, die Grundlagen findet man auch im Internet.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Matthias_Pfeiffer am 24. Juni 2005, 08:48:16
Was mir bei der Sache nicht gefällt (neben der Geschichte, dass ein solches "Seil" bisher eher nach Sci-Fi klingt) ist die Dicke von 30µm. Das Band/Seil wird also wie ein sehr breiter und gleichzeitig sehr dünner Anschnallgurt aus einem PKW aussehen. Hat da jemand mal gesehen, was passiert, wenn da am Rand eine kleine Kerbe drin ist? Genau. Das Teil reißt ohne Probleme auf.

Wie will man also das Band für den Aufzug vor Kerben und der damit verbundenen Schwächung schützen? Es reicht schon, wenn da ein Schwarm Vogel die "dünne" Seite übersieht und ein paar dutzend dagegen fliegen. Natürlich nicht beim erstes Mal, aber was sowas öfters passiert...  Man wird also die Ränder verstärken müssen, ohne dass die Masse deutlich dabei ansteigt.

Aber das ist ja nicht alles. Kann man das Seil, sprich die 100.000 km am Stück fertigen? Ich denke wohl eher nicht. Also wird man mehrere Teile fügen müssen. Da bleibt dann die Frage wie? Fügestellen neigen ja stark dazu Sollbruchstellen zu sein.

Wie kommt der Fahrstuhl an dem Band nach oben? Stellt man sich zwei Paare Räder vor, die von beiden Seiten gegeneinadern drücken, mit dem Band dazwischen? Sowas würde aber das Band zusätzlich gefährden, da die Rollen bestimmt nicht perfekt eben/rund und frei von Schmutz sind.

Es bleiben also noch einige Fragen übrig ;) Wobei ein solcher Aufzug der Traum für alle Raumfahrer ist. Dann wäre es bis zum Mars nicht mehr weit.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Michael(Guest) am 24. Juni 2005, 17:24:04
Erstaunlich viel zu diesem Thema findet an auch in der Wikipedia!

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

In der Tat kann man so ein Seil oder Band mit Excel ganz gut durchrechnen. Natürlich reicht es nicht, das Band bis auf die übliche Höhe (36.000 km) geostationärer Satelliten zu bringen. Das Eigengewicht des Seils würde es glatt runterfallen lassen! Man kann das folgendermaßen verstehen: Geostationär heißt ja, dass die Fliehkraft alle Gegenkräfte gerade kompensiert. Beim 'Seil' zerrt aber auch noch das Gewicht des gesamten darunter liegenden Teils daran!

Im oberen Teil wiegt es nicht soviel (wegen der geringeren Schwerkraft), der Hauptanteil zieht 'unten', auf den ersten paar 1000 km. Deshalb auch der Gedanke, das Seil unten gaaanz dünn zu machen. Auf der anderen Seite ist die Belastung (Zugkräfte) in 36.000 km Höhe am größten, da hier das Gewicht des gasamten Seils wirksam ist....

Das Seilstück oberhalb von 36.000 km sorgt nun für den notwendigen 'Zug', da hier die Fliehkraft die Anziehungskraft überwiegt und nun langsam das Gewicht des Seils kompensiert wird. Man kann auch statt einer Seilverlängerung ein 'Gegengewicht' (im Wikipedia-Artkel steht: 'eingefangener Asteroid'!) verwenden. So kommt die Länge von nominell 100.000 km zustande (ich habe mit vereinfachten Annahmen etwa 150.000 km herausbekommen).

Ein Band mit einigen 10 Mikrometer Dicke (und etwa 1 m Breite) hat dann wirklich kaum 1000 t Masse (und wiegt an der schwersten Stelle in 36.000 km Höhe ca 500.000 N) Am Ende wiegt es dann natürlich nichts; nicht weil es da zuende ist, sondern weil es sonst ja herunterfallen würde....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Gero_Schmidt am 24. Juni 2005, 19:49:15
Gute Punkte, Matthias. Es ist natürlich noch *sehr* viel Arbeit zu leisten, bis sowas tatsächlich gebaut werden kann, aber ich bin (fast) sicher, dass es irgenwann so weit sein wird, ob nun in 20, 50 oder 100 Jahren ist dabei zweitrangig.

So ein Aufzug könnte die Tranportkosten (nach NASA-Schätzungen) um einen Faktor 100 reduzieren, mal zahlt praktisch nur noch die Stromkosten.

Der springende Punkt ist wohl, wie man in den kommenden Jahren mit der Entwicklung der Carbon Nanotubes vorankommt; bisher läuft es, nach allem was ich gelesen hab, besser als erwartet.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Michael(Guest) am 26. Juni 2005, 23:02:14
Punkt 1 ist sicherlich das Material. Dann gibt es aber eine unglaubliche Menge von Effekten, an die man denken muss und die hier ja auch angesprochen werden (und auch auf den 'Marketing-Seiten' zukünftiger Hersteller : http://liftport.com/research1.php).

Wenn das Seil in der Atmosphäre gelegentlich kaputt geht, ist das wohl nicht so schlimm, dann läßt man das Seil einfach ein paar Kilometer ab; das kann man sich einige tausendmal leisten :-) Es sollten dabei aber keine 'Climber' mit wertvoller Fracht abstürzen.

Ob nicht Mikrometeoriten das gesamte Band sehr schnell durchlöchern können, weiß man wohl nicht. Sie durchlöchern das Band natürlich; die Frage ist nur, was das für dessen Stabilität bedeutet. Dieser Effekt wird natürlich weniger wichtig, wenn man das Band nach oben hin immer dicker macht....

Ich glaube, man sollte bei diesem Thema erst mal abwarten und Tee trinken..
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Özcan(Guest) am 17. Juli 2005, 01:39:05
Seil aus Nanoröhrchen kann schon auf längen von 1 meter oder noch länger versponnen werden.
http://www.pro-physik.de/Phy/External/PhyH/1,7615,2-2-174-0-1-display_in_frame-0-2,00.html?recordId=5436&table=NEWS&newsPageId=18297
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Tobias Kolkmann am 18. Juli 2005, 14:12:19
Ist es eigentlich möglich an den Nanoröhrenseilen z.B. ein Stahlseilzu befestigen? Ich denke, wenn das möglich wäre könnte man auch theoretisch ein ganzen Gebäude um mehrere Seile zu errichten, denn das Gebäude muesste sich nicht selbst halten sondern es hält sich am Seil fest. Damit könnte man mehrere Magnetschwebebahn nach oben bauen und außerdem die Seile selber durch das Gebäude vor Mikrometeoriten etc schützen.
Denn wenn ein Seil sich selber halten kann, dann können viele Seile auch Bauwerke halten. (oder lasst uns mal nur von der technischen Möglichkeit sprechen, die Kosten wäre so astronomisch dass es sich kaum darüber zu reden lohnt ;) )
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie(Guest) am 01. August 2005, 15:55:48
Ich bin immernoch dafür das die Nasa ihr Geld lieber in so ein project stecken soll und damit meine ich das ganze Geld das jetzt für die Planung und bau eines neuen systems zur Mondlandung benötigt wird. Es ist gewagt, klar war das Space shullte auch. Der nutzen wenn es klappt ist aber unumstitten und ob 1 oder 3 Milliarden Dollar investiert werden müssen ist auch nebensachen wenn man die Shuttle kosten bedenkt und gegenrechnet das man z.b. auch Sattelieten mit dem Lift  transportieren kann, und somit mal eben die Kosten in einem Jahr wieder raus haben kann ! Wenn man die investitionen in die Forschung der Nato tubs um 1000% steigert haben wir in einem Jahr das richtige Material ! Über eure Kritiken würde ich mich freun !

Gruß

Poldie
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Marc-Andre am 01. August 2005, 15:39:30
Zitat
jetzt möcht i a mal was wegen nano technik wissen: nano is doch gefählich oder so(?) hab i gehört und das die forscher des an fischen und so einem zeug ausprobiert haben
di sind alle gestorben. wieso? [smiley=huh.gif]
Ich glaube du bringst da irgendetwas durcheinander. Ein Nanometer ist eine Längeneinheit. Du kannst nicht sagen 'Nano[meter] ist gefährlich', das wäre so, als wenn du sagen würdest: 'Zenti[meter] ist gefährlich'.
Unter Nanotechnologie versteht man ziemlich kleine (kleiner als 100 Nanometer) große Strukturen herzustellen. Ich weiß nicht was man da mit Fischen probieren will. OK, man kann versuchen ihnen kleine Miniroboter ins Blut zu spritzen, die irgendetwas machen. Diese müssten dann so klein sein, dass es sich um Nanotechnologie handeln würde. Meinst du vielleicht so etwas, oder brings du das vielleicht mit Genmanipulation oder so durcheinander?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Marc-Andre am 01. August 2005, 18:04:12
Zitat
Ist es eigentlich möglich an den Nanoröhrenseilen z.B. ein Stahlseilzu befestigen? Ich denke, wenn das möglich wäre könnte man auch theoretisch ein ganzen Gebäude um mehrere Seile zu errichten, denn das Gebäude muesste sich nicht selbst halten sondern es hält sich am Seil fest. Damit könnte man mehrere Magnetschwebebahn nach oben bauen und außerdem die Seile selber durch das Gebäude vor Mikrometeoriten etc schützen.
Denn wenn ein Seil sich selber halten kann, dann können viele Seile auch Bauwerke halten. (oder lasst uns mal nur von der technischen Möglichkeit sprechen, die Kosten wäre so astronomisch dass es sich kaum darüber zu reden lohnt ;) )
Das "Gebäude" wäre doch unheimlich schwer!!! Alleine hierdurch dürfte es doch eigentlich gar nicht möglich sein, so wie du es vor hast.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Tobias Kolkmann am 01. August 2005, 22:11:35
Wie gesagt, man könnte dann hat auch unendlich CNT-Seile spannen, so viele wie halt benötigt werden um ein Bauwerk zu halten.

Ich stelle mir das so vor:
Viele Seile in der Mitte halten das Bauwerk. Um die Seile herum ist eine Wand, hinter der Wand sind 4 Magnetschwebebahnen (am besten in einem Vakuum, damit sie schneller senkrecht fahren können). Darum kommt dann natürlich noch eine Wand, welche speziell gegen Mikroasteroiden verstärkt wird.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Marc-Andre am 02. August 2005, 11:33:21
Das kann ich mir absolut nicht vorstellen, das das funktioniert. Du musst dir nur mal vorstellen, wie schwer das ist.

Aber mal etwas ganz anderes: Mal angenommen die ganzen besprochenden Probleme wären bewältigt und man könnte auch einen so langen Fahrstuhl bauen. Wie installiert man ihn??
Zum einen wäre er zu schwer, um ihn auf einen Mal ins All geschossen zu kriegen. Zum anderen: Während man nach oben fliegt ihn an eine Rolle abrollen wird wohl schwer gehen ;D. Wenn man ihn ab eine bestimmte Höhe auswirft, sodass das eine Ende zur Erde fällt und das andere ins All driftet dürfte ja auch nicht so einfach sein. Zumal das Seil ja nach eurer Aussage verglühen würde.
Also wie soll das gehen??

MfG
M.A.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie(Guest) am 02. August 2005, 22:24:47
Bin mir nicht sicher ob deine Fragen nicht hier alle schon beantwortet werden aber ich erkläre es gerne mal.
Das erste Seil wird mit einer schwerlastrakete ins all geschossen ca. 50 Tonnen, das Seil wird dann in einer Geostationären orbit in beide Richtungen ausgebreitet da sich das Seil genauso schnell bzw. ein bisschen schneller wegen der höhe wie die erde bewegt wird es auch nicht verglühen wenn man es herunterläßt an einem Gewicht mit z.b. steuerdüsen. Die andere Seite drifftet ähnlich ins weltall. Wenn dann das seil dann auf einer Plattform im Wasser verankert ist wird der erste fahrstuhl mit einem zweitem Seil nach oben fahren usw. Evtl. muß aber erst eine zweite Rakte starten um mehr masse an das andere ende im all zu befestiegen um den ersten Fahrstuhl auch wirklich halten zu können.Ich hoffe ich konnte deine Frage beantworten oder fehlt da noch was ?

mfg

Poldie
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie(Guest) am 02. August 2005, 22:26:36
Ich meine natürlich das erste richtiege Project und nicht das mit dem Gebäude um den Seil bauen .... ! Das wir meinermeinung nach nicht möglich sein !
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Gero_Schmidt am 03. August 2005, 00:00:24
Zitat
Also wie soll das gehen??

Wie wär's wenn du dir mal die in dieser Diskussion angegebenen Links anschaust? Da gibt's FAQs etc.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie(Guest) am 03. August 2005, 15:18:44
Ich will eben nochmal einen Vergleich ziehen, da ich gerade ein Bericht im TV sehe über die ISS die baukosten wenn sie überhaupt fertig werden sollte beträgt 200 Milliarden Dollar.


Ich bin fest davon überzeugt das man mit forschungsmitteln in der höhe 100 Milliarden de Space lift bauen kann was Forschung, Material, errichtung angeht ! Dann kommt nur noch der Betrieb und die Warung dazu, sage ich mal unwarscheinliche Summe 1 Milliarde pro Jahr !  Der rest ist dann Material entwicklung ISS Module ( 100 Mrd )

Ist da wer meiner Meinung ?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 07. April 2006, 20:19:54
Hallo, ich hatte hier schonmal einen Beitrag zum Lift reingestellt, nur leider finde ich ihn einfach nicht wieder :(

Hier alle infos zu so einem Weltraumlift:

http://de.wikipedia.org/wiki/Weltraumlift

Was halte davon ?

Der Nutzen wäre unvorstellbar groß, wenn man überlegt was die Tranksportkosten angeht.
Meiner Meinung nach sollte die ISS nicht weitergebaut werden sondern nur am leben erhalten werden. Das Nasa Programm zur Mondbasis sollte auch erstmal auf eis gelegt werden bis so ein System zu verfügung steht wenn es möglich wäre. Das Problem liebt noch am Nanaseil das eine gewisse zugkraft haben muß, die Forscher sind aber sicher das in ein paar Jahren diese Reißfeste erreicht wird.

Was meint ihr was nutzen, kosten und sicherheit angeht ?

Ich finde das alleine mit den Shuttlekosten so ein Projekt ermöglicht werden kann.



Grüße

Poldie
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Halbtoter am 07. April 2006, 20:43:46
Nichts

Mit einem Weltraumlift kann man Lasten nur an einem Punkt im GEO transportiern und das ist nicht gerade sinvoll.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: roger50 am 07. April 2006, 23:35:34
Im Gegensatz zu "Halbtoter" finde ich die Idee faszinierend, allerdings stehen einer Realisierung noch enorme Probleme im Weg. Und die Kosten lassen sich im Moment gar nicht abschätzen, denn das gesamte Material sowohl für die Strecke GEO-Erde als auch für für die Gegenstrecke über den GEO hinaus muß ja erst mal in den GEO gebracht werden - und dafür bräuchte man wohl wieder normale Raketen.

Aber nehmen wir einmal an, dieser Lift wäre vorhanden. Dann könnte man nicht nur alle Anwendungssatelliten für Kommunikation, Wetterbeobachtung etc., die auf diesem Orbit kreisen, günstig nach oben bringen, sondern auch alle anderen Ziele im All 'relativ' leicht erreichen. Die Energie, bzw. die Geschwindigkeitsänderung 'Delta V', die man braucht um vom GEO zum Mond oder den Planeten zu gelangen, ist sehr gering. Selbst auf eine niedrige Umlaufbahn kommt man vom GEO sehr viel einfacher als von der Erdoberfläche.

Aber wie gesagt, ws muß noch ein ganzer Berg von technischen Problemen gelöst werden, bevor man überhaupt an eine Realisierung denken kann. Ich halte deshalb einen möglichen Termin von 2100 für wesentlich realistischer als 2020.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: janspace am 07. April 2006, 23:42:24
Hallo
also ich finde das mit dem Weltraumaufzug nicht so toll, weil:
- man muss trotz alledem die Fluchtgeschwindigkeit von 11,2 km/s erreichen, was ich mir schwierig vorstelle(was es ja so schon ist)
- man wäre nicht wirklich flexibel, da man das Seil  nicht an jede Stelle bringen kann
- Schlüsseltechnologien im Übergangsbereich Luftfahrt <-> Raumfahrt könnten vernachlässigt werden(nur weil´s billger ist  :-?)
- bei anderen Technologien steckt mehr Potential für die Materialforschung und anderen Forschungen, da es auch für andere Sachen eingedetzt werden kann(breiteres Anwendungsgebiet)

Ich finde es ist eine billige Alternative. Für Weltraumtourismus ist es bestimmt eher interresant oder für Höhenforschung.
Es müsste was geben was flexibler und zu gleich stabil ist. Es müsste etwas sein das
die Gravitation aufheben kann. Die magnetische Kraft ist viel stärker als die Gravitation(vielleicht nach der M-Theorie auch nicht)  also muss es was geben, dass das  problemlos kann.
Ach man wieso gibt´s das nicht schon?!  :'(
Ich glaube das es hier womöglich noch Dinge gibt, im Bereich der Physikalischen Grundlagen, die für die Schlüsseltechnologie notwendig sind.  
Trotz alle dem ist der Weltraumlift eine interresante Idee.  ;)            
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Bricktop am 08. April 2006, 00:30:33
Zitat
Aber wie gesagt, ws muß noch ein ganzer Berg von technischen Problemen gelöst werden, bevor man überhaupt an eine Realisierung denken kann. Ich halte deshalb einen möglichen Termin von 2100 für wesentlich realistischer als 2020.

Zustimmung. Mit einer Anmerkung: man kann davon ausgehen, dass zu diesem Zeitpunkt bereits fortschrittliche Antriebstechnologien existieren, so dass dann ein Weltraumlift womöglich gar nicht mehr gebraucht wird.

Zitat
Hallo
also ich finde das mit dem Weltraumaufzug nicht so toll, weil:
- man muss trotz alledem die Fluchtgeschwindigkeit von 11,2 km/s erreichen, was ich mir schwierig vorstelle(was es ja so schon ist)

Das ist ja der Sinn des Weltraumlifts, dass man automatisch die nötige Geschwindigkeit erhält, wenn man damit hochfährt.

Zitat
Die magnetische Kraft ist viel stärker als die Gravitation
:o  :)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: H.J.Kemm am 08. April 2006, 01:57:04
Moin Poldie,

ich habe mir erlaubt den Titel einigermassen lesbar zu ändern.

Gefragt hattest Du am 1. Mai 2005 unter: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3573.0


Jerry
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: roger50 am 08. April 2006, 19:32:02
Bricktop:

Zitat
Das ist ja der Sinn des Weltraumlifts, dass man automatisch die nötige Geschwindigkeit erhält, wenn man damit hochfährt.

So ist es, allerdings hat man nur im GEO die richtige Geschwindigkeit. Ein 'Ausstieg' aus dem Fahrstuhl ist also nur im GEO möglich.

Ich habe mal in einem meiner frühen Werken nachgeschlagen: für einen Flug vom GEO in eine Mondumlaufbahn (100 km Höhe ) beträgt der Antriebsbedarf (delta v man kann davon ausgehen, dass zu diesem Zeitpunkt bereits fortschrittliche Antriebstechnologien existieren, so dass dann ein Weltraumlift womöglich gar nicht mehr gebraucht wird.) ca. 2,75 km/sec. Das läßt sich mit einer relativ kleinen Antriebsstufe bewältigen.

Für einen Flug zu den Planeten ist der Antriebsbedarf auch kaum höher, allerdings nur bei einer energetisch günstigen Flugbahn (Hohmann-transfer), die lange Flugzeiten bedeutet. Wenn mans schneller will, muß man natürlich mehr 'pusten'...

Für einen Flug vom GEO in eine niedrige Umlaufbahn (150 km Höhe, Bahnneigung 0°) beträgt das delta v 3,9 km/sec. Für höhere Inklinationen allerdings mehr, aber immer noch viel weniger als von der Erdoberfläche.

Und um einen Satelliten vom GEO-Bahnhof zu einer anderen Position im GEO zu befördern, reicht ein Antrieb von ganz wenigen m/sec. Im Prinzip eine Pistole mit 2 Schuß... :D

Zitat
man kann davon ausgehen, dass zu diesem Zeitpunkt bereits fortschrittliche Antriebstechnologien existieren, so dass dann ein Weltraumlift womöglich gar nicht mehr gebraucht wird.

Woran denkst Du da? Bin gespannt.... ;)

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: roger50 am 08. April 2006, 19:34:42
Upps, bitte im zweiten Absatz in der Klammer das versehentlich eingefügte Zitat von Bricktop(siehe unten) überlesen.

Sorry
roger50
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Bricktop am 09. April 2006, 14:07:57
Zitat
So ist es, allerdings hat man nur im GEO die richtige Geschwindigkeit. Ein 'Ausstieg' aus dem Fahrstuhl ist also nur im GEO möglich.
Stimmt! Habe irgendwie nie vorher darüber nachgedacht, dass jeder Punkt des Lifts relativ zur Erde stationär ist, so dass nur im GEO die Erdanziehung überwunden wird. Danke für die Aufklärung! :)

Zitat
Zitat
man kann davon ausgehen, dass zu diesem Zeitpunkt bereits fortschrittliche Antriebstechnologien existieren, so dass dann ein Weltraumlift womöglich gar nicht mehr gebraucht wird.


Woran denkst Du da? Bin gespannt.... ;)

An etwas bestimmtes habe ich da nicht gedacht. Ich gehe nur davon aus dass 100 Jahre genug Zeit sind, um die Antriebe, deren Entwicklung jetzt in Kinderschuhen steckt, zur Realisierung zu bringen und möglicherweise um neue Antriebstechniken zu entwickeln, die wir uns zur Zeit nicht vorstellen können.

Aber ein Paar vorsichtige (sprich pessimistische) Schätzungen könnten wir versuchen: ich denke in 100 Jahren wird uns auf jeden Fall ein einstufiges wiederverwendbares luftatmendes (Scramjet) Trägersystem zur Verfügung stehen, mit dem die Kosten für den Transport in den LEO drastisch gesenkt werden können. Für höhere Orbits und weiterreichende Flüge könnte es bereits nuklear- bzw. fusionsgetriebene Oberstufen (ohne radioaktive Ausstöße natürlich :)) oder sogar eher zwischenorbitale Fähren mit solchen Antrieben geben. Die gleichen Antriebe würden übrigens auch interplanetare Flüge drastisch vereinfachen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 09. April 2006, 15:38:13
Also meiner Meinung nach ist der Weltraumlift ein vielversprechendes Konzept. Schade das es noch kein Material entwickelt wurde, das stark genug ist den enormen Kräften stand zu halten. Man braucht übrigens kein Raketenantrieb um den Erdorbit zu verlassen, sondern man fährt das Seil einfach noch weiter hoch, also über den Geostationären Orbit hinaus. So erreicht man ebenfalls Fluchtgeschwindigkeit.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Gero_Schmidt am 12. April 2006, 21:59:59
Es lassen sich über den GEO-Aufzug Umlaufbahnen in allen Höhen erreichen, auch LEO und MEO und das mit sehr wenig oder gar keinem zusätzlichen Energieaufwand. Wenn man einmal im GEO ist hat man den LEO automatisch mit in der Tasche, da ersterer eine weitaus energetischere Umlaufbahn ist. Fragt mich jetzt nicht, wie genau die entsprechenden Manöver aussehen, ich habe dazu mal eine PP-Präsentation gesehen, die ich aber im Moment nicht mehr finde. Auch die Planeten und Asteroiden sind gut zu erreichen, der Mond weniger.

Langfristig ist der Weltraumaufzug wohl die einzig realistische Option (von der wir im Moment wissen), um die Startkosten in den einstelligen Bereich (pro Kilogramm) zu drücken.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: roger50 am 12. April 2006, 23:07:01
@ Gero:
Für den Antriebsbedarf vom GEO zum LEO oder Mond siehe meinen Beitrag vom 8.4. weiter oben.
Um z.B. vom GEO zu einer niedrigen Umlaufbahn zu kommen, muß man zunächst einmal abbremsen, um ca. 1500 m/sec. Das sinkt der erdnächste Punkt (Perigäum) des Orbits auf z.B 150 km, der erdfernste Punkt bleibt bei 36.000 km. Gleichzeitig kann man dabei die Inklination ändern.
Das ganze entspricht der Umkehrung des Einschusses eines Satelliten vom GTO in den GEO.
Um dann den Orbit zu zirkularisieren, muß man im Perigäum nochmals abbremsen, dafür muß man nochmals ca. 2300-2400 m/sec aufwenden. Umsonst ist das Ganze also nicht, aber doch seeeehr viel günstiger, als von der Erdoberfläche aus.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: H.J.Kemm am 23. September 2006, 17:43:59
Moin,

so, jetzt habe ich die verschiedenen Beiträge zusammengefasst in die eien Thread.

Jerry
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Tobias Kolkmann am 26. Oktober 2005, 10:35:28
Nach einer Vorbereitungszeit von 6 Monaten fand der Wettbewerb zur Erbprobung von Technologien statt, die für einen Weltraumlift benötigt werden.

4 Teams nahmen am "Tether Challenge" teil, worin Ringe, die zum großen Teil aus CNT's (Carbon Nano Tubes = Kohlenstoff Nanoröhren) einem Reißtest unterzogen wurden. Sie mussten bei einem Eigengewicht von 2 Gramm eine Last tragen können, die mindestens 50% höher ist als die, welche der Referenzring der Nasa halten kann. Jedoch war der Referenzring selbst der stärkste, er hielt ein Gewicht von 590 kg bevor er riss. Der stärkste Kandidat ist bei einem Gewicht von 544 kg gerissen.

7 Teams nahmen Teil am Beam Power Challenge, wobei es darum geht, dass Kletterroboter, betrieben durch Solarzellen durch die Energie von Scheinwerfern, es schaffen mussten, ein 61 meter langes Kabel hoch zu klettern. Fast alle Roboter scheiterten an der geringen Energiezufuhr durch den Scheinwerfer; der beste Roboter schaffte es 12 meter empor zu klettern.

Die Preisgelder in Höhe von 2x 50.000 Dollar wurden von der Nasa einbehalten, da kein Teilnehmer die Anforderungen erfüllt hat.

(Titel geändert, Jerry)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Speedator am 26. Oktober 2005, 14:27:43
Ja, auf diese Challenge hatte ich ja schon mal aufmerksam gemacht. Dass man nicht die entsprechenden Ziele erreichen konnte, lag zum einen an der kurzen Vorlaufphase von den besagten knappen 6 Monaten. Unter diesem Gesichtspunkt war die NASA doch sehr zufrieden und hatte auch nciht unbedingt mit einem Gewinn des preises gerechnet.
Bei der Beam Power Chanlenge kommt noch dazu, dass man im nächsten ja eigene Strahlungsquellen nutzten kann(z.B. Laser), sodass sich damit wesentlich bessere Ergebnisse erzielen, vorallem die starke Intensitätsabnahme machte dabei zu schaffen.

Hier mal ein Link zur Competition: http://www.elevator2010.org/site/competition.html
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Tobias Kolkmann am 26. Oktober 2005, 18:33:19
Ja, den großten Vorteil fürs nächste Jahr sehe ich auch einerseits in der längeren Vorbereitungszeit und andererseits darin, dass jegliche Art der elektromagnetischen Strahlung benutzt werden darf (ich nehme an, dass Strahlen die für organisches Gewebe schädlich sind und deshalb ausgeschlossen werden, habe aber keine konkreten Informationen darüber) - also ist es jedem Hersteller selbst überlassen welche EM-Wellen er für die Energieübertragung benutzt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: H.J.Kemm am 24. Mai 2006, 03:57:48
Moin,

wir hatten uns gerade in den letzten Tagen mit diesem Thema befasst und waren fast sicher, dass es in der Zukunft solch ein Transportsystem geben wird, da kam jetzt diese ernüchternde Nachricht ( Morgenwelt.de vom 23.05.2006)

Weltraumfahrzeug - Aus der Traum?


Sie sind der Traum vieler Raumfahrt-Enthusiasten: Weltraumfahrstühle, die an ultrastabilen Seilen aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen billig Nutzlasten ins All befördern. Nun hat diese Vision einen unerwarteten Dämpfer erhalten.

Berechnungen eines italienischen Forschers zeigen, dass unvermeidliche Defekte in den Nanoröhrchen die Seile schließlich so sehr schwächen, dass der Bau eines Weltraumfahrstuhls unmöglich ist. Der Wissenschaftler veröffentlicht seine ernüchternden Ergebnisse demnächst im Fachblatt "Journal of Physics: Condensed Matter".

"Mit der heute verfügbaren Technologie ist der Bau eines Weltraumfahrstuhls nicht möglich", lautet der eindeutige Befund von Nicola Pugno vom Politecnico di Torino. Zwar besitzen Nanoröhrchen eine geradezu unglaubliche Zugfestigkeit von 100 Gigapascal, die sie als idealen Werkstoff für die Seile eines Weltraumfahrstuhls erscheinen lassen. Doch bei der Herstellung des Materials lassen sich Strukturfehler nicht vermeiden. Das Fehlen eines einzigen Kohlenstoffatoms vermindert die Festigkeit bereits um 30 Prozent, so Pugno. Und solche Fehler treten bereits alle vier Mikrometer auf. Noch gravierender ist das gleichzeitige Fehlen mehrerer Atome, dass zwar statistisch seltener ist, aber über die enorme Länge eines Weltraumfahrstuhls häufig genug vorkommt, um das Seil für den Lastentransport ins All untauglich zu machen.

Das Seil eines Weltraumfahrstuhls müsste eine Zugfestigkeit von mindestens 62 Gigapascal besitzen. Nach den Berechnungen von Pugno lassen sich jedoch selbst unter den besten Fabrikationsbedingungen kaum mehr als ein Gigapascal erzielen. Zudem bestünde die Gefahr, dass das Seil durch Mikrometeoriten und chemische Erosion in der Atmosphäre weiter geschwächt würde. So bleibt die Vision von Arthur C. Clarke wohl vorerst ein unerfüllbarer Traum.


Jerry
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: H.J.Kemm am 30. Mai 2006, 19:04:19
Moin,

dazu gibt es jetzt einen sehr interessanten Bericht vom Arbeitskreis Prof. Dr. Florian Banhart von der Johannes Gutenberg Universität Mainz.

Nachzulesen hier (Pdf-Datei) >>>>>(http://www.mainzelahr.de/smile/medien/deal.gif)
 (http://www.staff.uni-mainz.de/banhart/c-nanostructures/Pressemitteilung-Uni-MZ.pdf)


Jerry
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 30. Mai 2006, 19:44:00
Hallo jerry,

wirklich ein interessanter Beitrag!

Vor allen Dingen folgender Satz:
Experimente, die seit kurzem an der Universität Mainz unternommen werden, haben nun gezeigt, dass die hohe Stabilität von Nanoröhrchen auch dann erhalten bleibt, wenn Kohlenstoffatome in den graphitischen Lagen fehlen.


Und weiter:
... Die Graphitstruktur heilt sich somit selbst, wenn Atome fehlen, und behält auch ihre hohe Reißfestigkeit. Allerdings nimmt ihre Oberfläche ab, so dass die zylindrisch geschlossenen Graphithüllen kontrahieren.

Damit hat sich doch die Behauptung von dem italiensichen Forscher als falsch herausgestellt, oder?

Das heißt also wir können weiter träumen. :)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 24. September 2008, 14:54:29
Hallo,

vor ein paar Tagen verkündete die japanische Regierung so um die 5 Milliarden Euro zielgerichtet für Forschung und Entwicklung eines Weltraumaufzugs auszugeben.

Hier ein paar Quellen dazu (findet jemand was auf deutsch?):
http://www.timesonline.co.uk/tol/news/uk/science/article4799369.ece
http://www.abc.net.au/news/stories/2008/09/24/2372988.htm

Ich wollte das mal mit Euch andiskutieren, weil ich selber noch schwanke zwischen "nicht so richtig ernstnehmen" und "juchhuu!". Ich meine, min 5 Mrd. Euro sind kein Pappenstiel! Sicher geht es erstmal darum grundlegende Technologien und Techniken zu entwickeln und zu testen und der Bau selbst liegt noch ein bis zwei Jahrzehnte in der Zukunft. Aber trotzdem finde ich die Initiative echt gut, sogar erstaunlich. 5 Mrd. für die Forschung an einem potentiell revolutionären, aber doch so sehr risikobehafteten Projekt bereitzustellen - nicht schlecht Japan!

Und was sagt Europa dazu? Wollten wir nicht im Rahmen der Lissabon-Strategie bis 2010 zum "wettbewerbsfähigsten und dynamischsten wissensgestützten Wirtschaftsraum der Welt", oder so, werden?!  ;) ;D

edit:
Ist denn überhaupt die japanische Regierung, die hier Geld bereitstellen will? Oder handelt es sich mehr um eine Idee bzw. Forderung? Aus den Artikeln oben wird man jedenfalls nicht so recht schlau! :-?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 24. September 2008, 16:06:10
"Japan is increasingly confident that its sprawling academic and industrial base can solve those issues, and has even put the astonishingly low price tag of a trillion yen (£5 billion) on building the elevator. Japan is renowned as a global leader in the precision engineering and high-quality material production without which the idea could never be possible."

So wie ich den Absatz verstehe, werden die Baukosten auf fünf Milliarden Pfund geschätzt - nach der Lösung der anstehenden Probleme. Von einer Finanzierung ist da keine Rede.

René
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: STS-49 am 24. September 2008, 16:51:27
Zitat
So wie ich den Absatz verstehe, werden die Baukosten auf fünf Milliarden Pfund geschätzt - nach der Lösung der anstehenden Probleme. Von einer Finanzierung ist da keine Rede.

René


Hätte mich auch stark gewundert.Hoffentlich stecken sie das Geld in ihr bemanntes HTV -Program.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ricardo am 24. September 2008, 18:07:20
Diese Space Elevator Geschichte ist, falls es mal läuft, doch sehr Treibstoff verbrauchend.Der Verankerungspunkt im Weltall (bei wieviel KM Höhe?) müßte doch andauernd stabilisiert werden.Nur so ist eine Gefahr des Ausreißens zur Bodenverankerung gebannt.

Ricardo
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 24. September 2008, 19:13:44
Zitat
Diese Space Elevator Geschichte ist, falls es mal läuft, doch sehr Treibstoff verbrauchend.Der Verankerungspunkt im Weltall (bei wieviel KM Höhe?) müßte doch andauernd stabilisiert werden.Nur so ist eine Gefahr des Ausreißens zur Bodenverankerung gebannt.

Ricardo
Der Verankerungspunkt muss nicht mit Treibstoff stabilisiert werden, das erledigt die Zentrifugalkraft. Das Ende muss je nach Gegengewicht in eine Höhe von ca. 50.000km-100.000km. Die Gravitationskraft nimmt mit 1/r^2 ab, die Zentrifugalkraft mit r zu. Im Geostationären Orbit sind beide Kräfte gleich groß. Dort wäre also der Ausstiegspunkt. Und die Orbitgeschwindigkeit hat man im GEO dann auch.

Das Hauptproblem ist so ein starkes und langes Seil aus Nanoröhrchen herzustellen. Noch gibt es kein Material was das aushält. ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: wolfganghu am 24. September 2008, 19:29:27
Was mich wundert, ist, wie man ein solches Kabel gegen aeussere Einwirkungen absichern will. Man mag ja fuer die ersten 10 Kilometer in der Lage sein, den Luftraum entsprechend zu kontrollieren und abzusichern. Aber wie sieht es darueber aus ? spaetestens ab 80 km fliegt allerhand Schrott, aber auch normale Satelliten mit hoher Geschwindigkeit herum, was m. E. ein ziemliches Risiko darstellt. Vor allem, weil man mit dem Kabel keine Ausweichmanoever fliegen kann, wie es ein Raumschiff das kann, wenn ein Kollisionskurs rechtzeitig erkannt wird.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ricardo am 24. September 2008, 22:46:27
@tobi453
Wenn es nur den einen Austiegspunkt im GEO gibt, dann ist die Konstruktion ineffizient.Man muß dort aussteigen oder abtrennen, wo die Orbits der erdnahen Satelliten sind.Aber ich glaube es wird da auch Austiegsmöglichkeiten geben.

Das mit dem Schutz des Seils ist gar nicht so abwägig.Kontrollierte Lufträume lassen sich definieren und auch danach steuern.Aber Trümmerteile oder Restfragmente oberhalb dr Atmosphäre sind nicht mehr beeinflußbar.

Ricardo
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 24. September 2008, 22:49:03
hallo Ricardo,

wenn ein Seil von der Oberfläche bis in den GEO reicht, dann kann man natürlich auch zwischendurch einfach anhalten und eine Nutzlast aussetzen, welche dann nur noch ein wenig manövrieren muss, um ihre Orbitgeschwindigkeit zu erreichen.
Ein Spaceelevator funktioniert aber nur, wenn das Seil bis in den Bereich des GEO, und darüber hinaus reicht. Der Schwerpunkt der gesamten Konstruktion muss im GEO liegen, also muss es zum Seil "darunter" ein Äquivalent "darüber" geben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 24. September 2008, 22:56:08
Wenn man die Nutzlast hinter dem GEO loslässt kann man ihr auch einen Geschwindigkeitsschub geben und sie zum Beispiel zum Mars schleudern. Oder aus dem Sonnensystem raus.

Und man kann sich fragen wie lang das Seil sein muss, damit die Nutzlast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird. ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 24. September 2008, 22:59:35
Es gibt unterschiedlichste Gefahren für das "Seil" (Space Tether).
Um nur ein paar zu nennen: Flugzeuge, Satelliten, Meteoriten, Micrometeoriten...

Denkbar wären folgende Maßnahmen:

1. Flugraumüberwachung

2. Ablenken des Seils durch einen Fahrstuhl mit Steuerdüse. Dieser bewegt einfach das Seil nach links oder rechts und schon fliegt das "Gefahrenteil" vorbei.

3. Mehr als ein Seil, so das Redundanz besteht.

4. Spezielle Konstruktion des Seils, so das es nicht gleich gekappt wird. Siehe: http://www.tethers.com/Hoytether.html

Sicherlich wäre aber eine andauernde Pflege und Instandhaltung des Seils nötig.

Viel interessante Aspekte/Probleme werden hier beschrieben: http://en.wikipedia.org/wiki/Space_elevator
Die Deutsche Version des Artikels ist leider nicht so ausführlich an dieser Stelle.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 24. September 2008, 23:00:23
Zitat
Und man kann sich fragen wie lang das Seil sein muss, damit die Nutzlast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird. ;D

"Gib mir einen Hebel, der lang genug ist, und einen Punkt, an dem ich stehen kann, und ich hebe die Welt aus den Angeln."

Das war in der Theorie auch möglich ... ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: wolfganghu am 25. September 2008, 06:32:46
Zitat
Das Ende muss je nach Gegengewicht in eine Höhe von ca. 50.000km-100.000km. Die Gravitationskraft nimmt mit 1/r^2 ab, die Zentrifugalkraft mit r zu.
Wuerde dieses Gegengewicht denn nicht von der Mond-Gravitation beeinflusst ? 100.000km sind immerhin ein viertel der Strecke zwischen Erde und Mond.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 25. September 2008, 06:54:40
Guten Morgen Wolfgang,

die Größe ist egal. Schon für normale Satelliten muss man den Einfluss von Mond und Sonne mit einrechnen, möchte man ihre Orbits genau vorhersagen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 25. September 2008, 07:02:42
Noch ein Detail zur Gegenmasse:

Das muss nicht ein ähnlich langes Kabel sein, wie das zur Erde reichende. Man muss nur eine ausreichend große Masse so passende "außen" positionieren, dass sie zusammen mit der Masse des "darunter" liegenden Seils den Schwerpunkt im GEO hält.
Dabei muss man zwischen folgenden Aspekten das Optimum finden:
Natürlich sind Masse und Länge miteinander gekoppelt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 25. September 2008, 07:07:24
Und noch etwas ...

Gebaut würde das Ganze ja vom GEO aus. Man würde also gleichzeitig ein Seil nach unten "abspulen" und eins nach außen. Da haben wir dann wieder ein Problem: wie sollen dir diese gewaltige Masse erst mal in den GSO bringen? Von der Erde aus ist das nicht zu schaffen, auf lange Zeit. Dann bliebe die Idee einen Asteroiden einzufangen und durch Aerobraking in den GSO einschwenken zu lassen. Diesen könnte man dann als Rohstoffquelle zur Produktion der Kabel "on the fly" nutzen.

Beides ist noch weit jenseits unserer Möglichkeiten ... neben den notwendigen Festigkeitseigenschaften des Materials.
Der Begriff Kabel suggeriert ja etwas dünnes ... naja, es wäre vielmehr ein Turm.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 25. September 2008, 09:26:32
Angenommen man könnnte ein Seil produzieren, daß die selben physikalischen Stoffeigenschaften wie ein CNT besitzt, aber eine  Querschnittsfläche 1cm² besitzt.

Würde so ein Seil sein Eigengewicht tragen können bzw. noch zusätzliche Last bewältigen können?

Welche zusätzliche Last könnte 1cm² tragen?

Derzeit kenne ich keine leistungsfähigere Fasern als CNT.
Interessante Stoff-Alternativen sind alle möglichen Nanotubes
aus  anderen Materialien.  Mir bekannt ist die Existenz von
Silizium-Nanotubes und Silber-Nanotubes.   Ich würd also
ansonste der Reihe nach die Elemente nach Nanotube-Fähigkeit
untersuchen wollen und exemplarisch wenigstens  eine
Carbon-Silizium-Hybrid-Nanotube versuchen zu produzieren,
einmal weil ich diesen noch für eine vielverprechende
Kombination halte und um zu schauen, ob dieser Hybrid in
seinen physikalischen Eigenschaften zwischen CNT und SiNT
liegt.

Sicher wird die SiC-Hybrid-NT, sofern möglich, sehr interessante Eigenschaften besitzen.  Im Grunde sind jedoch CNT,SiNT und der
Hybrid die vielversprechensden Kandidaten.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 25. September 2008, 10:10:17
Ich war ja schon immer vom Weltraumlift begeistert und hoffe das es bald möglich ist Nanotubs so zu konstruieren das diese die Zugfragt aushalten.

Ein Vorschlag von mir wäre, um das Seit nicht so lang zu machen indem man die ATVs die eigentlich mit dem Müll verglühen sollen einfach zu der Stelle bzw. ende des Liftes hintransportiert oder ggf. selber da hinfliegen wenn möglich. Somit hätte man gleich auch Steuerdüsen für die Plattform um Weltraumschrott auszuweichen :-)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 25. September 2008, 10:27:23
Der Turm (Seil ist eine Untertreibung ;)) muss so lang sein, er muss bis zum GSO und darüber hinaus reichen.
Und das sind dann ABERTAUSENDE von Tonnen. Da helfen selbst 100 ATVs nicht beim Manövrieren.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 25. September 2008, 10:41:09
Bzgl. der Masse nur mal so ein Überschlag, um ein Gefühl für die Größenordnung zu geben:

Nehmen wir einen eckigen 36000km langen 10x10cm- Stab aus Titan, dann gilt:

Dichte: 4500kg/m3
Abmessungen: 36 000 000m x 0,1m x 0,1m
Masse: 4500kg/m3 *360 000 m3 = 1.6200e+009 kg = 1 620 000 t.


Wie gesagt, das dient nur dem Überschlag. Wir haben gerade einen eckigen 10x10cm-Stab aus Titan von da oben hier runter gebaut. Da fehlt noch das Gegengewicht, die System, und sonst was. Außerdem würde man kein Titan verwenden. Mir ging es um die Veranschaulichung der Dimensionen, über die wir hier reden. ....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 25. September 2008, 14:09:52
Zitat
Nehmen wir einen eckigen 36000km langen 10x10cm- Stab aus Titan, dann gilt:

Dichte: 4500kg/m3
Abmessungen: 36 000 000m x 0,1m x 0,1m
Masse: 4500kg/m3 *360 000 m3 = 1.6200e+009 kg = 1 620 000 t.
Man kann nicht die gesammte Masse dieses "Seiles" bis zum Gleichgewichtshöhe in der Gewichtskraft als voll tragend annehmen. Hat jemand Lust und kann das schnell integrieren bzw. ausrechnen?

feff(r) = fG(r) - fZ(r) = G*M*m/r² - m * w² * r

Ist das richtig integriert?:  Feff(r) = m * (GM/r+2w²r²)  

Die Integrationsbereich liegt zwischen 6378km und 36Mm.
Zur Abschätzung nehm ich erstmal einfach nur die Hälfte.
Das ergäbe mit Titan eine Zugkraft von 810kN/mm². => never!

CNTs haben eine Dichte von 1,3-1,4 t/m3  =>  FZ252kN/mm².
CNT haben eine Zugfestigkeit von 45 GPa = 45 GN/m² = 45kN/mm².

Knappe 20% (18%) der Kraft könnten per Zugfestigkeit durch die CNT übertragen werden.  Es fehlen wenigsten noch 82% + Nutzlastkapazität.

CNT sind hervorragende elektrische Leiter.  Bewegt sich die Ionosphäre relativ zur  Erdoberfläche? Dann könnte man schauen, ob man mittels ruhender elektrischer Ladungen in dem Seil zusätzliche Hubkraft erzeugen kann.   Lässt sich durch einen Strom ein unterstützendes Magnetfeld erzeugen?

*edit*
Je näher die Masser am Gleichgewichtshöhe liegt, um so geringer wird die durch ihr verursachten Kräfte.  Das heißt, das man den Querschnitt des Seiles genau auf der dieser Höhe vervielfältigen könnte, ohne daß dadurch zusätzliche Kräfte entstehen, jedoch aufgrund des größeren Querschnittschnitts mehr Kräfte übertragen werden könnten.

Also müßte auf dieser Höhe das Seil mehr als 5 mal dicker sein als an seinen Ende auf dem Boden.

Ich will nicht sagen unmöglich aber auf jeden Fall eine echte Herausforderung!  :D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 25. September 2008, 14:13:52
Ich hatte von Gewichtskraft noch nichts gesagt, sondern die Masse überschlagen, die in den Orbit muss.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tul am 25. September 2008, 14:40:35
Wenn Japan so ein Projekt verfolgt, geht es mehr um den Weg als um das Ziel. Das Ziel wird man vielleicht nie erreichen, aber auf dem Weg dorthin könnten interessante Enwicklungen rausspringen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 25. September 2008, 15:33:00
Derartige große Mengen an Masse werden vermutlich in den nächsten paar
Centurien nicht zu liften sein ;)  Würde es auf dem Mond Kohlenstoff geben
würd ich vorschlagen, den von dort zu holen :D  


Welche Kohlenstoffreichen Objekte schwirren eigentlich im NEO rum?
Welcher Asteroid vom Typ B,C,F oder G besitzt eine Bahnenergie
(Epot+Ekin) größer als die der Erde und kommt ihr darin am nähesten?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 25. September 2008, 17:05:38
Aus meiner Sicht gibt es für den Space Elevator neben dem Massen- und dem Materialproblem noch eine Herausforderung: die Energieversorgung.

Wenn sich etwas auf den 36000km bewegt, muss es seine Energie von irgendwo beziehen. Eine "einfache" Stromversorgung fällt bei der Länge flach. Das Gefährt könnte selbst ein "Kraftwerk" mit sich führen, was aber die Masse des Gefährts erhöht. Eine andere Idee wäre es mit gebündelten Mikrowellen entweder vom Boden oder aus der Endstation im Orbit zu versorgen. Problematisch ist dann das Wetter in der Troposphäre.

Außerdem muss man noch die Orbitstabilität betrachten. Neben der Wirkung von Sonne und Mond üben auch die Ausdehnung und Massenverteilung der Erde einen starken Einfluss auf das Konstrukt aus und veranlassen es zu driften. Man müsste also über einem Punkt am Äquator bauen, der hier ein Minimum an Störungen hervorruft. Leider hat die Erde nicht wirklich viel Landmasse am Äquator zur Auswahl.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 25. September 2008, 19:20:20
Zitat
Außerdem muss man noch die Orbitstabilität betrachten. Neben der Wirkung von Sonne und Mond üben auch die Ausdehnung und Massenverteilung der Erde einen starken Einfluss auf das Konstrukt aus und veranlassen es zu driften. Man müsste also über einem Punkt am Äquator bauen, der hier ein Minimum an Störungen hervorruft. Leider hat die Erde nicht wirklich viel Landmasse am Äquator zur Auswahl.
Also wenn man es schafft, ein 36.000 km langes Seil zwischen der Erdoberfläche und dem GSO zu spannen, dann werden die ein oder zwei Kilometer bis zum Meeresboden auch kein Problem mehr darstellen.

René
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 25. September 2008, 19:27:12
Doch, ein paar Kilometer machen recht viel aus was man beim Durchmesser an der Dicksten Stelle sparen kann. Deshalb würde man es ja auf dem Land auf einen möglichst hohen Berg bauen und möglichst noch ein großer Turm drauf.
Kandidaten auf dem Äquator mit weniger als 2° Abweichung wären

in Südamerika der Cayambe mit 5790m
in Afrika der Kenia mit 5200m
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 25. September 2008, 19:37:04
Wahrscheinlich wäre es auch sinnvoll sich aus dem "Wetter" in Bodennähe rauszuhalten, was für einen hohen Standort sprechen würde.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 25. September 2008, 21:28:39
Ich hoffe es kommen dort keine Jetstream (http://de.wikipedia.org/wiki/Jetstream) vor.

Wikipedia
Zitat
Ein Jetstream (engl.: jet stream, jet) bzw. Strahlstrom ist ein schmales Starkwindband im Bereich der oberen Troposphäre bis zur Stratosphäre.[1] Jetstreams bilden sich infolge globaler Ausgleichsbewegungen zwischen verschiedenen Temperaturregionen bzw. Hoch- und Tiefdruckgebieten und stellen die stärksten natürlich auftretenden Winde dar, wobei sie im Vergleich zu anderen Wetterphänomenen sehr verlässlich und stabil in ihrem Auftreten sind. Allgemeiner definiert handelt es sich um atmosphärische Windbänder mit einer nahezu horizontalen Strömungsachse (Jetachse) und Windspitzen von bis zu 150 m/s (540 km/h), wobei die Windgeschwindigkeit – sowohl vertikal als auch horizontal – mit zunehmender Entfernung zum Strömungszentrum rasch abfällt. Sie gehören näherungsweise zur Gruppe der geostrophischen Winde, bei welchen ein Gleichgewicht zwischen Druckgradient- und Corioliskraft herrscht.

*edit*  Hab gerade gefunden, daß Jetstream ca. auf 23° vom Equator entfern verlaufen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 25. September 2008, 21:44:49
Eine Verankerung an Land wäre aus politischen Gründen wohl nicht Ideal.

Besser in internationalen Gewässern.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 25. September 2008, 22:18:51
Wie schaut es eigentlich mit der Verankerung selbst aus?
In welcher Größenordnung müßte diese Kräfte aufnehmen?
Nicht das die Kontinentaldrift verstärkt wird und Pudel-Mützen
in Afrika der neueste Mode-Trend wird! :D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 25. September 2008, 22:42:29
Theoretisch Null, der Schwerpunkt ist im GEO. Das eine Ende ragt nur zufällig genau bis zur Erdoberfläche und da muss man es halt wegen der Schwingungen ein bisl arretieren.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 26. September 2008, 10:54:25
:D  ja das denke ich auch ...  aber vll. sollte man ihn dennoch wenigstens mit einen Bindfaden an irgendeiner Baumwurzel festbinden  ;D

sry .. aber den konnte ich mir nicht verkneifen :D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 26. September 2008, 13:35:34
Aber wenn man mal ein bischen länger drüber nachdenkt, kommen doch einige Kräfte zusammen, die nach einer stabilen Verankerung verlangen.
Zum einen kommt bei der großen Länge des "Seils" selbst bei kleinen Durchmessern eine nicht unerhebliche "Segelfäche" zusammen, die grade im unteren Teil mit dichter Atmosphäre wirkt und damit von der Verankerung am Boden kompensiert werden muss.
Dann muss das Gegengewicht hinter dem GEO m indestens soviel schwerer sein wie die Transortkapseln am Seil Kraft ausüben (Gewicht + Beschleunigung + Luftwiederstand + ...). Das muss die Verankerung auch aufnehmen wenn grad keine Transprotkapsel am Seil hängt.
Wenn so eine Transportkapsel auf dem Weg nach oben ist muss sie natürlich auf GEO-Geschwindigkeit beschleunigt werden. Das passiert wegen dem Quadrat in der Fliehkraftformel hauptsächlich auf dem äußeren Teil des "Seils". Dadurch wird das Gegengewicht ein bischen abgebremst und fällt hinter dem Punkt genau über der Verankerung zurück um dann von dem "Seil" wieder "nach vorne" gezogen zu werden also wieder schneller zu werden. Auch etwas was die Verankerung am Boden vertragen muss.
Dann werden sich bei einem so langen Seil auch noch hübsche Schwingungen bilden. Da zum Boden hin die Spannung im "Seil" immer mehr abfällt ist es wie mit einem Tsunami: Wo viel Spannung ist hat die Welle eine sehr kleine Amplitude, aber wenn sie dem Boden näher kommt wird sie immer mehr anwachsen (und langsamer werden). Die Verankerung muss also sicherlich auch noch ganz schön flexibel/elastisch sein.
Die Liste ist sicher noch nicht vollständig, aber man sieht, das es mit dem Bindfaden in der Praxis doch nicht getan ist.
Da kommen eine ganze Menge Tonnen Zugkraft zusammen, die sich auch noch schnell ändern können.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 05. Oktober 2008, 15:04:13
Hallo Raumfahrtfans,
da ich ich leider nicht vom Thema SpaceElevator ablassen kann, eine neue Idee zur Machbarkeit. Eigentlich nur was für Leute die das Thema und die Problematik kennen.
Problem ist ja das lange und reißfeste Seil.
Wie wäre es denn wenn man ein Gebäude baut aus glaßfaser + Nanotubs ( ich meine nicht komplett da zu teuer sondern nur teilweise integriert ) wie auf dem Bild zu sehen. Um dem enormen Gewicht entgegen zu wirken befestigt man eine Art schwerlast Zeppelin an dem Gebäude um es nach oben zu ziehen und Gewicht zu veringern. Mir ist klar das um so höher um so stärker der effekt des auftiebs abnimmt. Oben kommt dann wieder der normale spaceelevator prinzip, halt mir kürzerem seil zum Einsatz.

Alternativ könnte man auch in der Röhre ein Vakum schaffen und diese als eine Art katapult nutzen. Somit hätte man keine Reibung von der Luft und kann sehr hoch beschleunigen. 30km lang beschleunigen wären auch nicht schlecht. z.b. von unten mit luftdruck.

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up027115.jpg) (http://www.bilder-hochladen.net/files/8bxc-1-jpg.html)


Grüße
Poldie
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 05. Oktober 2008, 15:29:32
Hallo

selbst über deinem in den unteren 30km "schwebenden" Gebäude schließen sich immer noch 35000+X km hängende Space-Elevator-Konstruktion an, plus Gegenmasse. Auch das ist außerhalb jeglicher heutiger Materialien.

Wenn man diese Konstruktion mal maßstäblich zeichnen wollte, um die Dimension nochmal zu veranschaulichen, dann sähe das so aus:

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-----------------------------------------------------*

Die beiden blauen Striche sind die Erdoberfläche (|) und der 30km-Turm (-). Daran schließen sich dann 1200 weitere rote Striche (-) an, welche das "hängende Seil" bis zum GSO/GEO darstellen (*). Da käme dann der Ausgleich noch dran.


PS
(Möchte jemand nachzählen? ;))
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 05. Oktober 2008, 19:41:16
Hallo Schillrich,

ich gehe davon aus das du die original länge in deinem Beispiel nimmt (36.000 km) von der Erde.
Ich möchte ja mit meinem Beispiel gerade die Länge die du angegeben hast verkürzen. Die Länge von 36.000 km kommt ja nur zustande da vom orbit bis zur erde ein so enormes gewicht dran hängt wie das Seil selber das man so weit weg muß um mit den fliehkräften und dem gewicht am ende das seil spannen zu können.

Was ich mache ist aber den weg zum orbit verkürzen und zwar enorm. Das Seil hat ja ab 100km höhe kaum noch gewicht. Wenn man z.b. im orbit wäre durch z.b. einen nicht möglichen 200km turm. Kann man doch ein Seil 35.900km lang machen. Es hat ja kein Eigengewicht mehr. Man brauchte also nur ein stein am ende des seils um es zu spannen durch die fliehkraft. Was das seil ja nur so stapazierfähig macht ist ja das gewicht, vor allem das eigengewicht des seils. Wie gesagt ich würde sagen das es nur noch eine lägen von ein paar tausend kilometern hätte. Kann einer das berechnen, in wie fern sich das Seil verkürzt durch die verkürzung der Strecke in den Orbit ?

grüße
Poldie

PS zum Seil noch, was schon möglich ist !!!

Vielversprechend ist eine UHMW-Polyethylen-Faser des DSM-Konzerns namens Dyneema, welche bei vertikaler Aufhängung eine Reißlänge von 400 km erreicht und somit alle konventionellen Werkstoffe um ein Vielfaches und sogar Spinnenseide um den Faktor zwei übertrifft.

www.wikipedia.de
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 05. Oktober 2008, 19:43:43
Zitat
Kann man doch ein Seil 35.900km lang machen. Es hat ja kein Eigengewicht mehr.


Wieso sollte es kein Eigengewicht mehr haben? Schwerelosigkeit herrscht beim Space Elevator nur im GEO. An allen anderen Stellen unterhalb des GEOs herrscht eine Zugkraft zur Erde und nimmt zu, je näher man der Erde kommt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 05. Oktober 2008, 19:47:53
genau,und diese reduziere ich um 35km die ja am nächsten von der Erde sind und am meisten Zugkraft ausmacht. Und ab 200km ist das Eigengewicht ja nur noch minimal. Stimmt erst am GEO komplett weg
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: radi am 05. Oktober 2008, 20:07:30
Dann müsste das Seil doch zur Erde fallen, deswegen muss es ja in den GEO und ein Gegenmasse darüberhinaus?

Gruß

Radi
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 05. Oktober 2008, 22:22:24
Mahlzeit!


Zitat
genau,und diese reduziere ich um 35km die ja am nächsten von der Erde sind und am meisten Zugkraft ausmacht. Und ab 200km ist das Eigengewicht ja nur noch minimal. Stimmt erst am GEO komplett weg
Und hier ist der Boden der Tatsachen: Wir könnten mit sehr hohem Aufwand gerade einmal einen Turm von einem bis zwei km Höhe bauen (ist hier und da (http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_h%C3%B6chsten_Bauwerke_der_Welt#H.C3.B6chste_Bauwerke_in_Planung_.28.3E_300_m.29) geplant). Eventuell sind auch noch drei bis vier km machbar. Und das geht auch nicht auf einem mehrere km hohen Berg, denn da wird die Luft für die Arbeiter, die den Turm bauen, schon tötlich dünn. Die müßten dann ständig mit Atemgeräten arbeiten. Eine Montage mittels Robotern ist auch noch lange nicht machbar. Und dann fehlen immer noch etwa 36.000 km!!! Bei Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Weltraumlift#Technik) kannst du auch nachlesen, daß das dünne und nicht das dicke Ende des Seils an der Erde befestigt ist. Und bei der von dir favorisierten Polyethylenfaser ist das dicke Ende etwa 8500 mal stärker als das dünne Ende. Bei Kohlenstoffnanoröhren ist es nur etwa 38 mal so stark.

Nach all den Diskussionsbeiträgen hier bin ich nun felsenfest davon überzeugt, daß dieser Aufzug ins All nicht machbar ist. In erster Linie wegen Atmosphäre und Weltraumschrott/Meteoriten. Mit einem dutzende km hohen Turm wäre zwar das Problem Atmosphäre zum großen Teil aus der Welt, aber eben nicht und schon gar nicht kostengünstig machbar. Da kann man auch weiterhin mit Raketen starten. Auch muß der Aufzug während der Fahrt nach oben ständig tangential beschleunigt und nach unten ebenso wieder abgebremst werden. Auch das kostet Energie.
Ein Seil (aus Kohlenstoffnanoröhren oder besserem) entsprechender Länge und Haltbarkeit ist wahrscheinlich machbar. Aber ein Seil alleine macht noch keinen sicheren (!) Aufzug.


Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: knt am 06. Oktober 2008, 01:41:17
Hm, Helium (oder andere gase leichter als Luft) zu benutzen um filigranere Gebäude zu bauen find ich aber ne interessante Idee. Nun gut vielleicht nicht als angedockten "Transportzepelin" - sondern besser integriert - aber denoch könnte das eine Lösung gegen das immer größere Gewicht von Hochhäusern sein.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 06. Oktober 2008, 07:46:28
Guten Morgen,

mal abgesehen davon, dass uns anscheinend langsam das Helium ausgeht (im letzten Jahr gab es dazu einen Bericht), würde ich mich nicht gerne auf (teil)schwebende Gebäude verlassen. Was passiert mit der Statik, wenn sie doch mal durchsacken? Also doch lieber "feste Tatsachen" bauen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 06. Oktober 2008, 13:14:04
Dafür das es so unmöglich erscheint wollen die Japaner dafür aber mit ca. 7 Milliarden € ganz schön viel Geld für das Projekt ausgeben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 06. Oktober 2008, 13:32:40
Hallo Chewie,

ließ noch mal Antwort 2 im Thread. Da wird nichts investiert, das ist auch kein echtes Programm. Das sind nur die vermuteten Baukosten, wenn alle Probleme gelöst wären.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 06. Oktober 2008, 13:56:41
Zitat
genau,und diese reduziere ich um 35km die ja am nächsten von der Erde sind und am meisten Zugkraft ausmacht. Und ab 200km ist das Eigengewicht ja nur noch minimal. Stimmt erst am GEO komplett weg
Du machst Dir da wohl falsche Vorstellungen davon, wie schnell die Erdanziehung abnimmt. Bei 25 km Höhe bist Du immer noch bei ca. 97% des Werts auf Meereshöhe, und bei 200 km sind es immer noch um die 90%. Also ziehen die Kilometer 0 bis 199 nicht viel stärker am Seil als die Kilometer 200 bis 399.

Zum Nachlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdschwerebeschleunigung

René

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 06. Oktober 2008, 15:05:58
@alswieich

Mit dem Sauerstoff und dem bauen stimmt es. Habe ich mir auch Gedanken gemacht das man mit sauerstoff und warmer kleidung bauen müsste. Es sollte wenn möglich ja auch ein einfaches baukastensystem sein. Das man Gebäude höher 5km bauen kann sollte ja auch klar sein. Die Gebäude die z.z. gebaut werden behinhalten ja pro etage möbel, versorgungssystem, menschen usw. was glaube ihr was das alles wiegt. Wenn man das alles weg läßt und nur trägersysteme + einen fahrstuhl einbaut könnte man sicher höher bauen. ok 30km ka. ob das in irgendeiner weise möglich ist.

@Crest

Danke für deine Info, da hatte ich echt falsche Vorstellungen. Ich ging einfach davon aus wie hoch die ISS fliegt und habe da einen großen Gedankenfehler gemacht: sie saust ja nicht gerade langsam um unsere Erde^^


Nochmal allgemein:
Das es grundsätzlich unmöglich seinen wird, kann ich mir nicht vorstellen. Ich glaube wenn es möglich ist aus Nanotubs das dementsprechene Seil zu fertigen (60 gigapascal) wird der Fahrstuhl realität werden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Macbeth am 06. Oktober 2008, 17:58:27
Zitat
Du machst Dir da wohl falsche Vorstellungen davon, wie schnell die Erdanziehung abnimmt. Bei 25 km Höhe bist Du immer noch bei ca. 97% des Werts auf Meereshöhe, und bei 200 km sind es immer noch um die 90%. Also ziehen die Kilometer 0 bis 199 nicht viel stärker am Seil als die Kilometer 200 bis 399.

Zum Nachlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdschwerebeschleunigung

René


Vermutlich ist es nicht ganz so schlimm - es gibt zwei Kräfte, die hier gegeneinander wirken. Zum einen die Erdanziehung, die nur ganz gemächlich abnimmt ... und dann die Fliehkraft.

Je weiter man nach außen kommt, umso mehr von der Erdanziehungskraft geht in der Zentripetalkraft auf - der Kraft die dafür sorgt, dass das Seil und das Gewicht am Ende auf einer Kreisbahn um die Erde bleibt und nicht in grader Linie ins Nirvana verschwindet.

Die Kraft, die das Seil belastet nimmt also deutlich schneller ab als die Gravitation.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 06. Oktober 2008, 20:01:44
Hier http://en.rian.ru/analysis/20081006/117469160.html ist wieder ein Artikel zum Thema erschienen. Der Autor spricht davon, dass "japanische Behörden" bereit wären, $10 Mrd. für das Forschungsprojekt auszugeben. Angeblich soll im November ein Zeitplan für "den Bau und die Indienststellung" des Weltraumaufzuges veröffentlicht werden!

Na, da bin ich ja mal gespannt! So unglaubwürdig, wie sich das ganze Projekt anhört (Wer genau stellt Geld bereit? Was genau sind die ersten Schritte? Wie will man konzeptionell die unzähligen, bisher ungelösten Probleme lösen?) wird wahrscheinlich im November verkündet: "Fertigstellung Sommer 2015!"  ;) ;D  
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 06. Oktober 2008, 22:00:18
ha, da seht ihrs ! Mein lift wird doch kommen :-) :-) :-) :P
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 06. Oktober 2008, 23:06:14
Zitat
ha, da seht ihrs ! Mein lift wird doch kommen :-) :-) :-) :P

"Dein" Lift wird vielleicht irgendwann in diesem Jahrhundert kommen, ja. Nur um das nochmal klarzustellen: Das Jahr 2015 habe ich mir ausgedacht und ist nicht ernst gemeint!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: schoenix am 07. Oktober 2008, 18:56:43
Ich hab mal ne Vorlesung gehört, in der der Professor solch einen Aufzug mal durchgerechnet hat. Bei einem Seil variabler Dicke könnte man mit einem entsprechenden Material (iregendein Compositezeug mit Nanoröhrchen) den Aufzug schon bauen. Und ich glaube mich noch daran zu errinern, das das Seil in der Mitte (bei 36.000km) die größte Zugkraft aushalten müsste (Unten Schwerkraft, oben Fliehkraft). Aber so ganz weiß ich das auch nicht mehr.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 08. Oktober 2008, 21:06:51
Zitat
Ich hab mal ne Vorlesung gehört, in der der Professor solch einen Aufzug mal durchgerechnet hat. Bei einem Seil variabler Dicke könnte man mit einem entsprechenden Material (iregendein Compositezeug mit Nanoröhrchen) den Aufzug schon bauen. Und ich glaube mich noch daran zu errinern, das das Seil in der Mitte (bei 36.000km) die größte Zugkraft aushalten müsste (Unten Schwerkraft, oben Fliehkraft). Aber so ganz weiß ich das auch nicht mehr.

genau so ist es !
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 14. Oktober 2008, 22:28:58
Mahlzeit!


Es gibt Neuigkeiten zu eventuell verwendbaren Materialien für ein solches Seil: Kohlenstoffriesenröhren. Mehr Informationen: http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/296469.html

Nach wie vor bin ich der Meinung, daß das nichts wird. Schon allein die Probleme, die entstehen wenn das Seil von oben nach unten herabgelassen wird sind meiner Meinung nach nicht beherrschbar. Immerhin muß dabei das Seil ständig tangential abgebremst werden. Also muß alle paar km ein (leistungsschwaches) Triebwerk am Seil befestigt sein. Gilt natürlich nur für die Zeit der Montage des Aufzugs. Nach Fertigstellung werden die Triebwerke wieder abgeschaltet und "eingesammelt".
Desweiteren gibt es erhebliche Sicherheitsbedenken. Nur ein Seil pro Aufzug gibt es aus Sicherheitsgründen auf der Erde meiner Meinung nach nirgends. Zumindest nicht bei Personenaufzügen. Mehrere wären also notwendig. Diese dürfen sich aber nicht verheddern. Nochmals zur Erinnerung: 36000 km!!!
Was passiert, wenn so ein Seil z. B. in einer Höhe von 10000 km reist? Der obere Teil verflüchtigt sich in Richtung Umlaufbahn und stellt ein mehr als 26000 km großes Problem für die Raumfahrt dar. Der untere Teil fällt aber nicht einfach nur senkrecht nach unten, denn der obere Teil bewegt sich ja schneller. Also eine 10000 km lange sehr stabile Peitsche quer durch einen ganzen Kontinent...


Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 15. Oktober 2008, 09:54:32
Zur Versorgung mit elektrischer Energie:
CNT besitzen eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit. Das heißt daß mit der Verwendung von CNT  die Verlegung von elektrischen Leitern gleich mit gelöst werden kann.

Ich halte es für einfacher, den Transportweg ins innere des Elevators zu verlegen, weil man dann weniger Probleme mit den veränderlichen Außendurchmesser zu lösen hat.

Vll. kann man diesen Elevator auch als Treibstoff-Schlauch verwenden, um gasförmigen Wasserstoff und Sauerstoff in größere Höhen zu pumpen.

Zwei Alternativen zu den Antrieben, die den "Elevator-Schlauch" transversal beschleunigen, um eine Ladung auf eine höhere Umlaufgeschwindigkeit zu beschleunigen:
- eine höhere Zugspannung am Elevator
- ein "mitlaufenden" Antrieb, der genau auf Höhe der Ladung die transversale Beschleunigung erzeugt.

Nochmal zu den Dimensionen des Elevators:
Wenn der Elevator seinen Gleichgewichtspunkt auf 36.000km besitzt, dann wird er insgesamt vermutlich ca. 72.000km lang werden.  Das würde ca. 20% der Strecke zum Mond entsprechen.

Angenommen, man würde an dem äußeren Ende des Elevators das Ggengewicht als eine "Raumstation" auslegen: Welche Anforderungen würden an enen Orbit (?) gestellt  werden, mit dem man diese Station anfliegen könnte.

- Welchen Nutzen könnte eine solche Station bieten?  
- Es würde auf dieser Station ein künstliche Schwerkraft herschen - wieviel?
- Wenn man von dort eine Ladung fortkatapultieren würde, welche Orte/Orbits wären so ohne weiteren Antrieb erreichbar bzw. welche rücken energetisch in die Nähe?

Zum im überstehenden Post genannten neuen Material:
Wegen der Dimension schlage ich analog zu CNT (Carbon-Nano-Tubes) den Namen CMT (Carbon-Micro-Tubes) vor.
Es ist AFAIK bislang ein technisches Problem, aus den CNT eine brauchbare Makro-Faser zu erzeugen.  Ich denke, CMT könnte ein gutes Hüll-Material für CNT abgeben, um so aus gebündelten CNT eingehüllt in CMT eine maschinell verwebbare Faser zu erzeugen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 15. Oktober 2008, 10:18:29
Vielleicht sollten wir uns mal von dem Begriff 'Seil' verabschieden. Vom Querschnitt und von den Abmessungen her wird das wohl eher ein Turm werden, also ein Hohlkörper mit Abmessungen im Meterbereich.

René
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 15. Oktober 2008, 11:02:43
Pro! Aber welchen neuen Begriff sollte man aber bevorzugen?
Ich versuchen den Begriffsraum einzugrenzen:
- die Struktur ist länglich
- die Struktur besitzt vermutlich eine innere und eine äußere Perpherie
- die Struktur muß longitudiale und transversale Kräfte aufnehmen
- die Struktur dient logistischen Aufgaben (Transport)

Begriffe die mir halbwegs naheliegend erscheinen sind: Turm, Arm, Schlauch und Ausleger.

Mir fällt gerade auf, daß die Struktur einer weiteren veränderlichen Wirkgröße untliegt:  je nach Ausrichtung, ziehen mal der Mond und die Sonnen in unterschiedliche Richtungen.

Angenommen der Elevator wäre gebaut: auf welchen Orbit liesse sich z.B. die ISS betreiben bzw. welche Orbits scheiden dann für Stationen, Satelliten, etc. aus?

Da es nun günstig scheint, jeden Kilometer zu sparen bzw. nicht in den Orbit zu heben, wie weit liesse sich bzw. sollte man einen Teil der Struktur auf der Erdoberfläche 'tragend' gestalten?  Hochhäuser werden bereits bis in eine Höhe von 1000m konzipiert bzw. gebaut.  Mit CNT werden noch einige km mehr möglich sein. Wie weit sollte man von der Erde entgegenbauen und wie sehr fällt dieses wortwörtlich ins Gewicht?

Jemand berechnete, daß der Querschnitt auf 36Mm mit CNT  das 38fache des Querschnitts auf dem Boden ausmachen würde.  Angenommen man könnte bis 10km Höhe tragend mit CNT bauen, d.h. die Masse unterhalb 10km wird getragen und nicht gehoben werden, wie weit würde es diesen Wert beeinflußen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 15. Oktober 2008, 23:44:56
Mal rechnen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Kegelstumpf

Volumen eines Kegelstumpfes: V=h*pi/3*(R²+R*r+r²)

Durchmesser in 10Mm Höhe = (38-1)/36Mm*10Mm+1 = 11,28

Volumen Gesamt=36Mm*pi/3*((38/2)^2+(38/2)*(1/2)+(1/2)^2)=13.976,95

Volumen bis 10km=10Mm*pi/3*((11,28/2)^2+(11,28/2)*1+(1/2)^2)=333,10

13.976,95/333,10 = 42

Also ein 10km hoher Turm spart ca. 1/42 des gesamt Gewichts wenn ich richtig gerechnet habe. Nicht viel für den Aufwand einen solchen Turm zu bauen. Wenn das Teil z.B. 10.000 Tonnen wiegen würde hätte man ca. 238 Tonnen gespart.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 16. Oktober 2008, 01:49:59
Ich werd das morgen nochmal nachrechnen, aber ich habe nicht mit "viel" gerechnet.

Wenn dadurch jedoch wirklich 1/42 = 2.3% gespart werden kann, finde ich das sogar überraschend viel, denn die 10km für den Turm sind ein Klacks im Vergleich zu den 2.3% des ca.2x36.000km langen Doppelkegels.  Aber insgesamt betrachtet macht es den Elevator nicht deutlich schlanker und damit fällt diese Option eher in den Bereich Feintuning ;)

Jeder weitere km Höhe fällt schwerer - aber jeder weitere km bringt mehr als der vorhergehende.  Also wenn man 5km sparen kann, weil der Elevator auf/über einen Berg gebaut wird, sollte man diese 5 Gratis-km gerne mitnehmen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 16. Oktober 2008, 09:22:21
Clewie, du hast die Masse des betreffenden Teils ausgerechnet. Die sagt aber nichts über im Turm wirkenden Zug- bzw. Druckkräfte aus. Maßgeblich ist das Gewicht, das an den einzelnen Punkten des Turms zerrt.  Bei diesem Bauwerk hast Du nicht nur eine variable Schwerkraft (was zu unterschiedlichen Gewichten für unterschiedliche Teile des Turms führt, sondern auch Fliehkräfte. Da ist es mit einer einfachen Massenermittlung nicht getan.

René
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 16. Oktober 2008, 12:47:34
Mich hat an erster Stelle auch nur die Masse interessiert. :)

Ich hab unter der Vorraussetzung, daß die Kegelsteigung des "oberen" Kegels 1:1000000 beträgt und die des Turmes 1:1000 eine Höhe von knapp 36km (36*0.999) ermittelt, bei der knapp 2% Material gesparrt werden kann.

Aber diese Betrachtungen haben alle den Fehler, daß von einer Kegelform ausgegangen wird.  Weiß jemand zu bestimmen, wie der Elevator vom Boden in 36.000km Höhe "wachsen" müßte, um optimal die Kräfte aufzunehmen?

Sicherlich besitzt diese Funktion eine Ähnlichkeit zu einen Kegel, aber die genaue Form wäre wichtig, weil das wohlmöglich +/- 20% der Masse ausmachen kann
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 16. Oktober 2008, 17:40:47
Zitat
Mal rechnen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Kegelstumpf

Volumen eines Kegelstumpfes: V=h*pi/3*(R²+R*r+r²)

Durchmesser in 10Mm Höhe = (38-1)/36Mm*10Mm+1 = 11,28

Volumen Gesamt=36Mm*pi/3*((38/2)^2+(38/2)*(1/2)+(1/2)^2)=13.976,95

Volumen bis 10km=10Mm*pi/3*((11,28/2)^2+(11,28/2)*1+(1/2)^2)=333,10

13.976,95/333,10 = 42

Also ein 10km hoher Turm spart ca. 1/42 des gesamt Gewichts wenn ich richtig gerechnet habe. Nicht viel für den Aufwand einen solchen Turm zu bauen. Wenn das Teil z.B. 10.000 Tonnen wiegen würde hätte man ca. 238 Tonnen gespart.

Ich habe mich verrechnet! 10Mm sind nicht 10km sondern 10.000km!

Damit ist das Verhältnis dann ca. 1:1,3 Millionen  :o :o :o

Wenn das Teil z.B. 10.000 Tonnen wiegen würde hätte man ca. 7,5 Kg gespart!!!  :o :o :o
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 04. November 2008, 13:49:27
Auf der Erde gibt es noch keinen Weltraumlift, weil die Schwerkraft der Erde zu stark ist, und das seil, um nicht nach unten zu fallen, ein entsprechendes gegengewicht besitzen muss bzw. lang genug sein muss...


Ich glaube gehört zu haben, dass das beste auf der Erde vorhandene Seil 6 mal unter der eigenen Spannnungsbelastung zusammenbräche, wenn man es bis in den Weltraum (waren es 100km oder 500km?) hängen würde.

Am Mars gibt es 1/3 der Erdschwerkraft. Also nur 1/3 der Gewichtsabhängigen Spannung. Und da es nicht 100 (oder mehr) km in die höhe geht: Bei Halber Höhe wäre es halbe belastung darum: zwischen 250 und 50 km könnte man am Mars ein Seil in den Himmel 'stellen', damits gerade nicht bricht.
Nun ist - um Phobos zu erreichen - nur 24 km, also ein knappes Viertel bzw. Zehntel der maximal zulässigen Länge von Nöten.

Also folgere ich, dass es locker mit heutiger Technologie möglich wäre, einen Orbitallift zu konstruieren - z.b reicht die Tragkraft eines Stahlseiles bei weitem.
Das würde bei einer Rückreise Treibstoff sparen, da der Orbitallift-kletterroboter über Solarkraft bzw. Radioisotpgeneratoren angetrieben wird, also könnte man das Raumschiff auf dem Klumpen parken.
Von dort hat man nämlich bereits die benötigte Orbitalgeschwindigkeit, welche die Rakete in einen Orbit versetzt. Auch die Schwerkraft des Mondes dürfte nicht zu stark ausfallen, weil er relativ klein ist (ein paar kilometer durchmesser).


Was sagt ihr dazu: kann das stimmen???

Mfg


P.S: ((Angeblich bräuchte man nur ein Normales Faserseil (handelsüblich), um am Erdmond einen Lift in den Himmel zu tragen.))
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gorgoyle am 04. November 2008, 14:01:09
Wir haben einen Thread der sich mit einen Orbitallift auf der Erde beschäftigt.   Wenn es auf der Erde an die Grenzen der Machbarkeit stößt, ist es auf dem Mars in weiter Ferne.

Keiner der Monde des Mars befinden sich auf eine geostationären Bahn. Der Aufwand vor Ort am Mars mag geringer sein, aber derzeit ist es eine anspruchsvolle Leistung eine Ladung von 1t Masse zum Mars zu befördern.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GlassMoon am 04. November 2008, 16:22:12
wobei dann auch noch zu sagen wäre, dass phobos keine 24km von der oberfläche entfernt ist, der höchste berg auf dem mars hat 26,4 km Gipfelhöhe, vllt hast du da was verwechselt.


Phobos ist ca 9000km von der oberfläche entfernt. Im astronomischen Maßstab ist das vllt wenig, aber für uns menschen eindeutig (noch) zu groß dimensioniert.



€dit: wo wir schomal beim thema olympus mons sind: Hat man noch keine Überlegungen angestellt, den mittels sonden zu erforschen? Gas, seismische aktivitäten etc..
da könnte man viel über den inneren Aufbau vom Mars herausfinden.
Meiner Meinung nach ne Überlegung wert.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 04. November 2008, 16:50:47
Die simpelsten Gedanken sind meistens die Besten...
Das ist so grundlegend, da denken die Forscher nicht einmal dran...

Allerdings beherrscht man die Punktlandung nicht ganz... Daher könnte er verloren gehen (z.B in den Krater fallen und da drinnen ist Funkstille bzw. Lava...)

Ja stimmt... 24 km ist voll unrealistisch, weiß auch nicht mehr wie ich da drauf gekommen bin.... Naja...


Edit:Habe ich wohl mal wo gehört, erschien mir zwar komisch, ber da er so eine dünne Lufthülle hat, dacht ich mir: wird schon stimmen

Edit-EDIT: Sein Durchmesser ist 24 km ~ca.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 04. November 2008, 18:28:58
Ich habe die Threads zu SpaceElevatoren zusammengelegt und in den Konzeptbereich verschoben
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 19. November 2008, 01:24:17
Die AutorInnen eines Artikels auf news.com sprechen etwas reißerisch von einem Wettrennen um den ersten Space Elevator zwischen Japan und den USA.

Offenbar hat die japanische Initiative (siehe Beginn dieses Threads) einige Leute bei der NASA und sonstwo aufhorchen lassen. Australien möchte sich anscheinend gerne als Standort für einen möglichen Space Elevator der NASA ins Gespräch bringen. Favorisiert wird ein Standort im Indischen Ozean, 500 km vor Perth. http://www.news.com.au/heraldsun/story/0,21985,24662771-5005961,00.html

Ich persönlich würde es dagegen begrüßen, wenn sich eine internationale Kooperation zum Bau eines Elevators zusammenfinden würde. Wenn aber der Wettbewerb zwischen Staaten den Bau beschleunigen sollte: auch nicht schlecht!  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: hakkikt am 09. Dezember 2008, 21:42:14
Ein space elevator auf dem Mars braucht weniger Zugfestigkeit, weil die Schwerkraft geringer und das Kabel länger ist. Soll mit heutigen Materialien schon zu machen sein.
Allerdings liegt die Umlaufbahn von Phobos unterhalb des oberen Endes des Seils, so daß elevator und Phobos kollidieren können.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Speedator am 11. Dezember 2008, 18:45:44
Ben Shelef von der Spaceward Foundation (http://www.spaceward.org/) hat ein Papier in die "The Space Elevator Library" (http://www.spaceward.org/elevator-library) eingestellt, in dem er auf nötige Parameter eines Elevators eingeht:

The Space Elevator Feasibility Condition (HTML) (http://www.spaceward.org/elevator-feasibility), The Space Elevator Feasibility Condition (PDF) (http://www.spaceward.org/documents/papers/The%20Space%20Elevator%20Feasibility%20Condition.pdf)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 11. Dezember 2008, 19:30:49
Mal eine Mini-Zusammenfassung des Papiers:

- es wird von einem Lift ausgegangen, der von einem dünnen Kabel aus dem Orbit startet und sich dann erstmal selber baut, indem er immer weitere Kabel von der Erde hochzieht (~4 Jahre Aufbauzeit)

- die Minimalanforderungen für den Lift sind, dass er sich mindestens so schnell aufbauen kann, wie sich das Material durch die Weltraumbedingungen und Benutzung abnutzt

- je schwächer das Kabel ist, desto ein besseres Verhältniss kW/kg müssen die Fahrstuhlgondeln haben

- mit einigen Verbesserungen bei Solarzellen (mehr kW/kg) und mit einem Seil aus Kohlenstoffnanoröhrchen scheint der Autor optimistisch, dass das ganze machbar ist
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 11. Dezember 2008, 21:54:18
hört sich ja echt gut an. Schade das ich nicht so gut Englisch kann, sonst würde ich mir sehr gerne den ganzen Artikel durchlesen :-)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Wilhelm am 14. Dezember 2008, 15:29:14
@HaRo

Herzlich Willkommen im Forum und viel Spass. Gute Beiträge sind hier immer Willkommen!

Grüsse

Wilhelm
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: 1234567891011a am 16. Dezember 2008, 20:00:35
Rechnen wir mal die Geldsummen durch... Die Baukosten sollen mal 7 Milliarden € betragen, die Bauzeit 4 Jahre + 1 jahr sicherheitsüberprüfung und Tests. Als Zinssatz soll mal 10% p.a. angenommen werden (Bankiers sind im allgemeinen eher Fantasielos und werden einer so abgehobenen Idee sicherlich keine günstigen Konditionen einräumen) so sind in den 5 jahren bis der Lift in Betrieb genommen werden kann bereits durch denn Zins 4,2 Mrd. zusätzlich aufgelaufen, es müssten also Jahrlich (zinssatz+Tilgung) über 1,1 Mrd an Zinsen gezahlt werden, um die Gesammtbaukosten zu Tilgen wären also jährlich Zahlungen in Höhe von 1,834 Milliarden Euro erforderlich (angenommene Tilgungszeit:10 Jahre). Und das auch nur wenn die technologischen Herausforderungen gelöst werden (was ich angesichts dieser http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0601668 Meldung anzweifel). Und dazu kommen auch noch die Versicherungskosten, die auch nicht alzu niedrig sein werden (wie bereits beschreiben könnte das Seil reissen [ob durch Sabotage oder denn Einschlag eines Weltraumtrümmers] und wie eine Peitsche über die Kontinetente fegen).
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 17. Dezember 2008, 13:06:15
och, du bist mir aber auch wieder ein pessimist ;-)
Man kann es auch andersrum sehen. Wenn der Lift dann einmal eine Kapazität hätte von 10 Tonnen und man daruch z.b. die Space Shuttle ersetzten würde die ja Startkosten von ca. 350 Mio. Euro haben. Könnte man mit 5 Aufträgen den Preis wieder rein holen und auch gewinn machen.
Ich denke es geht nicht um die kosten von 7 Mrd Euro, es geht um die machbarkeit. Was Material und Technik angeht. Wenn es wirklich einmal Funktioniert, würde es die Raumfahrt revolozionieren. Das dürfte wohl klar sein. Und Sabotage und Einschlag von Weltraumtrümmern, ist das Space Shuttle davon nicht betroffen?

Wie teuer sind die entwicklungskosten für die Ares Rakten? 30-40 Mrd Euro ???
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: 1234567891011a am 17. Dezember 2008, 13:18:25
Zitat
Wie teuer sind die entwicklungskosten für die Ares Rakten? 30-40 Mrd Euro ???

Halt, hier hast du jetzt was durcheinander gebracht: Baukosten und Entwicklungskosten. Die Baukosten sind vielleicht eher moderat, aber die Entwicklungskosten dürften die der Ares-Raketen um ein Vielfaches überschreiten.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: braunovic am 16. Mai 2009, 16:52:15
ich habe auch schon davon gehört über einen allbeförderung per seil zum mond was ich aber sinnlos finde, weil der mond ja eine eigene umdrehung um die erde hat und dies unmöglich ist.

eine verrückte idee und ziemlichen blödsinn... :)

lieber per rakete in den all, da sieht man ja den schönen start ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 16. Mai 2009, 17:08:36
Was Du meinst, ist vermutlich der sogenannte Space Elevator. Ziel ist dabei aber nicht der Mond, sondern eine geostationäre Raumstation.

dazu gibt es einen eigenen Thread. Siehe hier: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.0 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.0)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: braunovic am 16. Mai 2009, 17:13:08
Was Du meinst, ist vermutlich der sogenannte Space Elevator. Ziel ist dabei aber nicht der Mond, sondern eine geostationäre Raumstation.

dazu gibt es einen eigenen Thread. Siehe hier: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.0 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.0)

danke :)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 17. Mai 2009, 10:59:25
Nichts gegen innovative Techniken, aber das mit dem Seil ist nicht realisierbar. Vermutlich bräuchte man mehr Treibstoff, um das obere Ende stabil zu halten, als man lohnenswerte Nutzlast transportieren könnte. Wenn man unten zu sehr zieht, fällt einem das ganze vielleicht sogar auf den Kopf.

Mag die Zentrifugalkraft in der Lage sein, das Seil zu spannen, ich glaube nicht, daß es vernümpftig zu stabilisieren geht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 17. Mai 2009, 11:02:05
Es wäre (wenn man nur das Seil betrachtet) einfacher auf dem Mond einen Weltraumlift zu bauen als auf der Erde, denn die Mondgravitation ist viel schwächer und die Zugfestigkeit des Seils müsste nicht so hoch sein.  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 17. Mai 2009, 11:30:22
Hallo Tobias,

der Mond ist zwar leichter, aber er dreht sich auch viel langsamer als die Erde. Der synchrone Orbit ist ca. 86727km über dem Mondäquator. Ein dortiger Space Elevator müsste also noch gewaltiger sein.
Es gibt zwar auch Ideen für die L1 und L2 Punkte des Erde-Mondsystems, aber auch die sind um die 60000km von der Oberfläche entfernt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 17. Mai 2009, 11:32:54
@Daniel:
Man legt das Seil natürlich durch den Lagrange Punkt L1 im Erde-Mond System. Der Mond zeigt der Erde schließlich immer dieselbe Seite. ;)

Ein Raumschiff müsste dann nur noch bis zum L1 kommen.

Nachtrag: Der Erde ist 81 mal so schwer wie der Mond. Dagegen ist die größere Seillänge absolut vernachlässigbar. :)

Quelle:
http://www.wolframalpha.com/input/?i=mass+earth+%2F+moon
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 17. Mai 2009, 11:37:15
... nicht von einem produktionstechnischen Standpunkt aus. Hat jemand so was großes schon mal gebaut?

PS:
Ich packe das mal zum Spaceelevator ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 17. Mai 2009, 11:48:01
Außerdem:
Was brächte ein Spaceelevator auf dem Mond? Die Erde mit ihrem tiefen Potantialtopf verglichen mit dem Mond (du hast es ja selbst gesagt: Faktor 81 ;)) ist das Nadelöhr. Hier unten haben wir Ressourcen und Technik, die ins All müssen, nicht auf dem Mond.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 17. Mai 2009, 12:01:52
Daniel, erst mal brauchen wir ein Material mit einer ausreichenden Zugfestigkeit und diese notwendige Zugfestigkeit ist beim Mond mindestens um eine Größenordnung kleiner.

Über das Herstellen des Seiles kann man sich danach Gedanken machen. Soviel ich weiß, gibt es bereits Materialien, die die nötige Festigkeit für einen Mondlift haben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2009, 20:29:32
Wie schaut es eigentlich mit der Verankerung selbst aus?
In welcher Größenordnung müßte diese Kräfte aufnehmen?
Nicht das die Kontinentaldrift verstärkt wird und Pudel-Mützen
in Afrika der neueste Mode-Trend wird! :D
Das mit der Verankerung im Boden ist ein sehr kleines Problem.
Will man z.B. eine Nutzlast von 20t am Seil, bzw Band haben
und mit einer zusätzliche Stabilisierung von 50kN
damit das Seil gespannt bleibt wenn es hoch oder runter geht,
so muss die Verankerung ca. 250kN abkönnen.
Das ist sehr einfach zu erreichen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2009, 20:58:11
Und noch etwas ...

Gebaut würde das Ganze ja vom GEO aus. Man würde also gleichzeitig ein Seil nach unten "abspulen" und eins nach außen. Da haben wir dann wieder ein Problem: wie sollen dir diese gewaltige Masse erst mal in den GSO bringen? Von der Erde aus ist das nicht zu schaffen, auf lange Zeit. Dann bliebe die Idee einen Asteroiden einzufangen und durch Aerobraking in den GSO einschwenken zu lassen. Diesen könnte man dann als Rohstoffquelle zur Produktion der Kabel "on the fly" nutzen.

Beides ist noch weit jenseits unserer Möglichkeiten ... neben den notwendigen Festigkeitseigenschaften des Materials.
Der Begriff Kabel suggeriert ja etwas dünnes ... naja, es wäre vielmehr ein Turm.
Du sprichst hier mehrere Probleme an, für die ich folgende Lösungen sehe:
1) Band/Seil in den Weltraum schaffen:
- Band im geostationären Orbit produzieren
  Es ist durchaus möglich das dies sowiso besser ist,
  da es in der Schwerelosigkeit meist leichter ist perfekte
  Kristalle herzustellen und man kann so ein Band aus Nanotubes
  sich auch als sehr viele sehr lange und dünne Kristalle vorstellen

- Viele dünne Bänder hochbringen und oben miteinander Verbinden (Webkonstruktion)
2) Abrollen:
- Im geostationären Orbit beginnen das Band runterzulassen und gleichzeitig sich mit dem anderen Ende nach außen bewegen,
  und zwar immer so das, dass Band über einem Punkt der Erde bleibt.
  Es könnte aber auch sein das man erst ein einem niedrigeren Orbit beginnt mit höherer Bahngeschwindigkeit beginnt
  und dann die beiden Ende beim abspulen anders beschleunigen muss. Was da besser ist, muss durchgerechnet werden.

Ein drittes Problem ist die nötige Beschleunigung an den Seilenden.
Da würde ich zwei Kernreaktoren z.B. SP100 verwenden
oder eventuell einer falls es möglich ist das Band beim abspulen zu Teilen und diese als Stromleiter zu verwenden.

Leider gibt es bis zum Stand vor ca. 6Monaten noch keine verlässlichen Zahlen zum spezifischen elektrischen Widerstand von C-Nanotubes.
(zumindest hatte ich noch keine gefunden)

Über die gesamte Bandkonstruktion hat die Nasa schon sehr detaillierte Studien erstellt.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2009, 21:22:42
Zitat
Nehmen wir einen eckigen 36000km langen 10x10cm- Stab aus Titan, dann gilt:

Dichte: 4500kg/m3
Abmessungen: 36 000 000m x 0,1m x 0,1m
Masse: 4500kg/m3 *360 000 m3 = 1.6200e+009 kg = 1 620 000 t.
Man kann nicht die gesammte Masse dieses "Seiles" bis zum Gleichgewichtshöhe in der Gewichtskraft als voll tragend annehmen. Hat jemand Lust und kann das schnell integrieren bzw. ausrechnen?

feff(r) = fG(r) - fZ(r) = G*M*m/r² - m * w² * r

Ist das richtig integriert?:  Feff(r) = m * (GM/r+2w²r²)  

Die Integrationsbereich liegt zwischen 6378km und 36Mm.
Zur Abschätzung nehm ich erstmal einfach nur die Hälfte.
Das ergäbe mit Titan eine Zugkraft von 810kN/mm². => never!

CNTs haben eine Dichte von 1,3-1,4 t/m3  =>  FZ252kN/mm².
CNT haben eine Zugfestigkeit von 45 GPa = 45 GN/m² = 45kN/mm².

Knappe 20% (18%) der Kraft könnten per Zugfestigkeit durch die CNT übertragen werden.  Es fehlen wenigsten noch 82% + Nutzlastkapazität.

CNT sind hervorragende elektrische Leiter.  Bewegt sich die Ionosphäre relativ zur  Erdoberfläche? Dann könnte man schauen, ob man mittels ruhender elektrischer Ladungen in dem Seil zusätzliche Hubkraft erzeugen kann.   Lässt sich durch einen Strom ein unterstützendes Magnetfeld erzeugen?

*edit*
Je näher die Masser am Gleichgewichtshöhe liegt, um so geringer wird die durch ihr verursachten Kräfte.  Das heißt, das man den Querschnitt des Seiles genau auf der dieser Höhe vervielfältigen könnte, ohne daß dadurch zusätzliche Kräfte entstehen, jedoch aufgrund des größeren Querschnittschnitts mehr Kräfte übertragen werden könnten.

Also müßte auf dieser Höhe das Seil mehr als 5 mal dicker sein als an seinen Ende auf dem Boden.

Ich will nicht sagen unmöglich aber auf jeden Fall eine echte Herausforderung!  :D
Ich habe mir das mal aufwendig mit einer Excel Tabelle durchgerechnet, ich komme bei 20t Nutzlast am Boden auf eine Bandbreite von 500mm und eine Dicke von
(weis ich nicht mehr, müßte ich neu ausrechnen)
im Geo.Orbit auf 2600mm und auf eine Gesammtmasse von 2600t
oder anders ausgedrückt derzeit 260x Ariane V
Es gibt Konzepte wie man hier auf unter 50 Starts mit einer deutlich verbesserten Ariane kommen könnte.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2009, 21:37:53
Aus meiner Sicht gibt es für den Space Elevator neben dem Massen- und dem Materialproblem noch eine Herausforderung: die Energieversorgung.

Wenn sich etwas auf den 36000km bewegt, muss es seine Energie von irgendwo beziehen. Eine "einfache" Stromversorgung fällt bei der Länge flach. Das Gefährt könnte selbst ein "Kraftwerk" mit sich führen, was aber die Masse des Gefährts erhöht. Eine andere Idee wäre es mit gebündelten Mikrowellen entweder vom Boden oder aus der Endstation im Orbit zu versorgen. Problematisch ist dann das Wetter in der Troposphäre.

Außerdem muss man noch die Orbitstabilität betrachten. Neben der Wirkung von Sonne und Mond üben auch die Ausdehnung und Massenverteilung der Erde einen starken Einfluss auf das Konstrukt aus und veranlassen es zu driften. Man müsste also über einem Punkt am Äquator bauen, der hier ein Minimum an Störungen hervorruft. Leider hat die Erde nicht wirklich viel Landmasse am Äquator zur Auswahl.
In Equador gibt es einen passenden Berg http://de.wikipedia.org/wiki/Cayambe_(Vulkan) (http://de.wikipedia.org/wiki/Cayambe_(Vulkan)) mit fast 6000m über dem Meer, aber ich weis nicht wie aktiv der ist.
Bei der Nasa habe ich einen Vorschlage gelesen die Basis auf eine Bohrinsel ähnliche Konstruktion vor dieser Küste in etlichem Abstand aufzubauen, das soll ein Gebiet mit sein in dem es nur selten Gewitter gibt.
Aber ich denke es währe vielleicht besser es doch auf dem Vulkan zu bauen wenn möglich noch mit einem Turm der über 10km über dem Meer hinausragt.  Besser währen noch 12 oder 14km, da ist dann kaum noch was von der Wetterküche vorhanden und die Winddruck auf das Band/Seil ist schon sehr viel kleiner.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2009, 21:57:04
Hallo Raumfahrtfans,
da ich ich leider nicht vom Thema SpaceElevator ablassen kann, eine neue Idee zur Machbarkeit. Eigentlich nur was für Leute die das Thema und die Problematik kennen.
Problem ist ja das lange und reißfeste Seil.
Wie wäre es denn wenn man ein Gebäude baut aus glaßfaser + Nanotubs ( ich meine nicht komplett da zu teuer sondern nur teilweise integriert ) wie auf dem Bild zu sehen. Um dem enormen Gewicht entgegen zu wirken befestigt man eine Art schwerlast Zeppelin an dem Gebäude um es nach oben zu ziehen und Gewicht zu veringern. Mir ist klar das um so höher um so stärker der effekt des auftiebs abnimmt. Oben kommt dann wieder der normale spaceelevator prinzip, halt mir kürzerem seil zum Einsatz.

Alternativ könnte man auch in der Röhre ein Vakum schaffen und diese als eine Art katapult nutzen. Somit hätte man keine Reibung von der Luft und kann sehr hoch beschleunigen. 30km lang beschleunigen wären auch nicht schlecht. z.b. von unten mit luftdruck.

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up027115.jpg) (http://www.bilder-hochladen.net/files/8bxc-1-jpg.html)


Grüße
Poldie

Hier mal was das man sich auf der Zunge zergehen lassen sollte: Die ersten 22km hat ein von von mir berechnetes Band mit 20000kg Nutzlast nur 71kg Masse, wegen der Seilmasse selber kann man einen Turm also vergessen, das einzige was Zählt ist hier der Einfluss des Wetters auf das Seil und hier zählt eigentlich nur die Gefahr die von Blitzen aus geht, alles andere ist viel leichter beherschbar.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2009, 22:03:02
Zitat
genau,und diese reduziere ich um 35km die ja am nächsten von der Erde sind und am meisten Zugkraft ausmacht. Und ab 200km ist das Eigengewicht ja nur noch minimal. Stimmt erst am GEO komplett weg
Du machst Dir da wohl falsche Vorstellungen davon, wie schnell die Erdanziehung abnimmt. Bei 25 km Höhe bist Du immer noch bei ca. 97% des Werts auf Meereshöhe, und bei 200 km sind es immer noch um die 90%. Also ziehen die Kilometer 0 bis 199 nicht viel stärker am Seil als die Kilometer 200 bis 399.

Zum Nachlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdschwerebeschleunigung (http://de.wikipedia.org/wiki/Erdschwerebeschleunigung)

René



Das ist sogar noch mehr, in 210km höhe ist die Schwerkaft immer noch 9,2m/s2 also 93,8%
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2009, 22:30:00
Vielleicht sollten wir uns mal von dem Begriff 'Seil' verabschieden. Vom Querschnitt und von den Abmessungen her wird das wohl eher ein Turm werden, also ein Hohlkörper mit Abmessungen im Meterbereich.

René

Das ist absoluter Quatsch, bei 20t Nutzlast entspricht dem Band einem "Seil" mit ca. 4,5mm Durchmesser in Bodenhöhe, in Wirklichkeit wird es vielleicht die ersten 20km über eine Art Standseilbahn mittel zweier Seile mit vielleicht 5mm Durchmesser über die untere Wetterküche hinaus hochgezogen um dann in 20km Höhe ein sich anschliessendes breites Band zu umfassen und dann sich daran hochzuziehen. Im unteren Bereich des Seils wird es erstmal langsam mit vielleicht 10m/s hochkriechen um dann bei langsam abnehmender Schwerkraft in ca. 8200km nach vier Tagen 55m/s erreichen. Auf die Zahlen kommt man, wenn man von einem Kompromiss zwischen benötigter elektrischer Energie, akzeptabler Zeit bis in den GEO. Orbit (ich habe dafür 9,83Tage angesetzt) und einer maximalen Geschwindigkeit von 55m/s aus geht. Für die ersten 8200km braucht man schon vier Tage bei konstanter Leistung der Hubmotoren. Die Geschwindigkeit wird deswegen größer weil mit zunehmendem Abstand von der Erde die Schwerkraft kleiner wird und deshalb mit der gleichen Energie immer mehr fahr gemacht werden kann. Die 55m/s haben damit zu tun, das es bei höheren Geschwindigkeiten immer schwerer wird den Bandlauf sauber mit minimaler Störungen hinzubekommen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 01. Juni 2009, 22:33:50
Zitat
genau,und diese reduziere ich um 35km die ja am nächsten von der Erde sind und am meisten Zugkraft ausmacht. Und ab 200km ist das Eigengewicht ja nur noch minimal. Stimmt erst am GEO komplett weg
Du machst Dir da wohl falsche Vorstellungen davon, wie schnell die Erdanziehung abnimmt. Bei 25 km Höhe bist Du immer noch bei ca. 97% des Werts auf Meereshöhe, und bei 200 km sind es immer noch um die 90%. Also ziehen die Kilometer 0 bis 199 nicht viel stärker am Seil als die Kilometer 200 bis 399.

Zum Nachlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdschwerebeschleunigung (http://de.wikipedia.org/wiki/Erdschwerebeschleunigung)

René



Das ist sogar noch mehr, in 210km höhe ist die Schwerkaft immer noch 9,2m/s2 also 93,8%

Schwerkraft != Erdschwerebeschleunigung

Schwerkraft ist nur Gravitation. Aber die effektive Beschleunigung berücksicctigt noch die Zentrifugalkraft, so auch die o.a. Rechnung.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 01. Juni 2009, 22:37:28
Von welchen Materialien gehst du eigentlich aus? Nanotubes?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2009, 22:58:22
Mich hat an erster Stelle auch nur die Masse interessiert. :)

Ich hab unter der Vorraussetzung, daß die Kegelsteigung des "oberen" Kegels 1:1000000 beträgt und die des Turmes 1:1000 eine Höhe von knapp 36km (36*0.999) ermittelt, bei der knapp 2% Material gesparrt werden kann.

Aber diese Betrachtungen haben alle den Fehler, daß von einer Kegelform ausgegangen wird.  Weiß jemand zu bestimmen, wie der Elevator vom Boden in 36.000km Höhe "wachsen" müßte, um optimal die Kräfte aufzunehmen?

Sicherlich besitzt diese Funktion eine Ähnlichkeit zu einen Kegel, aber die genaue Form wäre wichtig, weil das wohlmöglich +/- 20% der Masse ausmachen kann
Mimt man an das ein Turm so ausgelegt wird, das er eine bestimmte Nutzlast in der Spitze hat und weiter unten legende Teile die Last von ober + Sicherheitsreserve Tragen müssen, so ergibt das mit Sicherheit eine Funktion in der Art:
Masse(höhe)=konstant*xhöhe
Das "x" wird hierbei durch die Druckfestigkeit des Baustoffs bestimmt.  Leider denkt man leicht das so was wie C-Tubes auch hier zu ähnlichen Steigerungen der Festigkeit wie bei der Zugfestigkeit beitragen könnte, aber das ist leider ein Trugschluss. Diamant würde natürlich gehen, bloß wird das ein wenig teuer damit. Vielleicht gehen irgenwelche Keramiken. Jedenfalls geht Beton nicht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2009, 23:22:54
Von welchen Materialien gehst du eigentlich aus? Nanotubes?

Ja, alles andere halte ich bei unserm Planeten nicht für machbar.

Es gibt zwar Leute die behaupten das es damit auch nicht geht weil durch Materialfehler die Zugfestigkeit um 70% (so weit ich mich erinnere) abnimmt, aber das glaube ich so einfach nicht.

Als ich Studiert habe, hat auch kaum jemand damit gerechnet,
das man irgendwann in der Lage ist, Lichtwellenleiter von so großer Güte herzustellen, das man heute hunderte von km ohne Verstärker aus kommt.
Das mit den C-Tubes ist denke ich ein ähnliches Problem, die Dinger werden von Jahr zu immer Länger herstellbar und das immer billiger. Vielleicht hier ein neues Gesetz (von mir): Die Länge der herstellbaren Nanotubes verdoppelt sich alle 12 Monate  ;)
Falls man es schaffen wird den ersten Spacelift zu Bauen, dann und nur dann, wird die Menschheit sich im gesamten Sonnensystem ausbreiten. Ob das noch zu meinen Lebzeiten passiert weis ich aber nicht, aber ich denke wenn man derzeit so 1m Tubes herstellen kann, sind es noch 27Jahe also 2038.  :( Mist, bin dann 77Jahre alt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2009, 23:29:47
Zitat
genau,und diese reduziere ich um 35km die ja am nächsten von der Erde sind und am meisten Zugkraft ausmacht. Und ab 200km ist das Eigengewicht ja nur noch minimal. Stimmt erst am GEO komplett weg
Du machst Dir da wohl falsche Vorstellungen davon, wie schnell die Erdanziehung abnimmt. Bei 25 km Höhe bist Du immer noch bei ca. 97% des Werts auf Meereshöhe, und bei 200 km sind es immer noch um die 90%. Also ziehen die Kilometer 0 bis 199 nicht viel stärker am Seil als die Kilometer 200 bis 399.

Zum Nachlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdschwerebeschleunigung (http://de.wikipedia.org/wiki/Erdschwerebeschleunigung)

René



Das ist sogar noch mehr, in 210km höhe ist die Schwerkaft immer noch 9,2m/s2 also 93,8%

Schwerkraft != Erdschwerebeschleunigung

Schwerkraft ist nur Gravitation. Aber die effektive Beschleunigung berücksicctigt noch die Zentrifugalkraft, so auch die o.a. Rechnung.
Du hast recht, in meiner Excel Tabelle habe ich da eine extra Spalte wo auch die Fliehkraft berücksichtigt ist, da steht für 210km 9,17m/s2
Schade das ich die Tabelle hier nicht einfach Posten kann, da stehen viele Sachen zu dem Tema drin.
Gruß, Klakow
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 02. Juni 2009, 10:49:43
@Klakow
Ich empfehle dir mal ein bischen Literatur dazu zu lesen. Z.B. dieses hier (http://www.spaceward.org/documents/papers/The%20Space%20Elevator%20Feasibility%20Condition.pdf) oder ein bischen auf dieser Seite zu stöbern: http://www.spaceward.org/elevator-library

Es gibt da noch eine ganze Menge Dinge, die du noch nicht mit in deine Rechnung einbezogen hast die aber einiges Ausmachen dürften, z.B. Sicherheit und Abnutzung.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 02. Juni 2009, 14:37:30
Man kann den Weltraumlift übrigens aus jedem x-beliebigen Material bauen. Wie? Ganz einfach: Man variiert den Seilquerschnitt. Im GEO nimmt man einen großen Querschnitt, während auf dem Boden ein kleiner reicht. Auf diese Weise kann man überall im Seil die gleiche Spannung erreichen.

Die einzige Frage ist nun, wie groß der Querschnitt im GEO sein muss. ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 02. Juni 2009, 23:54:46
@Klakow
Ich empfehle dir mal ein bischen Literatur dazu zu lesen. Z.B. dieses hier (http://www.spaceward.org/documents/papers/The%20Space%20Elevator%20Feasibility%20Condition.pdf) oder ein bischen auf dieser Seite zu stöbern: http://www.spaceward.org/elevator-library

Es gibt da noch eine ganze Menge Dinge, die du noch nicht mit in deine Rechnung einbezogen hast die aber einiges Ausmachen dürften, z.B. Sicherheit und Abnutzung.
Mir ist klar das meine Rechnung nicht alle Faktoren berücksichtigt, ich Denke man wird mit einem Verhältnis von 500mm Bandbreite in Bodennähe und 2600mm in 36000km Höhe nicht hinkommen.
Es gibt aber ein paar Dinge, bei denen man mit kleineren
Sicherheitsfaktoren auskommen kann,
wenn die von dir zu recht aufgeführten Problembereiche, sich z.B. auf die Verschiedenen Liftabschnitte unterschiedlich auswirken. Es wird z.B. beim hochfahren der Kabine nach dem erreichen der maximalen Geschwindigkeit durch die ständig weiter zurückgehende Anziehungskraft und gleichzeitig höherer Fliehkraft nicht nur der Energiebedarf immer keiner,
sondern es sinkt auch die Abnutzung durch Reibung und gleichzeitig wirk das Band immer Dicker oder Breiter.
Hieraus ergibt sich, das man die größten Sicherheiten auf den unteren Teilen des Bandes benötigt. Weiter oben wird das immer besser. Hieraus folgt unmittelbar eine kleinerer  benötigter Sicherheitsfaktor und deshalb kleinerer Lift masse.
Zu einer Idee für die Energieversorgung die ich hatte, müsste ich nochmal neue Nachforschungen betreiben.
Dabei ging es um folgendes: Ich habe irgendwo gelesen das der Elektrische Widerstand bestimmter CNTs sich nicht linear zur Länge verhält, sondern es einen Kontaktwiderstand gibt und dann keinen Wiederstand mehr. (also eine art Supraleitung)
Falls sich das bestätigt könnte man den Lift aus zwei Bändern bauen die sich in einem größeren abstand zueinander befinden und dies dann als Leiter verwenden. Die Liftkabine hängt dann an einem der beiden Bändern, und hat eine Verbindung zum anderen Band. Beide dienen als Hochspannungsleiter. Leider waren die Infos zum elektrischen Widerstand von CNTs vor 8 Monaten nicht gut genung.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ilbus am 03. Juni 2009, 13:10:38
Es gibt zwar Leute die behaupten das es damit auch nicht geht weil durch Materialfehler die Zugfestigkeit um 70% (so weit ich mich erinnere) abnimmt, aber das glaube ich so einfach nicht.

Na das ist vielleicht eine risikofreie Einstellung ;)

Die Belastbarkeit des Materials durch die Fehler der Oberfläche nimmt rapiede ab. Das haten wir  schon mal, aber zu Verdeutlichung muss anscheint es noch mal gesagt werden.  Man nemme zum Beispiel ein Klebeband. Es hält unglaubliche Zuglasten aus, aber schneide doch eine kleine Kerbe in die Kante schon hält es kaum was aus.

Dieser Effekt ist bei jedem Material vorhanden; die lockale Schädicgung wirkt sich wie ein Verstärker der Spannungen aus. Das kann man leicht an jeder Simulation feststellen. Dabei ist der Verstärkungsfaktor so hoch, dass die Materialeigenschaften durchaus verloren gehen.

Das ist insofern ein wichtiger Faktor, weil je höcher der Seil aus der Atmosphäre ragt, desto ungeschützter ist es gegen die Unmengen an Mikrometeorieten die sie regelmässig "ankratzen" werden.

Was ich bis jetzt noch an dem Grundkonzept nicht verstanden habe, ist die Art der Beschleunigung in den Orbit. Auf der Erdoberfläche bewegt sich ein Punkt mit ca 500m/s, in GSO sind es schon 2.6km/s. Für mich sieht es so aus, als ob schon von dem Beginn des Aufstiegs die Last mit dem Seil immer mehr zu Seite gezogen wird. Sehen die Konzepte vor für die Aufstiegs- und Abstiegsphasen einen Raketen Motor da Oben zu betreiben um die Beschläunigungskräfte auszugleichen?

Ob da das Konzept noch aufgeht? Die seitliche Bewegung bringt mit sich Biege-, Druck- und Scherbelastungen ein. Ob die CNTs in allen den Bereichen so herforagende Eigenschaften haben?

Privet. Yev
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Juni 2009, 13:58:06
Hallo Yev,

bzgl. der Querbeschleunigung kann man das so im Mittel "ausgleichen", indem man mit jeder Aufwärtsfahrt eine Abwärtsfahrt koppelt. Die eine muss beschleunigt werden, die andere gebremst werden.
Dieses "Nullsummenspiel" geht natürlich nur im zeitlichen Mittel auf, so dass zu jedem Zeitpunkt doch resultierende Kräfte wirken. Außerdem könnten sich durch Verzögerungen in der Wechselwirkung und Rückwirkung Schwingungen im Seil aufbauen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 03. Juni 2009, 14:14:13
Wenn am Ende des Seils ein großes Gegengewicht "hängt", dass das Seil straff zieht, dann würde es doch durch die Beschleunigung der nach oben zu transportierenden Masse ein bischen abgebremst werden und dadurch etwas hinter dem Ankerpunkt des Seils am Boden zurückfallen. Der Ankerpunkt muss also dann die Kräfte aufbringen und das Gegengewicht "hinter sich herziehen". Ich denke also nicht, dass man eine extra Rakete braucht, um die aufsteigende Masse auf Orbitgeschwindigkeit zu Beschleunigen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Juni 2009, 14:38:52
Man kann das ganze als Kreisel und Drehimpulserhaltung betrachten.
Wenn man eine Masse nach außen bringt, rotiert der Turm langsamer (oder hat wenigstens das Bestreben). Wenn man die Masse runter bringt, rotiert er wieder schneller, genau so wie der Pirouetteneffekt beim Eislauf.
Daher: Wenn eine Masse rauf fährt, fährt eine andere Masse runter. Im Mittel gleichen sich die Effekte aus.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 03. Juni 2009, 14:47:10
dann bräuchte man aber auch zwei Seile oder? Mir waren bisher nur Konzepte bekannt, bei denen nur etwas nach oben transprotiert wird. Was sollte man denn groß an Masse nach unten bringen wollen? Man ist doch froh über jedes Kilo was oben ist.
(Das bischen an rückkehrenden Experimenten fällt da nicht auf und dürfte gerade am Anfang noch gar nicht der Fall sein)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Juni 2009, 15:02:42
Man muss schon etwas wieder runter bringen, und sei es nur das Fahrzeug an sich. Wenn wir nur etwas hinauf bringen, wird der Endpunkt immer langsamer ... und zerrt dann gewaltig an der Bodenverankerung und/oder kommt irgendwann runter.

Das ist es ja, was Yev mit angesprochen hat. Aus dem Prinzip der Energie und Impulserhaltung ergibt sich, dass man dann oben immer langsamer wird. Zum (energetischen) Nulltarif kommt man nicht hinauf. Diese Verluste muss man ausgleichen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 05. Juni 2009, 00:49:16
Es gibt zwar Leute die behaupten das es damit auch nicht geht weil durch Materialfehler die Zugfestigkeit um 70% (so weit ich mich erinnere) abnimmt, aber das glaube ich so einfach nicht.

Na das ist vielleicht eine risikofreie Einstellung ;)

Die Belastbarkeit des Materials durch die Fehler der Oberfläche nimmt rapiede ab. Das haten wir  schon mal, aber zu Verdeutlichung muss anscheint es noch mal gesagt werden.  Man nemme zum Beispiel ein Klebeband. Es hält unglaubliche Zuglasten aus, aber schneide doch eine kleine Kerbe in die Kante schon hält es kaum was aus.

Dieser Effekt ist bei jedem Material vorhanden; die lockale Schädicgung wirkt sich wie ein Verstärker der Spannungen aus. Das kann man leicht an jeder Simulation feststellen. Dabei ist der Verstärkungsfaktor so hoch, dass die Materialeigenschaften durchaus verloren gehen.

Das ist insofern ein wichtiger Faktor, weil je höcher der Seil aus der Atmosphäre ragt, desto ungeschützter ist es gegen die Unmengen an Mikrometeorieten die sie regelmässig "ankratzen" werden.

Was ich bis jetzt noch an dem Grundkonzept nicht verstanden habe, ist die Art der Beschleunigung in den Orbit. Auf der Erdoberfläche bewegt sich ein Punkt mit ca 500m/s, in GSO sind es schon 2.6km/s. Für mich sieht es so aus, als ob schon von dem Beginn des Aufstiegs die Last mit dem Seil immer mehr zu Seite gezogen wird. Sehen die Konzepte vor für die Aufstiegs- und Abstiegsphasen einen Raketen Motor da Oben zu betreiben um die Beschläunigungskräfte auszugleichen?

Ob da das Konzept noch aufgeht? Die seitliche Bewegung bringt mit sich Biege-, Druck- und Scherbelastungen ein. Ob die CNTs in allen den Bereichen so herforagende Eigenschaften haben?

Privet. Yev
Das hat mit Risikofrei nix zu tun, die Frage ist findet man ein Hebeeinrichtung die auf Grund der Materialeigenschaften sehr wenig abrieb hat.
Nehmen wir an das Seil sei in der Lage einen Lift von 20t zu Tragen. Weiterhin soll das Seil selbst wenn Lift es in Richtung Boden zieht trotzdem gespannt sein sagen wir mit 25% von 20t*G*0,25 also etwa 50kN. Wenn der Lift sich nach oben bewegt, so muss bleibt die Liftkabine etwa zurück, weil sie ja wie du richtig bemerkt hast stehts langsamer ist als sie sein müste. Als folge bleibt das Seil nicht senkrecht sondern wird gegen die Erdrotation abgelenkt.  Das das Gesamtsystem aber wegen der Fliehkraft versucht das Seil senkrecht zu halten, bildet das Seil mit den drei Punkten Basisstation, Lift und dem Seilende mit dem Gegengewicht ein flachen Dreieck. Wenn man das Dreieck zu einem bestimmten Punkt beim Auffahren betrachtet, so ergibt sich durch die Zugspannungen eine resultierende Kraft die den Lift in Richtung Erdrotation beschleunigt. Da sich die Winkel und die Kräfte ständig verändern, wird es nicht ganz einfach sein das genau zu bestimmen. Ich hatte die Zahlen dazu schon mal ausgerechnet, die nötigen Kräfte sind recht klein. Wenn ich mich nicht vertan habe, so sind es 0,0732m/s pro 1000m Höhengewinn. Wenn das Schiff in Bodennähe mit etwas über 10m/s hochfährt ergibt sich eine nötige Beschleunigung von anfangs 0,000732m/s2.
Multipliziert man das mit 20000kg, bekommt man 14,64N heraus. Ein Vergleich mit den mindestens 50kN der Zugspannung unter dem Lift, und am Start ca. 200kN über dem Lift so ergibt sich eine Anfangsabweichung von der Senkrechten nach dem ersten km von ca, 30cm und bei 100km höhe sind das eben 30m usw.
Da die Geschwindigkeit sich weiter oben vielleicht auf 55m/s Steigen wird nimmt dann auch der nötige winkel zu.
Eventuell kann man die durch eine Doppelseilkonstruktion auffangen in dem man ein zweites Seil quasi in Rotationsrichtung der Erde Vorplatziert.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Star am 05. Juni 2009, 16:36:02
Ich will ja jetzt kein Spielverderber sein, aber ich glaube, dass es niemals so einen Space-Aufzug geben wird. Hier wurden ja schon etliche Schwierigkeiten genannt.
Ich bin zwar kein Experte für Nanotubes, aber bin mir ziemlich sicher, dass auch diese einen relevanten Wärmeausdehnungskoeffizienten haben...und das erschlägt den Aufzug (meiner Meinung nach ;D). Da ja das Ding auf der Erdoberfläche befestigt werden soll und dann im GEO endet, haben wir enorme Temperaturschwankungen und v.a. Differenzen. Die Spannungen bzw. Dehnungen die in solch einem Bauwerk herrschen würden sprengen die bauphysikalische Machbarkeit. So leid es mir tut...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ilbus am 06. Juni 2009, 00:23:59
@Klakow

Das mit dem Dreieck ist genau sas, was ich meine. Lass uns sogar die Abnutztungserscheinungen bei seite legen. Dieses flache Dreieck stellt an sich schon zwei Problemen dar. Als erstens das Zurückbleben des Schleudergewichts am Ende, weil ja der Impuls erhalten bleiben soll. Und zweitens, sind es die Kräfte die auf das Seil wirken, wenn der mitbeschleunigt wird: durch den flachen Winkel verstärkt sich die Zugspannung des Seils bei einem ausgleichenden Manöver des Schleudergegengewichts ennorm. Berechne mal wie viel Kraft ich an dem Seil aufbringen muss im den Aufzug in der zum Seil senkrechten Ebene zu beschleunigen, wenn der Winkel na z.B. 1° beträgt: cotan1°~ 63. D.h will man in die Orbitalebene nur anhand des Seils beschleunigen, müsste man an dem Seil die 63-Fache der gewünschte Beschleunigungskraft aufbringen müssen. Was das wohl für Scherkräfte auftauchen werden?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 06. Juni 2009, 16:32:33
Da sehe ich noch eher die Chance ein Seil an einer Winde zu befestigen und damit ein Raumschiff wie ein Segelflugzeug auf ein paar km Höhe zu befördern um dann den Raketenantrieb zu zünden.

Allerdings hat so ein Raumschiff wie das Space Shuttle eher das Flugverhalten eines Pflastersteins, denn eines Segelflugzeuges.

Der Space Elevator bräuchte im All auf jeden Fall einen festen Angelpunkt. Beim Aufsteigen des Fahrstuhls beschleunigt man ja stetig, bis man die Fluchtgeschwindigkeit erreicht. Das müßte schon eine gigantische Konstruktion sein. Zudem müßte der Ausgangspunkt auf dem Äquator liegen. Heftige Tropenstürme sind nicht selten und könnten, wenn die Konstruktion nicht stabil genug, ist alles kurz und klein hauen.

Und wieso sprechen hier alle von einem Seil ? Es müßte doch wohl eher eine Stange sein.

Alle ausgesetzte Nutzlast befände sich im gleichen Orbit. Das halte ich auch nicht für sehr sinnvoll.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 06. Juni 2009, 17:19:44
@Klakow

Das mit dem Dreieck ist genau sas, was ich meine. Lass uns sogar die Abnutztungserscheinungen bei seite legen. Dieses flache Dreieck stellt an sich schon zwei Problemen dar. Als erstens das Zurückbleben des Schleudergewichts am Ende, weil ja der Impuls erhalten bleiben soll. Und zweitens, sind es die Kräfte die auf das Seil wirken, wenn der mitbeschleunigt wird: durch den flachen Winkel verstärkt sich die Zugspannung des Seils bei einem ausgleichenden Manöver des Schleudergegengewichts ennorm. Berechne mal wie viel Kraft ich an dem Seil aufbringen muss im den Aufzug in der zum Seil senkrechten Ebene zu beschleunigen, wenn der Winkel na z.B. 1° beträgt: cotan1°~ 63. D.h will man in die Orbitalebene nur anhand des Seils beschleunigen, müsste man an dem Seil die 63-Fache der gewünschte Beschleunigungskraft aufbringen müssen. Was das wohl für Scherkräfte auftauchen werden?
Das mit dem Faktor 63 hast du natürlich recht, aber wenn du die 250kN an Zugspannung geteilt durch die (14,63N*63) mimst bekommst du ein Verhältnis der Zugspannung Scherkraft von 271/1!  Bei solchen Verhältnissen brauchst du dir dazu kaum Gedanken zu machen. Die wirklichen Probleme sehe ich derzeit bei ganz anderen Dingen und zwar wie man verhindern kann das dass Seil/Band durch die Auffahrt zu schwingen beginnt, aber vielleicht ist das ja gar kein Problem, ich kenne mich mit sowas noch nicht aus. Vielleicht mache ich mich zu dem Thema ja mal schlau.
Weiterhin ist die Deckung des Energiebedarfs noch nicht gesichert, Ideen habe ich dazu schon, weis aber noch nicht ob diese Realisierbar sind.
Gruß, Ulrich
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ilbus am 06. Juni 2009, 21:00:33
Ich verstehe zwar die zahl "14,63N" nicht, aber die Aussage ist angekommen: wenn man sehr langsam rauffährt, so sind die Kräfte durchaus kontrolierbar. Zu mindes dieses Problem scheint lösbar zu sein.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 07. Juni 2009, 15:46:14
Da sehe ich noch eher die Chance ein Seil an einer Winde zu befestigen und damit ein Raumschiff wie ein Segelflugzeug auf ein paar km Höhe zu befördern um dann den Raketenantrieb zu zünden.

Allerdings hat so ein Raumschiff wie das Space Shuttle eher das Flugverhalten eines Pflastersteins, denn eines Segelflugzeuges.

Der Space Elevator bräuchte im All auf jeden Fall einen festen Angelpunkt. Beim Aufsteigen des Fahrstuhls beschleunigt man ja stetig, bis man die Fluchtgeschwindigkeit erreicht. Das müßte schon eine gigantische Konstruktion sein. Zudem müßte der Ausgangspunkt auf dem Äquator liegen. Heftige Tropenstürme sind nicht selten und könnten, wenn die Konstruktion nicht stabil genug, ist alles kurz und klein hauen.

Und wieso sprechen hier alle von einem Seil ? Es müßte doch wohl eher eine Stange sein.

Alle ausgesetzte Nutzlast befände sich im gleichen Orbit. Das halte ich auch nicht für sehr sinnvoll.
@Meagan:
Das mit den Stürmen stimmt schon, bekommt aber durch mehrer Dinge ein geringeres Gefahrenpotenzial.
Es gibt westlich von der Äquatorhöhe (Equador) Seegebiete das relativ Sturmarm ist, oder man kann den Lift nahe oder auf dem Cayambe platzieren. Der ist ca. 5700m hoch, also noch 1300m unterhalb der sogenannten Todeszone die ab 7000m beginnt. Baut man darauf einen Turm der deutlich über die 10000m geht, so hat man die meisten Wetterprobleme unter sich. Weiterhin sind CNTs in der Lage sehr hohe Ströme zu Tragen (Blizableiter), die Angaben gehen hier von einer 1000x höheren Stromtragfähigkeit im Verhältnis zu Kupfer aus.
Ich würde den Lift im Bereich bis 20km über Meereshöhe wahrscheinlich mit mehreren dünnen Seilen konstruieren.
In Bodennähe hat das Seil nur 100kg für die ersten 14,3km bei den von mir zu Grunde gelegten Daten. Baut man hierfür eine 8-fache Sicherheit ein, sind hierfür 800kg Seilmasse zu veranschlagen. Da man im unteren Seilabschnitt sowieso eine Art Gegengewicht benötigt, damit das Seil beim hochfahren des Lifts gespannt bleibt. Weiterhin verhindert das ein wegdriften durch einen Sturm da man das System ähnlich wie ein Zelt zur Seite abspannen kann.
Im Bereich oberhalb von 20km, wird wohl ein Band eingesetzt werden an dem sich der Lift hochzieht.
Beim Thema Beschleunigung ist es so, das nur eine sehr geringe Beschleunigungskraft von anfangs 14,63N (entspricht der Gewichtskraft von ca. 1,5kg Masse am Boden) benötigt wird. Dadurch bekommt das Seil/Band eine leichte Schrägstellung, das ist etwa so als hältst du ein Bergsteigerseil leicht schräg beim abseilen. Die Kraft ist aber wirklich sehr gering.
Der Lift wird nur sehr langsam beschleunigt und das ganze geht letztendlich auf Kosten der Erdrotation. (Kann ja mal jemand ausrechnen um wieviel sich dadurch die Tageslänge verlängert ;D )
Eigentlich ist die Konstruktion im Verhältnis zur Baulänge extrem leicht, das hat vor allem damit zu tun, das die Erdbeschleunigung mit 1/r2 abnimmt und dabei die Fliehkraft auch noch hilft. Das führt dazu, das nach ca. 6000km der Querschnitt vom Band schon um den halben Faktor gewachsen ist der bei 36000 km benötigt wird.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 07. Juni 2009, 16:58:52
Ich verstehe zwar die zahl "14,63N" nicht, aber die Aussage ist angekommen: wenn man sehr langsam rauffährt, so sind die Kräfte durchaus kontrolierbar. Zu mindes dieses Problem scheint lösbar zu sein.
@Yevgenij:
14,63N ist etwa die Kraft die du aufwenden musst um eine 1,5Liter Packung Landliebemilch in der Hand zu halten. Die Kraft ergibt sich wenn man einen Lift mit 20tonnen mit 10,1m/s hochfahren lässt.
Allerdings wir so ein Lift wahrscheinlich erstmal recht langsam auf die 10,2m/s beschleunigen und danach in dem Maß wie die Anziehungskraft der Erde nachlässt nach und nach schneller werden. Das hat damit zu tun, das man sicherlich nur eine bestimmte Energie für die Hubmotoren zur Verfügung stellen kann und stärkere Motoren auch noch schwerer werden, was die Nutzlast herabsetzen würde.
Ich habe mir da vor längerer Zeit mal eine umfangreiche Excel Tabelle erstellt die die Verhältnisse sehr viel anschaulicher macht.
Nach 1-Stunde ist der Lift in meiner Rechnung immerhin schon 38,2 km höher als zum Start, nach drei Stunden sind es schon 111km höher. Nach 12,2h ist man 485km über dem Startplatz und die die Schwerkraft hat sich von 9,81m/s auf 8,44m/s reduziert (86%) die Geschwindigkeit wird dann 11,8m/s betragen (der Bereich ab hier ist wegen dem vielen Weltraummüll recht gefährlich.
Nach einem Tag ist man 1012km höher und die Schwerkraft ist nur noch 74%, nach 2 Tagen hat man 2600km Höhe und fühlt sich nur noch halb so schwer.
Bei gleichem Energieeinsatz ist der Lift jetzt 20,4m/s schnell.
Nach vier Tagen ist man bei 9155km und fühlt sich nur noch 18% schwer. Bei meiner Annahme ist ab hier Schluss, der Lift wird nicht mehr und hat ca. Tempo 200km/h drauf. Dabei hat sich die Beschleunigung in Rotationsrichtung der Erde natürlich um das gleiche Maß erhöht und man benötigt 80N (entspricht dem Gewicht eines Wassereimers mit 8 Litern). Das Band ist dann schon mehr als drei mal dicker um das Gewicht des Seils zu kompensieren.
Bei meiner Annahme ist man nach knapp 10 Tagen am Ziel.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: gizmothegreat am 07. Juni 2009, 20:19:10
nur 2 ergänzende Kommentare

1.) scherkräfte (durch divergierende umdrehungsgeschwindigkeit - verzeiht die wage formulierung)

könnte man die nicht durch relativ schwache, ergänzende "korrekturtriebwerke" kompensieren

2.) kabebelschädigungen, fortbewegungsgeschwindigkeit, laufstabilität

stichwort maglev/transrapid? isolierende schicht um den tragenden/forttreibenden mantel die mechanisch (für beschädigung durch debris/abnutzung) "beansprucht" werden darf?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 07. Juni 2009, 22:50:00
nur 2 ergänzende Kommentare

1.) scherkräfte (durch divergierende umdrehungsgeschwindigkeit - verzeiht die wage formulierung)

könnte man die nicht durch relativ schwache, ergänzende "korrekturtriebwerke" kompensieren

2.) kabebelschädigungen, fortbewegungsgeschwindigkeit, laufstabilität

stichwort maglev/transrapid? isolierende schicht um den tragenden/forttreibenden mantel die mechanisch (für beschädigung durch debris/abnutzung) "beansprucht" werden darf?
@gizmothegreat:
zu 1) ja, das würde sicher gehen, aber so muss man eine Geschwindigkeitsänderung von 2600m/s realisieren. Will man das durch chemische Treibstoffe erreichen, so geht das massiv auf kosten der Nutzlast. Dadurch das man es über ein quasi nicht senkrecht zur Erdoberfläche stehenden Lift macht, erspart man sich den Treibstoff und die nötigen Triebwerke komplett.
Ein zentrales Problem beim Lift (neben dem Seil/Band), ist die Energieversorgung. Ich habe mir dazu überlegt den Lift über zwei Bänder zu realisieren, Band 1 steht senkrecht und dient dazu das Gewischt vom Lift zu Tragen, Band 2 wird vielleicht 100km in westlicher Richtung vorgelagert und nimmt selber nur ein sehr leichtes Fahrzeug mit auf. Band 1 ist mit Band 2 durch ein relativ kurzes Seil verbunden das als Stromleiter und Zugeinrichtung für die kleine Beschleunigung dient. Allerdings sind die Angaben zum elektrischen Widerstand von CNT derzeit nicht 100% sicher (da wird noch viel geforscht, Siehe ballistischer Elektronentransport)
Es würde sich ein Stromkreis über die zwei Bänder und dem Zugband und der Erde ergeben. Währe dann sicher der Grösste Stromkreis den die Menschheit jemals hergestellt hätte.
Falls das nicht geht, kann man es mittels Laser probieren.
zu 2) Ich hatte dazu schon was geschrieben hier, Prinzipiell hängt die Abnutzung von mehreren Dingen ab, da CNTs sehr hart sind, im Prinzip ist es eine Art von Diamandten die sehr langgezogen sind, sind sie auch extrem Hart. Weiterhin hängt die Abnutzung natürlich auch von der Konstruktion der Bandgreifer ab. hier ist ein möglichst weiches Material zu verwenden. Dadurch wird man zwar die Bandgreifer öfter wechseln müssen aber das Seil wird geschont. Manche Abschnitte wird man ab und zu auswechseln oder reparieren müssen. Denke die ersten 20 oder 30 km sind so ein Kandidat zum auswechseln.
Werden mit der Zeit mehrere Lifte gebaut, so eröffnen sich dadurch neue Möglichkeiten, z.B. an einem Band fahren Lifte nur nach oben und am anderen nur herunter. Macht man die Nutzlast nur halb so groß, oder das Band doppelt so dick, so können mehrere Lifte in einem Abstand von z.B. 3 Tagen am Seil hochfahren. Die Belastung des Seils bleibt dabei gleich, es sind aber es kann alle drei Tage das nächste Fahrzeug eintreffen. Andernfalls dauert es mindestens 20 Tage für einen Umlauf. Eventuell kann man einen Teil der Energie dabei zurückgewinnen das man die Bremsen als Generator einsetzt.
Ich habe mir zu dem Thema schon sehr viele Gedanken gemacht und es interessiert mich sehr wie du dir denken kannst.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 08. Juni 2009, 09:29:53
Ich verstehe nicht so ganz, warum hier immer noch die Vorstellung eines einfachen Seils herumgesitert. Schon bei so etwas 'simplem' wie einer Hängebrücke bestehen die Tragseile aus unterschiedlichen Komponenten: Den Drähten, die das Gewicht tragen, Füllmaterial gegen Korrosion, einem Schutzmantel aus Lack, Kunststoff oder auch Metall, usw. Wenn die Tragstruktur der Nanotubes also nicht beschädigt werden darf oder geschützt werden muss, dann wird dieses 'Seil' ein komplexeres Gebilde werden. Ein Kern aus Nanotubes, eine Schutzschicht, eventuell speziellen Schienen, an denen dann der Lift läuft.

René
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 08. Juni 2009, 14:25:59
Ein realistisches und leichter zu bauendes Alternativkonzept zum Space Elevator?

Das gefunden zu haben, behauptet jedenfalls eine Wissenschaftlergruppe des Space Engineering Departments der York University. Ihre Lösung ist ein zunächt 15 km hoher Turm aus mit Helium gefüllten pneumatischen Struktursegmenten aus Kevlar-Polyethen.

Der Turm soll durch Gyroskope in jedem Segment stabilisiert werden und bis auf eine Höhe von 200 km erweitert werden können.

Einzelne Module wären austauschbar und könnten beschädigt werden, ohne die gesamte Struktur zu gefährden.

Quelle: http://www.newscientist.com/article/mg20227117.000-inflatable-tower-could-climb-to-the-edge-of-space.html
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 08. Juni 2009, 19:20:49
oh, das hört sich ja mal wieder gut an. Da kommt mein Space Elevator ja doch noch. Halt in anderer Form :-)

Da ich leider zu schlecht englisch lese, wäre es echt nett wenn einer zu dem Artikel mehr sagen könnte. Da ich mich sonst dort durch quälen müsste. Mich interessiert das genaue konzept nämlich sehr.
Wäre nur zu schön wenn es zu meinen lebzeiten noch eine lösung geben würde um günstig ins all zu kommen :-)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 08. Juni 2009, 19:30:37
mal zu den nanotubes:

wie teuer soll denn dieses Konstrukt werden ?

Ich weiß aus Erfahrung, daß harte Materialien die sehr negative Eigenschaft haben sich nicht zu biegen, sondern bei einer schlagartigen Belastung einfach zu brechen. Das wäre wie ein Todesurteil für die "Fahrstuhlfahrer".
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 08. Juni 2009, 23:43:54
Ich verstehe nicht so ganz, warum hier immer noch die Vorstellung eines einfachen Seils herumgesitert. Schon bei so etwas 'simplem' wie einer Hängebrücke bestehen die Tragseile aus unterschiedlichen Komponenten: Den Drähten, die das Gewicht tragen, Füllmaterial gegen Korrosion, einem Schutzmantel aus Lack, Kunststoff oder auch Metall, usw. Wenn die Tragstruktur der Nanotubes also nicht beschädigt werden darf oder geschützt werden muss, dann wird dieses 'Seil' ein komplexeres Gebilde werden. Ein Kern aus Nanotubes, eine Schutzschicht, eventuell speziellen Schienen, an denen dann der Lift läuft.

René
@Renè:
Das mit dem Seil hast du natürlich recht, der längste Teil der wohl 80-100.000km Länge wird wohl eher ein Sehr dünnes Band werden. Allerdings werden die ersten 20km vielleicht doch eins oder mehrere Seile werden (siehe meine älteren Beiträge dazu)
Das mit der Schutzschicht wird mit großer Sicherheit so nicht kommen, weil das viel zu schwer werden würde. Allerdings sollte man hier bedenken das CNTs eine höhere Festigkeit als ein Diamand haben (wenn auch nicht viel)
Mechanisch sind Diamanten sehr abriebfest und das wird natürlich um so besser je weicher das anliegende Material vom Liftantrieb ist. Natürlich muß das Material so gewählt werden, das es chemisch möglichst keinerlei Reaktion mit dem Kohlenstoff des Bandes eingeht. Weiterhin ist der Lift vielleicht so zu konstituieren, das man in der Lage ist die unteren Teile die in der Irdischen Wetterküche hängt auszutauschen. Dann gibt es Abschnitte zum Beispiel um 900km Orbits die besondere viel Weltraumschrott endhalten, da wird man das Band vielleicht mit dreifacher Sicherheit auslegen. Glücklicher weise ist die Anziehungskraft in der höhe schon einiges geringer.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 08. Juni 2009, 23:59:58
Ein realistisches und leichter zu bauendes Alternativkonzept zum Space Elevator?

Das gefunden zu haben, behauptet jedenfalls eine Wissenschaftlergruppe des Space Engineering Departments der York University. Ihre Lösung ist ein zunächt 15 km hoher Turm aus mit Helium gefüllten pneumatischen Struktursegmenten aus Kevlar-Polyethen.

Der Turm soll durch Gyroskope in jedem Segment stabilisiert werden und bis auf eine Höhe von 200 km erweitert werden können.

Einzelne Module wären austauschbar und könnten beschädigt werden, ohne die gesamte Struktur zu gefährden.

Quelle: http://www.newscientist.com/article/mg20227117.000-inflatable-tower-could-climb-to-the-edge-of-space.html

@Kreuzberga:
Damit bist du zwar über dem größen Teil der Erdatmosphäre, aber dir fehlen immer noch fast 28.000km/h.
Aber immerhin, falls das machbar ist und selbst wenn es "nur"  30km zusätzlich höher hinaufgeht, hätte man bei wenn es in 3000m stehen würde immerhin schon mehr als 98% der Luft unter sich. Da währen zumindest keinerlei gefahren durch Unwetter zu befürchten welche direkt das Seil/Band beschädigen könnten. In 200km höhe ist es natürlich noch besser, (fast) ein Vakuum und immerhin schon mehr als 6% weniger Schwerkraft, das wird das Seil mindestens den gleichen Betrag leichter werden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 09. Juni 2009, 00:36:11
mal zu den nanotubes:

wie teuer soll denn dieses Konstrukt werden ?

Ich weiß aus Erfahrung, daß harte Materialien die sehr negative Eigenschaft haben sich nicht zu biegen, sondern bei einer schlagartigen Belastung einfach zu brechen. Das wäre wie ein Todesurteil für die "Fahrstuhlfahrer".

@Meagan:
Reine Materialkosten schätze ich auf vielleicht <5000€/kg
bei einer Masse von 3.000.000kg sind das weniger als 15Milliarden€ für das Seil, und vielleicht den selben Preis für den Transport. Damit der Transport billiger wird, würde ich ein modifiziertes Konzept von
vorschlagen, das von der AstraRocket Firma vorgeschlagen wurde, um die Last von einem niedrigen Orbit zum Mond zu bringen. Dies würde die Nutzlast einer Rakete sehr steigern.
http://www.adastrarocket.com/AMA%20Video.wmv (http://www.adastrarocket.com/AMA%20Video.wmv)
Das mit dem Brechen von harten Materialien stimmt, aber nur deshalb, weil man beim biegen in gewissem Sinn einen Hebel verwendet der auf der Innenseite zu einer starken Pressung und auf der Außenseite eine sehr starken Zugspannung erzeugt, das drift aber auf ein Seil/Band mit derartig feinen Fasern nicht zu. Das ist das selbe als würdest du versuchen ein Bergsteigerseil über deinem Knie abzubrechen.
Schlagartige Belastungen könnten allerdings auftrehten wenn es durch die Liftbewegung am Band zu Schwingungen kommen würde.
In dem Fall währe der Lift vielleicht das größte Bass Seiteninstrument der Galaxis  ;)
Kann ja mal jemand ausrechnen wie da die Resonanzfrequenz aus sieht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 09. Juni 2009, 07:09:01
Das Konzept von Adastra ist nicht für Trägerraketen geeignet, sondern nur für den Transport im All selbst:
Zitat
VASIMR® is not suitable to launch payloads from the surface of the Earth due to its low thrust to weight ratio and its need of a vacuum to operate.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 09. Juni 2009, 12:03:25
...ein zunächt 15 km hoher Turm aus mit Helium gefüllten pneumatischen Struktursegmenten aus Kevlar-Polyethen.

Der Turm soll durch Gyroskope in jedem Segment stabilisiert werden und bis auf eine Höhe von 200 km erweitert werden können.


Zwei Fragen stellen sich mir da:
1. Wieviel Heliumbraucht man dafür ?  ??? Erstens ist es recht teuer und zweitens liegt davon ja auch nicht unenedlich viel rum auf der Erde...

2. Wie stabilisiert man mit Gyroskopen einen Turm? eine stabile Lage im Raum hat er ja schon, er wird sich um keine Achse drehen, was man ja mit Gyroskopen verhindert. Wie will man aber damit verhindern, dass der Turm in irgendeine Richtung schwankt?  ???
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 09. Juni 2009, 18:03:12
Wo bekommt man so viel helium auf 1mal her??
Helium entflieht sehr leicht.
Wenn man die atmosphäre mit helium anreichert, geht auch mehr H2 in den Weltraum verloren..

Dort oben kann man weder atmen, auch gäbe es keine moderaten temoperaturen (auch gut so wegen des wetters) 9-17 km: bis -50°C ; darüber wieder wärmer
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 09. Juni 2009, 18:15:44
Helium könnte zukünftig wirklich ein Problem werden. Vor ca. einem Jahr gab es einen Artikel, der auf die fehlende Rückgewinnung bisher und die "Nimmerwiederkehr" einmal verlorenen Heliums andererseits einging, bei steigendem Konsum. Für viele Anwendungen wird man eines Tages ein Substitut finden müssen.

So ein Turm wäre praktisch Verschwendung von Helium. Da müsste man wieder auf Wasserstoff umschwenken, was in dieser Verwendung durchaus möglich wäre.

Aber "wir" haben ja keine Vorstellung von den Größenordnungen für solche Projekte ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 09. Juni 2009, 18:26:12
Mal angenommen der Turm würde stehen. Wäre es dann möglich das wir ein ,,SEIL,, aus den besagten CNTs mit angenommen 100 kg mit einer kleinen Rakete so weit schießen das man die besagte Fliehkraft erreicht um es zu spannen ? Die Rekete könnte ja am anderen Ende als Gegengewicht hängen bleiben ?

Jetzt kommt warscheinlich die Frage wie lang kann das Seil bei 100 Kg Gewicht werden :-)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 10. Juni 2009, 00:18:17
Das Konzept von Adastra ist nicht für Trägerraketen geeignet, sondern nur für den Transport im All selbst:
Zitat
VASIMR® is not suitable to launch payloads from the surface of the Earth due to its low thrust to weight ratio and its need of a vacuum to operate.
@Schillrich:
Das ist mir vollständig klar, aber es geht nicht darum damit vom Boden aus das Material in ein GEO-Orbit zu befördern, sondern die Nutzlast vom niedrigen Orbit (LEO?) in ein GEO Orbit zu bringen.
Wie dir sicher klar ist, ist es nicht um sonst zu haben von einem 200km Orbit in ein GEO Orbit zu kommen. Muss man vor in ein LEO Orbit, so erhöht sich das Verhältnis Nutzlast/Startgewicht.
Da ein VASIMR® quasi ein Schlepper im Weltraum darstellt, kommt der mit viel kleinerer Menge an Treibstoff aus. Dadurch sinken die Transportkosten erheblich.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 10. Juni 2009, 00:35:14
Mal angenommen der Turm würde stehen. Wäre es dann möglich das wir ein ,,SEIL,, aus den besagten CNTs mit angenommen 100 kg mit einer kleinen Rakete so weit schießen das man die besagte Fliehkraft erreicht um es zu spannen ? Die Rekete könnte ja am anderen Ende als Gegengewicht hängen bleiben ?

Jetzt kommt warscheinlich die Frage wie lang kann das Seil bei 100 Kg Gewicht werden :-)
@Poldie
Das mit der Konstruktion ist zwar interessant, hilft aber fast nichts wenn man eine Umlaufbahn erreichen will. Der grösste Teil an Energie der von einer Rakete in eine Umlaufbahn benötigt wird, stecken in seiner Bahngeschwindigkeit von 7,8km/s.
Die Energie im System beträgt v2*Masse.
Der wesentliche Unterschied zwischen Lift und Rakete besteht darin, dass bei einer Rakete fast alle Energie im sehr schnellen Abgasstrahl steckt der beim Start verbrand wird.
Bei einem Lift wird nur der Lift bis in ein GEO angehoben und auf die relativ langsame Umlaufgeschwindigkeitgeschwindigkeit gebracht, es wird keinerlei Antriebsgas dafür verwendet. Anstatt 3% Wirkungsgrad (je nach Umlaufbahn) bekommt man fast 100% in den Orbit. Für ein GEO Orbit ist es noch viel wichtiger.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 10. Juni 2009, 08:33:54
Hallo Klakow,

da hast du mich wohl falsch verstanden. Ich will ja erst mal keine Umlaufbahn erreichen, sondern nur das Seil spannen. Dazu müsste es ja ein paar Tausend Kilometer lang sein. Die Frage geht hier her, wie lang es sein müsste um es zu spannen. Da nach unten hin, ja kein großes gewicht bei dem Beispiel mehr hängt würde es ja sicher nicht mehr 100.000 km lang werden ,oder?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 10. Juni 2009, 16:25:51
Zitat
So ein Turm wäre praktisch Verschwendung von Helium. Da müsste man wieder auf Wasserstoff umschwenken, was in dieser Verwendung durchaus möglich wäre.

Wasserstoff diffundiert mindestens doppelt leichter als helium.
Das ist aber nicht das problem.

Da verliere ich lieber 10Tonnen He als 1t Wasserstoff!!!!!!!!
Wasserstoff - das muss man sich bewusst werden - ist notwendig zum Leben und für die Kreisläufe unseres Planeten. Und der Verwschwindet sowieso langsam in den Weltraum.
Das dann noch zu beschleunign wäre Wahnsinn!

Argon? oder Stickstoff?


____

Zitat
Ich will ja erst mal keine Umlaufbahn erreichen, sondern nur das Seil spannen. Dazu müsste es ja ein paar Tausend Kilometer lang sein.
wenn du das mit konventionellen raketen bewerkstelligen willst, wird das wohl schwer werden, da sich ja auch eine ortsänderung gibt... würde das seil dann nicht die erde umwickeln, wenn es nicht schnell genug aufgestellt wird??
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 10. Juni 2009, 16:35:01
Ich würde gern mal als Skizze sehen, wie ihr euch das vorstellt. Alle hier angesprochenen Lösungsvorschläge halte ich für instabil. Da ich aber nicht unfehlbar bin, lasse ich mich gern eines anderen belehren.

Ein aufrecht stehendes Seil halte ich für genauso sinnvoll, wie ein perpeduum mobie.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 10. Juni 2009, 17:10:46
Wie das mit dem von allein stehen bleibenden Seil funktioniert, ist relativ weit vorn im Thread beschrieben worden. Im Grunde nimmt man den Teil des Seils, das über den geostationären Orbit hinausreicht, als Gegengewicht.

Wie das mit diesem gasgefüllten Turm funktionieren soll, ist mir allerdings schleierhaft. In der Atmosphäre funktioniert er, weil er da leichter als die Luft ist, und quasi schwebt. Aber ab da, wo die Atmosphäre zu dünn wird, funktioniert das nicht mehr. Wie er oberhalb dieses Punkts funktionieren soll müsste man mal erklären.

Hallo Klakow,

da hast du mich wohl falsch verstanden. Ich will ja erst mal keine Umlaufbahn erreichen, sondern nur das Seil spannen. Dazu müsste es ja ein paar Tausend Kilometer lang sein. Die Frage geht hier her, wie lang es sein müsste um es zu spannen. Da nach unten hin, ja kein großes gewicht bei dem Beispiel mehr hängt würde es ja sicher nicht mehr 100.000 km lang werden ,oder?

Es müsste immer noch so mindestens 30.000 Kilometer lang sein. Damit der Space Elevator mit einem gespannten Seil funktioniert, muss der Schwerpunkt dieses Seils im geostationären Orbit liegen. Wenn Du eine entsprechend schwere Masse dorthin bringen kannst, muss das Seil bis in den GEO reichen. Willst Du weiteres Seil als Gegengewicht nehmen, dann muss es entsprechend länger sein.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 10. Juni 2009, 17:32:21
Da verliere ich lieber 10Tonnen He als 1t Wasserstoff!!!!!!!!
Wasserstoff - das muss man sich bewusst werden - ist notwendig zum Leben und für die Kreisläufe unseres Planeten. Und der Verwschwindet sowieso langsam in den Weltraum.
Das dann noch zu beschleunign wäre Wahnsinn!

Ähm aus Wasserstoff besteht der ganze Ozean...
Davon könnten wir jede realistische Menge in den Weltraum schicken ohne das es irgendwie auffallen würde!

Außerdem seigt der Meeresspiegel doch sowieso ;)  ;D

Helium findet man dagegen sogut wie gar nicht auf der Erde.

Was mir mehr sorgen machen würde wäre diese Menge an Wasserstoff auf einmal ... das brennt/explodiert immerhin gut auf den unteren 20km wo es noch ein bischen Luftsauerstoff gibt.
Bei einer kleinen statischen Entladung (z.B. Blitz) kann schonmal sowas passieren:
http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up027116.jpg
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 10. Juni 2009, 21:21:53
Ein Seil, auch wenn es viele tausend Kilometer lang ist und über einen stationären Punkt hinausragt hat immer noch ein Gewicht. Gut, das Problem mit dem Gewicht ist vielleicht gelöst. Gäbe es nicht das physikalische Prinzip der Erhaltung der Energie. Aktio = Reaktio . Oder Kraft = Gegenkraft . Somit hätten wir ein instabiles Gebilde, das selbsttragend im Himmel hängt. Jede kleinste Aktion hätte dramatische Folgen. Ist das angehängte Gewicht oder die Beschleunigung nur 1x zu hoch, fällt das ganze Gebilde einfach wie ein Kartenhaus ein. Wieviel Seil da runterkommt kann sich dann jeder selbst ausrechnen. Beim aufsteigen wirkt auch der Impuls gegen das Seil, so daß auch der obere Punkt stabilisiert werden müßte, sowie der gesamte Rest des Seils.

Warum da nicht gleich eine 20 km hohe Pyramide bauen. Die Chance sowas hinzubekommen schätze ich höher ein, als ein freitragendes Seil in den Himmel.

Wie groß sollte denn das Gegengewicht sein ? So wie der Mond ?
Dann möchte ich noch auf die Elipsenbahnen der Himmelskörper hinweisen. (Nach Keppler) Das Gegengewicht wird früher oder später völlig destabilisieren.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 10. Juni 2009, 21:44:38
Ein Seil, auch wenn es viele tausend Kilometer lang ist und über einen stationären Punkt hinausragt hat immer noch ein Gewicht. Gut, das Problem mit dem Gewicht ist vielleicht gelöst. Gäbe es nicht das physikalische Prinzip der Erhaltung der Energie. Aktio = Reaktio . Oder Kraft = Gegenkraft . Somit hätten wir ein instabiles Gebilde, das selbsttragend im Himmel hängt. Jede kleinste Aktion hätte dramatische Folgen. Ist das angehängte Gewicht oder die Beschleunigung nur 1x zu hoch, fällt das ganze Gebilde einfach wie ein Kartenhaus ein. Wieviel Seil da runterkommt kann sich dann jeder selbst ausrechnen. Beim aufsteigen wirkt auch der Impuls gegen das Seil, so daß auch der obere Punkt stabilisiert werden müßte, sowie der gesamte Rest des Seils.

Warum da nicht gleich eine 20 km hohe Pyramide bauen. Die Chance sowas hinzubekommen schätze ich höher ein, als ein freitragendes Seil in den Himmel.

Wie groß sollte denn das Gegengewicht sein ? So wie der Mond ?
Dann möchte ich noch auf die Elipsenbahnen der Himmelskörper hinweisen. (Nach Keppler) Das Gegengewicht wird früher oder später völlig destabilisieren.


@Meagan:
Da bist du vollständig daneben, du musst dir das so vorstellen als hättest du eine Schnurr von vielleicht drei Metern länge mit einem Gewischt am ende, du nimmst es und schleuderst es um deinen Kopf. Selbst wenn der erste Meter vom Seil von dir angezogen würde, ist bei einer bestimmten Geschwindigkeit alles was weiter wie einen Meter von dir weg ist versucht von dir wegzufliegen. Solange du dich nicht auf hörst das Seil um dich herum zu schleudern Fliegt es um dich herum.
Und die anderen Probleme kann man sehr genau durch Simulationsrechnungen in den Griff bekommen. Selbst wenn das Gegengewicht abreisen würde, passiert zumindest durch das Band nichts, zum einen ist es dazu viel zu leicht und zum zweiten würde es sich mehrmals um die Erde wickeln. Das Band kann aus bahnphysikalischen Gründen nicht gerade runter fallen, es fällt immer um die Erde herum.
Gruß, Ulrich
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 10. Juni 2009, 21:49:14
Hallo Klakow,

da hast du mich wohl falsch verstanden. Ich will ja erst mal keine Umlaufbahn erreichen, sondern nur das Seil spannen. Dazu müsste es ja ein paar Tausend Kilometer lang sein. Die Frage geht hier her, wie lang es sein müsste um es zu spannen. Da nach unten hin, ja kein großes gewicht bei dem Beispiel mehr hängt würde es ja sicher nicht mehr 100.000 km lang werden ,oder?
@Poldie:
Doch, das macht vielleicht 5000km aus, oder noch weniger. Wenn du es nicht um die Erde in eine Bahn mit 7,8km/s einschießt, hast du NULL Möglichkeiten das hinzubekommen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 10. Juni 2009, 22:01:16
Da verliere ich lieber 10Tonnen He als 1t Wasserstoff!!!!!!!!
Wasserstoff - das muss man sich bewusst werden - ist notwendig zum Leben und für die Kreisläufe unseres Planeten. Und der Verwschwindet sowieso langsam in den Weltraum.
Das dann noch zu beschleunign wäre Wahnsinn!

Ähm aus Wasserstoff besteht der ganze Ozean...
Davon könnten wir jede realistische Menge in den Weltraum schicken ohne das es irgendwie auffallen würde!

Außerdem seigt der Meeresspiegel doch sowieso ;)  ;D

Helium findet man dagegen sogut wie gar nicht auf der Erde.

Was mir mehr sorgen machen würde wäre diese Menge an Wasserstoff auf einmal ... das brennt/explodiert immerhin gut auf den unteren 20km wo es noch ein bischen Luftsauerstoff gibt.
Bei einer kleinen statischen Entladung (z.B. Blitz) kann schonmal sowas passieren:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/84/Hindenburg_burning.jpg
Das mit dem Helium/Wasserstoffballonturm geht anders, zum einen ist das Hauptproblem mit einem Turm das er auf Grund der maximalen Druckfestigkeiten eine bestimmte Höhe bei festen Stoffen nicht überschreiten kann, das kann man Mathematisch 100% nachweisen, wer das nicht glaubt ist dumm. (Ich hoffe nur Er/Sie bleibt nicht dumm.)
Bei solch einer Art Ballon hilft in der unteren Atmosphäre das Wasserstoff oder Helium leichter als Luft ist, weiter oben könnte das ganze vielleicht wie ein Gasdruckstossdämpfer funktionieren, aber leicht ist das sicher auch nicht wenn es mal höher als 30km sein soll.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 10. Juni 2009, 22:06:34
@Klarkow

ok, dann nimm mal ein Seil von 3m Länge und drehe Dich mit absolut konstanter Geschwindigkeit. Dann nimm eine Perle oder etwas ähnliches, was Du vorher auf die Schnur gefädelt hast und laß sie los. Das ist der simulierte Fahrstuhl. Und jetzt schau mal, was passiert.

Damit das oben bleibt, müßte das Gegengewicht so weit im All sein, daß die Fallbeschleunigung von 9,81m/(s*s) aufgehoben wird. Der Masseschwerpunkt des Systems müßte außerhalb dieser magischen Grenze liegen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 10. Juni 2009, 22:24:44
Mahlzeit!


... Das Band kann aus bahnphysikalischen Gründen nicht gerade runter fallen, es fällt immer um die Erde herum.
Gruß, Ulrich

Das ist exakt DER Grund warum dieses Projekt zum Scheitern verurteilt ist. Dieses Seil ist besonders reißfest und somit eine Gefahr für viele Menschen um den Äquator. Welches betroffene Land würde einem solchen Projekt zustimmen? Eine abstürzende/explodierte Rakete verursacht "nur" lokale Schäden. Ein gerissenes, mehrere tausend km langes (die genaue Länge hatte hier im Thread schonmal jemand ausgerechnet -- auf jeden Fall mehr als 36 000 km), sich schnell bewegendes und eventuell rasiemesserscharfes Seil schneidet sich durch fast alles durch und kann enorme Schäden rund um den Äquator verursachen. Wenn es dann erstmal komplett unten ist hört das Seil noch lange nicht auf sich zu bewegen, denn Meeresströmungen ziehen es weiter und dehnen es bis es nochmals reißt. Dann peitscht es wieder durch die Gegend. Natürlich kann es auch von einem darüberfahrenden LKW erfaßt und mitgeschleift werden. Auch da ergeben sich Gefahren für Personen und Güter im Bereich des sich bewegenden Seils usw.

Das andere Ende des grissenen Seils steigt wegen der Fliehkraft nach oben und stellt dann eine Gefahr nicht nur für die geostationären Satelliten dar.


Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 10. Juni 2009, 23:27:36
Mahlzeit!


... Das Band kann aus bahnphysikalischen Gründen nicht gerade runter fallen, es fällt immer um die Erde herum.
Gruß, Ulrich

Das ist exakt DER Grund warum dieses Projekt zum Scheitern verurteilt ist. Dieses Seil ist besonders reißfest und somit eine Gefahr für viele Menschen um den Äquator. Welches betroffene Land würde einem solchen Projekt zustimmen? Eine abstürzende/explodierte Rakete verursacht "nur" lokale Schäden. Ein gerissenes, mehrere tausend km langes (die genaue Länge hatte hier im Thread schonmal jemand ausgerechnet -- auf jeden Fall mehr als 36 000 km), sich schnell bewegendes und eventuell rasiemesserscharfes Seil schneidet sich durch fast alles durch und kann enorme Schäden rund um den Äquator verursachen. Wenn es dann erstmal komplett unten ist hört das Seil noch lange nicht auf sich zu bewegen, denn Meeresströmungen ziehen es weiter und dehnen es bis es nochmals reißt. Dann peitscht es wieder durch die Gegend. Natürlich kann es auch von einem darüberfahrenden LKW erfaßt und mitgeschleift werden. Auch da ergeben sich Gefahren für Personen und Güter im Bereich des sich bewegenden Seils usw.

Das andere Ende des grissenen Seils steigt wegen der Fliehkraft nach oben und stellt dann eine Gefahr nicht nur für die geostationären Satelliten dar.


Gruß
Peter

@alswieich:
Nochmal, das Band ist viel zu leicht, als dass es irgendwelchen schaden anrichten könnte. Es ist so dünn das es durch die obere Atmosphäre schon sehr stark abgebremst würde und vielleicht auch schon dabei auseinanderfällt. Wenn das nicht passiert, so ist ein Hagelschlag mit großer Sicherheit viel gefährlicher. Das Band ist an allen Stellen an denen es überhaupt in der Lage ist herunterzukommen so langsam das man vielleicht in der Lage ist einen Bandabschnitt mit den Händen aufzufangen falls sich zufällig in der Nähe befindet.
Jede leere Bananenkist würde mehr schaden anrichten wenn man sie vom 20 Stockwerk runter wirft. Du kannst es ja mal ausbrobieren, aber tue vorher die Bananen raus. ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 11. Juni 2009, 00:37:32
... Nochmal, das Band ist viel zu leicht, als dass es irgendwelchen schaden anrichten könnte. Es ist so dünn das es durch die obere Atmosphäre schon sehr stark abgebremst würde und vielleicht auch schon dabei auseinanderfällt. Wenn das nicht passiert, so ist ein Hagelschlag mit großer Sicherheit viel gefährlicher. Das Band ist an allen Stellen an denen es überhaupt in der Lage ist herunterzukommen so langsam das man vielleicht in der Lage ist einen Bandabschnitt mit den Händen aufzufangen falls sich zufällig in der Nähe befindet. ...
Es geht nicht darum, daß das Band beim Herunterfallen irgendetwas zertrümmert. Also nicht die vertikale Bewegung des Bandes ist das Problem sondern die horizontale Bewegung nach der Ankunft auf dem Erdboden.
Das andere klingt sehr unlogisch: Wenn dieses Band von alleine auseinanderfallen würde könnte man dieses Material niemals für einen Aufzug verwenden. Es ist besonders leicht und reißfest. Und es bewegt sich. Es funktioniert wie eine Bandsäge. Dieses verdammt lange Band wird von Luft- und Meeresströmungen weiterbewegt. Man stelle sich z.B. ein Stahlseil vor, daß man mit zwei Schiffen über eine Insel zieht. Kahl geschoren würde ich das Ergebnis nennen.
So ein Band kann sich auch um Schiffsschrauben wickeln und diese blockieren (z. B. Tanker -> Ölpest).
Damit wird auch klar, daß ein solcher Unfall nicht auf den Äquator beschränkt bleibt.
Oder wie wäre es mit einem Seil quer über eine Straße? Also mit halbiertem Reisebus oder Motorradfahrer? Dabei muß sich das Band nichtmal bewegen. (http://www.merkur-online.de/lokales/nachrichten/stahlseil-reisst-trifft-fussgaenger-kopf-211906.html) Mir fallen ohne viel darüber nachdenken zu müssen noch mehr Szenarien ein.
Auch die Entsorgung eines solchen havarierten Bandes ist nicht ganz billig, denn man kann nicht einfach irgendwo anfangen zu ziehen und das Band aufwickeln. Man muß schon am Band entlangfahren und dabei aufwickeln. Und das über viele tausend km! Zum Teil durch unwegsames Gelände. Der Teil, der im Weltraum geblieben ist, ließe sich allerdings wahrscheinlich einfach aufwickeln.


Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ilbus am 11. Juni 2009, 13:10:42
das kann man Mathematisch 100% nachweisen, wer das nicht glaubt ist dumm. (Ich hoffe nur Er/Sie bleibt nicht dumm.)
 ???

bitte nicht in diesem Ton.

Man kann mathematisch vieles nachweisen. Und es gibt physikalische Modele die von etablierten Physikern geglaubt und von anderen nicht weniger angesehen Physikern nicht geglaubt werden...wer ist von denen den dumm? ???

Physik ist eine Wissenschaft der Modele. Und alle diese Modele haben Grenzen. Sogar bahnmechanische Probleme sind nur bis zum gewissen Grad determenistisch. Alles bei dem Seil und den astronomischen Abmessungen des Seils kann man nicht berechnen. Im Gegensatz reichen aber geringste Störungen um das Ganze aus der Soll-position zu bringen. So zum Beispiel elektrostatische Wechselwirkungen und die mit Magnetfeldern der Erde, Sonne, der geladenen Sonnenwinde. Und neutralen Sonnenwinde bremsen das Ding permanent ab. Wie hoch der logistische und materieler Aufwand der Stabilisierung wohl sein wird wage ich nicht mal zu schätzen, aber bestimt über das Betreiben eines 0850-Trägeres hinaus

Bahnmechanisches Problem eines gerissenen Seils:Peitscheneffekt. Rechne mal mit deinem schönen Porgram doch aus, mit welcher Geschwindigkeit das mehrere Tonnen wiegende Abschnitt des Seils aus über 30.000 km Höche auf die Erde geschleudert wird. Poste nachvollziehbarkeitshalber die Formeln, dann muss die Dumcheit nicht angesprochen werden.

Nachtrag:

Du bringst in früheren Posts VASIMIR im Zusammenhang zu den LEO-GEO-Transports. Wie Past es hier rein? Ich dachte immer der Aufzug eignet sich für die LEO so gut wie gar nicht, weil das Meiste an dem Impuls für den Orbit einfach fehlt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 11. Juni 2009, 17:41:45
@alswieich :

stimme Dir da zu 100% zu. Im unteren Teil der Atmosphäre wird es wahrscheinlich wegen dem Luftwiderstand auf 200-300 km/h abgebremst. Alle anderen Gefahren sehe ich exakt genauso. Danke für den Vergleich mit der Säge. Treffender kann man das nicht sagen.

Wie viele Berichte gibt es schon, wo Menschen mit der Kleidung an rotierenden Maschinenteilen hängengeblieben sind und in die Maschine hineingezogen wurden ? Kleidung ist aber nicht mal 1% so fest wie dieses Band. Ich mag mir gar nicht vorstellen, was passiert, wenn davon jemand erfasst wird. Dabei spielt das Gewicht überhaupt keine Rolle !!!!

@Yevgenij

besser hätte ich es auch nicht sagen können. Das versuche ich den Leuten schon eine ganze Weile begreiflich zu machen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 11. Juni 2009, 20:21:39
das kann man Mathematisch 100% nachweisen, wer das nicht glaubt ist dumm. (Ich hoffe nur Er/Sie bleibt nicht dumm.)
 ???

bitte nicht in diesem Ton.

Man kann mathematisch vieles nachweisen. Und es gibt physikalische Modele die von etablierten Physikern geglaubt und von anderen nicht weniger angesehen Physikern nicht geglaubt werden...wer ist von denen den dumm? ???

Physik ist eine Wissenschaft der Modele. Und alle diese Modele haben Grenzen. Sogar bahnmechanische Probleme sind nur bis zum gewissen Grad determenistisch. Alles bei dem Seil und den astronomischen Abmessungen des Seils kann man nicht berechnen. Im Gegensatz reichen aber geringste Störungen um das Ganze aus der Soll-position zu bringen. So zum Beispiel elektrostatische Wechselwirkungen und die mit Magnetfeldern der Erde, Sonne, der geladenen Sonnenwinde. Und neutralen Sonnenwinde bremsen das Ding permanent ab. Wie hoch der logistische und materieler Aufwand der Stabilisierung wohl sein wird wage ich nicht mal zu schätzen, aber bestimt über das Betreiben eines 0850-Trägeres hinaus

Bahnmechanisches Problem eines gerissenen Seils:Peitscheneffekt. Rechne mal mit deinem schönen Porgram doch aus, mit welcher Geschwindigkeit das mehrere Tonnen wiegende Abschnitt des Seils aus über 30.000 km Höche auf die Erde geschleudert wird. Poste nachvollziehbarkeitshalber die Formeln, dann muss die Dumcheit nicht angesprochen werden.

Nachtrag:

Du bringst in früheren Posts VASIMIR im Zusammenhang zu den LEO-GEO-Transports. Wie Past es hier rein? Ich dachte immer der Aufzug eignet sich für die LEO so gut wie gar nicht, weil das Meiste an dem Impuls für den Orbit einfach fehlt.
@Yevgenij:
Zu Bandriss; Das Band wird die ganze Zeit auf Zug gehalten, die Kräfte von denen du sprichst gibt es sicherlich, sind aber im Verhältnis zu dem Seilzug sehr gering soweit mir das bekannt ist, oder hast du hier andere Daten vorliegen. Wir reden hier von einer Zugbelastung von 50kN im Minimum in Richtung Endgewicht in vielleicht 100.000km Abstand zu Erde.
Falls es überhaupt zu einer merkbaren Beeinflussung des Bandes kommt, so bin ich 100% sicher das alle Störungseinflüsse die nicht durch die Bewegung des Liftes herrühren mindestens um den Faktor 10 kleiner sind als die durch den Lift herrühren.
Soweit ich mich erinnere habe ich dazu auch schon was gelesen.

Das mit den Bahnstörungen hat man in zwischen so gut im Griff (=Modelrechnung), das man eine Sonde in aller Regel so genau bewegen kann das nach der Beschleunigungsphase erst dann wieder das Triebwerk in gang gesetzt werden muss wenn man sein Ziel erreicht hat.
Wenn das Band in irgend einer Art zu schwingen anfängt, so laufen die Schwingungen entlang des Bandes zu den beiden Endpunkten. Dort müssen die Energien die in den Schwingen stecken abgebaut werden, am Erdende des Lifts wird hiervon ein Teil die Lufthülle übernehmen, der Rest muss durch ein gezieltes Ziehen das Bandendes abgebaut werden. Am anderen Bandende kann dies durch Triebwerkseinsatz und teilweise auch durch eine Art steuerbares Gewicht erfolgen. Das könnte man sich etwa so vorstellen als sitzt man auf einer Schaukel und will diese Stoppen. Im Grunde genommen ist es auch eine Schaukel, wenn auch eine Riesenschaukel. Wie Du sicher weist, sind Schwingungen eines Pendels direkt abhängig von der Pendellänge und ich denke die Pendelfrequenz ist extrem lange (Wochen?).

Du hast recht was die Stabilität des Bandes angeht, aber das Band kann in der unteren Atmosphäre zum Brennen anfangen wenn es durch die Reibungshitze sehr heiß werden sollte. Selbst Diamanten ist brennbar und die Temperatur ist weit geringer als die Schmelztemperatur so weit ich mich erinnere.
Ich bin mir 100% sicher das man das Band egal an welcher Stelle innerhalb von 5min mit einem Schneidbrenner durch hat und man sollte auch bedenken das man sehr viel Zeit hätte sich auf das Runterkommen vorzubereiten. Die meisten Gebiete in Äquatornähe sind sowieso Meeresgebiete.

Zu VASIMIR, es geht hierbei um die Installation vom Liftband. Um die Masse des gesamten Liftmaterials in ein GEO Orbit zu bringen und dort zusammenzubauen (wie auch immer das aus sieht) und in Richtung zur Erde und Richtung zum Ende des Lifts zu bringen, braucht man mehr als 7,8km/s für ein niedrigen Orbit. Da dieses delta V mit einer Rakete zu einer erheblichen Nutzlastverringerung führen würde, ist es billiger das Material mit Raketen nur bis in ein niedriges Orbit zu bringen und von da ab mit einem Schlepper (VASIMR) weiter hoch zu bringen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 12. Juni 2009, 14:05:53
Der Turm soll durch Gyroskope in jedem Segment stabilisiert werden und bis auf eine Höhe von 200 km erweitert werden können.

...
2. Wie stabilisiert man mit Gyroskopen einen Turm? eine stabile Lage im Raum hat er ja schon, er wird sich um keine Achse drehen, was man ja mit Gyroskopen verhindert. Wie will man aber damit verhindern, dass der Turm in irgendeine Richtung schwankt? (Translation) ???

Nochmal meine Frage dazu: kann mir jemand erklären, wie man mit Gyroskopen einen Turm stabilisieren will?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ilbus am 14. Juni 2009, 01:21:29
Die Schwingungsdauerabhängichkeit von der Länge des "Pendels" ist hier nicht das Problem. Sondern der Peitscheneffekt. Der typische Peitschenknall kommt daher, dass die Peitschenspitze mit der Überschalgeschwindigkeit sich bewegt, und das obwohl die Hand des Peitschenden nur ein hundertstel so schnell ist. Der Peitscher gibt die Energie dem System, die dan entlang der Petische Weiterläuft, die Energie ist in der "Welle" gespeichert. Also deren Grösse, und der Laufgeschwindigkeit. Je näher sich die Welle der Peitschenspitze nähert, desto geringer ist die Masse der Welle, im Endeeffekt Läuft sie aus der Peitsche raus. Da aber die Energie der Welle nicht verlohren gehen darf, so wird beim Auslaufen die geringer werdende Wellenmasse immer schneller, bis sie überschallschnell wird, und dann die Energie in dem Knall abgibt.

Jetzt stell dir vor welche Energie das Seil entlang ihre Länge aufnehmen kann. Es pendelt nicht, sondern hat hoch und runter laufende Wellen, und zwar stendig, und egal wie man es spannt. Es liegt einfach an der Elastizität und dem mechanischen Wiederstand jeden reelen Materials. Das bedeutet schlicht und ergreifend, dass wenn ich an meinem Seil an einem Ende ziehe, so in 10.000km Entfehrnung werde ich es nicht sofort merken.

Wenn das Seil mal oben reist, läuft nach unten eine Welle einer ungeheurnder Energie entlang des Seils in Form einer Peitschenwelle. Wie gross diese Energie ist, kann man abschätzen in dem man die Spannung des Seils allein schon duch den Hoockschen gesetzt ausrechnet. Wenn diese Welle mal die Erde erreicht, so wird es keine Verankerung halten können. Was da passieren wird wenn so eine Tonnenschwerre mit Hyperschalpeitsche durch die Gegend saust kann man wohl raten. Sei es auch nur für Paar sekunden

So viel zu dem Katastrophenszenario.

Jetzt zu dem Steuern und Ausgleichen...du siehst selbst wie aufwendig es ist...man kommt viel einfacher in den Orbit.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: rm39 am 19. Juni 2009, 06:59:01
Moin,

Forscher wollen aufblasbaren Weltraumaufzug entwickeln!!
Wahrheitsgehalt und Aktualität??
dazu hab ich noch diese Pressemeldung gefunden:

http://pressetext.ch/news/090618031/forscher-entwickeln-aufblasbaren-weltraumaufzug/

Was ist davon zu halten?? ???
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Trigger am 19. Juni 2009, 08:06:23
irgendwie funktioniert der Link nicht !!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 19. Juni 2009, 11:24:07
Hier eine 6teilige Miniserie über die aufregende Reise in einem Space Elevator: http://elevator2space.com/  ;)

(von unten nach oben gucken)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: rm39 am 19. Juni 2009, 12:23:25
irgendwie funktioniert der Link nicht !!

Also bei mir funktioniert der Link ohne Probleme.
Aber ich hab noch einen anderen dazu:
http://diepresse.com/home/science/488552/index.do?_vl_backlink=/home/science/index.do
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Dagonator am 13. August 2009, 15:02:33
Ich denke mal das es unproblematisch wäre wenn das seil reißt.

1. Wenn das Seil reißt fliegt sicherlich nicht das ganze Seil auf die Erde sondern ein Teil vom Seil wird von der Fiehkraft in den Weltraum gezogen.

2. Das Seil das auf die Erde fällt wird ganz einfach verglühen wenn es schnell unterwegs ist. Wenn es langsam unterwegs ist fällt es runter wie eine Feder.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: H.J.Kemm am 18. September 2009, 13:34:16
Moin,

17.09.2009, Pressemitteilung der TU München.

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 seit dem mit dieser Idee. Studenten der Technischen Universität München (TUM) sind der Umsetzung nun einen kleinen Schritt näher gekommen.

(http://portal.mytum.de/pressestelle/pressemitteilungen/news_article.2009-09-17.5600581948/090917_spaceelevator_120.jpg/getThumb?size=original)
Blick aus dem Space Elevator der TUM-Studenten auf die Erde
(schlechte Bildqualität, Vergrösserung nicht möglich)

Bei der „1st Japan Space Elevator Technical & Engineering Competition,“ einem international ausgeschriebenen Wettbewerb in Tokio, präsentierten im August acht Teams ihre Konstruktionen. Darunter auch Studenten der TUM. Das Projekt Space Elevator ist Teil der Wissenschaftlichen Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt (WARR), einer Studentengruppe am Lehrstuhl für Raumfahrttechnik der TU München. An einem Band, das von einem Wetterballon senkrecht gehalten wurde, sollten die Mini-Aufzüge möglichst schnell 150 Meter hinauf fahren. Der 5,6 kg schwere Climber aus Garching legte die Strecke in nur 52 Sekunden zurück und versetzte damit die Konkurrenz in Staunen. „You have the fastest climber in the world,“ freute sich der japanische Organisator Prof. Shuichi Ohno.

Mehr dazu >>> (http://www.planet-smilies.de/lesen/lesen_006.gif) (http://portal.mytum.de/pressestelle/pressemitteilungen/news_article.2009-09-17.5600581948)

Jerry

 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 18. September 2009, 16:16:10
Mahlzeit!

Ich denke mal das es unproblematisch wäre wenn das seil reißt. ...
Ist es leider nicht, denn man weiß ja vorher nicht wo es reißt. 5 km oder 25000 km über der Erde? Und es verglüht auch nicht, denn es bewegt sich nicht mit mehreren tausend km/h. Selbst wenn es nur 5 km über der Erde reißen würde gäbe es dann ein 36000 km langes Stück Weltraumschrott in der Erdumlaufbahn. Ob es dann möglich wäre es wieder einzurollen ist nicht sicher.

Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 18. September 2009, 19:17:29
Zitat
Ob es dann möglich wäre es wieder einzurollen ist nicht sicher.

Ich vermute, man würde sie auf 11,2 km/ sek beschleunigen mittels eines Schleppers (umfunktionierte Oberstufe).

Oder Solarsegel daran anbringen

Oder einen 'Bremsschirm' (Fallschirm) in die Atmosphäre legen, das andere Ende am Seil angebracht
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 18. September 2009, 19:19:08
@Runner,

das sind tausende von Tonnen, nicht nur ein paar Kilogramm. Das beschleunigt man nicht eben mal "weg".

@Peter
Wenn es "oben" reißt und dann zur Erde fällt, wird es richtig schnell. Immerhin wandelt sich die potentielle Energie dabei in kinetisch um. Jeder "Längenmeter", der die Erde erreicht, hat ordentlich beschleunigt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 19. September 2009, 11:28:06
Ja, stimmt...

Kann man dann nur Hoffen, dass es mal runterkomt und möglichst wenig Satelliten dabei mitnimmt??

Entsteht bei so nem Seil nicht eine Spannung, die es aus dem Orbit wieder runterbremst? Immerhin sind CNT ja leitend, und durch das Magnetfeld der Erde müsste meines Wissens nach ja die umgekehrte Wirkung eines Elektrokinetischen Antriebs entstehen, die somit aus Orbitenergie Strom (und resultierend Wärme) 'gewinnt'

http://books.google.at/books?id=05QuQa98aKMC&pg=PA174&lpg=PA174&dq=leitendes+seil+orbit&source=bl&ots=gEj0ZOphCQ&sig=eQGnx1oJJSR3SS2GwhN1_wVg7Os&hl=de&ei=TdK3Sv3kGZaJsAbNs6TuDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1#v=onepage&q=leitendes%20seil%20orbit&f=false

http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2009/04/wenn-der-weltraumschrott-an-die-leine-genommen-wird.php
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 28. September 2009, 21:52:00
Habe bezüglich des Spaceelevators unter anderem das hier gefunden...
http://eurospaceward.org/

Bei Interesse bitte mal anschauen und die Seriösität beurteilen.

-Was ist das?
-Wissenschaftliche Stellung?
-Interesse/Wahrnehmung der ESA/NASA?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: -eumel- am 01. Oktober 2009, 17:58:47
ein kg in den Orbit kostet heute zwischen 20000 und 80000 Dollar. Mit Orbitallift könnte dies auf rund 200 bis 100 (!!) Dollar pro Kilogramm gesenkt werden.


Woher hast Du nur diese Zahlen? :o ???
Man kann heute noch nichtmal erahnen, was ein solcher Orbitallift kosten würde und kennt auch nicht die Nachfrage.
Wie will da jemand einen Preis kalkulieren?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 02. Oktober 2009, 16:19:49
Zitat
Denkst du wirklich, dass solch Rover und Flugzeuge für den Mars in 20 bis 30 Jahren zur Verfügung stehen?

nein, das war ja nur die Aussage 'Wenn man zuviel Geld hätte'
Zitat
Woher hast Du nur diese Zahlen?

Wikipedia, glaub ich. Oder Spaceliftgroup...
Zitat
Man kann heute noch nichtmal erahnen, was ein solcher Orbitallift kosten würde und kennt auch nicht die Nachfrage.

Einmal gebaut, und da hilft der Staat wohl mit - aber auch sonst werden sich Investoren und Sponsoren finden - wären die Baukosten vorerst egal.

Anfangs wird es wohl noch etwas teurer, aber kein Vergleich zu Raketen (müssen Treibstoff mitführen und mitbeschleunigen, und auch die Tanks für diesen; man braucht keine komplexen Stufen, Risiko geringer,.......) -> werden Raketen schon anfangs wohl mindestens um den Faktor 2-10 schlagen, den Preis wählt man ja wilkürlich und je mehr hinaufgeschossen werden, desto mehr kommt rein, und desto mehr wird der Preis nach unten korrigiert....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 02. Oktober 2009, 18:54:26
Vielleicht, aber bis die nötigen Materialien bereitstehen, wird das noch geraume Zeit dauern. Sie müssen einerseits so stabil sein, dass sie den Belastungen standhalten können (z.B. Stichwort: Zerreißlänge), dürfen aber bei einem Unfall auch nicht hunderte Städte und hunderttausende Menschen sowie jede Menge Natur in feinen Staub zerreiben. Und die Energieversorgung ist auch alle andere als geklärt. Bei einer Kabellänge von 36.000 km oder mehr bekommt man bei heutiger Technik auch keinen Strom mehr bis an das andere Ende. Zurzeit wird an einer Energieversorgung per Solarzellen oder Laser geforscht. All diese Probleme zu lösen kostet eine Menge Geld. Ob ein Lift am Ende tatsächlich billiger wäre als eine Rakete, bleibt abzuwarten.

Fazit: Weltraumlifte bleiben bis auf weiteres reine Science Fiction.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 03. Oktober 2009, 21:22:39
Noch ein letztes, dann sollten wir in dem eigentlichen Thread weitermachen:

Zitat
zurzeit wird an einer Energieversorgung per Solarzellen oder Laser geforscht.

Die Energieversorgung dürfte kein Problem sein wenn man ein Seil hat. Das Seil geht an die Grenzen der Physik (oder für unsere Verständnisse scheint es so), Solarzellen können wir bauen (und die werden auch 'von selbst' effizienter, da viele irdisch-technische Unternehmen daran forschen)

Ja, ein guter Standort mit möglich wenig Kolleteralschaden im Ernstfall sollte gewählt werden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Oktober 2009, 22:08:07
Ich habe die passenden Beiträge aus dem Marsflug-Thread herüber geholt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Oktober 2009, 22:15:47
@runner

Warum sollte Energieversorgung kein Problem sein? Das kann ich aus deinem Beitrag nicht entnehmen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 04. Oktober 2009, 11:27:07
Bei aller Euphorie zu diesen Thema sollten mal alle Kosequenzen bedacht werden.

So ein Seil, daß durch die Fliegkraft nach außen gezogen wird, ist außerst instabil. Es müßte extrem aufwendig stabilisiert werden. Wenn man die Schwingungen nicht ständig in Griff hat, ist nicht mehr zu kalkulieren, was mit dem Ding passiert.

Bis jemand das Gegenteil beweist ist das nicht mehr als Scince Fiction.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 05. Oktober 2009, 19:44:42
Naja, mir erscheint es so, als sei das Seil schwerer zu entwickeln.

Auf der Erde haben wir nichts vergleichbares je gebaut.

Laser haben wir schon 100erte gebaut, also schon einen gewissen Grad an Erfahrung.
Ausserdem profitiert das von der Energieforschung, und unabhängig von der Space-elevator-Forschung wird die Arbeit daran fortgesetzt und weiterentwickelt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 09. Oktober 2009, 20:33:41
Wie ist das jetzt eigentlich mit der Stärke?

Ursprüngliuch hat man CNT eine Stärke von 100-120 GPa vorausgesagt, wovon jedoch momentan 70% als Materialfehler draufgehen würden...

Danach kam eine Meldung, es sei endlich gelungen, lange CNT herzustellen, länge im Makroskopischen Bereich - also groß genug um sie zu verweben.

Darauf hallte es in den News wieder die Runde, ein Forscherteam seie auf einen Clue gekommen, wie man Materialfehler drastisch reduzieren könne.

Wann wird man mit Sicherheit prognostizieren könmnen, ob CNT nun der geeignete Stoff mit genug (62GPa) Tragkraft und industriell möglich herzustellen sind?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 10. Oktober 2009, 10:36:41
Ein Material, daß sehr hart und spröde ist taugt nicht für ein "Seil". Es wäre dann eher eine Stange, die zwar Stahl zerschneidet, aber bei einem Schlag wie Glas zerspringt.

Ich gehe mal davon aus, daß diese Nanoröhrchen ähnliche Eigenschaften wie Diamat besitzen würden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 10. Oktober 2009, 13:30:25
Ich gehe mal davon aus, daß diese Nanoröhrchen ähnliche Eigenschaften wie Diamat besitzen würden.

Mal probiert einen Diamanten mit einem Schlag wie Glas zerspringen zu lassen?

Also davon abgesehen, dass Dein Vergleich für das was zu sagen wolltest unpassend ist, trifft er auch nicht zu. Bei den CNT geht es um Zugfestigkeit und nicht um große Härte, welche Diamanten auszeichnet.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 10. Oktober 2009, 13:37:21
Mahlzeit!


... Ich gehe mal davon aus, daß diese Nanoröhrchen ähnliche Eigenschaften wie Diamat besitzen würden.
Nein:
Diamant (http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffnanor%C3%B6hren)
Kohlenstoffnanoröhren (http://de.wikipedia.org/wiki/Diamant)
Sie bestehen zwar beide aus Kohlenstoffatomen, aber Graphit (http://de.wikipedia.org/wiki/Graphit) und Fullerene (http://de.wikipedia.org/wiki/Fullerene) auch und sie haben auch keine ähnlichen Eigenschaften wie Diamant. Es kommt auf die Anordnung der Atome an.

@klausd: Diamant ist spröde (http://de.wikipedia.org/wiki/Spr%C3%B6digkeit), aber ich würde aus naheliegenden Gründen ganz bestimmt nicht mit einem Hammer draufhauen um es auszuprobieren.


Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 10. Oktober 2009, 13:46:02
@klausd: Diamant ist spröde (http://de.wikipedia.org/wiki/Spr%C3%B6digkeit), aber ich würde aus naheliegenden Gründen ganz bestimmt nicht mit einem Hammer draufhauen um es auszuprobieren.

Ich meine nur das ein Diamant nicht gleich wie Glas zersplittert nur weil man mal drauf tritt. So empfindlich sind die nun auch wieder nicht.... Von einem Hieb mit dem Hammer bin ich mal nicht gleich ausgegangen, das könnte in der Tat unerfreuliche Resultate liefern.  :-X
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 10. Oktober 2009, 13:51:41
Zitat
Mal probiert einen Diamanten mit einem Schlag wie Glas zerspringen zu lassen?

Leider habe ich nicht allzuviele davon. Diamant gibt aber nicht nach. Er besitzt keine federnden Eigenschaften.

Ob diese Nanoröhrchen sich billig genug herstellen lassen um daraus ein Seil zu fertigen , möchte ich mal dahinstellen. Ehrlich gesagt, ist mir auch nicht klar, mir welchen Verfahren dies Großtechnisch bewerkstelligt werden kann.

Im Grunde ist ja noch nicht mal Diamant als Werkstoff völlig erforscht. So soll es Kohlenstoffverbindungen in Kometen etc. geben, die eine noch 10 mal höhere Härte als Diamant besitzen. Mag sein, daß diese Röhrchen eine hohe Zugfestigkeit haben. Aber harte Materialien sind in aller Regel auch sehr spröde.

Die Tragfläche eines Flugzeugs bricht nur deshalb nicht ab, weil sie federt. Sie kann stoßartigen Belastungen nachgeben, ohne daß dabei die strukturelle Integrität zerstört wird. Ein solches "Seil" müßte auch sehr elastisch sein.

Kann ein Seil aus Nanoröhrchen mit den Eigenschaften eines Seiles aus Nylon oder Keflar mithalten ? (Zugfestigkeit, Elastizität, Biegbarkeit, Gewicht )
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 10. Oktober 2009, 14:14:57
Mahlzeit!


... Ehrlich gesagt, ist mir auch nicht klar, mir welchen Verfahren dies Großtechnisch bewerkstelligt werden kann. ...
Das Werk wird bereits gebaut:
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffnanor%C3%B6hre#Industrielle_Verwirklichung (http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffnanor%C3%B6hre#Industrielle_Verwirklichung)

Elastisch sollte so ein Seil nach Möglichkeit nicht sein. Es soll ja eine definierte Länge haben und nicht mal kürzer oder länger sein. Aber abgesehen von den Material- und anderen Problemen wurde ja schon weiter oben festgestellt, daß die Realisierung eines solchen Aufzugs schon aus politischen Gründen der Sicherheit scheitert.

Glas läßt sich zum Beispiel auch prima biegen. Bestes Beispiel sind Glasfaserleitungen. Und Kohlenstoffnanoröhren sind nochmal um mehrere Größenordnungen dünner.


Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 10. Oktober 2009, 14:15:28
Mag sein, daß diese Röhrchen eine hohe Zugfestigkeit haben. Aber harte Materialien sind in aller Regel auch sehr spröde.

Wer sagt denn, dass die hart sind?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 10. Oktober 2009, 14:59:38
Zitat
Elastisch sollte so ein Seil nach Möglichkeit nicht sein. Es soll ja eine definierte Länge haben und nicht mal kürzer oder länger sein.

Ich spreche hier von der Elastizität einer Autofeder, Stahlblattfeder etc. und nicht der eines Gummibandes.

Zitat
Wer sagt denn, dass die hart sind?

Das war eine reine Vermutung von mir. Wie hart ist denn das Material ?

Soweit ich gelesen habe wird der Hauptanwendungsbereich im Moment die Elektronik werden. Man darf abwarten, was dieser neue Werkstoff in der Zukunft bringen wird ....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: rm39 am 04. November 2009, 16:22:57
Diesen Monat soll wieder die Space Elevator Games in der Mojave-Wüste stattfinden. In der Nähe des Flugforschungszentrums Dryden am Luftwaffenstützpunkt Edwards stellen sich drei Teams dem Wettbewerb. Da ich mit dem Thema nicht so vertraut bin, hier für alle Interessierten die Links dazu.

http://derstandard.at/1256744030820/USA-Tests-fuer-Entwicklung-von-Weltraumaufzuegen
http://www.merkur.de/2009_42_Fahrstuhl_ins_All.37754.0.html?&no_cache=1

Der zweite Artikel ist noch aus dem Oktober aber etwas ausführlicher.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 04. November 2009, 20:11:30
Wann findet denn ein Wettbewerb für das Seil (Material) statt??

Irgendwie wird das ganze unübersichtlich - zumindest scheint's mir so...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: rm39 am 04. November 2009, 21:08:39
N'abend,

wie es scheint ging es heute schon los.
JUST THE FACTS
Termin:       November 4, 2009
Ort:             NASA Dryden Flight Research Center,
                   Edwards Air Force Base, Mojave, CA
Teilnehmer:  3 Qualified Teams:
                   KC Space Pirates, LaserMotive, USST
Höhe:          1 km vertical raceway,
Antrieb:       laser-powered vehicles
Preis:          $2,000,000 Total prize purse (two levels)

Ein paar mehr Infos gibt es hier:
http://www.spaceelevatorgames.org/
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 05. November 2009, 10:37:23
Das Seil ist an einem Hubschrauber befestigt. Das war ja eigentlich nicht die Idee.

Wer ins All will, muß extrem beschleunigen. Wenn man zu langsam ist, fällt man einfach herunter. Daran ändert auch das Seilkonzept nichts.

Wer zudem noch in einen anderen Orbit will, muß nochmal viel Energie aufwenden um dort hin zu gelangen.

Meine Meinung : Theorie gut, aber als Space Elevator nicht machbar !
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 05. November 2009, 11:15:24
Wieso muss man denn "stark beschleunigen", wenn man ins All will? Ganz prinzipiell: man kann auch gemächlich beschleunigen. Außerdem hat das nichts mit dem Space Elevator zu tun. So ein Fahrstuhl ist nichts anderes als ein hoher hoher Berg. Wenn ich auf einen Berg steige, beschleunigt mich die Erde auch "einfach" mit. Natürlich gilt weiterhin Energie- und Drehimpulserhaltung. Aber "wie schnell" ich aufsteige, hat nichts mit der Geschwindigkeit im Orbit zu tun. Auch wenn ich langsam aufsteige und sogar pausen einlege, komme ich am Ende oben an.


Und zu Orbitmanövern: nein, die brauchen nicht viel Energie verglichen mit einem Start. Inklinationsmanöver sind aufwändig, aber nicht pauschal alle Manöver da oben. Der Aufstieg aus der Gravitationssenke Erdeoberfläche-Orbit kostet viel Energie.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 05. November 2009, 12:25:35
ja , natürlich hast Du recht.

Es ist nur eine merkwürdige Vorstellung, daß das auch ganz langsam funktioniert.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 05. November 2009, 12:47:39
Für eine Spaceelevator gilt eigentlich, dass Auf- und Abfahrten koordiniert werden müssten. Nutzlast, Elevator und Erde bilden ein rotierendes System, in dem der Drehimpuls konstant bleibt. Für jedes bisschen Masse, dass man an ihm herauf transportiert, verlangsamt sich die gesamte Rotation. Für den elastischen Elevator hätte das dann zur Folge, dass sein "Gipfel" allmählich zurückfällt. Ausgleichen könnte man das, indem man gleichzeitig (oder zeitnah) eine gleichgroße Masse wieder hinunter transportiert. Nur, wir wollen in der Raumfahrt ja etwas hinauf transportieren und kein Nullsummenspiel spielen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GalacticTraveler am 05. November 2009, 14:15:19
Hallo,

anders gesagt: Es treten Coriolis-Kräfte auf, wie bei allen bewegten Massen in rotierenden Systemen. Und wie man die ausgleichen will ist mir auch nicht so ganz klar, selbst bei einer gleichzeitig herabfahrenden Gegenmasse würden diese Kräfte auftreten und an dem Kabel zerren, dann immerhin in jeweils entgegengesetzte Richtung, aber leider nicht am selben Ort zur gleichen Zeit.

Gruß,
Jan
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 05. November 2009, 14:35:08
Wenn am Ende des "Seils" eine Masse befestigt ist zieht diese das Seil straff. Wenn nun etwas an dem Seil nach oben befördert wird wird das Seil gebremst und die Masse am Ende fällt ein Stück hinter seinen Befestigungspunkt auf der Erde zurück. Am Befestigungspunkt unten treten dann ein bischen höhere Kräfte auf um die Masse am Seilende wieder zu beschleunigen.
Ich würde sagen man braucht kein Antrieb am Seilende oder abwärtsfahrende Massen am Seil.
Das hatten wir hier auch schon mal weiter vorne, habs nur gerade nicht gefunden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GalacticTraveler am 05. November 2009, 14:51:12
Das würde aber vermutlich zu unkontrollierbaren Schwingungen (nicht nur des Seils sondern auch der Endmasse) führen. Ich fürche so einfach ist das nicht...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 05. November 2009, 14:57:06
Das würde aber vermutlich zu unkontrollierbaren Schwingungen (nicht nur des Seils sondern auch der Endmasse) führen. Ich fürche so einfach ist das nicht...

Unkontrollierbare Schwingungen der Erdmasse?  ???
Die Erde ist so schwer, da schwingt nix wegen eines kleinen Seils dran ...

Das Seil schwingt sicherlich recht erheblich aber aus den verschiedensten Gründen. Das ist definiv ein Problem was man beachten muss.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 05. November 2009, 15:31:54
Der Gesamtdrehimpuls bleibt erhalten. Wenn wir Masse nach oben bringen, wird das gesamte System aus Elevator und Erde langsamer rotieren. Da zuerst der Elevator selbst verlangsamt wird, treten erstmal nur große Kräfte innerhalb auf. Aber so wirkt das ganze dann natürlich auch auf die Erde zurück. Insgesamt rotiert das System langsamer mit jedem Kilogramm, das oben ankommt.

Wenn man das dann weiter spinnt und wir "riesige" Strukturen im All errichten, hätte das irgendwann mal einen echten Effekt und würde die Erde verlangsamen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GalacticTraveler am 05. November 2009, 15:45:06
Unkontrollierbare Schwingungen der Erdmasse?  ???
Die Erde ist so schwer, da schwingt nix wegen eines kleinen Seils dran ...

Das Seil schwingt sicherlich recht erheblich aber aus den verschiedensten Gründen. Das ist definiv ein Problem was man beachten muss.

ENDmasse, nicht ERDmasse  ;) Dass da die Erde nicht aus der Bahn rollt ist schon klar!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 05. November 2009, 15:48:32
ENDmasse, nicht ERDmasse  ;) Dass da die Erde nicht aus der Bahn rollt ist schon klar!

Oh, Entschuldigung! Kleiner Lesefehler meinerseits.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 05. November 2009, 16:31:11
Zitat
ENDmasse, nicht ERDmasse

Habe ich auch zuerst gelesen.  ::)

Stimmt schon, der umfunktionierte Bohrturm würde einiges aushalten müssen...

Erde: irgendwo habe ich mal eine theoretisch angestellte Rechnung gelesen (vielleicht war's sogar hier), dass man von der Erde über 10 Mrd Jahre Pro Tag/( oder wars Woche?) 10 Tonnen oder so hochschicken kann und man würde damit den Tag um weniger als eine Stunde verlängern...
Also Zahlen müssen nicht stimmen, nur die Größenordnungen sollen veranschaulicht werden...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 05. November 2009, 23:23:39
Ja stimmt, die Größenordnungen sind schon jenseits von allem was der Mensch wohl wird erschaffen können. Bleiben die Belastungen für den Elevator, wenn sich eine Schwindung aufbaut.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: rm39 am 06. November 2009, 12:31:20
Hi,

erste Ergebnisse bei den Space Elevator Games, das Team LaserMotive ereichte gestern 900 Meter Höhe bei einer Geschwindigkeit von annähernd vier Metern pro Sekunde. Damit sicherten sie sich einen Teil des Preisgeldes von 900.000 Dollar für die erste Preisstufe. Ziel ist die zweite Preisstufe, bei der eine Aufstiegsgeschwindigkeit von wenigstens fünf m/s erreicht werden müssen. Dieses Ziel möchte das Team LaserMotive heute schaffen, schauen wir mal.  8)
Hier der ganze Artikel: 
http://pressetext.de/news/091106023/weltraumaufzug-rekorde-bei-wuesten-wettbewerb/
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 06. November 2009, 15:22:23
http://derstandard.at/fs/1256744215313/Weltraumaufzug-Rekorde-bei-Wuesten-Wettbewerb

Im Dezember gibt es endlich den Thetherwettbewerb (Seil, CNT)...

Wie viel Energie bräuchte denn ein Climber mit - naja, wieviel Masse ist denn realistisch? 15 t , um 5-7 m/sek hinaufzuklettern?
Kann man die Versorgung mit Atom sicherstellen? Oder zu langsame Energieabgabe?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 06. November 2009, 15:48:27
Bring doch nicht Energie und Leistung durcheinander. Bei Interesse kannst du das auch selbst ausrechnen/überschlagen, praktisch mit Schulphysik.


Frage nach der Energie
Hier musst du einfach die Energiedifferenz ausrechnen aus Gesamtenergie am Boden und am Ziel. Normalerweise ist das immer die Summe aus potentieller Energie im Schwerefeld und kinetischer Energie. Beim Space Elevator wird das aber einfacher. Hier musst du nur die potentielle Energiedifferenz ausrechnen. Die Geschwindgkeitsänderung (Beitrag zur kinetische Energie) bekommst du "gratis", da man praktisch nur einen hohen Berg besteigt. Dafür wird die Erde etwas verlangsamt.
Also einfach potentielle Energie da oben minus potentielle Energie hier unten, und schon hast du die zu leistende Arbeit/Energie.

Frage nach der Leistung
Wie schnell willst du oben sein? Der eben berechnete Arbeitsaufwand muss durch die Zeit geteilt werden, und das ergibt die Leistung.

Und was meinst du mit:
Zitat
Kann man die Versorgung mit Atom sicherstellen? Oder zu langsame Energieabgabe?
?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 06. November 2009, 20:18:12
Die Vorgabe bei einem Elevator ist mindestens 5m/sek, sonst dauert es mehr als nur Wochen zum Aufstieg, und das wäre für Menschen, aber auch für empfindliche Elektronik nicht das beste... Wenn man es vermeiden kann...

Bei den Marsrovern z.b. stellt die Sonne nicht genug Energie bereit, sie puffern sie in Akkus und setzen dann alles auf einmal frei (bildlich gesprochen), in kurzer Zeit.

Kann man mit einem halbwegs kleinem Atomreaktor einen Climber powern, oder wird dann die Masse zu groß?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: MX87 am 06. November 2009, 20:25:01
Die Vorgabe bei einem Elevator ist mindestens 5m/sek, sonst dauert es mehr als nur Wochen zum Aufstieg, und das wäre für Menschen, aber auch für empfindliche Elektronik nicht das beste... Wenn man es vermeiden kann...

Solange die Beschleunigung selbst nicht zu schnell abläuft dürfte auch die Elektronik diese Geschwindigkeit vertragen. Selbst in Bergwerken finden sich aufzüge die 2-3m/sek schnell sind. Wichtig für die Belastung ist die Art der Beschleunigung (aprupt vs langsam ansteigend) nicht die Endgeschwindigkeit.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 06. November 2009, 20:51:09
Ich denke runner meinte die Wirkung einer langsamen Fahrt durch die Van-Allen-Gürtel auf die Elektronik und den Menschen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 06. November 2009, 20:53:31
Bzgl. Energieversorgung:

Die Konzepte, die ich kenne, schleppen keine eigene Energieversorgung mit sich, sondern bekommen vom Boden Energie zugeführt, daher auch die Versuche mit Lasern (und evtl. Mikrowellen) bei den "Games".
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 07. November 2009, 00:15:48
Und träumen tut man meines Wissens immer noch davon, bei der Rückkehr aus dem All Energie zurück zu gewinnen. Das würde die Gesamtenergiekosten noch einmal nicht unerheblich senken. Ob die Ingenieurskunst allerdings in der Lage sein wird, die physikalischen Ideen umzusetzen? Das gilt selbstverständlich auch schon für den Lift an sich.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: MX87 am 07. November 2009, 01:07:00
Für ähnlich phantastisch wie einen Weltraumlift, hielt man vor 100 Jahren auch die Idee, dass tausende Satelliten die Erde umkreisen.
Im Bereich der Materialforschung wurden allein in den letzten 50 Jahren Quantensprünge vollführt. Die Herstellung der Nanoröhrchen ist im Experimentierstadium wie es vor 30 Jahren Kohlefasermaterialien waren. Heute kann man solche Bauteile schon Industriell bauen...
Aus diesem Grund wage ich es gar nicht zu sagen, dass ein Weltraumlift "unmöglich" ist. Es haben immerhin auch etliche Leute gesagt, dass eine Untertunnelung der Ärmelkanals eine Idee von Phantasten sei...

Ich schliesse das ganze nicht aus, aber lege mich nicht darauf fest, dass es einem Weltraumlift einmal geben wird.

Okay schwieriger als das Projekt Eurotunnel wird's auf jeden Fall...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 07. November 2009, 03:13:25
Mahlzeit!


Auf die Nichtmachbarkeit eines solchen Aufzuges habe ich schon mehrmals hingewiesen. Technisch durchaus irgendwann realisierbar, aber politisch oder finanziell wohl eher nicht. Vergesst es einfach.

Davon abgesehen ist es aus mindestens zwei Gründen sinnlos einen Aufzug hoch und wieder runter fahren zu lassen:

1. Der Aufzug benötigt eventuell mehrere Wochen um zum Ziel zu kommen. Beispielsweise bewegt sich der Aufzug des Berliner Fernsehturms mit 6 m/s. (21,6 km/h). Bei ca. 36.000 km Fahrstrecke wären das ca. 70 Tage. Wieder zurück geht es eventuell etwas schneller, aber immer noch viel zu langsam für eine hohe Startrate. Mir ist natürlich klar, daß ich nicht weiß welche Geschwindigkeiten diesbezüglich tatsächlich machbar sein können.

2. Beim Start des Aufzuges bewegt sich dieser mit 1.670 km/h auf der Äquatorlinie um die Erde. In ca. 36.000 km Höhe über dem Äquator muß er sich mit 11.070 km/h bewegen. Also benötigt der Aufzug nicht nur ständig Energie um nach oben zu kommen, er muß auch noch ständig horizontal beschleunigen. Dazu benötigt er nicht nur noch mehr Energie sondern auch ein Raketentriebwerk und entsprechend viel Masse zum wegschleudern. Fährt er nun wieder herunter muß er wieder horizontal abgebremst werden, braucht also noch mehr Energie und Masse zum Wegschleudern. Das gleiche Problem besteht in diesem Zusammenhang ebenfalls beim Bau des Aufzuges und bei einer Havarie (Seilriss). Egal wo das Seil reißen sollte gefährdet es auf der einen Seite direkt Menschenleben in großen Gebieten der Erde und auf der anderen Seite bleibt eventuell ein mehrere tausend km langes Stück Weltraumschrott zurück, dem man nicht so ohne weiteres ausweichen kann, da es so groß ist und seine Bewegungen wahrscheinlich nicht vorhersehbar sind.

Sollte übrigens das Seil elektrisch leitend sein so interagiert es mit dem Magnetfeld der Erde. Es entstehen dann wohl große Ströme und Spannungen und es wirken dann natürlich auch Kräfte auf das Seil (elktrodynamisches Prinzip). Besonders wenn das Seil nicht elektrisch leitend ist wird es wohl zu großen statischen Aufladungen kommen mit mir ehrlich gesagt nicht bekannten Folgen.

Das ist und bleibt alles nur schöne Science-Fiction. Oder -- wenn das Seil reißt -- Stoff für einen utopischen Äktschnfilm.


Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 07. November 2009, 06:51:16
Hallo Peter,

zu deinen beiden Punkten:

Punkt 1:
Es muss nicht nur ein "Zug" unterwegs sein, sondern alle 15 Minuten könnte ein neuer starten. Außerdem dürfte man schneller fahren als im Fernsehturm (bei entsprechender Leistung) ;).

Punkt 2
Ich hatte eine Seite vorher geschrieben: horizontale Geschwindigkeit bekommt man umsonst, dafür wird die Erde etwas langsamer. Wenn du einen Berg besteigst, beschleunigst du auch nicht extra in Rotationsrichtung, der Berg nimmt dich einfach mit. Der Aufzug ist einfach ein "hoher" Berg und Teil der Erde.

(Die Katastrophe eines reisenden Seils wurde in Büchern schon mal beschrieben (Red Mars). Warten wir mal bis der Film kommt ;).)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 07. November 2009, 19:18:35
Mahlzeit Daniel,


bei 1. bezog ich mich darauf:
Und träumen tut man meines Wissens immer noch davon, bei der Rückkehr aus dem All Energie zurück zu gewinnen. ...
Aber alle 15 min. ein Start ist doch sehr illusorisch. Selbst wenn die Dinger mit 100 km/h fahren sollten würde alle 25 km ein Aufzug mit x Tonnen Gewicht dran hängen. Das wären bei 36.000 km Seillänge 1.440 Aufzüge. Wie lang müßte denn dann das Aufzugseil werden? 100.000 km oder noch mehr? Oder/und mit einem gigantischen Gegengewicht (das man erstmal hochbringen muß)?
(ich hoffe, daß ich keine Rechenfehler gemacht habe)

... horizontale Geschwindigkeit bekommt man umsonst, dafür wird die Erde etwas langsamer. Wenn du einen Berg besteigst, beschleunigst du auch nicht extra in Rotationsrichtung, der Berg nimmt dich einfach mit. Der Aufzug ist einfach ein "hoher" Berg und Teil der Erde. ...
Das mag bei einem Berg oder einem künstlichen Berg (auch Turm genannt) so funktionieren, denn diese sind mehr oder weniger starr. Aber bei einem Seil würde es nur funktionieren wenn es straff zwischen zwei Fixpunkten befestigt ist. Bei diesem Aufzug ist es aber nur an einem Punkt fest. Der andere Punkt im Weltall ist lose. Deshalb wickelt sich das Seil um die Erde wenn ein Gewicht ohne horizontale Beschleunigung daran nach oben steigt.


Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 10. November 2009, 11:32:51
Mahlzeit Daniel,


bei 1. bezog ich mich darauf:
Und träumen tut man meines Wissens immer noch davon, bei der Rückkehr aus dem All Energie zurück zu gewinnen. ...
Aber alle 15 min. ein Start ist doch sehr illusorisch. Selbst wenn die Dinger mit 100 km/h fahren sollten würde alle 25 km ein Aufzug mit x Tonnen Gewicht dran hängen. Das wären bei 36.000 km Seillänge 1.440 Aufzüge. Wie lang müßte denn dann das Aufzugseil werden? 100.000 km oder noch mehr? Oder/und mit einem gigantischen Gegengewicht (das man erstmal hochbringen muß)?
(ich hoffe, daß ich keine Rechenfehler gemacht habe)

... horizontale Geschwindigkeit bekommt man umsonst, dafür wird die Erde etwas langsamer. Wenn du einen Berg besteigst, beschleunigst du auch nicht extra in Rotationsrichtung, der Berg nimmt dich einfach mit. Der Aufzug ist einfach ein "hoher" Berg und Teil der Erde. ...
Das mag bei einem Berg oder einem künstlichen Berg (auch Turm genannt) so funktionieren, denn diese sind mehr oder weniger starr. Aber bei einem Seil würde es nur funktionieren wenn es straff zwischen zwei Fixpunkten befestigt ist. Bei diesem Aufzug ist es aber nur an einem Punkt fest. Der andere Punkt im Weltall ist lose. Deshalb wickelt sich das Seil um die Erde wenn ein Gewicht ohne horizontale Beschleunigung daran nach oben steigt.


Gruß
Peter


Das ist so nicht ganz korrekt!
Das "obere" Ende des Seils IST fest in dem Sinn, dass dort ein gegen"gewicht" in 150.000 Kilometer Höhe hängt, die eine Zugkraft auf das Seil ausübt.
Die Stzation im geostationären orbit ist somit sozusagen zwischen zwei Punkten aufgehängt.
Der eine ist am Äquator an der Erde befestigt, der andere am Gegengewicht in 150.000 Kilometer Höhe.

Durch aufsteigende Gewichte wird somit zwar temporär (für die dauer des Aufstiegs) ein Moment ausgeübt, das Seil bleibt aber straff im 90° Winkel zur Erdoberfälche gespannt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GalacticTraveler am 10. November 2009, 11:54:42
Das ist so nicht ganz korrekt!
Das "obere" Ende des Seils IST fest in dem Sinn, dass dort ein gegen"gewicht" in 150.000 Kilometer Höhe hängt, die eine Zugkraft auf das Seil ausübt.
Die Stzation im geostationären orbit ist somit sozusagen zwischen zwei Punkten aufgehängt.
Der eine ist am Äquator an der Erde befestigt, der andere am Gegengewicht in 150.000 Kilometer Höhe.

Durch aufsteigende Gewichte wird somit zwar temporär (für die dauer des Aufstiegs) ein Moment ausgeübt, das Seil bleibt aber straff im 90° Winkel zur Erdoberfälche gespannt.

Und genau das glaube ich nicht. Wie ich weiter oben schonmal schrieb, es treten Coriolis-Kräfte auf, die auch ein "Gegengewicht" nicht ausgleichen kann. Dafür wäre z.B. ein Raketenantrieb an den Gondeln notwendig. "Umsonst" durch Abbremsung der Erde geht da leider nichts. Die Kräfte treten nämlich nicht senkrecht zur Seilrichtung auf, es würde zu seitlichen Versetzungen und Schwingungen kommen, und die Beschleunigungsenergie würde zudem über das Seil auf die Erde übertragen werden müssen, was die ohnehin enorme Spannung des Seils weiter belasten würde. So einfach ist das alles leider nicht...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 10. November 2009, 12:03:01
Die Kräfte sind aber lediglich temporär. Insofern glaube ich auch an einen durchaus bemerkenswerten (und nicht zu unterschätzenden) Schwingungszustand den das Seil erfahren wird. Aber ein "Aufwickeln" wird nicht statt finden:

Eine Masse fährt am Seil Richtung geostationären Orbit.
damit wird eine Kraft gegen die Drehrichtung ausgeübt.
Die Zentripetalkraft des gegengewichts zieht dagegen und führt das Seil zurück in seine Ausgangslage.
Das wird zu einem Aufschwingen des Seils führen, dass die Spannung im Seil unter Umständen deutlich erhöhen wird, je nachdem wie nahe man der Resonanz kommen wird.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 29. November 2009, 15:56:51
kennt eigentlich einer den aktuellen Stand der Liftport Group?

Wie weit ist die entwicklug des Seils ?

Kennt einer hierzu eine deutsche adr. mit aktuellem forschungsstand?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 29. November 2009, 16:29:56
Ich empfehle mal die Berichte auf History HD , "Geheimnisse des Universums" anzuschauen. Da wird auch auf die Gefahren der Raumfahrt eingehend hingewiesen. Unter anderem auch auf dieses ominöse Seil. 

Da wirken gigantische Kräfte. Und wenn etwas schief geht gibt es gleich Tote !

Meiner Meinung nach ist das Projekt zu gewaltig und mit zu vielen Risiken verbunden, um jemals realisiert zu werden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 29. November 2009, 16:32:56
Ich empfehle mal die Berichte auf History HD

Wenn ich könnte...
Ich glaub weniger als 1% haben die Kombination HD Fernseher, HD SAT-Receiver und ein Sky HD Abo...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 29. November 2009, 16:48:56
Ja, leider ist das kein freies Fernsehen. Ich empfehle aber trotzdem jeden, der sich mit der Materie der Naturwissenschaften befasst History bzw, National Geographic zu schauen.

Obwohl es mir widerstrebt Pay TV anzupreisen, muß ich sagen, daß dies zwei sehr gute Sender mit hochwertigen Reportagen sind. Hier mal ein direkter Link : http://natgeochannel.de/ (http://natgeochannel.de/)

Da startet jetzt eine Serie "Unser Universum".

Leider hat sich der "Discovery Channel" gegenüber früher in der Qualität sehr verschlechtert.

Dafür bekommt man aber im Paket von Sky einige andere interessante Kanäle gleich mit.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 29. November 2009, 16:52:02
1. kennt eigentlich einer den aktuellen Stand der Liftport Group?

2. Wie weit ist die entwicklug des Seils ?

3. Kennt einer hierzu eine deutsche adr. mit aktuellem forschungsstand?

1. Ich glaube der Liftport Group ist inzwischen das Geld ausgegangen. Die letzte News auf ihrer Internetseite ist von 2007.

2. Es wird derzeit noch nirgends an der Entwicklung des Seils gearbeitet. Man befindet sich eher noch im Bereich der Grundlagenforschung. Bisher ist noch unklar, ob man überhaupt entsprechend lange und stabile Kohlenstoffnanoröhrchen auf industriellem Maßstab herstellen kann.

3. Z.B. hier:

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden
Winterbergstr. 28, 01277 Dresden

Carbon-Nanotubes
Dr. Oliver Jost
Telefon: +49 351 / 83391-3477
Fax: +49 351 / 83391-3300

Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Ralf Jäckel
Telefon: +49 351 / 83391-3444
Fax: +49 351 / 83391-3300
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 29. November 2009, 16:53:16
Zitat
Und wenn etwas schief geht gibt es gleich Tote !

Man kann auch aus dem Bett fallen, ein Atomkraftwerk kann es zerfetzen, Oder es könnte ein Gamma-Strahlenstern innerhalb von Millisekunden seiner Explosion uns auf 15000°C grillen

Wie immer, wenn man etwas beherrscht sind die Risiken behrerschbar.

Und kaum ein Projekt könnte so gewaltige Auswirkungen haben auf unseren Alltag wie die Entwicklung des Weltraumliftes.


___
Auch die http://www.spaceward.org/elevator2010  
Spaceward Fondation mit Elevator:2010 - The Space Elevator Challenge
scheint stehengeblieben, oder zumindest ihre Seite zu vernachlässigen...

Dort steht was von Theter Challenge im August 2009 und was ich gehört habe, wurde das auf Dezember verschoben...

_________
Ah ja ich hätte noch eine Bitte: Könnte sich jemand das ansehen http://www.spaceward.org/elevator-when ,
ich verstehe die Grafik nicht, über die Voraussichtliche und tatsächliche Materialstärke...

Wie ich das interpretiere ist man im Zeitplan hinten(?) Andererseits ist das 11 schon oberhalb der benötigten Materialstärke, also könnte schon gebaut werden (?)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 29. November 2009, 17:05:09
Zitat
Wie immer, wenn man etweas beherrscht sind die Risiken behrerschbar.

Nicht böse sein, daß ich hier Kritik übe, aber wie war das noch gleich mit der Atomkraft ? Für Jahre war das die sauberste Energie überhaupt. Dann gab es Unfälle und schließlich wusste niemand wohin mit dem Restmüll. Vom Supergau gar nicht zu reden. Oder die Geschichte mit der unsinkbaren Titanic, die gleich bei der Jungfernfahrt tiefer gelegt wurde ?

Diese Aussage von Dir, unterstellt, dass wir alle Eventualitäten und Risiken ausschließen. Das wird aber nie möglich sein. Es gibt Leute, die schon Schwierigkeiten haben ihren Videorecorder zu programmieren .....

Zitat
Man kann auch aus dem Bett fallen, ein Atomkraftwerk kann es zerfetzen, Oder es könnte ein Gamma-Strahlenstern innerhalb von Millisekunden seiner Explosion uns auf 15000°C grillen

Oder vielleicht tritt einem eine Giraffe im Zoo auf den Fuß.

Was sind denn das für Vergleiche. Das ist ja so, als ob ich die Fallbeschleunigung einer Birne mit dem Sprungverhalten eines Kängurus vergleichen wollte.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 29. November 2009, 17:43:55
Zitat
Nicht böse sein, daß ich hier Kritik übe,
Kritik kann immer zu einer konstruktiven Diskussion führen, die somit mehr Aspekte ausreichend beleuchtet  ;)


Zitat
Diese Aussage von Dir, unterstellt, dass wir alle Eventualitäten und Risiken ausschließen. Das wird aber nie möglich sein.

Der Forscherdrang des Menschen hat schon Dinge gemacht, die keiner Rational erklären konnte, und die man für Blödsinn hielt. Wie die Idee des Fliegens.

Und wenns halt wirklich ist, dann kappt man das Seil und es fliegt davon in den Weltraum. Das wars dann auch...
Vorteil wars keiner, aber man hat trotzdem daraus gelernt


Man kann zu blauäugig sein, aber es gibt auch sehr viele Leute, die einfach ihr Potential nicht auschöpfen, weil sie an nichts glauben.
Der Fortschritts und Technologieglauben war einfach zu Zeiten der Mondlandungen noch stärker...
Wissen ist begrenzt, Fantasie nicht (Einstein)

Ohne Visionen, ohne neues, stagniert die Welt
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 29. November 2009, 18:37:20
Die Titanic war niemals "unsinkbar"! Da wurde der Presse lediglich erklärt, dass durch quer laufende Schotts einzelne Sektionen volllaufen könnten und das Schiff trotzdem schwimmfähig bleiben würde. Diese Aussage war völlig korrekt und wurde auch so einigermaßen von den Journalisten verstanden. In den ersten Berichten stand auch nach der betreffenden Erläuterung "praktisch unsinkbar". Das hat sich dann später etwas verselbständigt.

Ein Weltraumlift stellt im Augenblick aber kaum mehr da als eine interessante Theorie, über die man trefflich theoretisieren kann. Von der technischen Realisierung sind wir zurzeit noch dermaßen weit entfernt - sagen wir es einmal so: Kommerzielle Kernfusion schaffen wir vermutlich in einem Drittel der Zeit oder noch weniger, und da wird von einem Zeitraum über 50 Jahre gesprochen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 29. November 2009, 19:24:50
Mahlzeit!


Bitte auch mir nicht böse sein, aber was du da lieferst sind nur hohle Sprüche (auch Phrasen dreschen genannt). Natürlich sind es keine Falschaussagen, aber sie sind nur sehr allgemein. Mit ähnlichen Phrasen könnte ich nun gegenhalten, aber was sollte das bringen? In etlichen Filmen mit John Wayne, Clint Eastwood, Charles Bronson und anderen "Superhelden" werden auch fast nur Phrasen gedroschen und können einem manchmal tüchtig auf den Geist gehen.
... Und wenns halt wirklich ist, dann kappt man das Seil und es fliegt davon in den Weltraum. Das wars dann auch...
Wie kommst du darauf, daß ein eventuell über 100.000 km langes, besonders festes Seil sich nach dem Abtrennen von der Erde (egal ob absichtlich oder wegen Defekt) in Luft auflöst? Es bleibt ein eventuell über 100.000 km langes, besonders festes Seil! Es bewegt sich dann als nicht berechenbares Stück Weltraumschrott unkontrolliert eine halbe Ewigkeit um die Erde. Und würde mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit weitere eventuell vorhandene Aufzüge zerstören.

Hatte ich doch schon mehrmals geschrieben. Auch wird immer behauptet, daß so ein Aufzug preisgünstiger als die bisherige Raketentechnik sei. Aber das ist noch lange nicht belegt und bleibt also nur eine Behauptung. Immerhin würde dieser Aufzug nur am Äquator funktionieren und ist somit nicht für alle Weltraummissionen brauchbar.

So wie ein Höhlenmensch damals nicht in der Lage sein konnte in kurzer Zeit eine Dampfmaschine oder Rechenmaschine zu bauen sind auch wir nicht in der Lage in kurzer Zeit einen Aufzug in den Weltraum zu bauen. Die Forschung an solch einem Aufzug sollte also trotzdem fortgeführt werden, denn mindestens einen Vorteil hat ein solcher Aufzug eventuell schon: Mann könnte in relativ kurzer Zeit sehr viel Material und Personen in einen Orbit bringen. In (hoffentlich) ferner Zukunft könnten dann solche Aufzüge die letzte Rettung der Menschheit darstellen. Aber das führt schon in den Bereich der Science Fiction, denn auch eine zweite Erde müßte bis zu diesem Moment nicht nur gefunden sondern auch erreichbar sein.


Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 29. November 2009, 21:01:47
Zitat
Von der technischen Realisierung sind wir zurzeit noch dermaßen weit entfernt - sagen wir es einmal so: Kommerzielle Kernfusion schaffen wir vermutlich in einem Drittel der Zeit oder noch weniger, und da wird von einem Zeitraum über 50 Jahre gesprochen.

Ich persönlich glaube ja, dass wie vorher einen funktionierenden Weltraumlift haben werden.

Vor 50 Jahren hieß es schon , wir beherrschen kontrollierte Fusion in 50 Jahren...

->Nyet
Man bräuchte Temperaturen und Drücke wie auf der Sonne, bei zu wenig Druck bräuchte man das vielfache der Temperatur der Sonne...

Zitat
Immerhin würde dieser Aufzug nur am Äquator funktionieren und ist somit nicht für alle Weltraummissionen brauchbar.
Im Gegenteil. Er könnte ja auf eine andere Inklination wechseln... Mit Treibstoff, den man sich beim Aufstieg spart...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GalacticTraveler am 29. November 2009, 22:30:32
Vor 50 Jahren hieß es schon , wir beherrschen kontrollierte Fusion in 50 Jahren...

...und Ende der 80er Jahre hieß es, man sei bis 1999 bemannt auf dem Mars.

Ich glaube, man kann so etwas nicht vorhersehen. Die meisten vorhergesagten Entwicklungen finden dann letztendlich nicht oder nur extrem verzögert statt, während die meisten bahnbrechenden Entwicklungen nicht vorhergesagt werden. Meine Vermutung: Irgendwann wird es plötzlich eine ganz andere Entwicklung geben, die wir heute noch gar nicht sehen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 30. November 2009, 11:08:32
Zitat
Meine Vermutung: Irgendwann wird es plötzlich eine ganz andere Entwicklung geben, die wir heute noch gar nicht sehen.

Das macht für mich Sinn. Schließlich wissen wir heute nicht, was in der Zukunft noch so alles entwickelt wird. Am Anfang des 20. Jahrhunderts war auch noch nicht vorhersehbar, daß einmal Menschen im Linienflug fast alle Plätze der Erde erreichen können.

Statt eines Weltraumaufzuges könnte genauso gut ein Katapult eingesetzt werden das Kapseln in den Weltraum schleudert. So eine Technik wäre vielleicht sogar einfacher zu beherrschen. Je einfacher um so besser.

Was die Kernfusion anbelangt : Die wird auch in 50 Jahren noch nicht beherrschbar sein. Das ist aus meiner Sicht nichts anderes als ein Grab für riesige Mengen an Forschungsgeldern, die anders besser eingesetzt werden könnten. ZB. bei Dessert Tec. Immerhin wird da auch Kernfusionsenergie genutzt. Dafür braucht aber keine hoch komplizierte Anlage gebaut zu werden.

In der Wüste verballern jeden Tag riesige Energiemengen, die wir diringenst als Ablösung für die auf Kohle basierende Energiewirtschaft brauchen. Wann nutzen wir endlich konsequent nachhaltige Energiequellen ?

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 30. November 2009, 18:00:08
Zitat
Statt eines Weltraumaufzuges könnte genauso gut ein Katapult eingesetzt werden das Kapseln in den Weltraum schleudert. So eine Technik wäre vielleicht sogar einfacher zu beherrschen. Je einfacher um so besser.

Wenn die Kanone oder das Katapult zu wenig befüllt wird, fliegt der Brocken mit 7,5 km / sek auf die Erde (naja, ein bisschen langsamer wegen atmosphärischer Reibung)

Was ist einfacher als ein simples Seil, an dem man hochklettert??
Wenn es die Materialien gibt, die dem Standhalten, sollte es sowohl eine der primitivsten als auch der Effektivsten Konstruktionen sein...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 30. November 2009, 18:29:43
Das Thema Katapult hatten wir doch schonmal. Es geht nicht (ohne sowas fernes wie Trägheitsaufhebung). Man bräuchte eine sehr lange Strecke zum beschleunigen wenn man nicht 100g haben will. Siehe dazu auch die Diskusionen zur SpaceCannon und Magnetbahn als Starthilfe.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 30. November 2009, 19:08:51
Zitat
Das Thema Katapult hatten wir doch schonmal. Es geht nicht (ohne sowas fernes wie Trägheitsaufhebung). Man bräuchte eine sehr lange Strecke zum beschleunigen wenn man nicht 100g haben will. Siehe dazu auch die Diskusionen zur SpaceCannon und Magnetbahn als Starthilfe.

Ausserdem heißt der thread hier auch nicht 'Space Katapult' oder 'warum ein Spaceelevator nicht gut ist und was ist besser'
 ;)  :D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 30. November 2009, 22:52:24
richtig :-)

Und der Weltraumlift wird kommen !
Und er wird die Raumfahrt revolutionieren
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: knt am 01. Dezember 2009, 07:56:09
Man könnte doch einen Ballon starten, der per Kanone eine Balliste in die Luft ballert. Die Ballista schießt dann einen Pfeil ab der sich in in den Käsemond festhackt. An dem Seil fährt dann eine Gondel empor - in der Tee trinkenden Astrospaziergängern mit Wollstutzen und Filzhüten in Plüschsesseln sitzen und papierraschelnd Zeitung lesen.

...oder man lässt die albernen Ideen aus dem vorherrigen Jahrhundert in den Abenteuerbüchern aus denen sie stammen und konzentriert sich darauf günstige und effektive Raketen zu bauen.

Hmm, die Entscheidung fällt schwer - die Plüschsessel sind natürlich kaum zu schlagen!

ps. sry für das off topic - habe gerade alberne laune... :o
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 01. Dezember 2009, 10:34:58
Eigentlich war das mit dem Katapult auch nur eine alberne nicht ernst gemeinte Idee von mir. Aber die Idee mit den Plüschsessel finde ich auch gar nicht so schlecht. Wird jedenfalls leichter installierbar sein, als so ein Fakirseil, daß frei baumelnd im Weltraum hängt. Käsemond ! Da ist jedenfalls sichergestellt, daß kein Astro verhungert. Nur etwas eintönig wird die Nahrung schon sein.

Mal ein paar Bemerkungen am Rande. In der Troposphäre der Erde können gewaltige Stürme toben. In 10 km Höhe gibt es Jetstreams. Gewitter können für gewaltige elektrische Entladungen sorgen. Und das werden sie auch tun, wenn man einen Blitzableiter mitten hindurch "hängt". Für ein statisches System sind das schon ganz schöne Probleme.

Das Seil wird wohl 100.000 km lang sein müssen. Also kann man es 2,5 mal um die Erde wickeln. Und das wird es auch tun wenn es abreißt. Was es dabei zerstört ist eigentlich nicht zu kalkulieren.

Durch die verschiedensten Effekte wird das Seil in Schwingungen geraten. Beim Aufstieg gewinnt ein "Fahrzeug nicht nur an Höhe, es behält aber auch seinen Drehimpuls. Also braucht man noch eine Rakete, die es horizontal beschleunigt, damit es nicht gleich die Kopfstation aus dem Orbit zieht. (Drehimpulserhaltung)

Kurz und gut, ich halte das Ding für eine fixe Idee, die so niemals funktioniert.

Das soll aber nicht heißen, daß es keinerlei alternative Methoden zu den Raketen gibt. Wir haben sie bloß noch nicht gefunden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 01. Dezember 2009, 12:50:59
Das Seil wird wohl 100.000 km lang sein müssen. Also kann man es 2,5 mal um die Erde wickeln. Und das wird es auch tun wenn es abreißt. Was es dabei zerstört ist eigentlich nicht zu kalkulieren.

Wo soll denn dann dein Seil reißen ohne das es dabei kürzer wird? Der oberste Meter?
Wenn das Seil wirklich reisst, dann -im Vergleich zur Gesammtlänge- ganz dicht am Boden. Der obere Teil wird einfach im Weltraum beiben oder vielleicht auch von der Erde wegfliegen. Das Seil wird ja schließlich durch die Fiehkraft straff gespannt. Die unteren Kilometer werden auf die Erde fallen, aber nix von wegen mehrfach um die Erde und globaler Zerstörung ...

Zitat
Durch die verschiedensten Effekte wird das Seil in Schwingungen geraten. Beim Aufstieg gewinnt ein "Fahrzeug nicht nur an Höhe, es behält aber auch seinen Drehimpuls. Also braucht man noch eine Rakete, die es horizontal beschleunigt, damit es nicht gleich die Kopfstation aus dem Orbit zieht. (Drehimpulserhaltung)

Das hatten wir jetzt aber bestimmt schon drei mal das dem nicht so ist... einfach mal weiter oben nachlesen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GalacticTraveler am 01. Dezember 2009, 13:56:14
Das hatten wir jetzt aber bestimmt schon drei mal das dem nicht so ist... einfach mal weiter oben nachlesen.

Aber natürlich ist dem so. Das ist doch einfachste Physik. Drehimpulserhaltung lässt sich derzeit genausowenig ausschalten wie Trägheitsdämpfung bei Katapulten. Und den Drehimpuls bekommt man auch nicht mittels Querkräften durch schrägstehendes Seil, jedenfalls nicht ohne massivste Schwingungen und Zusatzlängskräfte. Das ist Wunschdenken. Wie soll das reell gehen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 01. Dezember 2009, 15:07:09
Das hatten wir jetzt aber bestimmt schon drei mal das dem nicht so ist
Aber natürlich ist dem so. Das ist doch einfachste Physik. Drehimpulserhaltung lässt sich derzeit genausowenig ausschalten wie Trägheitsdämpfung bei Katapulten. Und den Drehimpuls bekommt man auch nicht mittels Querkräften durch schrägstehendes Seil, jedenfalls nicht ohne massivste Schwingungen und Zusatzlängskräfte. Das ist Wunschdenken. Wie soll das reell gehen?

... einfach mal weiter oben nachlesen.

Auf der zweiten Seite in diesem Thema:
Wenn so eine Transportkapsel auf dem Weg nach oben ist muss sie natürlich auf GEO-Geschwindigkeit beschleunigt werden. Das passiert wegen dem Quadrat in der Fliehkraftformel hauptsächlich auf dem äußeren Teil des "Seils". Dadurch wird das Gegengewicht ein bischen abgebremst und fällt hinter dem Punkt genau über der Verankerung zurück um dann von dem "Seil" wieder "nach vorne" gezogen zu werden also wieder schneller zu werden.

Mein "das dem nicht so ist" war vielleicht zu unpräzise formuliert. Es bezog sich auf den nötigen Ausgleich des Drehimpulses per Raketentriebwerk.

@GalacticTraveler:
Was genau meinst du mit "Querkräften durch schrägstehendes Seil"?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 01. Dezember 2009, 17:26:51
Ein Seil in den Weltraum nimmt den Drehimpuls von der Erde.

Darum dreht sich die Erde auch minimal (messbar) langsamer im Sommer, da die Blätter oben sin und somit ist mehr Masse weg vom Zentrum...

Ist das soviel schwerer zu verstehen als irgedwelche Halbahrheiten??
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 01. Dezember 2009, 21:48:17
Ein Seil in den Weltraum nimmt den Drehimpuls von der Erde.

Darum dreht sich die Erde auch minimal (messbar) langsamer im Sommer, da die Blätter oben sin und somit ist mehr Masse weg vom Zentrum...

Ist das soviel schwerer zu verstehen als irgedwelche Halbahrheiten??
Du meinst die Winkelgeschwindigkeit .. nicht den Drehimpuls!  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 01. Dezember 2009, 22:09:39
Na, das ist schon Drehimpuls. An so einem Seil bis auf den GSO zu "klettern", ist wie das Klettern auf einen hohen Berg, d.h. die Erde "beschleunigt" mich auf die höhere Umlaufgeschwindigkeit da oben mit. Dadurch wird die Erde minimal langsamer rotieren. Wenn ich mich dann vom Seil löse und in einen eigenen Orbit gehe, habe ich diesen Anteil Drehimpuls der Erde "geraubt".
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GalacticTraveler am 01. Dezember 2009, 23:11:27
Na, das ist schon Drehimpuls. An so einem Seil bis auf den GSO zu "klettern", ist wie das Klettern auf einen hohen Berg, d.h. die Erde "beschleunigt" mich auf die höhere Umlaufgeschwindigkeit da oben mit. Dadurch wird die Erde minimal langsamer rotieren. Wenn ich mich dann vom Seil löse und in einen eigenen Orbit gehe, habe ich diesen Anteil Drehimpuls der Erde "geraubt".

Dazu müsste das Seil aber schräg stehen, und damit meine ich, dass es am Ankerpunkt an der Erdoberfläche nicht senkrecht ist. Anders könnte nämlich kein Drehimpuls von der Erde "abgezapft" werden, weil die Kräfte im Seil nur parallel zum Seil wirken können. Und schon geht ein ganzer Haufen Riesenprobleme los: Extreme Zugspannungen, die aufgebracht werden müssen, um mit sehr steilem Seilwinkel Drehimpuls zu übertragen. Das kann nicht gehen, ohne dass man das irgendwie zusätzlich stabilisiert. Und da fallen mir momentan nur Raketen ein. Es mag vielleicht auch anders gehen, aber ohne zusätzliche Stabilisierung, einfach das Seil sich selbst überlassen, geht es nicht. Das widerspricht allen Energie-Erhaltungssätzen und damit jeglicher Standardphysik.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 02. Dezember 2009, 06:22:05
Das "Seil" ist kein Leichtgewicht, sonder hat eher die "Proportionen" eines Turms. Damit brächte es, v.a. zusammen mit einer großen Ankermasse im Orbit eine erhebliche Trägheit und auch Vorspannung mit sich. So leicht driftet es nicht ab, und so leicht verformt es sich auch nicht. Vorspannung führt ja u.a. dazu, dass Querspannungen in ihrer Wirkung verringert werden, das Bauteil steifer wird und es zu weniger Verformung kommt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 02. Dezember 2009, 10:25:51
Ich möchte den ganzen mal eine fassbare Größe geben.

Die Erde hat einen Umfang von 40.000 km. Teilt man das durch 24 Stunden , so kommt man auf eine Oberflächengeschwindigkeit von 1666,67km/h.

Da die Kopfstation sich im Orbit geostationär mitbewegen muß, hat sie ebenfalls einen 24 Stunden Umlauf.

100.000km Seil + 6366km Erdradius = 106366km Bahnradius
1063666 * 2 * PI = 668317km Bahnumfang
Der Bahnumfang / 24 Stunden = 27846km/h

Das bedeutet, ich muß von 1666,67 km/h auf 27846km/h beschleunigen, um das System nicht aus dem Gleichgewicht zu bringen. Auf dem Rückweg muß ich natürlich um den gleichen Betrag abbremsen.

Mit Schwingungen habe ich nicht von den Schwingungen eines Pendels gesprochen, sondern von den harmonischen Schwingungen einer Gitarrensaite. Diese Wellen setzen sich nach unten und oben fort. Sie werden sogar am Boden und an der Kopfstation reflektiert und führen zu enormen Zugkräften. Das System hat eine eigene Resonanzfrequenz, und in der, bzw. deren Oberwellen wird es schwingen.

Ursache dieser Schwingungen wird jede Art mechanischer Erschütterungen sein, denen dieses Seil ausgesetzt ist. Der Fahrkorb wird dabei genau so für Schwingungen sorgen, wie das Wetter (lokale Winde, Scherwinde, Wirbel, Böhen etc. ).

Eine Vorspannung des Seiles hat den gleichen Effekt, wie das Stimmen einer Gitarre. Damit verändert sich die Resonanzfrequenz.

Dabei habe ich noch gar nicht von Meteoriteneinschlägen oder Einschlägen von Weltraumtrümmern gesprochen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 02. Dezember 2009, 10:31:38
Genauso wie sich eine Gitarrensaite nicht um ein Sandkorn kümmert, ist dem großen, schweren und gespannten Elevator ein "Fahrzeug" egal.
(Wenn wir schon mit Analogien Größenordnungen vergleichen wollen ... ;))

Natürlich ist ein Elevator schwingfähig, natürlich hat er eine Eigenfrequenz, natürlich regt eine fahrende Kabine an, aber das Ganze muss nicht zwangsläufig "zueinander passen" und einen messbaren Effekt erzeugen. Man kann die Parameter auch gezielt so einstellen (Masse, Länge, Spannung, Fahrgeschwindigkeit, Nutzlast, ...), dass sich all diese Effekte eben nicht gravierend oder gar katastrophal ergeben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 02. Dezember 2009, 14:52:28
Ich möchte den ganzen mal eine fassbare Größe geben.

Die Erde hat einen Umfang von 40.000 km. Teilt man das durch 24 Stunden , so kommt man auf eine Oberflächengeschwindigkeit von 1666,67km/h.

Da die Kopfstation sich im Orbit geostationär mitbewegen muß, hat sie ebenfalls einen 24 Stunden Umlauf.

100.000km Seil + 6366km Erdradius = 106366km Bahnradius
1063666 * 2 * PI = 668317km Bahnumfang
Der Bahnumfang / 24 Stunden = 27846km/h

Das bedeutet, ich muß von 1666,67 km/h auf 27846km/h beschleunigen, um das System nicht aus dem Gleichgewicht zu bringen. Auf dem Rückweg muß ich natürlich um den gleichen Betrag abbremsen.

Mit Schwingungen habe ich nicht von den Schwingungen eines Pendels gesprochen, sondern von den harmonischen Schwingungen einer Gitarrensaite. Diese Wellen setzen sich nach unten und oben fort. Sie werden sogar am Boden und an der Kopfstation reflektiert und führen zu enormen Zugkräften. Das System hat eine eigene Resonanzfrequenz, und in der, bzw. deren Oberwellen wird es schwingen.

Ursache dieser Schwingungen wird jede Art mechanischer Erschütterungen sein, denen dieses Seil ausgesetzt ist. Der Fahrkorb wird dabei genau so für Schwingungen sorgen, wie das Wetter (lokale Winde, Scherwinde, Wirbel, Böhen etc. ).

Eine Vorspannung des Seiles hat den gleichen Effekt, wie das Stimmen einer Gitarre. Damit verändert sich die Resonanzfrequenz.

Dabei habe ich noch gar nicht von Meteoriteneinschlägen oder Einschlägen von Weltraumtrümmern gesprochen.
Die Schingung wird keine laufende Welle sein. Wie sollte diese auch dabei entstehen?
Dadurch dass ein Fahrzeug mit konstanter geschwindigkeit am Seil hoch fährt, wird ein konstanter Druck auf das Seil ausgeübt, welcher erst nach lässt, wenn das dadurch in Umlaufrichtung beschleunigte Fahrzeug an der geostationären Orbitalstation ankommt.
Für diesen Weg benötigt so ein Fahrzeug mehrere Tage (bei ca. 500km/h rund 4Tage). Man kann sich also die Kraft vorstellen, mit der das Fahrzeug das Seil in tangentialer Richtung beschleunigt .. es ist durchaus zu vernachlässigen.

Diese 4Tage sind dann auch die anregende Frequenz eienr STEHENDEN WELLE. Der Vergleich mit der Gittarenseite passt da ser gut, da das Seil so auch am Boden und im geostationären Orbit "festgemacht" ist, schwingt das Seil stehend zwischen diesen Punkten.
Wenn das Seil insgesamt also keine Eigenfrequenz in dieser Größenordnung hat, haben Schwingungseffekte aufgrund der Fahrzeuge keinen Einfluss. Hätten sie es doch, dann muss "einfach" die Aufstiegsgeschwindigkeit der fahrzeuge verändert werden.


Von diesen Standpunkten aus sehe ich so ein Seil recht unproblematisch, auch hinsichtlich der tektonischen Aktivitäten.
Das Seil muss noch nicht mal exakt am Äquator mintiert sein. Sogar eine leichte Auslenkung ist akzeptabel, da das ganze System flexibel ist/sein muss.

Zur Stabilität:
Man darf sich ein solches System nicht wirklich wie ein einzelnes Seil vorstellen (auch wenn dieses Wording hier gebraucht wird) .. das wird ein ganzes system sein, ggf, auch verflochten und von außen von einem optisch unendlich hohen Gebäude kaum zu unterscheiden sein.
Insofern ist es nicht so, dass da "einfach" jemand mit der Schere rangehen muss, um eine Multimilliarden-Dollareinlage zu zerstören.
Da wird es schon "etwas" mehr benötigen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 02. Dezember 2009, 15:45:13
Nochmal meine Frage, ist irgendwie untergegangen...

 http://www.spaceward.org/elevator-when ,
ich verstehe die Grafik über die Voraussichtliche und tatsächliche Materialstärke nicht ...

Wie ich das interpretiere ist man im Zeitplan hinten(?) Andererseits ist das 11 schon oberhalb der benötigten Materialstärke, also könnte schon gebaut werden (?)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 02. Dezember 2009, 16:10:53
Die Schwingung wird keine laufende Welle sein. Wie sollte diese auch dabei entstehen?
[...]
Diese 4Tage sind dann auch die anregende Frequenz eienr STEHENDEN WELLE. Der Vergleich mit der Gittarenseite passt da ser gut, da das Seil so auch am Boden und im geostationären Orbit "festgemacht" ist, schwingt das Seil stehend zwischen diesen Punkten.
Wenn das Seil insgesamt also keine Eigenfrequenz in dieser Größenordnung hat, haben Schwingungseffekte aufgrund der Fahrzeuge keinen Einfluss. Hätten sie es doch, dann muss "einfach" die Aufstiegsgeschwindigkeit der fahrzeuge verändert werden.

Von diesen Standpunkten aus sehe ich so ein Seil recht unproblematisch, auch hinsichtlich der tektonischen Aktivitäten.

Das Seil wird ganz erheblich schwingen! Es gibt doch noch viel mehr Einflüsse auf das Seil als die langsame kleine Kapsel. Nehmen wir doch zum Beispiel mal den Wind im unteren Bereich. Der wird schön ungregelmäßig und stark pusten und bei der recht ordentlichen Breite des Seils ordentlich Schwingungen anregen. Wind bringt ja selbst Hochhäuser zum schwanken...

Bei der Länge des Seils darf man auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen nicht so vernachlässigen wie bei einer Gitarrensaite. Die Wellen laufen da ewig bis sie mal wo ankommen und da können sich schnell mal zwei Wellenberge addieren.
Der Schwingungsaspekt ist meiner Meinung nach also gar nicht unkritisch sondern neben der Zugfestigkeit des Seils eines der Hauptprobleme.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 02. Dezember 2009, 16:14:36
Wie wäre es mit Dämpfungselementen all 100km, oder generell ein hohe Dämpfung im Material, evtl. durch passende "Verwebung" der Fasern? Ich bin mir aber gerade unsicher, wie gut man Dämpfung mit hoher Steifigkeit kombinieren kann ...

Bei der großen Länge sind unheimliche viele Vielfache der Grundschwingung der "Saite" möglich, so dass man die Anregung dieser Oberwellen nicht wirklich wird verhindern können.

Am sinnvollsten erscheint immer noch, das ganze Konstrukt so zu "stimmen", dass man die Eigenfreqzenz und ihre ersten Vielfachen nicht trifft bzw. vermeidet.  Die (kaum vermeidbaren) Anregung durch die vielen hochfrequenten Vielfachen kann man durch Dämpfung in diesen Frequenzen abbauen, wenn man ihre Anregung schon nicht vermeiden kann.


Sorry, habe noch mal erheblich editiert
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 02. Dezember 2009, 16:22:32
Dämpfer die dann die Energie in irgendwas umwandeln? Üblicherweise Wärme ...
Naja, aber dann muss das Seil noch stabiler sein, weil die Dämpfer ja sicher einiges wiegen werden.

Falls nur Schwingungen in einem engen Frequenzbereich auftreten kann man Schwingungstilger verwenden
(http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingungstilger).

Wenn das Seil selber sehr dämpfende Eigenschaften hat (durch innere Reibung) dann muss man sich aber auch mal über den Thermalhaushalt des Seils gedanken machen. Da kommt einiges an Energie zusammen...

Auch editiert ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 02. Dezember 2009, 16:32:44
Die Dimensionen sind schon gewaltig, aber ohne Dämpfung wird es nicht gehen. Immerhin hat so eine riesige Struktur auch viel Wärmekapazität und Oberfläche zur Abstrahlung.

Bzgl. der Grundwelle und den Oberwellen sollte man beachten, dass in einem Leistungsdichtespektrum die Grundwelle den Löwenanteil an Leistung hat, die Oberwellen bekommen immer weniger mit. Das fällt mit steigender Frequenz rapide ab. Wenn man jetzt also die Grundwelle (und ihre ersten Vielfachen) vermeidet und nur noch mit den Oberwellen zu "kämpfen" hat, entfällt schon der Löwenteil der zu dämpfenden Leistung aus der Rechnung.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 02. Dezember 2009, 16:44:29
Die Schwingung wird keine laufende Welle sein. Wie sollte diese auch dabei entstehen?
[...]
Diese 4Tage sind dann auch die anregende Frequenz eienr STEHENDEN WELLE. Der Vergleich mit der Gittarenseite passt da ser gut, da das Seil so auch am Boden und im geostationären Orbit "festgemacht" ist, schwingt das Seil stehend zwischen diesen Punkten.
Wenn das Seil insgesamt also keine Eigenfrequenz in dieser Größenordnung hat, haben Schwingungseffekte aufgrund der Fahrzeuge keinen Einfluss. Hätten sie es doch, dann muss "einfach" die Aufstiegsgeschwindigkeit der fahrzeuge verändert werden.

Von diesen Standpunkten aus sehe ich so ein Seil recht unproblematisch, auch hinsichtlich der tektonischen Aktivitäten.

Das Seil wird ganz erheblich schwingen! Es gibt doch noch viel mehr Einflüsse auf das Seil als die langsame kleine Kapsel. Nehmen wir doch zum Beispiel mal den Wind im unteren Bereich. Der wird schön ungregelmäßig und stark pusten und bei der recht ordentlichen Breite des Seils ordentlich Schwingungen anregen. Wind bringt ja selbst Hochhäuser zum schwanken...

Bei der Länge des Seils darf man auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen nicht so vernachlässigen wie bei einer Gitarrensaite. Die Wellen laufen da ewig bis sie mal wo ankommen und da können sich schnell mal zwei Wellenberge addieren.
Der Schwingungsaspekt ist meiner Meinung nach also gar nicht unkritisch sondern neben der Zugfestigkeit des Seils eines der Hauptprobleme.

laufende Wellen sind grundsätzlich nicht ein derartiges Problem sofern sie keine harmonischen der Eigenfrequenz sind.
Und als Folge von atmosphärischen Störungen halte ich für dies für völlig unproblematisch:

Das Seil ist bis zum "Fixpunkt" (im geostationäen orbit, wo der Zug des Seilabschnitts darüber quasi das Gegengewicht bildet) 36.000 Kilometer lang.
Der Atmosphäre ist das Seil auf den ersten 10Kilometern ausgesetzt, also in Nähe des unteren Fixpunktes.

Zur Gesamtmasse des Seils ist die Animation extrem gering.
Im Vergleich mit der obigen Gitarrensaite ist wie das Sandkorn.
Dies kann vielleicht wirklich einen Ton hervorrufen, wenn es an der Mitte der frei schwingenden Saite angreift.
Aber im dem Vergleich ist das so, als wenn das Sandkorn auf den ersten 0,3 Millimeter der 1 Meter langen Saite angreift.
Da müsste man schon verdammt fest zupfen um direkt dort, wo die Gitarrensaite eingespannt ist einen Ton zu entlocken.

Man darf sich das ganz nicht so vorstellen wie ein loses Stück Seil, dass man ins Wasser hält und dann von den Wellen bewegt wird.
Klimatische Einflüsse selbst bei heftigen tropischen Stürmen sind im Vergleich wie der Versuch ein Hochhaus zum Einsturz zu bringen, in dem man man Fundament mit dem Gummihammer drauf haut. Selbnst wenn da tausend Leute mit Gummihammer stehen, werden sie keinen Effekt haben.
Das mag anders sein, wenn sie in Resonanz abgestimmt am Dach seitlich drauf hauen!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 02. Dezember 2009, 16:52:04
Ich überlege gerade wie solche Dämpfungselemente aussehen sollen.
Ich kenne diese von zum Beispiel Ölbohrstationen, bei denen die Träger auf halber Höhe mit einander verbudenn sind, damit nicht jedes Bein einzeln zum Beispiel durch Wellen in Resonanz kommen kann.
Das funktioniert dadurch, dass diese auch horizontal Abstand haben und so die Scherung dämpft.
Das funktionerit bei einem Seil dieser länge nicht, da die Verhältnisse der Größenordnungen zu extrem sind:
Selbst wenn ich alle paar hundert Kilometer die einzelnen Elemente der Seile, die ansonsten hundert Meter auseinander sind, verknüpfe, dann dämpfe ich eventuell genen eine bestimmt Resonanz .. um mir eine neue im Frequenzband dicht danaben liegende neu zu erschaffen.
Das ist vergleichsweise wie zwei Gitarrensaiten parallel zusammen zu knüpfen. Was bekomme ich? Eine neue Saite mit anderem Ton.

*grübel*
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 02. Dezember 2009, 17:02:12
Es gibt doch da schon schöne Systeme für Schwingungstilger und Schwingungsdämpfer. Wikipedia ist da ein guter Einstiegspunkt.

In Hochhäusern werden gerne große Pendel verwendet und in hohen Funkmasten Zylinder die mit Granulat gefüllt sind um die windinduzierten Schwingungen aufzunehmen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: bonsaijogi am 02. Dezember 2009, 19:23:52
... Dimensionen sind das ... !?

Mein "Kleingeist" läßt mir einfach keine Ruhe, ich muß diese Frage mal loswerden:

Die Erde dreht sich doch ... wenn daran nun ein "Seil" mit 100.000 Km
Länge angezwirbelt ist, wie schnell jagt dann das andere Ende durchs All?

Denkfehler?    :-[
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 02. Dezember 2009, 20:03:01
Bahngesdhwindigkeit überschlägig:

100.000km Länge + Erdradius = 106.730 km

Bahnlänge = 106.730km * PI = 335.300 km

Das in in 24 Stunden, daraus ergibt sich
335.300 km / 24h = 13.970 km/h

z.z., aber weniger wie man eventeull gefühlt erwarten würde   ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 02. Dezember 2009, 20:19:12
u= 2 \pi r    Also das Doppelte ;)

Das hatte Meagan vor einer Seite auch schon mal überschlagen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: bonsaijogi am 02. Dezember 2009, 20:30:11
sorry, überlesen.
Hab wohl im falschen Unterforum auf "Alles gelesen" geklickt
und ihren Post so dann nicht als "Neuen Beitrag" gesehen.

Ist aber trotzdem weniger als ich "gefühlt" erwartet hätte  ;)

Danke.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 02. Dezember 2009, 20:35:26
Machen wir es mal genau mit den (richtigen ;)) Daten:

Erdradius am Erdäquator: R=6378km
siderischer Tag: T=23:56:04 = 86164s

Für den Umlauf auf 100000km ergibt das dann:
\frac{2*\pi*106378km}{86164s}=7.757 km/s

Die Fluchtgeschwindigkeit da oben ist übrigens:
v_{_2}=\sqrt{\frac{2GM}{R}}=2.7378 km/s

Damit  ergäbe sich eine ordentliche Zugspannung auf den Turm, immerhin möchte der obere Abschnitt ins Sonnensystem davonfliegen ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 02. Dezember 2009, 20:41:48
Im Geostationären Orbit:

v= Wurzel (G*M/R) = Wurzel [6,6*10^-11 * 5,794*10^24 / (6378.000+36.000.000)]

Ich glaube es waren rund 3.600m/sek
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 02. Dezember 2009, 21:06:40
Um es noch etwas prickelnder zu machen, habe ich noch etwas weiter überschlagen. Wann sind bei diesem Konstrukt (erzwungene) Umlaufgeschwindigkeit und Fluchtgeschwindigkeit gleich?

\frac{2\pi R}{T} = \sqrt{\frac{2GM}{R}}

ergibt: R=53127km

Wenn man den Erdradius noch abzieht: h=R-6378km=46750km

Alles jenseits von 46750km Höhe möchte uns verlassen ...

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 02. Dezember 2009, 21:55:13
Alles jenseits von 46750km Höhe möchte uns verlassen ...

Unser Mond schwirrt dafür aber relativ stabil um die Erde. Da muss es ja nochwas geben. Oder?

(die paar cm im Jahr, die sich der Mond entfernt können's ja nicht sein)

Gruß, Klaus
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 02. Dezember 2009, 21:58:13
Der wird ja auch nicht auf eine 24h 23:56:04-Bahn gezwungen ...  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 03. Dezember 2009, 09:59:54
u= 2 \pi r    Also das Doppelte ;)

Das hatte Meagan vor einer Seite auch schon mal überschlagen.
Ops!  :-[
Rüschdüsch .. so schnell kanns gehen, wenn man sowas quasi "schnell nebenbei" blubbert!
*schäm*
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 03. Dezember 2009, 11:10:10
Ich habe die 3min 56sek. mal einfach unterschlagen. Wichtig sind sie natürlich trotzdem. ;D

Da wir aber gerade bei Zahlen sind, wie wäre es damit:

Das Seil hat angenommen 10m Durchmesser, bei einer Länge von 100.000.000 m. Das macht mal locker ein Läge/Durchmesserverhältnis von 10.000.000 zu 1.

Mal anders ausgedrückt, wenn ich eines meiner bezaubernden Haare nehme (Durchmesser ca 0,1 mm), so müßte das im gleichen Verhältnis 1.000.000mm = 1000m = 1km lang sein.  8)

So. Nun wollen einige hier Schwingungsdämpfer , wie in einen Brückenpfeiler einbauen. Kein Pilon auf dieser Welt hat auch nur annähernd ein solches Länge/Breite Verhältnis. Solche Schwingungsdämpfer sind hier nicht machbar.

 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Dezember 2009, 11:26:42
Bzgl. der "zusätzlichen" Länge/Masse jenseits des GSO.

Die Idee ist ja, dass man damit den Schwerpunkt des ganzen Konstrukts auf dem GSO hält. Daher kann man entweder ein langes "Seil" nach außen bauen, oder eine große, kompakte Masse bereits "kurz" jenseits des GSO anbringen.

Ich denke, ein "überlanges Seil" jenseits des GSO lässt sich nur bedingt zum Absetzen von Nutzlasten nutzen. Der primäre Abschnitt des Elevators zwischen Oberfläche und GSO wird ja dadurch lagestabil und steif, weil er am Boden fest und am GSO durch die große, träge Gegenmasse verankert ist. Fährt man aber über den GSO hinaus und nähert sich dem Ende des Seils "jenseits" des GSO, desto weniger träge Masse liegt noch vor einem. Dadurch wird dieser Bereich immer anfälliger für Störungen/Anregungen durch eine Nutzlast.

Aber gleichzeitig haben wir ja oben auch gesehen, dass schon ab 46750km (Erd-)Fluchtgeschwindigkeit erreicht wird. Viel höher muss Nutzlast sinnigerweise gar nicht fahren.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 03. Dezember 2009, 12:33:35
Also wie ein Haar mit 500m Länge. Das erzeugt natürlich viel mehr Stabilität.  ;)

Bleibt man nahe am Fluchtgeschwindigkeitspunkt ist die Gefahr eines Absturzes exorbitant höher.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 03. Dezember 2009, 12:53:19
...

Bleibt man nahe am Fluchtgeschwindigkeitspunkt ist die Gefahr eines Absturzes exorbitant höher.
Diesen Satz verstehe ich nicht, weder für sich, noch im Zusammenhang.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 03. Dezember 2009, 12:59:09
Zitat
Diesen Satz verstehe ich nicht, weder für sich, noch im Zusammenhang.


Wenn Du unten am Seil etwas zu stark ziehst, kommt die Kopfstation runter und fällt Dir auf den Kopf. (Kopf - Kopfstation; erstaunliche Wortkombination) ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Dezember 2009, 13:11:11
Tut sie nicht, sie fällt nicht runter.
Wenn ich einen Satelliten in seinem Orbit nach "innen" schubse, kommt er auch nicht runter, sondern kommt sogar wieder zurück und "eiert" dann periodisch.  Es kommt nichts runter, weil man durch so eine Störung weder bremst noch beschleunigt.
Der Elevator befindet sich auch auf einem Orbit, im GSO.


Als Beispiel verweise ich mal hier auf eine Rechnung und das erste Bild, das zeigt, was mit einem Teil passiert, wenn man es auf seinem Orbit etwas noch oben oder unten stößt:
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4442.0 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4442.0)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Dezember 2009, 13:25:56
Also wie ein Haar mit 500m Länge. Das erzeugt natürlich viel mehr Stabilität.  ;)

Bleibt man nahe am Fluchtgeschwindigkeitspunkt ist die Gefahr eines Absturzes exorbitant höher.

Hallo Meagan ....

Die Steifigkeit kommt durch die Dynamik, u.a. durch die Vorspannung durch Zugkräfte der Gegenmasse und die gewaltige Trägheit einer solchen Anlage, nicht nur aus der Struktur selbst.

Oder um beim Haar zu bleiben:
Der Elevator ist ein langes Haar, an dessen Ende eine schwere Kugel befestigt ist und der Kopf rotiert so schnell, dass sich das ganze Konstrukt ordentlich spannt. Ein Haar unter dieser Vorspannung verformst du auch nicht mehr durch einen Lufthauch, oder ein Staubkorn.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 04. Dezember 2009, 12:38:57
Die Saite einer Gitarre kann man spannen, bis sie reißt. Aber auch kurz bevor sie reißt gibt sie noch Töne von sich.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 04. Dezember 2009, 13:01:22
Was ist das für ein Argument ... wo ist eine Schlussfolgerung ... was bedeutet das ????

(Mein Auto verbraucht Benzin, bis ich es aus mache ... ::) )


Niemand hat gesagt, dass ein Elevator kein schwingfähiges System ist, aber wir haben gut dargestellt, dass es beherrschbar erscheint oder zumindest keinen grundlegenden "Showstopper" darstellt. V.a. sind die Größenordnung eben nicht die "anzupfende Hand an einer Gitarrensaite" (wenn wir schon weiter mit Analogie argumentieren müssen), sondern eher ein Staubteilchen oder kleines Sandkorn an einer langen langen langen Saite. Die Hängebrücke hier über den Rhein schwingt auch, die Struktur einer Rakete oder eines Flugzeugs auch, und der Wolkenkratzer am Horizont ebenso. Ja und? Es ist beherrschbar. Man kann Maschinen so bauen, dass man ihr Verhalten versteht und beherrscht.



Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 05. Dezember 2009, 12:36:27
Da hier nun alle von der Machbarkeit des ominösen Seilprojektes überzeugt sind, interessiert mich noch eine kleine , fast unbedeutende Kleinigkeit: Wie soll das Ding eigentlich gebaut werden ?

Einen so hohen Kran wird wohl kein Bauunternehmer in der Tasche haben. Ein solches Seil in den Orbit zu transportieren wird wohl an die Grenzen des Machbaren stoßen.

Unterseekabel, die durch den Atlantik verlegt wurden benötigten ein riesiges Schiff um für das Verladen gelagert zu werden. Die Länge betrug auch nur gerade mal 8000km.

Ich könnte mir aber gut vorstellen, daß ein indischer Fakir beauftragt wird, den "schwebenden Seil-Trick" anzuwenden.  ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 05. Dezember 2009, 13:32:04
Hallo Meagan,

es geht nicht darum, dass sich hier Befürworter und Gegner eines Space Elevator gegenüber stehen. Letzlich ging es bisher um die Dynamik so eines Seils.
Und diese dürfte nach Ansicht einiger Poster der unproblematischste Aspekt dieses Mammutprojekts sein.

Ein ganz anderes Thema ist noch, inwieweit überhaupt ein Material herstellbar ist (oder gar denkbar ist) dass diese Dimensionen mit Sicherheitsreserve bewältigen kann.
Das ist meines Erachtens der eigentliche Kasus Knacksus.

Und wenn man dieses Problem gelöst haben sollte und es ein Material gibt, dass die Anforderungen erfült (da ist man sehr weit weg von), DANN kann man sich Gedanken um die industrielle Herstellung machen.

Insofern denke ich, dass der einfachste Weg so ein Seil zu installieren der wäre, eine automatische Fabrik dieses Materials/Seils im GEO zu installieren, dass von dort das Seil produziert und sowohl abwärts als aufwärts "abrollt".
Daran allein sieht man, dass das Ganze kein Projekt ist, das innerhalb unserer Lebenszeit noch realisierbar wäre, selbst wenn morgen der Durchbruch geschähe und das nötige Material vorgestellt würde.

Wie gesagt, wir theoretisieren hier und diskutieren gerade um die Dynamik .. die scheint aber vergleichsweise problemlos.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 05. Dezember 2009, 14:06:42
Hallo Meagan,

unterstell doch nichts, nur weil deine Argumente kritisiert oder gar widerlegt werden.

Auch hier haben wir uns schon sehr kritisch zur Realisierbarkeit eines solchen Projekts geäußert. Material, Herstellung und Energieversorgung sind alles relevante Bereiche, in denen noch Durchbrüche erzielt werden müssen. Außerdem kann man auch darüber ordentlich diskutieren, ohne gleich wieder das Ganze mit Analogien ins Lächerliche ziehen zu müssen.

(Muss mir auch selbst manchmal an die Nase packen ...)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 05. Dezember 2009, 19:41:01
Wie soll das Ding eigentlich gebaut werden ?

Einen so hohen Kran wird wohl kein Bauunternehmer in der Tasche haben. Ein solches Seil in den Orbit zu transportieren wird wohl an die Grenzen des Machbaren stoßen.

Unterseekabel, die durch den Atlantik verlegt wurden benötigten ein riesiges Schiff um für das Verladen gelagert zu werden. Die Länge betrug auch nur gerade mal 8000km.

Es soll vom GEO ein ganz dünnes Seil herabgelassen werden und dann an diesem immer dickere Seile heraufgezogen werden.
Auf die gleiche Art sollen auch beschädigte Stränge ersetzt werden.
Wir hatten dazu mal ein sehr interessantes Paper weiter vorne hier in derm Thema.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 06. Dezember 2009, 14:20:04
Zitat
Es soll vom GEO ein ganz dünnes Seil herabgelassen werden und dann an diesem immer dickere Seile heraufgezogen werden.
Auf die gleiche Art sollen auch beschädigte Stränge ersetzt werden.
Wir hatten dazu mal ein sehr interessantes Paper weiter vorne hier in derm Thema.

Bei einer solchen Länge muss das Seil aber überhaupt erst mal das eigene Gewicht tragen können. Es ist ja nicht so, als ob man zwei Flussufer, die 400m auseinander liegen verbinden will.

Ich glaube übrigens auch nicht, daß wir zu unseren Lebzeiten die Fertigstellung eines solchen Projektes noch erleben werden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 06. Dezember 2009, 14:28:59
Bei einer solchen Länge muss das Seil aber überhaupt erst mal das eigene Gewicht tragen können. Es ist ja nicht so, als ob man zwei Flussufer, die 400m auseinander liegen verbinden will.

Genau das ist es, worum es bei der Forschung geht (und haben wir hier ja auch schon gesagt). Wegen des eigenen Gewichts, benötigt man bei der Größe eines Elevators ein neues Material mit einem hohen Verhältnis Zugfestigkeit zu Gewicht. Und das bezieht sich nicht nur auf das "Konstruktionsseil", sondern auf die gesamte Struktur des Elevators, denn alles hängt ja sprichwörtlich vom Himmel herab ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 06. Dezember 2009, 14:59:16
Theoretisch kann man den Weltraumlift aus jedem Material bauen, dafür muss lediglich der Querschnitt des Seiles mit zunehmender Höhe ansteigen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 06. Dezember 2009, 15:04:52
Zitat
Theoretisch kann man den Weltraumlift aus jedem Material bauen, dafür muss lediglich der Querschnitt des Seiles mit zunehmender Höhe ansteigen.

So einfach ist das nicht. Hanfseile sind zwar leicht, würden aber mit den Wetterverhältnissen nicht klar kommen.

Keflarseile sind heute im Bezug auf Gewicht/Zugfestigkeit wohl das Maß der Dinge. Aber selbst das wird nicht reichen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 10. Dezember 2009, 20:21:30
http://money.cnn.com/2009/12/07/smallbusiness/space_elevator.fsb/

http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2009/12/08/AR2009120802582_3.html

Am 8. Dezember fand ein CNT-Strength Wettbewerb statt? Davon habe ich erst jetzt gelesen...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: rm39 am 14. Dezember 2009, 14:21:48
Auch in Deutschland wird an der Machbarkeit des Weltraumliftes geforscht. Eine Gruppe zwölf Studenten der Technischen Universität (TU) München arbeitet zur Zeit daran dass die Idee vom Weltraumaufzug etwas realistischer wird. Die Studenten gehören einem Projekt Names WARR (Wissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt), deren Mitglieder an verschiedenen Projekten in ihrer Freizeit arbeiten z.B. Raketenantriebe, Reisen zu anderen Sternen oder eben einen Lift ins All.

Hier der ganze Artikel von SPON:
http://www.spiegel.de/unispiegel/studium/0,1518,661521,00.html

Edit: habe gerade gesehen, das dies nicht ganz neu ist, Jerry hatte am 18. September schon was in der Richtung berichtet. Siehe hier
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.msg117016#msg117016
Daher ist dies nur als Ergänzung zu sehen.  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 18. Dezember 2009, 02:26:44
Uhi, Uhi, Uhi, ich glaub hier fehlt ein grundlegendes Verständnis. Manche Aussagen sind wirklich abenteuerlich:

1.) "Wenn das Seil reißt, wickelt es sich um die Erde und alle sterben" (etwas überspitzt, ich weiß).
Also, nur das man mal die Dimension versteht: ab ca. 150km ist nix mehr mit Atmosphäre (sonst könnte die ISS niemals ihre Bahngeschwindigkeit halten). Wenn das Seil in 35000km Höhe reißt (ich nehme den worst case, also am GEO), dann beschleunigt es entsprechend und wird immer schneller (g ist unabhängig von der Masse, ein Hammer beschleunigt genauso schnell wie eine Feder), bis es auf die Atmosphäre trifft. Bei der Geschwindigkeit verglüht es einfach. Optimistisch betrachtet sind also nur die letzten 200km (die, die in der Atmosphäre schon sind) relevant. (nur bei angenommenen 20g/m ergeben sich 4 Tonnen, verteilt auf 200km). Also ein vollständig vernachlässigbares Risiko für Mensch und Erde (auf dem Mars/Mond könnte es wegen fehlender Atmosphäre anders aussehen).
Richtig ist, dass bei einem Riss das Gegengewicht beschleunigt. Dass ist also ein Problem was gelöst werden müsste...

2.) Es handelt sich bei dem "Space Elevator" nicht um einen klassischen Aufzug. Der Unterschied dazu ist, dass ein herkömmlicher Aufzug mit Hilfe eines Seiles nach oben GEZOGEN wird, d.h. das Seil bewegt sich. Beim Space Elevator jedoch muss die Gondel am Seil hinauffahren, d.h. das Seil bewegt sich nicht ein Stück (des Wegen auch die lustigen Wettkämpfe, weil das nämlich gar nicht so einfach umzusetzen ist. Man versucht hier erste Erfahrungen mit solch einer Art der Fortbewegung zu sammeln.). Dies ist insbesondere für die Geschwindigkeit wichtig. Es ist also eigentlich gar kein Aufzug, sondern ehr eine Strassenbahn  :)

3.) Finanziell: Die ISS kostet rund 100Mrd. Dollar, inklusive Bau. Noch Fragen? Wenn so ein Aufzug also 200Mrd kosten sollte, wäre das Volkswirtschaftlich ebenso tragbar. Die Frage ist, ob überhaupt eine Nachfrage nach so einem Aufzug da wäre. Nunja, stelle man sich vor, die Kosten würden tatsächlich bei 100Dollar/kg liegen und die Reisezeit beträgt weniger als 24h (wovon ich stark ausgehe), ergeben sich unendliche wirtschaftliche Möglichkeiten (Tourismus, Forschung (riesengross), Siedlungen?, Bergbau im All, um nur einige zu nennen. Alleine der Transport von Satelliten würde nur noch einen Bruchteil kosten.) Finanziell würde sich das in null-komma-nix rechnen…

4.) Wettereinfluss. Unser Wetter spielt sich in einer Höhe von 10-15km ab (inkl. Jetstream). Zum Vergleich, wir haben ein 35000km langes Band. Das bringt das Band nicht mal ansatzweise aus der Bahn oder so. Einzig einen Blitzeinschlag halte ich für nachdenkenswert… Aber Wind oder so sicher nicht.

Und der Rest, wie z.b. stabilisierung, dämpfung, usw. sind mit Physik und ein wenig Kreativität lösbar. Nur die Reißfestigkeit des Bandes ist noch ein tatsächliches Problem… und das halte ich ebenfalls für lösbar…
Ich werde mal ein paar Rechnungen machen und die mal reinstellen, wer mag kann die dann ja nachrechnen und mir zustimmen  ;)

Schlusswort ganz vergessen: Wenn es ein entsprechendes Material gibt, was diese Belastungen aushält, dann wird es auch einen solchen "Aufzug" geben, zumindest aus technischer Sicht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 18. Dezember 2009, 02:38:34
Theoretisch kann man den Weltraumlift aus jedem Material bauen, dafür muss lediglich der Querschnitt des Seiles mit zunehmender Höhe ansteigen.

NEIN. Denn mit einer Erhöhung des Querschnitts wird ja auch das Seil wieder schwerer. Abhängigkeit Querschnitt <--> Gewicht und Gewicht <--> Reißfestigkeit. Diese Abhängigkeiten sind aber nicht linear (und schon gar nicht bei einem Hanfseil) sodass irgendwann der Moment kommt, wo du denn Querschnitt erhöhst, dass Seil aber kürzen musst, damit es nicht reißt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 19. Dezember 2009, 20:10:40
Zitat
4.) Wettereinfluss. Unser Wetter spielt sich in einer Höhe von 10-15km ab (inkl. Jetstream). Zum Vergleich, wir haben ein 35000km langes Band. Das bringt das Band nicht mal ansatzweise aus der Bahn oder so. Einzig einen Blitzeinschlag halte ich für nachdenkenswert… Aber Wind oder so sicher nicht.

Wenn Du in 15 cm tiefen Wasser stehst, daß mit mehr als 30 km/h fließt, dann haut das Dir die Füße weg und spült Dich weg, ohne dass Du eine Möglichkeit zum entkommen hast.

Die Luft macht ein ähnliches mit dem Seil. Es ist vom Breite/Längenverhältnis für die Stabilität sehr ungünstig.

Täusche Dich nicht, wenn es um die Gewalt des Wetters geht. Auch wenn es nur die unteren 10 km betrifft.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 20. Dezember 2009, 09:19:41
Schon wieder Analogien? Damit sollten wir doch immer vorsichtig sein, wenn wir 'Erkenntnisse' aus dem Alltag so 'extrapolieren' ... oder besser doch gleich mit handfesten Modellen, Simulationen und Zahlen arbeiten.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: vostei am 20. Dezember 2009, 10:07:46
Alltag? Was handfestes als Beispiel?

Gleitschirmfliegen. Wenn man drunter hängt, allein oder im Tandemflug und nach oben schaut, wird man feststellen, dass sich die Leinen durch den "Fahrtwind" durchbiegen - und Gleitschirme sind alles, nur nicht schnell.

Das für den Lift geforderte Material müsste also nicht nur zugfest sein, sondern muss auch gleichzeitig elastisch genug sein, um solche Kräfte auszuhalten, inkl. Temperaturunterschiede und die mechanische Belastung durch die Kabinen und Lasten.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 20. Dezember 2009, 10:29:32
Ich hatte mich auf Meagan bezogen, und dass solches Extrapolieren aus dem Alltag wenig sinnvoll ist und man ganz vorsichtig dabei sein muss ... aber du bringst ja auch eine (Alltags-)Analogie, diesmal Gleitschirmfliegen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 20. Dezember 2009, 13:13:38
Ok. Wir hatten hier schon besprochen , daß der Durchmesser des Seiles an die 10 m betragen soll. Wenn ich jetzt noch eine Länge von 15.000 m dazu nehme, die es innerhalb der Atmosphäre hängt habe ich eine Angriffsfläche von 150.000m2 . Die entsprechende Windlast kann jeder selbst kalkulieren.

Zum Vergleich, eine Boing 747 hat ca 500m2 Tragflügelfläche.

Sieht die Atmosphäre damit immer noch so "harmlos" aus ?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 20. Dezember 2009, 13:55:40
Wären das nicht eher 235619 m2? Aber wie auch immer, welches Verhältnis gilt zwischen (Gesamt-)Masse und angreifbarem Volumen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 20. Dezember 2009, 15:29:05
Hallo Ruhri,

Du hast sicher die Mantelfläche, die dem Wind ausgesetzt ist berechnet.  Die wirkende Kraft wird sich aber wohl auf die Breite von 10m (vermute ich) begrenzen.

Was meinst Du mit "Verhältnis zwischen (Gesamt-)Masse und angreifbatrem Volumen" ?

Ich glaube nicht, daß die Gesamtmasse für das angreifbare Volumen eine Bedeutung hat.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 20. Dezember 2009, 20:40:48
Meagan, sorry da kann ich dir nicht zustimmen. folgendes:

angenommen, das Band hat eine Länge von 35000km. Nur in den unteren 15km haben wir Einflüsse des Wetters. Das sind 0,0429% der gesamten Seillänge. Im Vergleich zu deinem 15cm Wasserbad, handelt es sich um ca 25% der Gesamtlänge (warum so viel? Na weil der Schwerpunkt niedriger ist und ich sowohl oben als auch unten mich nirgends festhalten kann). Die Analogie funktioniert also nicht.

Wenn das Band unten nicht festgemacht ist, würde es tatsächlich wie ein Blatt im Wind wehen. Selbst das würden die restlichen 34985km aber nich wirklich stören. Es wird aber festgemacht und durch einen Zug auf Spannung gebracht (wobei das Seil somit nicht nur sein eigenes GEwicht halten muss, sondern auch das Gewicht der Gondel + Spannungsgewicht, vereinfacht ausgedrückt). Selbst wenn sich das Band unter Spannung 'leicht' eindrückt, was soll passieren? Das die STation dir auf den Kopf fällt? Wohl er nicht, solange die Zentrifugalkraft über alles größer ist als die Schwerebeschleunigung über alles ist.

By the way, ich hab nachgerechnet und herausbekommen, dass zwischen Erdoberfläche und GEO eine durchschnittliche Schwerebeschleunigung von g=1,355 m/s^2 existieren. Damit wird das Band gerade im oberen Bereich deutlich 'leichter'!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 20. Dezember 2009, 20:47:28
Ok. Wir hatten hier schon besprochen , daß der Durchmesser des Seiles an die 10 m betragen soll. Wenn ich jetzt noch eine Länge von 15.000 m dazu nehme, die es innerhalb der Atmosphäre hängt habe ich eine Angriffsfläche von 150.000m2 . Die entsprechende Windlast kann jeder selbst kalkulieren.

Zum Vergleich, eine Boing 747 hat ca 500m2 Tragflügelfläche.

Sieht die Atmosphäre damit immer noch so "harmlos" aus ?

Schön gerechnet... aber auch hier ein Haken: ich unterstelle jetzt mal die grössen, die du deiner REchnung zu grunde gelegt hast (ich halte ein Seil von 10m breite zu viel), als gegeben. Dabei hast du vergessen, dass nicht an den kompletten 150.000m^2 ein atmosphärischer Druck verursacht durch wetter anliegt und sich somit die auftretenden Kräfte drastisch reduzieren.

Noch mal, ich sach nich, dass das Wetter keinen Einfluss hat, ich behaupte nur, dass der Einfluss vernachlässigbar ist und nicht über erfolg/misserfolg dieser mission entscheidet, es somit also an sich kein zu lösendes Problem dieser IDee ist.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 20. Dezember 2009, 21:04:42
Dazu kommt noch, dass starke Winde nur in bestimmten Teilen der Atmosphäre auftreten...

Ich weiß jetzt nicht genau, in welchen, evt. weiß jemand hier etwas mehr...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 21. Dezember 2009, 01:43:30
Plus die Tatsache, das am Äquator kaum mit Winden zu rechnen ist
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 21. Dezember 2009, 19:27:02
Plus die Tatsache, das am Äquator kaum mit Winden zu rechnen ist

Gut daß es auch keine Hurrikans gibt. Die sind ja auch eine Erfindung von Hollywood.  ;) Bitte bringt mir jetzt nicht die alte Leier, daß diese den Äquator nicht überschreiten. Wer schon mal so einen richtigen Tropensturm, wie er dort hin und wieder auftritt, erlebt hat, der denkt da ein bischen anders.

Dazu kommt noch, dass starke Winde nur in bestimmten Teilen der Atmosphäre auftreten...

Ich weiß jetzt nicht genau, in welchen, evt. weiß jemand hier etwas mehr...

Jetstreams mit Geschwindigkeiten von über 200km/h treten in Höhen über 10.000m auf......

Zitat
Schön gerechnet... aber auch hier ein Haken: ich unterstelle jetzt mal die grössen, die du deiner REchnung zu grunde gelegt hast (ich halte ein Seil von 10m breite zu viel), als gegeben. Dabei hast du vergessen, dass nicht an den kompletten 150.000m^2 ein atmosphärischer Druck verursacht durch wetter anliegt und sich somit die auftretenden Kräfte drastisch reduzieren.

Es ist Irrelevant wie viel % in der Atmosphäre hängen. Die wirkenden Kräfte sind entscheidend !

Wenn Du mit der Motorsäge einen Baum fällst, zerspanst Du ja nicht das gesamte Holz des Baumes sondern nur den Teil, wo der Schnitt durchgeht.

Jeder, der Wind und Wetter für vernachlässigbare Probleme hält, sollte sich mal anschauen, vor welchen Problemen Ingenieure stehen, wenn sie einen Turm oder einen Wolkenkratzer bauen. Diese haben nicht mal annähern das Durchmesser/Längenverhältnis eines Seiles, egal ob es einen oder 10m Durchmesser hat.

Außerdem bringt Wind Konstruktionen im Allgemeinen zum schwingen. Das kann man sehr schön bei dieser Brücke sehen .....

http://www.youtube.com/watch?v=3mclp9QmCGs
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: bonsaijogi am 21. Dezember 2009, 19:45:02
Analogien ... ich sag einfach mal, mit meinem beschränkten Wissen, hier werden Äpfel mit Birnen verglichen  ;)

Für das sogenannte "Seil" müßte in meinen Augen ein neu definierter Begriff erschaffen werden. Das ganze spielt sich in Dimensionen ab, die (zumindest für mich) nicht mehr vorstellbar sind.

Mal von dem ganzen technischen trallalla und den Dingen die erst noch erfunden werden müßen mal abgesehen, ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, dass ein "Seil" mit diesen utopischen Ausmaßen von irgendwem auf diesem Planeten finanziert werden kann.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 21. Dezember 2009, 20:05:41
Diese Brüccke fiel aber wegen der Überlagerung und somit dauernder Verstärkung von Schwingungen... Darauf sollte man beim Bau allerdings achten, dann dürfte das kein Problem sein...

Zitat
ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, dass ein "Seil" mit diesen utopischen Ausmaßen von irgendwem auf diesem Planeten finanziert werden kann.

5-10 Mrd würde es kosten... Und bei 100 Satelliten zahlt es sich schon aus. Ok, sagen wir 200. Trotzdem ziemlich wenig


Wegen Blitzschlag... Man kann ja die Spannungsversorgung nicht übers Kabel gewährleisten, da der Wiederstand hier zu groß ist. Darum würde wohl auch ein Blitz (falls er die Isolierung durchshlägt), sich verteilen und nicht viel anrichten...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: bonsaijogi am 21. Dezember 2009, 20:32:56
Zitat
von runner02:

5-10 Mrd würde es kosten...

10.000.000.000 $ : 35.000.000 m = 285 $ / m

Tut mir leid, ich kann mir immer noch nicht vorstellen, dass das hinhauen kann.

- Entwicklungskosten von Seil und Elevator
- Unmengen an Rohmaterialien zur Herstellung des Seils
- Industrielle Fertigung des Seils im All
- Infrastruktur auf der Erde und im Weltraum
- Laufende Unterhaltskosten inkl. Energie und Personal

und all das soll nacher 285 $ pro Meter kosten?

... ich glaub da steig ich mit ein, ein paar Meter sind drin  :)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 21. Dezember 2009, 23:16:31
Man sollte schon die Artikel zum Space Elevator genau lesen, dann muss man nicht immer wieder die gleichen behauptungen aufstellen warum etwas nicht gehen kann. Oder das man es nicht bewerkstelligen kann.
Es werden viele Punkte erklärt wie man diese realisieren kann.

Ich verstehe nicht was die gesamten Baukosten mal angenommen 10 Mrd Dollar mit der Seilänge zu zun haben.

Entwicklungskosten vom Seil wird ja nicht nur für den SpaceElevator angewendet. Die Forschung nutzt auch tausend andere möglichkeiten so ein Zugfestes Seil einzusetzen z.b. Brücken, Hochhäuse usw. evtl. auch arten von Supraleitern.

Unmengen an Rohmaterial? Der Taipei 101 besteht aus 9.000 t Stahl und 26.000 m³ Beton. Ich gehe davon aus das die Rohstoffe für ein CNT Seil wesentlich geringer sind.

Wo steht das man das Seil im All fertigen muß. Es wird ein Seil in den Orbit gebracht nach beiden seiten abgelassen dann ein Gegengewicht am ende befestigt und mittels Fahrstühle wird das Seil verlängert, die Fahrstühle bleiben am evtl. am Ende als Gegengewicht.

Infrastruktur für den Lift wird sicher nicht Größer sein als die von Kik Warenhaus.

Klar fallen laufende Kosten an. Wie überall. Möchte nicht wissen was alleine der Taipei im Monat verschlingt. Hier muss man wohl wie überall die Wirtschaftlichkeit ins verhältnis bringen. Wenn der Lift Satelliten ins All befördern kann, wird es sich sicher rechnen. Ganz abzusehen vom Tourismus, wenn man alleine überlegt wie viele schon einen SpaceShip Two Flug gebucht haben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 21. Dezember 2009, 23:39:11
Na dann ist ja alles gelöst ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 21. Dezember 2009, 23:50:32
Naja, abgesehen von so kleinen Problemen, ein "Seil" oder was immer für eine Konstruktion mit einer Länge von einigen zehntausend Kilometern zu fertigen, an der sich irgendwelche Fahrzeuge auf- und abwärts bewegen können, deren Versorgung mit Energie und Luft noch völlig ungeklärt ist und die überdies auch noch billiger betrieben können werden als herkömmliche (und zukünftige!) Raketen.  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 22. Dezember 2009, 00:29:03
Es ist Irrelevant wie viel % in der Atmosphäre hängen. Die wirkenden Kräfte sind entscheidend !

Nicht ganz. Da wir ja schon bei Analogien sind, hier mal ein Beispiel. Haenge mal vom Empire State Building ein Stahlseil (Durchmesser von ungefaehr 10 cm, um bei den Relationen zu bleiben),ca. 380m. Es ist absolut Windstill. An den letzten 15cm!!! (was der kompletten Wetter Atmosphaere entsprechen wuerde) legst du einen Wind an. Ich glaub da wuerde wenig passieren. Dies wuerde an dem Eigengewicht des Seils liegen, was eine enorme Traegheit hat.

Und die Kosten, wie gesagt, die ISS kostet bis zur Fertigstellung auch rund $100 Mrd. Und da existiert kein finanzieller Rueckfluss. Selbst bei kosten (fuer den ersten Lift) von 300Mrd. wuerde das sich in weniger als 10 jahren refinanziert haben. Allein die business Moeglichkeiten... Und ich glaub, Satelliten sind da der kleinste Betrag.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 22. Dezember 2009, 14:12:49
Durch gebetsmühlenartiges Wiederholen von sogenannten Schwingungsproblemen werden diese nicht richtiger, zumal das, wie gesagt eines der kleinsten Probleme bei einem Bau und Betrieb eines solchen Aufzugs darstellt.
Und wenn es um eine Schwingungsproblematik geht, dann ist eine durch atmosphärische Einwirkung verursachte diejenige die tatsächlich nicht vorhanden ist.
Weshalb dies kein Thema ist, wurde bereits in diesem Thread weiter oben beschrieben.

Übrigens möchte ich nochmal darauf aufmerksam machen dass die Gesamtlänge des "Seils" nicht 36.000 Kilometer sein würde, sondern deutlich länger, da es das Gegenstück von geostationären Ankerpunkt nach "Außen" ebenfalls noch gibt (sonst würde das Seil tatsächlich "runterfallen").
Je nach Art und Konstruktion ist die Gesamtlänge bis zu 150.000 Kilometer.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 22. Dezember 2009, 19:58:29
Übrigens möchte ich nochmal darauf aufmerksam machen dass die Gesamtlänge des "Seils" nicht 36.000 Kilometer sein würde, sondern deutlich länger, da es das Gegenstück von geostationären Ankerpunkt nach "Außen" ebenfalls noch gibt (sonst würde das Seil tatsächlich "runterfallen").
Je nach Art und Konstruktion ist die Gesamtlänge bis zu 150.000 Kilometer.

Naja, muss nicht sein. Man kann auch 35000km 'Seil' haben, eine Station, die mit dem Seil verbunden ist und dann ein 5000km langes Seil plus Gegengewicht. Die Verlaengerung des Seils soll lediglich die Dimension des Gegengewichtes verdeutlichen, aber nach meiner Ansicht nicht praktikabel. Ein paar Tonnen schweres Gegengewicht und ein damit verbundenes kuerzeres Seil waere wohl praktikabler.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 22. Dezember 2009, 20:15:09
Ok, baut euer Seil. Sagt mir bitte bescheid, wenn es soweit ist. Ich drehe dann ein schönes Video für Hollywood "Am Tag als das Seil riß ..... ". Wird in den Kinos bestimmt ein Megaknaller.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 22. Dezember 2009, 20:18:55
Ok, baut euer Seil. Sagt mir bitte bescheid, wenn es soweit ist. Ich drehe dann ein schönes Video für Hollywood "Am Tag als das Seil riß ..... ". Wird in den Kinos bestimmt ein Megaknaller.

Satirisches Totschlagargument... Wenn Du nicht mehr mit diskutieren möchtest...

Gruß, Klaus
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 22. Dezember 2009, 20:35:54
Meagan, du hast eine PN von mir bekommen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 22. Dezember 2009, 20:45:14
Was soll ich dazu noch sagen.

Das Seil wird mit einem Drahtseil verglichen, daß vom Empire State Building runterhängt. Ein menschliches Haar würde den Dimensionen gerechter werden. Ein Stahlseil dieser Dimension müßte am Boden bildlich gesprochen mehrere hundert Meter Durchmesser haben. Wenn man so einen Turm baut, braucht man oben kein Gegengewicht mehr. Das "Seil" steht von alleine. Auch ohne indischen Fakir. Ein Aufzug in der Mitte und oben steigt man im All einfach aus.

Ich wäre übrigens mal auf den Ausgang des oben erwähnten 15 cm Experiments interessiert, wenn das Seil maßstabgerecht skaliert ist.

bisher errichtete Gebäude haben teilweise schwer mit Winden zu kämpfen. Nur durch ausgeklügelte Technik werden diese stabil gehalten. Die Takoma Brücke hat sich, wie hier richtig bemerkt wurde durch Resonanz aufgeschwungen. Die Probleme mit den Resonanzschwingungen haben wir hier breit diskutiert und ich bin es müde mich immer zu wiederholen.

Statische Systeme haben allesamt ein großes Problem. Sie müssen robust sein um zu funktionieren. Dieses "Seil" ist ein statisches System, daß äußerst filigran wäre. Versucht Euch mal nur Ansatzweise die Dimension vorzustellen !

Riesige Querkräfte , die durch den Impuls entstehen werden einfach wegdiskutiert. Ein aufsteigender Fahrkorb würde das Seil, das Synchron mit seiner Umdrehung  zur Erde ist, abbremsen. Bitte den Effekt bei Gaspard Gustave de Coriolis nachlesen. http://de.wikipedia.org/wiki/Corioliskraft (http://de.wikipedia.org/wiki/Corioliskraft) Das ist simple Mathematik.

Einen Blitzschlag als potentiell harmlos einzustufen halte ich für grob fahrlässig !

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 22. Dezember 2009, 21:05:18
Mahlzeit!


... Haenge mal vom Empire State Building ein Stahlseil (Durchmesser von ungefaehr 10 cm, um bei den Relationen zu bleiben),ca. 380m. ...
Da stimmt was nicht. Mal angenommen das Originalseil ist 380.000 km lang und 10 m dick. Dann wäre es bei 380 m Länge nur 0,01 mm dick.


Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 22. Dezember 2009, 23:15:45
Meagan,

die Corioliskraft spielt hier keine Rolle, da das Seil keine  konstante Bewegung nach Norden oder Süden macht.
Das Seil wäre sogar dann stabil, wenn der Fixpunkt am Boden leicht vom Äquator abweicht, solange der Punkt in geostationären Orbit über dem Äquator hängt.

Ein Aufsteigender Aufzug bremst das Seil nicht ab (das Seil ist durch ein "Gegengewicht" straff). Bitte mache Dich dazu mit den Grundlagen der Mechanik vertraut.
Was passieren kann, ist dass DAS das Seil in Schwingungen versetzt. Aber Resonanzeffekte kann man beispielsweise allein dadurch umgehen, dass man den Aufzug langsamer oder schneller bewegt.

So ein Aufzug hat definitv ernste Probleme bei der Realisierung, selbst wenn es das entsprechende Material geben würde.
Aber die von Dir Angesprochenen gehören nicht dazu.
Auch das wurde bereits gepopstet.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 23. Dezember 2009, 01:32:24
Mahlzeit!


... Haenge mal vom Empire State Building ein Stahlseil (Durchmesser von ungefaehr 10 cm, um bei den Relationen zu bleiben),ca. 380m. ...
Da stimmt was nicht. Mal angenommen das Originalseil ist 380.000 km lang und 10 m dick. Dann wäre es bei 380 m Länge nur 0,01 mm dick.

 :o Na ich schieb das jetzt mal auf die spaeten Abendstunden.
Ich korregiere kurz: Bei einer Seillaenge von 35.000km!!! (wie kommst du auf 380.000km, willst du zum Mond?) und einer angenommenen Breite von 10m ins Verhaeltnis zur Laenge von 380m ergeben das bei mir ca 0,1mm.

@Meagan:
Keine Frage, der Vergleich hingt, genau wie der mit dem Fuessen im Wasser. Ich wollte schlicht und ergreifend nur mal versinnbildlichen, dass bei einem Seil von 380m (und wer schon mal auf dem Empire State Building stand weiss, wie verdammt hoch das ist) Laenge nur 15cm in der Atmosphaere haengen. (wobei nicht die gesamten 15cm auch mit Wind belastet werden. Ein Jetstream bsplw. hat nur eine hoehe von weniger als einem kilometer). Und ein Blitz, wie ich bereits gepostet habe, ist tatsaechlich ein Problem, das geloest werden muesste.
Komisch, einen Fusionsantrieb aber haelst du fuer machbar...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 23. Dezember 2009, 02:04:44
Mahlzeit!

...  :o Na ich schieb das jetzt mal auf die spaeten Abendstunden. ...
Ja. Danke. Und die vielen nullen. Und dann habe ich auch noch mehrere Dinge gleichzeitig versucht zu erledigen. Ähhh, mehr Ausreden fallen mir jetzt auch nicht ein.

Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 23. Dezember 2009, 16:56:12
@Peter: kein Problem ;)

... Und dann habe ich auch noch mehrere Dinge gleichzeitig versucht zu erledigen...

na aber du weisst doch, wir Maenner koennen das nicht  ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: alswieich am 23. Dezember 2009, 18:44:55
Mahlzeit!

... na aber du weisst doch, wir Maenner koennen das nicht  ;D
Und lassen wir Männer uns von so einer Binsenweisheit abschrecken? Nä!
 8)

Gruß
Peter
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 23. Dezember 2009, 19:13:31
Und lassen wir Männer uns von so einer Binsenweisheit abschrecken? Nä!
 8)

Naja, hast ja gesehen, was bei rauskommt  ;) nix...  ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 23. Dezember 2009, 23:22:11
na aber du weisst doch, wir Maenner koennen das nicht  ;D

Man hat inzwischen aber herausgefunden: Frauen können es auch nicht! Naja, wieder eine Legende zerstört.  ::)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 24. Dezember 2009, 00:35:45
Zitat
Ein Aufsteigender Aufzug bremst das Seil nicht ab (das Seil ist durch ein "Gegengewicht" straff). Bitte mache Dich dazu mit den Grundlagen der Mechanik vertraut.

Ich meine hier die Impulserhaltung. Je weiter daß Du Dich von der Erde wegbewegst, um so schneller mußt Du Dich bewegen, um syncron zu Deinem Ausgangspunkt zu bleiben. Das liegt ganz einfach daran, daß der Umfang bei einem größeren Durchmesser um den Wert 2*Pi*r zunimmt. -> Längere Strecke -> höhere Geschwindigkeit -> horizontale Beschleunigung nötig.

Daß das Seil durch das Gegengewicht straff gehalten wird ist auch mir klar. Es macht aber keinen Sinn, wenn das Gegengewicht wie ein Perpentikel hin und her schwingt. Irgendwann ist das nicht mehr zu kontrollieren.

Zitat
Komisch, einen Fusionsantrieb aber haelst du fuer machbar..
Nicht jetzt und heute, aber vielleicht in einigen Jahrzehnten.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 25. Dezember 2009, 10:49:49
Zitat
Je weiter daß Du Dich von der Erde wegbewegst, um so schneller mußt Du Dich bewegen, um syncron zu Deinem Ausgangspunkt zu bleiben. Das liegt ganz einfach daran, daß der Umfang bei einem größeren Durchmesser um den Wert 2*Pi*r zunimmt. -> Längere Strecke -> höhere Geschwindigkeit -> horizontale Beschleunigung nötig.

Dein Gedankengang in diese Richting ist schon korrekt.

Allerdings wird die Bahngeschwindigkeit von der Erde abgezapft, da das Seil ja straff gehalten wird.

Nimm hier als Beispiel: Im Winter vergrößert sich die Rotatonsgeschwindigkeit der Erde messlich, weil die Blätter der Bäume näher zum Rotationszentrum kommen (herab fallen) und somit die Winkelgeschwindigkeit erhöht wird. Im Frühjahr wird widerrum Materie nach oben transportiert, und Blätter daraus gebildet - und die müssen auch nicht mit Raketendüsen bahngeschwindigkeit erhalten.
Eine geringe Kraft wird wohl auf den Baumstamm wirken, aber der ist ja massiv und der hebelt die Kraft auf die Erde, die somit verlangsamt wird. Entsprechend Massiv muss man alt das Seil dimensionieren.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: vostei am 25. Dezember 2009, 11:17:13
Zitat
Im Winter vergrößert sich die Rotatonsgeschwindigkeit der Erde messlich, weil die Blätter der Bäume näher zum Rotationszentrum kommen (herab fallen) und somit die Winkelgeschwindigkeit erhöht wird.

Wirklich messbar??? Ich meine der Sommer/Winterwechsel teilt sich in Nord- und Südhalbkugel....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 25. Dezember 2009, 11:22:22
Zitat
Im Winter vergrößert sich die Rotatonsgeschwindigkeit der Erde messlich, weil die Blätter der Bäume näher zum Rotationszentrum kommen (herab fallen) und somit die Winkelgeschwindigkeit erhöht wird.

Wirklich messbar??? Ich meine der Sommer/Winterwechsel teilt sich in Nord- und Südhalbkugel....

Aber auf der Nordhalbkugel gibt es VIEL mehr Landmasse mit Wald. Russland und Kanada z.B. .
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: vostei am 25. Dezember 2009, 11:26:54
Zitat
auf der Nordhalbkugel gibt es VIEL mehr Landmasse mit Wald. Russland und Kanada z.B.

Richtig - und mehr Staustufen zwecks Wasserkraft - dass sich das dann rausmessen lässt erstaunt mich. Coole Info.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 25. Dezember 2009, 21:44:37
Jungs, ihr habt eindeutig zuviel Kaffee getrunken.

Wenn der Kaffe in einer parabelförmigen Elipse wieder zu tage tritt, merkt ihr da auch was von einer beschleunigten Erdrotation ?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 25. Dezember 2009, 21:50:03
Danke für dieses ausführliche, fundierte und gut durchdachte Gegenargument.
Jungs, ihr habt eindeutig zuviel Kaffee getrunken.

Wenn der Kaffe in einer parabelförmigen Elipse wieder zu tage tritt, merkt ihr da auch was von einer beschleunigten Erdrotation ?

Aber lies doch mal hier, bei der www.welt.de, und lass dich nicht immer von deinen populären Halbwahrheiten leiten:
http://www.welt.de/wissenschaft/article2609536/Fallendes-Laub-laesst-die-Erde-schneller-drehen.html (http://www.welt.de/wissenschaft/article2609536/Fallendes-Laub-laesst-die-Erde-schneller-drehen.html)


(Irgendwann platzt mir bei so einem Argumentationsstil der Kragen ...  ::) :o >:()
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: vostei am 25. Dezember 2009, 21:59:15
Danke für den Link ;)

Wie's funzt: http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/152448.html (http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/152448.html)

und das Prinzip: http://de.wikipedia.org/wiki/Ringlaser (http://de.wikipedia.org/wiki/Ringlaser)

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 26. Dezember 2009, 11:47:28
Noch mal etwas zum "Durchbiegen" des Elevators, wenn er eine hinauf fahrende Masse mitbeschleunigen muss.

Während der Konstruktion aus dem GEO liegt der Schwerpunkt ständig auf dem GEO und der Elevator wächst "symmetrisch" (bzgl. des Schwerpunkts im kugelsymmetrischen Gravitationsfeld) nach oben und unten. Nach meinem Wissen geht es dann aber noch weiter. Wenn er ein mal unten verankert ist, würden man ihn weiter nach oben wachsen lassen und so den Schwerpunkt nach oben verschieben. Dadurch entsteht eine Vorspannung im "Seil". Und, das hatte ich schon früher ausgeführt, vorgespannte Bauteile können Querkräfte besser übertragen, d.h. mit deutlich weniger Verformung. Die Querkraft zum Mitbeschleunigen einer auffahrenden Kabine (und umgekehrt einer abfahrenden Kabine) wird also mit weniger Verformung erreicht. "Weniger" ist hier aber relativ zu sehen. Auf die Gesamtlänge betrachtet, kann sich das trotzdem addieren, aber immer deutlich weniger als bei einem "laschen" Seil.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 28. Dezember 2009, 17:38:10
Hmm, also bei naherem Nachdenken stelle ich fest, dass manche hier das ganze zu sehr aus der Sicht der Erde betrachten.

Nehmen wir das bsp. des Bauens des Seils, dass von einer Station im GEO nach unten gelassen wird. Einige argumentieren, dass je naehr man der Erde kommt desto groesser waere eine laterale Kraft (ergibt sich aus der angenommenen Bahngeschwindigkeit und dem sich verringernden Radius), der dazu fuehren wurde, dass das Seil an der Erde vorbei "faellt".

Eins wird dabei jedoch vergessen (nach meiner Ansicht). Die STation im GEO bewegt sich mit einer Winkelgeschwindigkeit x (2*PI/siederischer Tag) um die Erde. Gleichzeitig jedoch dreht sich die Station mit einer Winkelgeschwindigkeit x entgegen der Drehrichtung der Erde um die eigene Achse (sonst wuerde das Seil nicht permanent in Richtung Erde zeigen).

Nach ersten Ueberlegungen muesste sich doch damit alles Aufheben? Der Ansatz mit der zunehmenden Bahngeschwindigkeit ist ja nicht schlecht, allerding glaub ich nicht, dass sich dies allein mit dem Drehimpulserhaltung erklaeren laesst. Das funktioniert vielleicht bei den Baeumen, weil die Teil der Erde sind (Wie die Arme des Eiskunstlaufers). Aber die reichen  ja auch nicht bis in den GEO. Die Station im GEO ist jedoch nicht Teil der Erde, sondern koennte auch losgeloest davon exisitieren (z.b. wenn das Seil nicht bis zur Oberflaeche reicht - dann ist es nicht mehr mit der Erde verbunden. Dennoch glaub ich nicht, dass dort laterale Kraefte wirken, weil sie sich - siehe oben - gegenseitig aufheben).

Wie seht ihr das?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 28. Dezember 2009, 17:56:13
Hallo,

wen zitierst du damit, dass das Seil bei der Konstruktion an der Erde "vorbei fallen" würde? Ich kann mich nicht erinnern so etwas zuletzt gelesen zu haben.

Laterale Kräfte treten dann auf, wenn eine Masse am Seil entlang fährt, sie muss ja auf Umlaufgeschwindigkeit beschleunigt werden, eben durch das Seil, welches mit der Erde verbunden ist.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 28. Dezember 2009, 19:15:55
Hallo,

wen zitierst du damit, dass das Seil bei der Konstruktion an der Erde "vorbei fallen" würde? Ich kann mich nicht erinnern so etwas zuletzt gelesen zu haben.

Laterale Kräfte treten dann auf, wenn eine Masse am Seil entlang fährt, sie muss ja auf Umlaufgeschwindigkeit beschleunigt werden, eben durch das Seil, welches mit der Erde verbunden ist.

1.) ich habe niemanden konkretes zitiert. Aber ich diesem riesen Thread hab ich es schon irgendwo gelesen. ist aber auch egal. Wenn man die Meinung vertritt, dass die Bahngeschwindigkeit eine laterale Kraft verursacht, so wuerde genau dies passieren, wenn man das Seil vom GEO zur Erde herunter laesst und dabei das Seil nicht abbremst.

2.) Ich bin der Meinung das keine lateralen Kraefte auftreten, weil die sich aufheben. Hast du meinen Post oben verstanden? (von dem ich ja selber nicht weiss, ob mans so rechnen kann. Aber je laenger ich drueber nach denke, desto sinnvoller wird es)

Gruss
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 28. Dezember 2009, 23:26:05
Yapp, habe dich verstanden.

Eine Kraft muss es trotzdem geben, weil:

1.
Wie soll sonst eine auffahrende Masse beschleunigen?

2.
Die "Gegenrotation" Eigenrotation der Station da oben stimmt zwar schon, aber auch fuer sie gilt dabei Drehimpulserhaltung. Wenn die Baustation also passend so gebunden rotiert*, dass sie immer dieselbe Seite zur Erde zeigt, bekommt sie damit ein "Problem", sobald das Seil aus ihr heraus waechst. Denn dadurch wird auch diese Roation verlangsamt, da der Drehimpuls erhalten bleibt.

Wenn man sich uebrigens einige Entwuerfe zum Space Elevator in der SciFi Literatur durchliest, kommt auch dieser Punkt zur Sprache, bspw. "Fountains of Paradise" von Arthur C. Clarke. Dort kommt das kleine/schmale/leichte Konstruktionsseil mit "ordentlich" lateraler Geschwindigkeit zum Ankerpunkt "geflogen" .... und verfehlt im ersten Anlauf.


*"Gebundene Rotation" ergibt beim Space Elevator eine ganz neue Bedeutung ;)


Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 29. Dezember 2009, 18:59:49
Das Problem der der Drehimpulserhaltung der Eigenrotation der Konstruktionsstation ist interessant. Daran hatte ich bisher nicht gedacht (einfach zu geozentrisch-quasi-inertial gedacht ;)). Aber mir fällt momentan keine Idee ein, wie man diese Reaktion des wachsenden Seils steuern oder unterbinden kann. Wenn es länger wird, rotiert die Station langsamer um sich, was von der Erde aus gesehen eine Rotation von Station und Seil nach Osten ergibt, das untere Seil fegt praktisch von Westen nach Osten, das obere umgekehrt durch den Orbit.

Hat jemand eine Idee?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 29. Dezember 2009, 19:22:48
Aktive, kontinuierliche Gegensteuerung mit an der Konstruktionsstation angebrachten Triebwerken?  ???

edit: nochmal drüber nachgedacht: Triebwerke würden wenn überhaupt an den Seilenden etwas bringen, oder? Und das wäre technisch eher schwer umzusetzen. 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 29. Dezember 2009, 19:56:37
Der benötigte Impuls ist enorm, über Jahre während des Baus muss man immer mehr Drehimpuls in die Konstruktion stecken ... aber klar, das geht.

Vielleicht wäre das was für Vasimir, oder generell elektrische Antriebe. Aber die Massenbilanz hat sich gerade potenziert, oder?


EDIT:
Man kann die Triebwerke auch etwas exzentrisch an der Station selbst anbringen, aber Drehmoment wird natürlich am Besten an langen Hebelarmen erzeugt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 29. Dezember 2009, 20:03:27
Jetzt wird der Bau in Etappen mit immer mächtiger werdenden Seilen verständlich:

Das erste Seil muss mit "Gegensteuerung" wachsen, benötigt also Triebwerke und Treibstoff über Jahre hinweg. Daher muss es leicht sein. Wenn es einmal sicher verankert ist, kann das nächste Seil an ihm herunter wachsen. Dann bringt das erste Seil schon diese Korrekturkraft/-moment auf.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 29. Dezember 2009, 20:52:03
Zitat
Das erste Seil muss mit "Gegensteuerung" wachsen, benötigt also Triebwerke und Treibstoff über Jahre hinweg.


Dauert das Herablassen Jahre??
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 29. Dezember 2009, 20:56:20
Wie schnell baut man irgendetwas 36000 km langes "on the fly", in eine Richtung, und dann noch gleichzeitig in die andere? Das wird Monate, ich schätze eher Jahre, dauern.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 30. Dezember 2009, 00:09:02
Dauert das Herablassen Jahre??

Mal ehrlich, was hättest du denn geschätzt? Schon der Bau einer simplen Hängebrücke auf der Erde mit einer Spannweite von ein paar Dutzend Metern dauert ja schon Monate, und wir spekulieren hier über etwas wirklich GROSSES!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 30. Dezember 2009, 08:55:44
Es könnte sogar sein, dass man bewusst langsame(r) abspult/verlängert. So ist der der Bedarf an zusätzlichem Drehimpuls für jeden gewachsenen Meter niedriger, und das notwendige Drehmoment kann mit weniger Kraft und kleineren Triebwerken (wenn man es so macht) erzeugt werden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 30. Dezember 2009, 10:56:25
Zitat
Wie schnell baut man irgendetwas 36000 km langes "on the fly", in eine Richtung,

Ich habe angenommen, dass man es Jahre zuvor auf der Erde baut, dann in den Orbit launcht, und von dort innerhalb von Wochen runtergelassen hat.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 30. Dezember 2009, 11:03:47
Wie will man das starten? Wie groß und schwer sind denn 36000km mal 2?

Die Möglichkeit sehe ich zwar auch, dass man das erste Kabel in Segmenten herstellt, um es einigermaßen zügig abzurollen. Aber deine Idee der wenigen Wochen ist abwegig. Man muss immer noch zwischen durch stoppen, dämpfen, prüfen. Die Dimensionen sind "jenseits von gut und böse". Wie schnelle baut man ein Kabel um die Erde?

Außerdem hatte ich eine Grund genannt, warum ein etwas langsameres Vorgehen sogar sinnvoll sein kann.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 30. Dezember 2009, 15:01:34
Ich meine in der PM gelesen zu haben. Das man das erste Zugseil auf der Erde komplett produziert, genau 36000 km wenn es 10 cm breit wäre sollten es 100t sein die man in den Orbit bringen muß.
Wenn die Ares 5 fliegt kann diese 188 Tonnen in den Erdorbit bringen! Das müsste reichen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 30. Dezember 2009, 16:20:57
Hundert 100 in den GEO? Dass kann auch ARES V nicht, nicht direkt. Aber stimmt schon, ein Schwerlastträger könnte solche Größenordnungen in Etappen bewältigen, man parkt erst alles im LEO und schickt dann eine Transferstufe hinauf, die andockt und alles im zweiten Anlauf in den GEO bringt.

Noch etwas zu einem elektrischen Triebwerk, das beim Wachstum Drehimpuls zuführen soll, um  die gebundene Rotation aufrechtzuerhalten:

Ganz so einfach wird es nicht sein, dieses am Ende des immer länger werdenden Seils anzubringen. Seile können per Definition keine Querkräfte übertragen solange diese eine Ende frei ist. Man müsste das entsprechende "Powerpack" also an der Station selbst anbringen, mit leidlich kleinen Hebelarmen (verglichen mit den gesamten Dimensionen).
Das könnte dann auch dazu führen, dass man in Etappen wachsen lässt, so dass man immer etwas "Drift" zulässt und dann über einen längeren Ruhezeitraum nur Drehimpuls hinzufügt, bis die Station wieder gebunden rotiert.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 30. Dezember 2009, 19:51:12
Gehe ich eigentlich richtig in der Annahme, dass das erste "Konstruktionsseil" aus CNT elektrisch leitfähig ist?

Wenn dem so ist (wir haben hier bestimmt schonmal drüber diskutiert) verkompliziert sich das Ganze nocheinmal, eröffnet aber gleichzeitig neue Möglichkeiten:

1. In dem Seil würde durch die Bewegung durch das Erdmagnetfeld ein elektrisches Potential induziert werden. Dies hat ersteinmal Auswirkungen auf die Bewegung des Seils.

2. Gleichzeitig dies könnte zur Erzeugung elektrischer Energie beitragen, was den Triebwerken zu Gute kommen würde.

3. Man könnte auch, eine andere Energiequelle vorausgesetzt, das Seil zusätzlich aufladen und auf diese Weise versuchen die Bewegung des Seils mit Hilfe des Magnetfelds zu steuern. Eventuell ließe sich auf diese Weise auf Triebwerke an den Seilenden verzichten.

Das sind nur so ein paar Ideen. Ich habe keine Ahnung, ob das praktikabel wäre.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 30. Dezember 2009, 19:58:32
So eine ähnliche Idee hatte ich auch schon, aber du kannst nicht beides haben, Timo ;).

Entweder erzeugt die Bewegung durch das Magnetfeld eine Spannung (und raubt damit Orbitenergie), oder man lässt einen Strom fließen (durch Solarzellen erzeugt, bspw.) und bekommt eine Kraft, die man zur Steuerung nutzen kann.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 30. Dezember 2009, 20:13:37
Entweder erzeugt die Bewegung durch das Magnetfeld eine Spannung (und raubt damit Orbitenergie)..

Stimmt, beides zusammen geht wohl nicht. Aber ließe sich der Energieverlust nicht ausgleichen? Wir befinden uns schließlich in der Ionosphäre und könnten Elektronen "einsammeln", die dabei helfen könnten ein Triebwerk zu betreiben. Das wäre die erste, sozusagen passive, Möglichkeit das Seil zu nutzen.

Die zweite Möglichkeit wäre, wie du sagst, aktiv einen Strom fließen zu lassen und so zu steuern.

Könnte man eventuell doch beiden Möglichkeiten kombinieren, indem man mit dem einen Seil (wir haben ja 2!) Strom erzeugt, den man verwendet, um das andere zu steuern? Naja, klingt etwas far-fetched.  ;)

Wenn die Kombination keinen Sinn macht, welche der beiden Möglichkeiten wäre denn effektiver und welche wäre effizienter?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 30. Dezember 2009, 23:08:39
eine Frage:
Das Seil rotiert mit der Erde. Was macht unser Magnetfeld? Rotiert es auch mit der Erde? Dann wären die Möglichkeiten der Induktion arg reduziert.


Zum anderen:
Zitat
Könnte man eventuell doch beiden Möglichkeiten kombinieren, indem man mit dem einen Seil (wir haben ja 2!) Strom erzeugt, den man verwendet, um das andere zu steuern? Naja, klingt etwas far-fetched.


Soll das ein Perpetuum mobile werden? ;) Was wir an der einen Seite aus der Orbitenergie "gewinnen", müssen wir auf der anderen Seite wieder reinstecken, um uns zu halten ... und dann sollen wir noch extra/zusätzlich einen Drehimpulsgewinn daraus erhalten? ;)

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 31. Dezember 2009, 12:18:14
Zitat
Das Seil rotiert mit der Erde. Was macht unser Magnetfeld? Rotiert es auch mit der Erde? Dann wären die Möglichkeiten der Induktion arg reduziert.
Du fragst Sachen...

Die ziemlich interessant sind  ;)

Leider weiß ich das nicht...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kreuzberga am 31. Dezember 2009, 14:39:03
Ist auch keine einfache Frage. Das interne Magnetfeld der Erde rotiert im Großen und Ganzen schon ungefähr mit, ist aber nicht sonderlich homogen und dazu um einige Grad gegenüber der Rotationsachse geneigt, d.h. die Feldlinien verlaufen nicht in derselben Ebene wie die Rotachse.

Allerdings haben wir es da draußen auch mit der Magnetosphäre zu tun, die nur z.T. vom internen Magnetfeld bestimmt wird. Es gibt dort eine Reihe von Strömen geladener Teilchen, die ihrerseits wieder Magnetfelder transportieren und sich gegenseitig beeinflussen. Das interne Magnetfeld nimmt ja kubisch mit dem Radius ab, daher wird die magnetische Umgebung je mehr von anderen Quellen dominiert, desto weiter draußen wir uns befinden.

Da das Seil die tägliche Rotation der Erde mitmachen würde, würde es zumindest die Variation zwischen "zusammengestauchtem" Feld auf der Tagseite und Magnetotail auf der Nachtseite erfahren.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 03. Januar 2010, 16:02:13
hat eigentlich einer in der letzen Zeit mal einen Bericht über die aktuelle zugfestigkeit von CNTs gelesen ?
Würde mich mal interessieren, was heute schon machbar ist. Sicher auch interessant zum Brückenbau.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 03. Januar 2010, 20:33:27
Zitat
hat eigentlich einer in der letzen Zeit mal einen Bericht über die aktuelle zugfestigkeit von CNTs gelesen ?

Es sollte einen Wettbewerb (Space Elevator Games 2010 - Tether Contest) geben, der im Dezember stattfinden hätte sollen ...
Aber man hat 0,0 davon gehört. Nix. In den medien. Nix...

Im unteren Drittel von http://www.spaceward.org/elevator-when sieht man die bisher erreichte Stärke. Ich versteh das aber nicht...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: vostei am 03. Januar 2010, 21:44:32
Meinst du das Diagramm? Die Y-Achse? Das müsste die spezifische Reißfestigkeit sein bzw Zähigkeit (bei Fasern) - und die ergibt sich aus der Zugfestigkeit (GPa) und im Verhältniss dazu der Dichte mal Schwerebeschleunigung... - wobei da was fehlt...  

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 04. Januar 2010, 20:01:25
Zitat
Meinst du das Diagramm?
Ja.
In der Tabelle steht bei 12: Mindest nötige Zugfestigkeit für einen SE.
Aber der erreichte Wert bei 11 liegt ja schon darüber!! Warum baut man dann nicht?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 04. Januar 2010, 20:18:57
Witzige Frage ... du hast doch hier mitgelesen ...  ::)

Ein 36000km langes Transportsystem zu bauen und zu betreiben, ist etwas anderes als ein im Labor hergestellter Materialdemonstrator.

Wir haben hier doch schon sehr lang und sehr ausführlich allerhand Herausforderungen dargestellt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 05. Januar 2010, 13:37:05
Zitat
du hast doch hier mitgelesen ...
Ja, aber leider habe ich den Hauptpunkt nicht verstanden...

Wenn man ein Material mit notwendiger Stärke bereits erzeugen kann, gibt es doch kein Problem mehr?

Oder wurden da nur mikroskopische Fasern getestet, die man noch zusammensetzen muss, ohne dass sie an Stärke verlieren?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 05. Januar 2010, 15:24:31
Wenn man ein Material mit notwendiger Stärke bereits erzeugen kann, gibt es doch kein Problem mehr?

Naja, nicht ganz. Nur weil man theoretisch so ein Material herstellen kann, heisst das ja noch nicht, das man 1) es 35000km in der Laenge herstellen kann 2) alle anderen Randbedingungen fuer den bau und betrieb erfuellt sind und 3) die Finanzierung steht.

Nur weil man theoretisch eine Mondbasis bauen kann, heisst das ja noch lange nicht, dass man auch gleich damit anfaengt eine zu bauen...

Es wird also glaub ich noch eine weile dauern, bis das losgeht, leider. Wir warten hier alle sehr gespannt darauf  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 05. Januar 2010, 23:46:51
Könnte es sein, dass die Autoren des Berichts unter dem angegebenem Link übermäßig optimistisch sind? Meines Wissens wurde noch nie irgendwo ein Material für Seile eingesetzt, dass bei mehr als einigen wenigen Kilometern nicht unter dem eigenen Gewicht zerreißen würde. Könnte man dieses Material zu einem vernünftigen Preis herstellen, müsste etwa der Brückenbau bereits völlig revolutioniert worden sein. Dies ist aber eben bislang nicht geschehen! Folglich existiert dieses Supermaterial bislang lediglich in den Köpfen einiger weniger Spinner/Träumer. Sucht euch das passende Wort aus.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 06. Januar 2010, 13:53:47
Zitat
Nur weil man theoretisch eine Mondbasis bauen kann, heisst das ja noch lange nicht, dass man auch gleich damit anfaengt eine zu bauen...

Da hat man aber keinen direkten finanziellen Nutzen.

Diejenige Firma/der Staat, welcher als erstes einen Orbitallift baut, bekommt 90% aller Satellitenstarts.

60.000$ vs. 200$ pro Kilo... Wo ich dann kaufe ist ja klar ;) Ausserdem lockt das auch kleinere Firmen und Unis, da sich die Raketen nie leisten könnten...

Zitat
Nur weil man theoretisch so ein Material herstellen kann, heisst das ja noch nicht, das man 1) es 35000km in der Laenge herstellen kann

Ach, wegen dem habe ich schon mal was gelesen.

Das sich durch Fehler in der Struktur beim Verknoten die Stäke des Materials um 70 % reduzieren könnte.

Allerdings habe man bereits einen Weg gefunden, um das zu minimalisieren... (Ich glaube es war lösen in einer alkoholischen Lösung oder die verwendung von Multi-walled-CNT)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 06. Januar 2010, 16:30:26
Natuerlich macht man hinterher Geld, und zwar viel. Nur bis dahin bleibt es ein Risikoprojekt. Denn es kann ja auch noch allerhand schiefgehen und das Projekt scheitern. Oder das Seil reisst oder what ever...

Problem ist halt, wer finanziert 100 Mrd. oder 200Mrd im voraus als Risikoprojekt. Auch wenn hinterher grosse Gewinne locken.

Das mit der Laenge ist tatsaechlich ein Problem. Das Problem liegt dabei darin, ein Seil dieser Laenge industriell als massenware herzustellen. Quasi ein Serienprodukt. Dies ist, denk ich, der Schluesselpunkt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 07. Januar 2010, 16:09:55
Zitat
Problem ist halt, wer finanziert 100 Mrd. oder 200Mrd im voraus als Risikoprojekt. Auch wenn hinterher grosse Gewinne locken.

Laut aktuellen Kostenabschätzungen würde ein Orbitalseil ein 40tel deiner Annahme kosten.

5 Mrd. Dollar hochgerechnet von den Space Elevator - Games-Veranstaltern  mit dem Preis, den CNT heute kosten.

Möglicherweise werden sie aber noch billiger.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 07. Januar 2010, 16:17:39
Auf der Erde gebaut ... auf der Erde getestet ... und dann einfach linear extrapoliert? Welche Zahlen hast du denn genommen?

Die ISS kostet nicht umsonst 100 Milliarden. Ein Space Elevator ein kaum weniger komplexes Projekt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 07. Januar 2010, 20:30:46
5 Mrd. Dollar hochgerechnet von den Space Elevator - Games-Veranstaltern  mit dem Preis, den CNT heute kosten.
Möglicherweise werden sie aber noch billiger.

Da wurde aber mit einem sehr kleinen Wuerfel gefuerfelt. Keiner kanns genau sagen, aber 5Mrd. sind definitiv zu wenig. Nur mal ein paar Kostenpunkte, die richtig ins Geld gehen:
1) Fluege ins All, um die Materialien da hoch zu bekommen (Nicht nur das Elevator-Seil muss da 'hoch', sondern auch die Teile fuer die Raumstation, das Seil fuer das Gegengewicht, das Gegengewicht selber, etc)
2) Aufbau des Seils
(Ein solches 'junges' Material kostet am Anfang in der Fertigung richtig Geld. Wir errinnern uns mal an die Anfaenge von Kevlar und Carbon. damals unbezahlbar. Heute, Jahrzehnte spaeter, nur leichte Besserung. Bsp.: die grossflaechige Verwendung von spezialkunststoffen im Yachtbau fuer Rennyachten (Americas Cup) kostet schon etliche Millionen. Was glaubst du, was ein Seil mit der Laenge von 35.000km kostet. Der Preis kann schliesslich nur gedrueckt werden, wenn die Materialien vorher zivil genutzt werden und es eine standardisierte Serienproduktion gibt. Sonst bleibt es aus betriebswirtschaftlicher Sicht ein Einzelstueck, auch wenn vlt. 10 oder 20 Elevators gebaut werden)
3) Die gesamte Koordination und Infrastruktur waehrend der Bauphase. (Das Bauen selber wird wohl nicht in 2 tagen fertig sein. Also ich schaetz da mal so mehrere Jahre. Das am Laufen zu halten, die Infrastruktur, die Leute, usw. kostet richtig. Lohnkosten etc..)

Also, vergiss die 5Mrd. Solche Aussagen koennen meines Erachtens nur von Wissenschaftlern kommen, die meist wenig von betriebswirtschaftlichen Strukturen verstehen. Und wie Schillrich schon schrieb, die ISS kostet nicht umsonst 100Mrd, und das ist gerade mal ein 200qm Loft und keine Luxusvilla.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 07. Januar 2010, 22:50:41
Ich denke auch, dass wir dieses Superseilmaterial erst auf der Erde im Einsatz sehen werden, etwa beim Bau noch längerer Brücken und noch höherer Wolkenkratzer. Dann wird man erst ernsthaft mit  den Planungen für einen Weltraumaufzug beginnen. Ein Problem ist ja etwa immer noch die Energieversorgung.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 08. Januar 2010, 15:25:41
Ein Einsatz könnte doch in Hochspannungsleitungen sein. Dann bräuchte man weniger Pfeiler, das Seil wäre leichter, und evt. leitet es auch besser...

Dann wirds billiger...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 08. Januar 2010, 17:47:14
Ein Problem ist ja etwa immer noch die Energieversorgung.

Warum haben eigentlich alle ein Problem mit der Energieversorgung. Man kann sich vorstellen, ein 35.000km langes 'Seil' in den Orbit zu haengen, aber nicht, 35.000km ein Objekt mit Energie zu versorgen? hmm

hier mal ein Ansatz, ueber den wir mal diskutieren koennen: eigentlich sind ja nur die ersten 100km kritisch (wahrscheinlich viel weniger, aber naja). Danach ist der Elevator aus der Atmosphaere raus. folglich koennten ja grosse Solarpanele ausgefahren werden. Warum? Ohne fehlende Atmosphaere gibt es keinen Luftwiderstand und somit auch kein Problem mit der Form des sich bewegenen Objektes.

Achja, nochwas. die meiste Energie wird auf den ersten 50 bis 100km benoetigt, weil hier der Luftwiderstand am groessten ist (bei ca. 200kmh fast das doppelte der Erdanziehung) fuer die restlichen 'Meter' ;) kann diese Komponente unberuecksichtigt bleiben. Darueberhinaus nimmt die Erdanziehung mit zunehmender Hoehe ab (spuerbar aber erst ab ca. der haelfte).

ich denke als, der energiebedarf ist gar net so gross wie immer gedacht und koennte doch einfach durch Solarpanele 'erzeugt' werden
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 08. Januar 2010, 18:01:25
Der Energiebedarf ist hoch, immerhin ersteigt man einen 36000km hohen Berg. Wir sollten lieber über die Leistung reden. Aber auch die ist hoch, da man ja nicht 2 Wochen lang fahren möchte. Gleichzeitig möchte man das Fahrzeug leicht bauen, um das Seil zu entlasten und sinnlose Gravitationsverluste zu vermeiden. Daher schaut man nach externer Zuführung von Leistung, möglichst ohne Zusatzanbauten am Seil, per Mikrowellen bspw. Bei solchen Konzepten machen es aber die Ausdehnung und schiere Größe der Anlage schwierig die Leistung zu übertragen.
Selbst (an Bord) erzeugter Solarstrom dürfte nicht Ausreichen, um diese Leistung zu liefern, kombiniert mit möglichst kleinen/leichten Solarzellen und einer hohen Transportleistung.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 08. Januar 2010, 18:21:31
Der Energiebedarf ist hoch, immerhin ersteigt man einen 36000km hohen Berg. Wir sollten lieber über die Leistung reden. Aber auch die ist hoch, da man ja nicht 2 Wochen lang fahren möchte. Gleichzeitig möchte man das Fahrzeug leicht bauen, um das Seil zu entlasten und sinnlose Gravitationsverluste zu vermeiden. Daher schaut man nach externer Zuführung von Leistung, möglichst ohne Zusatzanbauten am Seil, per Mikrowellen bspw. Bei solchen Konzepten machen es aber die Ausdehnung und schiere Größe der Anlage schwierig die Leistung zu übertragen.
Selbst (an Bord) erzeugter Solarstrom dürfte nicht Ausreichen, um diese Leistung zu liefern, kombiniert mit möglichst kleinen/leichten Solarzellen und einer hohen Transportleistung.

Woher weisst du das? gibt es dazu Berechnungen? Dass das ding nicht mit einer 12V batterie nach oben faehrt is mir ja klar. Aber ein Atomkraftwerk wird es wohl auch nicht brauchen.

Hat jemand eine ahnung wie das masse/Energieverhaeltnis von Solarpanelen ist (unter optimalen bedingungen)?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 08. Januar 2010, 18:42:20
Mach doch einen Überschlag mit Schulphysik.
Hier die Annahmen: Wir sind aus der Atmosphäre, fahren mit 100m/s und bewegen 20t senkrecht nach oben, und nehmen g mit 9,81 m/s/s an.

P = \frac{\Delta E_{_{pot}}}{\Delta t} = \frac{m*g*h}{t} = \frac{9,81m\cdot 20000kg\cdot 100m}{1s\cdot s^{^2}}=19620000W = 19,62 MW

Jetzt kann man mit den Parametern spielen, schneller, langsamer,  leichter, schwerer ... der Leistungsbedarf ist trotzdem enorm. Es würde ja nicht nur eine Bahn fahren, sondern mehrere parallel. Die ISS mit ihren "Flügelchen" ist im mittleren kW-Bereich.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 08. Januar 2010, 19:42:19
Ok, also ca. 20MW sind schon ne Leistung. Allerdings bezieht sich dies auf die 'untere' Ebene, d.h. deine Rechnung stellt nur eine Momentanleistung bei Fg=9,81 m/s/s dar. Im Mittel liegt die Erdanziehung jedoch bei ca. 1,35 m/s/s, so das sich folgendes ergibt:

P = \frac{\Delta E_{_{pot}}}{\Delta t} = \frac{m*g*h}{t} = \frac{1,35m\cdot 20000kg\cdot 100m}{1s\cdot s^{^2}}=2.700.000W = 2,7 MW

Im mittel wird also ca. 2,7 MW an Leistung benoetigt. hmm, immernoch ne ganze menge. Werden ein paar Solarpanele nicht schaffen...  :(
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 08. Januar 2010, 20:19:28
Zitat
Im Mittel liegt die Erdanziehung jedoch bei ca. 1,35 m/s/s

Wieso soll die Erdanziehung nur 1,35m/(s*s) liegen ?????
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 08. Januar 2010, 20:21:58
Sie nimmt einerseits quadratisch mit der Höhe ab, und hier kommt gleichzeitig noch die Wirkung der zunehmenden Zentrifugalkraft. Am Ende des Elevators im GEO ist die effektive Fallbeschleunigung auf Null gefallen.

Die Frage ist, wie mittelt man am sinnvollsten ... arithmetisch?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 08. Januar 2010, 22:12:14
Hallo boober,

ich weiß gerade nicht wo du deinen Wert der mittleren Fallbeschleunigung her hast, aber für unseren Fall (bzw. den energetischen Zusammenhang) ergibt sich ein etwas anderer Wert. Hier meine Rechnung:

Für die differentielle Beschreibung der potentiellen Energie zwischen zwei Radien R1 und R2 gilt:

dE=m\cdot g(r)\cdot dr

Integriert ist das:

E=\int_{_{R_1}}^{^{R_2}}m\cdot g(r)\cdot dr

Für g(r) gilt jetzt die höhenbedingte Abnahme der Fallbeschleunigung g1(r) und die Zunahme der Zentrifugalbeschleunigung g2(r), mit \omega Winkelgeschwindigkeit der Erdeigenrotation, M Erdmasse und \gamma Gravitationskonstante:

g(r) = g_{_1}(r)-g_{_2}(r) = \frac{\gamma M}{r^{^2}}-\omega^{^2}r

Wenn man jetzt eine mittlere Fallbeschleunigung \bar{g} erhalten möchte, muss energetisch gelten, dass die aus dem Integral des variablen g(r) über die gesamte Strecke erhaltene Energie ebenfalls durch eine Rechnung mit einem konstanten \bar{g} über die gesamte Strecke erhalten wird.

Es gilt dann:

E=\int_{_{R_1}}^{^{R_2}}m\cdot \[ \frac{\gamma M}{r^{^2}}-\omega^{^2}r\]\cdot dr \stackrel{\mathrm{!}} = m\bar{g}(R_{_2}-R_{_1})

Auf beiden Seiten steht eine gleichgesetzte energetische Beschreibung des Aufstiegs. Wenn man jetzt nach \bar{g} auflöst und auch alle anderen Werte einsetzt, erhält man:

\bar{g}= \frac{\gamma M \(\frac{1}{R_{_1}}-\frac{1}{R_{_2}}\)+\frac{1}{2}\omega^{^2}(R^{^2}_{_1}-R^{^2}_{_2})}{R_{_2}-R_{_1}} = 1,6292\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s^{^2}}}


Korrektur, dann passen unsere Zahlen:

\bar{g}= \frac{\gamma M \(\frac{1}{R_{_1}}-\frac{1}{R_{_2}}\)+\frac{1}{2}\omega^{^2}(R^{^2}_{_1}-R^{^2}_{_2})}{R_{_2}-R_{_1}} = 1,3584\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s^{^2}}}
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 08. Januar 2010, 22:14:10
@Schillrich: ganz genau.

Die 1.35 m/s/s hab ich der einfachheit halber arithmetisch gemittelt, d.h. ueber die netto Anziehungskraefte zwischen Erdoberflaeche und GEO (=hoehe) integriert und dann durch die hoehe dividiert.

Haette nicht gedacht, dass dabei so wenig rauskommt.

Und erst bei 150.000km hoehe wuerden sich die Kraefte wieder aufheben (d.h. im Mittel Fg=-1.35, so dass das Seil 'schwebt'. Alles darunter wuerde dazu fuehren, dass das Seil auf die Erde faellt (wenn nicht ein Gegengewicht vorhanden ist)

Dabei ist mir noch eingefallen, dass am Anfang ja noch Luftwiderstaende zu den ca. 20MW hinzukommen  :(, gerade bei 100m/s.

Zumindest am Anfang ist es ein ganz schoener Brocken Energie. Aber gerade am Anfang duerfte das doch wohl machbar sein, z.b. mit externer Energieversorgung oder aehnliches.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 08. Januar 2010, 22:18:28
ups, zu spaet gesehen, dass du schon geschrieben hast.

bin noch auf arbeit und kann gerade nicht im detail deine formel auseinandernehmen.

aber auf den ersten blick sieht es so aus, als haettest du die hoehe zur Erdoberflaeche vergessen, oder?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 08. Januar 2010, 22:23:46
Hast Recht ... R2 muss ca. 42157km sein ... dann komme ich auch auf 1,3584m/s/s. Ich korrigiere mal.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 08. Januar 2010, 22:31:57
Die Formeln sind schon beeindruckend.

Aber nochmals eine Sache mit der Fallbeschleunigung. Angenommen ich hätte eine Röhre , die bis zum Mittelpunkt der Erde reicht. Wenn ich durch diese Röhre absteige, würde sich dann nicht auch die Fallbeschleunigung vermindern, bis sie im Mittelpunkt 0 m/(s*s) erreicht ? Also praktisch Schwerelosigkeit im Mittelpunkt.

Somit wäre der Punkt der höchsten Schwerkraft die Erdoberfläche.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 08. Januar 2010, 22:46:24
Ins Erdinnere nimmt die Fallbeschleunigung linear ab, bis am Mittelpunkt die Null erreicht ist. Und ja die größte Fallbeschleunigung ist an der Oberfläche.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 08. Januar 2010, 22:47:28
nach Newton waere der hoechste Punkt der Schwerkraft bei einem Radius r=0. Warum?

Fg(r) = (G*m)/r^2

Wenn r=0 teilst du quasi durch null. In der Schule haben wir gelernt, dass das nicht geht. Bloedsinn. Es kommt halt nur unendlich raus (Beweis mit Grenzwertberechnung).

Zu deiner Frage: Wenn du ein Rohr hast, dass bis zum Mittelpunkt der Erde geht und du daran hinabsteigst, dann wuerd die Schwerkraft Fg (eigentlich Schwerebeschleunigung oder Erdanziehungskraft) groesser. Theoretisch. Denn das gilt nur fuer eine Punktmasse. Die erde ist aber keine Punktmasse, so dass die Rechnung selber ein wenig komplizierter wird.

Aber die Erdoberflaeche ist nicht der Punkt mit der hoechsten Schwerkraft. Bsp.: wenn du dich im Marienengraben befindest (11km unter Meeresspiegel), betraegt die brutto Fg=9,8355 m/s^2 und ist somit 0,03 m/s/s groesser.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 08. Januar 2010, 22:52:28
Zitat
Am Erdmittelpunkt wirkt keine Schwerebeschleunigung, es herrscht Schwerelosigkeit. Im Erdkern wächst die Schwerebeschleunigung mit dem Abstand vom Erdmittelpunkt monoton an. An der Wiechert-Gutenberg-Diskontinuität, der Grenze von Erdkern und Erdmantel (bei ca. 3480 km Entfernung vom Erdmittelpunkt, oder anders gesagt in ca. 2900 km Tiefe), erreicht sie ein Maximum von knapp 10,68 m/s². Dieser Effekt hat seine Ursache darin, dass der überwiegend metallische Erdkern mehr als doppelt so dicht wie der Erdmantel und die Erdkruste ist. Von dort bis zu ca. 4900 km nimmt sie zunächst wieder langsam bis auf 9,93 m/s² ab, steigt nochmals bei 5700 km auf 10,01 m/s² und sinkt dann monoton bis sie an der Erdoberfläche etwa 9,82 m/s² erreicht.

Wusste ich es doch. Gefunden bei http://de.wikipedia.org/wiki/Erdschwerefeld
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 08. Januar 2010, 22:55:06
Aber die Erdoberflaeche ist nicht der Punkt mit der hoechsten Schwerkraft. Bsp.: wenn du dich im Marienengraben befindest (11km unter Meeresspiegel), betraegt die brutto Fg=9,8355 m/s^2 und ist somit 0,03 m/s/s groesser.

Lassen wir als Erdoberfläche auch mal das Wasser weg. Dann kommt die Behauptung schon hin. pi mal Daumen  ;)

Gruß, Klaus
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 08. Januar 2010, 22:59:59
Wenn man sich ins Erdinnere begibt, dann gibt es eine Außenschale und eine Innere kugel. Die innere Kugel ist die Kugel mit dem Radius gleich deinem Abstand zum Erdmittelpunkt. Die Außenschale ist der Rest der Erdkugel. Die Außenschale übt keine Beschleunigung auf dich aus, da du dich im Inneren derselben befindest, sodass alle Kräft sich ausgleichen (Annahme: Erde ist eine ideale Kugel mit einer Dichteverteilung, sodass gleicher Abstand vom Erdmittelpunkt gleiche Dichte bedeutet). Damit übt nur noch die innere Kugel eine Beschleunigung aus. Wenn du weiter annimmst, dass die Dichte überall gleich ist, dann kommst du zu einem linearen Verlauf, siehe auch hier, z.B. bei der Uni München:
http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph11/umwelt-technik/10erdbeschleunigung/ideal.htm

Ok die Dichte ist nicht konstant, dann kommt es natürlich nicht raus. Ich war jetzt von einer vereinfachten Betrachtung ausgegangen. ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 08. Januar 2010, 23:10:16
@tobi: hmm, hoert sich unlogisch an.

Zitat
Wenn man sich ins Erdinnere begibt, dann gibt es eine Außenschale und eine Innere kugel. Die innere Kugel ist die Kugel mit dem Radius gleich deinem Abstand zum Erdmittelpunkt. Die Außenschale ist der Rest der Erdkugel. Die Außenschale übt keine Beschleunigung auf dich aus, da du dich im Inneren derselben befindest, sodass alle Kräft sich ausgleichen

Genau das ist die Annahme, dass es sich bei der Erde um eine Punktmasse handelt. Dem ist aber nicht so. Es existiert kein linerarer Verlauf zw. Erdoberflaeche und Erdmittelpunkt, da JEDE Masse ein Gravitationsfeld erzeugt und die Erde somit keine Punktmasse ist. Die Schwerebeschleunigung ist dabei abhaengig vom radius und der Masse. Und von diesem Verhaeltnis haengt es auch ab, ob die Schwerebeschleunigung im Erdinneren zunimmt oder abnimmt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: tobi am 08. Januar 2010, 23:14:45
Also dieser Teil ist defintiv richtig. Das lässt sich mathematisch beweisen. Dafür ist kein linearer Verlauf notwendig, sondern nur, dass die Dichte bei gleichem Abstand zum Erdmittelpunkt gleich ist. Und die Dichte muss bei allen Punkten mit gleichem Abstand zum Erdmittelpunkt gleich (nicht perfekt, aber sehr genau!) sein, denn sonst ließe sich eine allgemeine Beschleunigung in Abhängigkeit vom Abstand vom Erdmittelpunkt garnicht aufstellen, sondern es müsste auch noch einfließen, wo ich mich im Erdinneren befinde (z.B. durch zwei Winkel wie bei den Kugelkoordinaten).

Nachtrag: Deine Wikigrafik zeigt es doch. Dichte (braun) hängt nur vom Radius ab:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up020064.png)

Bei Wikipedia steht es doch auch:
Zitat
# Eine Probemasse im Inneren einer sphärisch-symmetrischen Massenverteilung (Hohlkugel) erfährt keine Gravitationskraft von dieser. Daraus folgt: Die Gravitation an einem Punkt einer sphärisch-symmetrischen (kugelförmigen) Massenverteilung im Abstand r von ihrem Schwerpunkt ist gleich der Gravitation, die von der innerhalb dieses Radius liegenden Masse ausgeübt wird.
http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitation
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 09. Januar 2010, 22:41:59
Das ist jetzt äußerst aufschlußreich. Im Mittelpunkt ist die geringste Gravitation und die höchste Temperatur.

Das äußere Material ist durch die Gravitation "schwerer" als das Material in der Mitte der Erdkugel. Dadurch hätte es die Bestrebung nach unten zu sinken (Unter der Annahme das das innere der Erde flüssig ist).

Aufgeheiztes leichteres Material hat wiederum das Bestreben aufzusteigen. Dadurch würde sich eine Konvektion ausbilden.

Nun soll die Erde aber einen festen Eisenkern besitzen. Wenn sich ein elektrischer Leiter wie diese Konvektionsströmung  bewegt, entsteht ein elektrischer Strom bzw. im Umkehreffekt ein magnetisches Feld. Kann es sein, daß das das Erdmagnetfeld ist ?

An die Admins: Ich wollte den Umfang dieses Threds nicht sprengen. Vielleicht sollte das in einen separaten Thred verschoben werden.



Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 10. Januar 2010, 00:10:49
Warum haben eigentlich alle ein Problem mit der Energieversorgung. Man kann sich vorstellen, ein 35.000km langes 'Seil' in den Orbit zu haengen, aber nicht, 35.000km ein Objekt mit Energie zu versorgen? hmm
Tja, einfache Stromkabel würden nicht funktionieren - da bräuchte es schon mindestens supraleitende Kabel. Das wäre natürlich das beste, da dann die Bremsenergie der absinkenden Kapseln direkt zum Aufstieg der aufsteigenden benutzt werden könnte. Angesichts der langen Strecke ist das aber zurzeit alles völlig illusorisch.

Damit wir uns aber recht verstehen: Ich halte auch das Spannen eines mindestens 36.000 km langen Kabels in den nächsten Jahrzehnten für völlig illusorisch.

Der Weltraumlift bleibt eine interessante Idee für die langfristige Zukunft und Science Fiction-Romane.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 12. Januar 2010, 16:12:12
Und wieder ein pessimist.

Das ein einfaches Stromkabel nicht funktioniert, duerfte allen hier klar sein. Die Stromversorgung muss anders gewaehrleistet sein. Einige Ansaetze hierzu stehen in diesem Thread. Vielleicht mal lesen.

Zitat
Damit wir uns aber recht verstehen: Ich halte auch das Spannen eines mindestens 36.000 km langen Kabels in den nächsten Jahrzehnten für völlig illusorisch.

Ich glaube, wenn du dich ein wenig mit der Physik, die dahinter steht, beschaeftigen wuerdest, so wuerdest du glaub ich schnell erkennen, dass es so illusorisch gar nicht ist. Wir spannen ja kein 36.000 km langes Seil auf der Erde (das waere illusorisch).
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 12. Januar 2010, 16:54:00
Moin
Das Problem bei der Frage der Energieversorgung ist ja vor allem, dass Systeme im Seil dieses wohl so schwer machen würden, dass es wieder  reisst. Supraleiter gehen wohl nicht, da man diese Kühle muss - auf 36000km Länge illusorisch. Bei klassischen Kabeln hat man zu große Übertragungsverluste, und bei beiden wie gesagt Gewichtsprobleme. Die Energieversorgung muss also ohne feste Überträger auskommen.
mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 12. Januar 2010, 18:02:25
Zitat
Supraleiter gehen wohl nicht, da man diese Kühle muss - auf 36000km Länge illusorisch

Denkst du?

Ab 17 km haben wir -60°C. Die Temperatur steigt darüber aber wieder (ab ca. 40 km)

Wenn uns Raumtemperatursupraleiter endlich zur Verfügung stehen.... Kein Problem mehr ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 12. Januar 2010, 21:16:22
Moin
Zitat
Wenn uns Raumtemperatursupraleiter endlich zur Verfügung stehen.... Kein Problem mehr
Das ist aber noch hochspekulativ- keiner weiß, ob es  so etwas geben wird, also ist es nach heutigem Stand unmöglich
mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 12. Januar 2010, 21:39:13
Unter Sonneneinstrahlung (und deren gleichzeitiger Reflexion von der Erde) ist es auch nicht "kalt", auch nicht "raumkalt".
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 13. Januar 2010, 15:26:12
Zitat
also ist es nach heutigem Stand unmöglich

unmöglich ist etwas, was widerlegt wurde.
Im Gegenteil nun, dazu habe ich erst kürzlich gelesen, dass Forscher eine Formel zur Beschreibung von Supraleiter-Eigenschaften gefunden haben.

Einerseits heißt das, man kann gezielter suchen.

Andererseits, und das ist der Punkt, laut der Formel spricht nichts gegen Supraleitung bei Raumtempertur.

Ps. Dass wir mindestens noch ein Jahrzehnt oder gar länger darauf warten müssten, darüber bin ich mir im Klaren.

Ausserdem glaube ich eher an eine Stromversorgung mit Lasern/Solarzellen
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 13. Januar 2010, 16:09:31
Moin
Zitat
Ausserdem glaube ich eher an eine Stromversorgung mit Lasern/Solarzellen
:)
Jetzt sind wir uns einig - das halte ich auch für das realistischste.
mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 13. Januar 2010, 22:20:29
Über eine Distanz von 36.000 oder 100.000 Kilometern? Wieviele Jahrzehnte muss denn wohl an so etwas noch geforscht werden?

Aber mal eine ganz andere Frage: Wie soll denn diese hypothetisch übermittelte Energie in Bewegung umgesetzt werden? Oder mit anderen Worten: Mit welcher Methode kann sich eine Kapsel vom Seil abstoßen? Uns ist schließlich allen klar, dass der Weltraumaufzug kein klassischer Fahrstuhl werden wird, der mit einem Gegengewicht und einer Treibscheibe arbeitet und lediglich die entstehende Reibung ausgleichen muss.

Und was passiert, wenn die Energie ausfällt? Irgendwie muss sich dann die Kabine am Seil festhaken, ohne es aber zu beschädigen. Wie soll bei einer zurückkehrenden Kabine die potentielle Energie abgegeben werden?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 13. Januar 2010, 22:31:20
Na ein fahrbares Fahrzeug aufgrund der Haftreibung zu bauen, sollten wir doch schaffen ;). Die "Kabine" benötigt ein paar Führungs- und Treibräder, die mit Anpressdruck und Haftreibung  den Vortrieb leisten.

Das Abbremsen einer abfahrenden Kabine ist dagegen wirklich ein Problem. Wohin mit der Energie? Wenn wir eine kabellose Fernübertragung der Energie für die Auffahrt haben, wie und wohin gibt die abfahrende die Energie ab?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 13. Januar 2010, 22:44:31
Na ein fahrbares Fahrzeug aufgrund der Haftreibung zu bauen, sollten wir doch schaffen ;). Die "Kabine" benötigt ein paar Führungs- und Treibräder, die mit Anpressdruck und Haftreibung  den Vortrieb leisten.
Über zehntausende von Kilometern senkrecht nach oben (oder nach unten :o )? Vergessen wir nicht, dass der Abrieb am Seil extrem niedrig sein muss! Und welche Sicherheitssysteme könnte man einbauen? Ein gerissenes Seil mag für die Erdoberfläche kein allzu großes Problem sein, für die Insassen einer Kabine dagegen um so mehr. (In dem Fall eines gerissenen Seiles haben wir auch noch keine brauchbare Idee, was mit dem Gegengewicht bzw. Raumstation gemacht werden müsste.)

Zitat
Das Abbremsen einer abfahrenden Kabine ist dagegen wirklich ein Problem. Wohin mit der Energie? Wenn wir eine kabellose Fernübertragung der Energie für die Auffahrt haben, wie und wohin gibt die abfahrende die Energie ab?

Genial wäre natürlich, die Energie irgendwie auf eine aufsteigende zu übertragen, aber wie soll man das machen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: vostei am 14. Januar 2010, 08:42:58
Je nachdem, was für Eigenschaften so ein Seil hätte, könnte man dann doch auch die Kabine wie beim Transrapid antreiben - als Magnetschwebekabine (?)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 14. Januar 2010, 09:16:25
Sicher, aber wie stark müsste dann dieser Antrieb sein? Außerdem liegt der größere Teil bei einer Magnetschwebebahn im Fahrweg, und der wäre bei einem Weltraumlift nun wirklich ungeheuerlich lang.

Es würde zumindest das Problem des Seilabriebs drastisch reduzieren und das Problem der Bremsenergie lösen, aber da ist noch so unendlich viel dran zu forschen... :'(
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 14. Januar 2010, 16:59:56
Das mit der Magnetschwebetechnik halte ich fuer keine gute Idee. Denn ohne direkten Kontakt mit dem Seil wird ein Auftrieb schwierig. Das Seil waere dann nur noch ein Fuerhungsseil und kein Seil mehr, an dem ein Fahrzeug nach oben faehrt. Aber genau darum geht es ja. Ansonsten waere dass ganze nur eine bessere Rakete.

Und, by the way, die Idee, dass ueber einen Magneten das ganze noch 'oben gezogen' wird, halte ich ebenfalls fuer schwierig, weil dazu wohl ein enormes Magnetfeld noetig waere, was enorme Energie verbraucht, wobei wir wieder am Anfang waeren. Eine Magnetschwebebahn hat ja auch alle paar 100m einen Energieeinspeisspunkt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 14. Januar 2010, 20:07:58
Na ein fahrbares Fahrzeug aufgrund der Haftreibung zu bauen, sollten wir doch schaffen ;). Die "Kabine" benötigt ein paar Führungs- und Treibräder, die mit Anpressdruck und Haftreibung  den Vortrieb leisten.
Über zehntausende von Kilometern senkrecht nach oben (oder nach unten :o )? Vergessen wir nicht, dass der Abrieb am Seil extrem niedrig sein muss! Und welche Sicherheitssysteme könnte man einbauen? Ein gerissenes Seil mag für die Erdoberfläche kein allzu großes Problem sein, für die Insassen einer Kabine dagegen um so mehr. (In dem Fall eines gerissenen Seiles haben wir auch noch keine brauchbare Idee, was mit dem Gegengewicht bzw. Raumstation gemacht werden müsste.)

Zitat
Das Abbremsen einer abfahrenden Kabine ist dagegen wirklich ein Problem. Wohin mit der Energie? Wenn wir eine kabellose Fernübertragung der Energie für die Auffahrt haben, wie und wohin gibt die abfahrende die Energie ab?

Genial wäre natürlich, die Energie irgendwie auf eine aufsteigende zu übertragen, aber wie soll man das machen?

Wieso reden hier viele über tausende km die der Fahrstuhl fahren muss. Man möchte doch nur ins All auf eine Bahn, die einen nicht wieder zur Erde zieht. Dieser muss doch nur in eine Höhe von 300-500km. Wozu sollte man noch weiter von der Erde weg? Km 36.000 hängt nur das Gegengewicht. Wenn das Gegengewicht gößer wäre z.b. ein kleiner Asteoriert könnte man auch das Seil auch verkürzen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 14. Januar 2010, 20:12:04
Hallo,

wenn du bei 500km loslässt, fällst du wieder runter. Außerdem, auch ein 500km Aufzug ist jenseits allen was wir heute können.
Das Seil kannst du auch nicht verkürzen, es muss bis in den GEO gehen und darüber hinaus.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 14. Januar 2010, 21:44:19
Zitat
Wieso reden hier viele über tausende km die der Fahrstuhl fahren muss. Man möchte doch nur ins All auf eine Bahn, die einen nicht wieder zur Erde zieht. Dieser muss doch nur in eine Höhe von 300-500km. Wozu sollte man noch weiter von der Erde weg? Km 36.000 hängt nur das Gegengewicht. Wenn das Gegengewicht gößer wäre z.b. ein kleiner Asteoriert könnte man auch das Seil auch verkürzen.

1. der GEO ist bei ca. 36.000km, d.h. alles was sich da befindet, bleibt auch da (und zwar mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die der Erde. Damit 'schwebt' ein Objekt im GEO direkt ueber einem Fixpunkt der Erde). Haenge ich an dieses Objekt etwas dran, faellt es in Richtung Erde. Ergo muss ueber dem GEO (>36.000km) ein Gegengewicht haben, dass die Kraefte aufhebt. (kurz gesagt, unter dem GEO ist die Erdanziehung positiv, ueber dem GEO negativ)

2. Wenn du in 500km Hoehe aussteigst, faellst du wieder zurueck. Alle Objekte, wie z.b. die ISS, die sich in 350km hoehe befinden, bewegen sich aber auch mit einer enormen Geschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit wesentlich groesser als die der Erde). Ansonsten wuerden auch die wieder zurueck auf die Erde fallen.

3. Nach meinem Bauchgefuehl (ich hab noch keine genaue berechnung angestellt) wuerde man eh fuer die ersten 1000km die meiste Energie brauchen (keine Atmosphaere, abnehmende netto Erdschwerebeschleunigung)

4. Erst der GEO ist fuer weitere Aktivitaeten richtig spannend (Flug zum Mond, Mars, ...)

5. 350km hoehe ist was fuer Maedchen... ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 14. Januar 2010, 22:14:55
Über dem GEO ist die Erdanziehung nicht negativ ... das kann falsch verstanden werden. Mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie auf der GEO-Bahn überwiegt dort draußen dann einfach die Fliehkaft gegenüber der (immer noch positiven) Erdanziehung. Man kann höchstens sagen, dass sich das Vorzeichen der Nettokraft umkehrt ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 14. Januar 2010, 22:26:26
Zitat
Über dem GEO ist die Erdanziehung nicht negativ ... das kann  falsch verstanden werden. Mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die GEO-Bahn überwiegt dort draußen dann einfach die Fliehkaft gegenüber der (immer noch positiven) Erdanziehung. Man kann höchstens sagen, dass sich das Vorzeichen der Nettokraft umkehrt ...

Bei mir ist die Erdanziehung F die netto Kraft, d.h. F=Fg-Fz, wobei Fg die Erdschwerebeschleunigung bei Radius r und Fz die Fliehkraft Winkelgeschwindigkeit w ist. Ueber dem GEO (bei Winkelgeschwindigkeit gleich die der Erde) gilt Fz > Fg, demzufolge ist die Erdanziehung (in Summe) negativ.

Ich glaub da gibts nix falsch zu verstehen. By the way, wenn die Fliehkraft groesser ist als die Erdschwerebeschleunigung, dann existiert netto keine Kraft, die einen Koerper zur Erde 'zieht'. Demzufolge ist die Aussage, die Erdanziehung ist negativ, nicht falsch. Die Gravitationskraft, und da hast du natuerlich recht, ist nicht negativ. Wuerd sie auch nie. Aber um die gehts ja hier nur mittelbar...

Ich glaube, viele verstehen nicht, dass man 'oberhalb' des GEO bei Winkelgeschwindigkeit die der Erde von der Erde 'weggestossen' wird. Nur deshalb funktioniert der space elevator in der theorie.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poldie am 14. Januar 2010, 22:37:34
Stimmt dummer Gedankenfehler! Die ISS hat ja eine Relativ hohe Bahngeschwindigkeit und hält somit ihre Position. Wollte das mit ISS vergleichen, geht natürlich nicht.
Also bleiben wir bei 23k km
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 14. Januar 2010, 22:52:10
@boober
Zitat
Ich glaub da gibts nix falsch zu verstehen.

Mir ging es nur darum möglichen Fehlerinterpretationen für Leser auszuschließen. Zu sagen "Die Erdanziehung wird negativ" ist mindestens ungewöhnlich, und gilt auch bei dir nur mit dem Zusatz, dass etwas rotiert. Allein stehend wird das falsch verstanden, vor allem wenn man den Text nur überfliegt.

@Poldie
Was meinst du mit 23k km =  23000km?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 14. Januar 2010, 23:03:41
@Schillrich:

Ich verstehe deine Bedenken. Das Problem ist, dass wir nicht ueber einen einheitlichen Syntax sprechen und es deswegen zu Fehlinterpretationen kommen kann. Denn haeufig wird die Gravitationskraft (aus der Fg folgt) mit der Erdanziehung gleichgesetzt. Das stimmt aber nicht, da die Erdanziehung bzw. Erdschwerebeschleunigung (ich glaub das ist richtiger) immer netto ist (d.h. Gravitationskraft und Zentrifugalkraft).

Naja, wenigstens wir verstehen uns. Und Poldie hat uns ja auch verstanden. und ich glaub Poldie meint 35k km. Hat sich bestimmt nur vertippt mit seinen dicken fingern...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 14. Januar 2010, 23:13:17
Gehen wir einmal davon aus! Und falls nicht, hier noch einmal der Hinweis, dass sich der Schwerpunkt des Gesamtsystems aus Seil, Gondeln, eventuellen Zwischenstationen und dem abschließenden Gegenwicht im geostationären Orbit befinden muss. Das ist die theoretische Grundvoraussetzung für das Ganze. Im GEO selber muss sich noch nicht einmal irgendetwas wichtiges befinden...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 18. Januar 2010, 17:18:16
@Ruhri: das beschreibt es wohl besser. Sollange der Schwerpunkt im GEO ist, faellt nix runter oder fliegt weg.

Dabei faellt mir etwas ein: Haeufig wurde hier doch die Meinung vertreten, dass die auftretenden Lateralkraefte (von vielen auch als Coriloriskraft bezeichnet) beim auf und abfahren aufgrund der Drehimpulserhaltung (in Bezug auf die ERde) zu vernachlaessigen sein.

Wenn ich mir das ganze aber so vorstelle, dann muss man doch das System in Bezug auf den Schwerpunkt im GEO betrachten. Ob das Seil nun an der ERde befestigt ist oder nicht, spielt doch nur fuer die Praktikabilitaet eine Rolle, nicht jedoch in Bezug auf die Physik. Somit ist es egal, ob das Seil an der ERde befestigt ist oder nicht. Damit spielt die Erde eigentlich nur die Rolle einer 'Gravitationsquelle'
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Februar 2010, 07:50:50
Was bei der Einweihung des (teuren) Space Elevators auf jeden Fall verhindert werden muss:

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up020063.png) (http://xkcd.com/697/)

Quelle:  XKCD
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Exobrain am 04. Februar 2010, 23:32:13
Hallo

Nach 27 Seiten Lektüre möchte ich folgende eine Modifikation
der Liftkonstruktion vorstellen!

Wenn man die Konstruktion nicht unbedingt bis auf NN hinab
baut sondern, wie in einigen Beiträgen angedacht, sehr hohe Türme errichten will wird die Baulänge etwas verringert.
Nun kann man aber auch gleich auf 10 km hohe Türme verzichten wenn man zur Einstiegsstation mit Flugzeugen oder Ballonen pendelt. Bei Flugzeugen tritt dann aber das Problem auf das bei einer Relativgeschwindigkeit von null zur Erdoberfläche gar kein Auftrieb mehr vorhanden wäre. Das führt uns weiter zum Verzicht auf die geostationäre Umlaufbahn des Liftes zu einer Relativgeschwindigkeit gegen die Erdoberfläche die der Geschwindigkeit des Zubringers entspricht. Der Schwerpunk des Liftes d.h. die Höhe der Umlaufbahn muss dann entsprechend angepasst werden.

Nr.    Typ                 h (km)      v_rel (m/s)     h_orbit (km)
0      Ballon               beliebig        0               35.789
1      Kleinflugzeug       1              60              32.512
2      Passagier-Jet      10            240             25.575
3      Kampfjet            20            600             17.901
4      SpaceShipOne   100           1200            11.675

Bei Auswahl von Variante 4 ist die Anforderung an die Zugfestigkeit des Materials etwa gedrittelt.

Ist das jetzt noch billig genug für den Dauerbetrieb und welche anderen grundsätzlichen Bedenken sind gegen einen solchen Lift vorzubringen
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 05. Februar 2010, 09:30:31
Du meinst vermutlich sowas
http://en.wikipedia.org/wiki/Skyhook_%28structure%29

Abgesehen davon, dass auch dafür die heutigen Materialien nicht reichen gibt es auch noch etliche Nachteile. Zum einen muss die ganze Konstruktion ständig beschleunigt werden. Die Energie um in den Orbit zu kommen gibt es ja nicht kostenlos. Beim vollen Space Elevator wird halt über die Bodenverankerung die Erde dafür abgebremst (geringfügig). Zum anderen hat man ein loses Seilende, was irgendwo in der oberen Atmosphäre "herumbaumelt". Vielleicht auch noch mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit. Das dürfte erstens sehr warm und zweitens sehr beweglich und umherschwingend sein. Mein Space Elevator wird ja das Seil durch das Gegengewicht straff gespannt.

Ich halte sowas für nicht sonderlich sinnvoll. Gerade wegen der ständig benötigten Beschleunigung der ganzen Struktur.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 05. Februar 2010, 18:25:04
Zum einen muss die ganze Konstruktion ständig beschleunigt werden.

Also ich halte von einer freischwingenden Konstruktion auch nix, da dabei einige schoene Vorteile vernichtet werden. Allerdings ist mir nicht ganz klar, wieso eine solche Konstruktion staendig beschleunigt werden muss. Was meinst du damit? translatorisch? rotatorisch?

Beim vollen Space Elevator wird halt über die Bodenverankerung die Erde dafür abgebremst (geringfügig).

Die physikalische Sichtweise ist zu sehr auf die Erde als Mittelpunkt fixiert. Tatsaechlich muss man das ganze vom SpaceElevator aus betrachten. Dieser bewegt sich zum einen um die Erde auf einer Umlaufbahn, hat dazu aber eine Eigendrehung, die mit der Umlaufgeschwindigkeit korreliert. Nur so ist es moeglich das die Achse immer senkrecht in Richtung Erde zeigt. Damit ist der SpaceElevator selber das System, von dem wir ausgehen muessen, wenn wir ueber die Drehimpulserhaltung reden, und nicht die Erde.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 06. Februar 2010, 14:42:10
Zum einen muss die ganze Konstruktion ständig beschleunigt werden.

Also ich halte von einer freischwingenden Konstruktion auch nix, da dabei einige schoene Vorteile vernichtet werden. Allerdings ist mir nicht ganz klar, wieso eine solche Konstruktion staendig beschleunigt werden muss. Was meinst du damit? translatorisch? rotatorisch?

Erstens gibt es natürlich Reibungsverluste an der Atmosphäre und zweitens muss ja auch die Energie zum Beschleunigen der hochgebrachten Masse irgendwoher kommen.

Zitat
Beim vollen Space Elevator wird halt über die Bodenverankerung die Erde dafür abgebremst (geringfügig).

Die physikalische Sichtweise ist zu sehr auf die Erde als Mittelpunkt fixiert. Tatsaechlich muss man das ganze vom SpaceElevator aus betrachten. Dieser bewegt sich zum einen um die Erde auf einer Umlaufbahn, hat dazu aber eine Eigendrehung, die mit der Umlaufgeschwindigkeit korreliert. Nur so ist es moeglich das die Achse immer senkrecht in Richtung Erde zeigt. Damit ist der SpaceElevator selber das System, von dem wir ausgehen muessen, wenn wir ueber die Drehimpulserhaltung reden, und nicht die Erde.

Das Seil wird durch ein Gegengewicht am äußeren Ende jenseits des GEOs durch die Fliehkraft straff gespannt. Falls es hinter seinen Fußpunkt auf der Erde zurückfällt wird es von der Erde wieder beschleunigt.
Ich verstehe nicht ganz warum du den SpaceElevator alleine ohne Erde betrachten willst. Man kann doch beim Kettenkarusell auch nicht nur die Ketten betrachten. ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: kfelske am 06. Februar 2010, 20:45:22
Hallo miteinander,

Ich möchte den Vorschlag von Exobrain gerne aufgreifen, für den Zugang Flugzeuge oder ähnliches zu verwenden.
Ich stellle mir ein Seil entlang des Äquator gespannt vor (ca. 40 000 km), wir diskutieren hier über etwas von ähnlicher Länge.
Dies Seil wird durch eine grosse Anzahl von Minisatelliten gebildet, die alle miteinander verbunden sind.
Weiter benötigen wir ein zweites Seil, das diese Satelliten beschleunigen. Durch die Beschleunigung des 2. Seils werden die Satelliten abgebremst, aber das macht nichts, da sich dadurch die Fliehkraft des Beschleunigungsseils erhöht.
Nach und nach kann man mehr Masse dorthin schaffen, die erforderliche Geschwindigkeit sinkt durch das Beschleunigungsseil und natürlich mehr Masse, die beschleunigt wird.
In einer frühen Phase wird dieser Ring z.B. für Telekommunikation genutzt.
Später werden auf einer abgesenkten Höhe Flugzeuge anstatt Raketen eingesetzt. Ein Teil der Beschleunigungsmasse besteht aus Kapseln in einer Magnetbahn, die über Monate in der Schwerelosigkeit bleiben können. Eine weitere Magnetbahn zur Beschleunigung von Raumkapseln in den Orbit ist nur für wenig Masse nutzbar, da dies den Ring möglicherweise destabilisiert.
Weltraumtourismus wird durch das Flugzeug bezahlbar.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 07. Februar 2010, 04:06:04
Das Seil wird durch ein Gegengewicht am äußeren Ende jenseits des GEOs durch die Fliehkraft straff gespannt. Falls es hinter seinen Fußpunkt auf der Erde zurückfällt wird es von der Erde wieder beschleunigt.
Ich verstehe nicht ganz warum du den SpaceElevator alleine ohne Erde betrachten willst. Man kann doch beim Kettenkarusell auch nicht nur die Ketten betrachten. ;)

Das Prinzip hat an sich Exobrain bereits mit seiner Flugzeug-Idee gebracht. Denn normalerweise benötigen wir keine Verankerung am Boden (wenn man die Atmosphäre mal außen vor läßt).

Stell dir vor, die ERde wäre ein schwarzes Loch (brauchen wir für die Gravitation). Im GEO haben wir eine Raumstation. Von dort bringen wir in beide Richtungen ein "Seil" aus. Aufgrund der Gravitationkraft/Fliehkraft wird das Seil in beide Richtungen gezogen, d.h. man benötigt keine Verankerung, damit es straff ist. Dies übernehmen die beiden obengenannten Kräfte aufgrund des Eigengewichtes des Seils von ganz alleine. Man kann sich das gut beim Mond vorstellen, da der keine Atmosphäre hat. Dort würde es ausreichen, wenn das Seil einen halben Meter über dem Boden schwebt. Es wäre trotztdem straff. So weit so gut.

Damit nun aber das System als Ganzes funktioniert, benötigen wir zwei Voraussetzungen: a) die Raumstation im GEO muss sich auf einer Kreisbahn um die ERde bewegen, wobei die Winkelgeschwindigkeit der Kreisbewegung gleich der Winkelgeschwindigkeit der Erddrehung sein muss (sonst stünde die Station nicht immer über ein und dem selben Punkt auf der Erde) und b) Die Station selber muss sich drehen, damit die Längsachse immer senkrecht auf der ERde steht (Wie beim Mond, der dreht sich ebenfalls um die eigene Achse, so dass wir immer die selbe Seite sehen.). Genau das brauchen wir beim Elevator auch, sonst würde sich das ganze wie ein Kettenkarussel drehen.

Womit auch der Unterschied zwischen einem Kettenkarusell und einem SpaceElevator dargelegt wäre ;) Wenn du unbedingt den Vergleich ziehen willst, so ist das Seil die Kette und die STation im GEO das sich drehende Karusell... 8)

Die Erde dient in erster Line lediglich zur Gravitationserzeugung...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 07. Februar 2010, 10:05:49
@boober:
Das Seil ist natürlich auch straff, wenn man es nicht am Boden befestigt.
Aber du übersiehst einen ganz wesentlichen Punkt:
Wo soll die Energie zum Beschleunigen herkommen, wenn das Seil nicht am Boden festgemacht ist?
Die GEO-Station wird mit jedem Kilogramm hochgebrachter Masse langsamer und fällt dir irgendwann auf den Kopf.

@gfelske:
Ich verstehe nicht ganz wo sich dein "2.Seil" befinden soll. Über dem Ring um die Erde? Darunter?
Wenn sich der Ring in für Flugzeuge erreichbarer Höhe befindet wird er stark abgebremst durch die Atmosphäre, wodurch soll das ausgeglichen werden?

meinst du vielleicht sowas hier?
http://en.wikipedia.org/wiki/Launch_loop

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Exobrain am 08. Februar 2010, 17:30:26
Hallo Verworrene

Vorab: Die Energie die aufgewendet werden muss um eine Nutzlast mit dem Fahrstuhl hoch zu bringen ist die gleiche die eine Rakete für die selbe Last benötigt aber die benötigte Energiedichte ist viel geringer. Man kann sich ruhig einen Tag Zeit lassen und muss nicht wie beim Shuttle in 8 min oben sein.

@trallala:
Das Gegengewicht darf nicht etwas grösser als das Seilgewicht sein (um das Seil zu spannen), weil sonst der Schwerpunkt der Gesamtkonstruktion nicht mehr bei auf der Höhe des gewünschten Orbits liegt. Wir haben also bei allen Varianten das Problem, wenn die Nutzlast am Startpunkt angedockt wird
- es sinkt der Schwerpunkt
- die Bahngeschwindigkeit ist zu gering
- Absturz (dauert sicherlich etwas länger)

später mehr

MfG
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 08. Februar 2010, 18:04:30
Wir haben also bei allen Varianten das Problem, wenn die Nutzlast am Startpunkt angedockt wird
- es sinkt der Schwerpunkt
- die Bahngeschwindigkeit ist zu gering
- Absturz (dauert sicherlich etwas länger)

Beim vollen SpaceElevator hat man dieses Problem eben nicht, WEIL der Schwerpunkt über dem GEO liegt. Nur deshalb bleibt das Seil straff, wenn die Erde den zurückfallenden Schwerpunkt wieder beschleunigt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 09. Februar 2010, 20:43:31
@boober:
Das Seil ist natürlich auch straff, wenn man es nicht am Boden befestigt.
Aber du übersiehst einen ganz wesentlichen Punkt:
Wo soll die Energie zum Beschleunigen herkommen, wenn das Seil nicht am Boden festgemacht ist?
Die GEO-Station wird mit jedem Kilogramm hochgebrachter Masse langsamer und fällt dir irgendwann auf den Kopf.

Was fuer eine Beschleunigung meinst du denn? Eine translatorische oder rotatorische?

Die Station im GEO wird nicht langsamer, sobald man da was hochbringt. Allerdings wird die Gesamtrechnung veraendert, sollange der Elevator unterwegs ist, denn damit ist ja der Bereich unter der Station schwerer, als vorher (naemlich beim start um das Gewicht des Elevators, was bis zum GEO hin auf null abnimmt). Man kann das Problem loesen, in dem man das Seil am boden festmacht oder staendig mit dem Gegengewicht ausgleicht. Aber die Bahngeschwindigkeit der Station veraendert sich nicht, weil es eben kein Kettenkarusell-Model ist, wie du naemlich irrtuemlicherweise dem ganzen zugrundelegst  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 09. Februar 2010, 21:21:43
Hallo

Aus der Drehimpulserhaltung ergibt sich ganz automatisch, dass die Station langsamer wird, sobald sich eine Masse an ihr entlang nach oben bewegt. Die Pirouette der Eiskunstläuferin ist das passende anschauliche Beispiel.
Erst durch die Verankerung mit der Erde ändern sich die Größenordnungen der beteiligten Massen (und damit Drehimpulse) so, dass die hinauf transportierte Masse keinen nennenswerten Einfluss auf den Drehimpuls der Gesamtkonstruktion hat.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 09. Februar 2010, 21:23:23
Ich dachte man klaut eher den Drehimpuls der Erde?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: boober am 10. Februar 2010, 00:18:53
@Schillrich: Genau das versuche ich doch die ganze Zeit zu erklaeren, dass das Bsp. mit der Eiskunstlaeuferin oder auch Kettenkarusell nicht anwendbar ist.

Warum. Nimm als Bsp. den Fall, dass das Seil NICHT mit der Erde verbunden ist. Das Seil selber (inkl. Station im GEO und Gegengewicht) vollzieht naemlich zwei Bewegungen, (1) eine Kreisbewegung um die Erde und (2) eine Bewegung um die eigene Achse. Beide Bewegungen sind derart aufeinander abgestimmt, dass es zu einem Gleichgewicht kommt und dass Seil quasi ueber einem Punkt der Erde 'schwebt. Demnach ist das System aus Sicht der Station im GEO zu betrachten, da die Erde lediglich als Gravitationsquelle dient und nicht als Quelle der rotatorischen Bewegung, wie beim Kettenkarusell.

P.S. Nur weil man staendig die Drehimpulserhaltung gebetsmuehlenartig wiederholt, wird es nicht richtiger. Wenn du die Drehimpulserhaltung anwenden willst (und sogar musst), dann aus sicht der Station. Nur dadurch wird die Station nicht langsamer (Punkt 1) oben bleibt unberuhert), sondern es hat lediglich Einfluss auf die rotatorische Bewegung (Punkt 2) oben).
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 10. Februar 2010, 06:44:06
Hallo,

auf jeden Orbit wird Drehimpulserhaltung angewandt, da ein Orbit auch eine Rotation ist, in diesem Fall um die Erde. Es gibt die Eigenrotation der Station um ihren Schwerpunkt und die Rotation des Schwerpunkts um die Erde (und die Rotation der Erde um die Sonne und die der Sonne um das Zentrum der Galaxis ... aber das sind Effekte höherer Ordnung). Du kannst nicht nur das eine (einfache) Teilsystem betrachten, sondern das (relevante) Gesamtsystem.
Die Analogie der Eistänzerin besagt nur, dass in einem rotierenden geschlossenen System (egal wie es verbunden ist), die Rotationsgeschwindigkeit abnimmt, wenn man  Massen nach außen bewegt (und umgekehrt).
Wenn der Elevator mit der Erde verbunden ist, passt die Analogie 1 zu 1. Wenn er nicht verbunden ist, dann muss die herauffahrende Masse auch von "irgendwo" Drehimpuls für ihren Orbit erhalten (quasi Orbitenergie). Wenn sie keinen eigenen Antrieb zum Beschleunigen hat, dann "klaut" sie sich den Drehimpuls vom Seil ...


Und ich "wiederhole es nur gebetsmühlenartig", um Fehler hier richtigzustellen. Bei der Beschreibung eines Orbits ist Drehimpulserhaltung eine Grundlage.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 10. Februar 2010, 07:59:36
Und wenn auch mal eine weitere Quelle benötigt wird, neben unseren Ausführungen zu dem Thema:
http://wiki.spaceelevator.com/@api/deki/files/9/=472Edwards.pdf (http://wiki.spaceelevator.com/@api/deki/files/9/=472Edwards.pdf)

Zitat
When the end of the cable is anchored all of the angular momentum that will be supplied to spin up the spacecraft and cable will come from the Earth through tension in the cable. Prior to the cable touching down we will need to supply the required orbital angular momentum with the use of rockets on the spacecraft.
Sobald das Ende des Kabels (auf der Erde) verankert ist, wird der gesamte Drehimpuls zur Beschleunigung von Fahrzeugen und Kabel von der Erde kommen, durch die Spannung im Kabel. Vor der Verankerung am Boden muss der Drehimpuls durch Raketentriebwerke zugeführt werden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 10. Februar 2010, 08:52:36
Und wenn auch mal eine weitere Quelle benötigt wird, neben unseren Ausführungen zu dem Thema:
http://wiki.spaceelevator.com/@api/deki/files/9/=472Edwards.pdf (http://wiki.spaceelevator.com/@api/deki/files/9/=472Edwards.pdf)

Zitat
When the end of the cable is anchored all of the angular momentum that will be supplied to spin up the spacecraft and cable will come from the Earth through tension in the cable. Prior to the cable touching down we will need to supply the required orbital angular momentum with the use of rockets on the spacecraft.
Sobald das Ende des Kabels (auf der Erde) verankert ist, wird der gesamte Drehimpuls zur Beschleunigung von Fahrzeugen und Kabel von der Erde kommen, durch die Spannung im Kabel. Vor der Verankerung am Boden muss der Drehimpuls durch Raketentriebwerke zugeführt werden.

Das Gesamtsystem verändert sich durch eine verankerung auf der Erde derart, dass der Schwerpunkit des systems etwas oberhalb des GEO sein kann(soll).
Dadurch wird das Seil tatsächlich gespannt (das heißt es wirkt eine Zugkraft auf die Verankerung) und eineaufwärtsfahrende Masse zieht nicht den Gesamtschwerpunkt unter den GEO.
Über die Zeit bleibt es dann in Etwa gleich, da die Aufzüge auch wieder abwärts fahren .. wenn auch mit druchschnittlich weniger Masse in den ersten Jahren(Jahrzehnten).
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 17. Februar 2010, 14:17:32
Hallo,

ich habe mich noch ein wenig mit der Orbitmechanik beim Bau eines Space Elevators beschäftigt. In Teilen macht es die Physik uns doch etwas einfacher als gedacht, im Ganzen ändert sich aber "nichts"  ;).

Hier der Teil, wo es einfacher wird:

Wir hatten bereits diskutiert, dass Baustation+Seil im GEO bei wachsendem Seil durch Drehimpulserhaltung immer langsamer (eigen)rotieren:
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.msg130025#msg130025 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.msg130025#msg130025)
Wir hatten geschlossen, dass für eine konstante Ausrichtung des Seils zu Erde an dessem Ende ein kleiner Antrieb notwendig ist, welcher über den Hebelarm des Seils fortlaufend Drehimpuls in das gesamte Konstrukt "pumpt" und das wachsende Seil unter der Station hält.

Ab einer gewissen Länge brauchen wir diesen Antrieb am Hebelende nicht mehr. Das kugelsymmetrische Gravitationsfeld der Erde übernimmt durch das wirkende Gravitationsmoment auf einen ausgedehnten Körper.
Der untere Teil des Kabels ist näher an der Erde als der obere Teil und spürt eine etwas höhere Gravitationskraft als der obere Teil. Solange das Kabel perfekt senkrecht ist, ist der Effekt momentenfrei. Durch die sinkende Eigenrotation des wachsenden Kabels wird es aber aus der senkrechten ausgelenkt. Jetzt erzeugen die ungleichen Kräfte unten und oben ein Rückstellmomenten, welches versucht das Kabel wieder in die Senkrechte zu ziehen.
Wenn man die beteiligten Massen, die Wachstumsrate und den Auslenkwinkel passend steuert, führt so das Gravitationsmoment den Drehimpuls hinzu und richtet das Kabel "von selbst"* (fast) senkrecht aus.
Nur in der Anfangphase, wenn das Kabel noch kurz ist (und damit das erzeugbare Gravitationsmoment gering), muss über eine gesondertes System künstlich dieser Drehimpuls für die Eigenrotation erzeugt werden. Man könnte das durch einen Antrieb am Seilende erzeugen, oder aber man spinnt die Station anfangs so auf und koordiniert das Abspulen der ersten Etappe so, dass am Ende genau die richtige Orientierung und Eigenrotation heraus kommen.

*"von selbst" kommt natürlich nichts ...


Zu dem Teil "... im Ganzen ändert sich aber nichts" komme ich gleich ;).
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 18. Februar 2010, 09:41:02
Den angesprochenen Drehimpulsgewinn der Eigenrotation aus dem Gravitationsmoment "bezahlt" das wachsende Seil aus dem Drehimpuls des Orbits. Das Seil wird durch diesen Transfer des Impulses auf seinem Orbit also langsamer und sinkt ab. Um das auszugleichen, muss wieder extern Drehimpuls hinzugefügt werden durch einen Antrieb, diesmal am Schwerpunkt. In der Summe schenkt einem die Natur nichts, den gesamten zusätzlichen Drehimpuls zwischen Anfang und Ende des Abspulens müssen wir extern hinzufügen.

Wirklich anschaulich ist es auf den ersten Blick nicht sondern nur formal verständlich, dass aus der Drehimpulserhaltung des Gesamtsystems eine Abbremsung erfolgt. Ich werde mal versuchen es greifbar zu machen, auf Ebene der wirkenden Kräfte.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 24. Februar 2010, 08:32:41
http://www.spacedaily.com/reports/A_Stellar_Metal_Free_Way_To_Make_Carbon_Nanotubes_999.html

auch wenn hier nicht direkt als Anwendungsmöglichkeit angesprochen:

Wissenschaftler haben bei Experimenten über die Bildung von Supernovae entdeckt, dass man CNT auch ohne Metallkatalysatoren herstellen kann.

Kohlenstoff, Kohlenmonoxid und Wasserstoff formten überraschenderweise von selbst 'Carbon-Whiskers' (engl. C-Schnurrhaare).
Ob diese Schnurrhaare stärker sind, als CNT, konnte ich leider nicht herauslesen.
Allerdings meine ich gelesen zu haben, dass 'darin' (?) CNT vorkommen und die Struktur verstärken...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 26. Februar 2010, 21:15:03
Ich wollte ja noch etwas zu den wirkenden Kräften beim Abrollen sagen, die den Drehimpulsaustausch besorgen und letztendlich das Konstrukt im Orbit bremsen.

Wenn man sich vorstellt, dass an den beiden Enden eines vertikal abrollenden Seils zwei große Endmassen sind, dann werden die wirkenden Kräfte (Garvitation + Fliehkraft) durch diese Massen bestimmt und greifen an diesen an.

Durch das Abrollen und die Konstanz des Drehimpulses der Eigenrotation des Seils verlangsamt sich diese Eigenrotation und die untere Masse am Seil eilt voraus und die obere Masse eilt nach. Es wird quasi aus der Vertikalen in die Horizontale gezogen.

Bei der unteren Masse gilt:
F_{_G}>F_{_F}, die resultierende Kraft ist radial nach innen gerichtet und zieht die Masse nach unten und hinten.

Bei der oberen Masse gilt:
F_{_G}<F_{_F}, die resultierende Kraft ist radial nach außen gerichtet und zieht die Masse nach außen und hinten.

Das Wechselspiel aus nach unten und oben ziehenden Kräften führt dazu, dass sich das Seil von selbst wieder vertikal ausrichtet, was gleichbedeutend damit ist, dass seine Eigenrotation immer weiter angeregt/erhalten wird und es so Drehimpuls in der Eigenrotation gewinnt. Aber beide Kräfte haben jeweils auch eine Komponente, die nach hinten gerichtet ist und so die Massen im Orbit abbremsen. Der Gewinn an Eigendrehimpuls wird also aus dem Drehimpuls des Orbits bezahlt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 10. März 2010, 18:19:44
Zitat
Das Wechselspiel aus nach unten und oben ziehenden Kräften führt dazu, dass sich das Seil von selbst wieder vertikal ausrichtet, was gleichbedeutend damit ist, dass seine Eigenrotation immer weiter angeregt/erhalten wird und es so Drehimpuls in der Eigenrotation gewinnt. Aber beide Kräfte haben jeweils auch eine Komponente, die nach hinten gerichtet ist und so die Massen im Orbit abbremsen. Der Gewinn an Eigendrehimpuls wird also aus dem Drehimpuls des Orbits bezahlt.

Es stellt sich mir auch die Frage nach der Gesamtlänge des Konstrukts. Um einen geosynchronen Umlauf zu erhalten müsste das Seil mindestens über den geostationären Orbit reichen. Und zwar so weit, daß der Masseschwerpunkt außerhalb des Geo's liegt.

Fährt nun ein Lift nach oben, wird logischerweise die Kopfstation abgebremst. Sie bleibt zunächst etwas hinter der geostationären Position zurück. Da das System aber wie ein Pendel wirkt, ist irgendwo der Punkt erreicht, an dem die Kopfstation, gezogen durch die Erdrotation, wieder vor den Geostationären Punkt schwingt. Zu diesem Zeitpunkt müßte ein zweiter Lift erfolgen, der den Schwingungsimpuls des Maximums zum horizontalen beschleunigen ausnutzt und damit die Schwingungsspitzen neutralisiert. -> Auslöschung der entstehenden Welle durch Interferenz (http://de.wikipedia.org/wiki/Interferenz_%28Physik%29 (http://de.wikipedia.org/wiki/Interferenz_%28Physik%29)

Dabei stellt sich mir die Frage nach dem Aufbau der Konstruktion. Das Prinzip, mit einem dünnen Seil ein dickeres hochzuziehen, wird hier wohl nicht funktionieren, da das dünne Seil durch sein Eigengewicht reißen würde.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 10. März 2010, 18:29:04
Dabei stellt sich mir die Frage nach dem Aufbau der Konstruktion. Das Prinzip, mit einem dünnen Seil ein dickeres hochzuziehen, wird hier wohl nicht funktionieren, da das dünne Seil durch sein Eigengewicht reißen würde.

Man kann aber an dem dünnen Seil ein weiteres dünnes Seil hochziehen. Und dann noch eins usw. bis man eine ausreichende Stabilität hat.
EIN monolitisches Seil ist aus Sicherheitsaspekten eh kritisch.
Wir hatten dazu auch mal ein Paper hier weiter vorne.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 10. März 2010, 18:58:00
Hallo Sylvester,

ich weiß noch nicht so genau warum du mich zitiert hast. Mein Beitrag beschäftigte sich mit der Aufbauphase und der Dynamik des Systems dabei.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 10. März 2010, 19:16:38
Hallo Daniel,

ich wollte nur mal auf die Geschichte mit dem "bezahlen des Drehimpulses" eingehen, da ich denke, daß es einen Rückschwingeffekt gibt, den man nutzen muß um das System wieder ins Gleichgewicht zu bringen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 15. März 2010, 10:17:44
Hier noch eine "qualitative" Grafik, um zu zeigen welche Kräfte in welche Richtung wirken, während das Seil nach oben und unten wächst und durch Drehimpulserhaltung der Eigenrotation ausgelenkt wird:

Die Gesamtmasse teilt sich auf die beiden Endmassen auf. Das Seil zwischen den beiden Endmassen wird als masselos angenommen. Auf die untere Masse 1 wirkt netto (Gewichtskraft-Zentrifugalkraft FG1-FZ1) eine Kraft nach unten und hinten. Auf die untere Masse 2 wirkt netto (FG2-FZ2) eine Kraft nach oben und hinten. Gemeinsam führt das zu einer Rückstellkraft auf das Seil, wodurch es "von selbst" wieder die Vertikale anstrebt, aber auch abgebremst wird.

(http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?action=dlattach;topic=4649.0;attach=842;image)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 15. März 2010, 20:19:44
Also ich stelle mir die Situation folgendermaßen vor :
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up020062.jpg) (http://www.imgbox.de)
http://www.imgbox.de/?img=t49172e33.jpg (http://www.imgbox.de/?img=t49172e33.jpg)

In der Ausgangssituation beginnt der Elevator mit dem Aufstieg. Die beiden Pfeile  (A) sollen den Richtungsvektor der wirkenden Kraft verdeutlichen. Die Drehrichtung ist im Uhrzeigersinn.

In der Situation 1 bleibt die Kopfstation mit dem Elevator zurück, da der Drehimpuls beim Aufstieg nicht mit steigen kann. Dadurch wirkt die Kraft C auf die Kopfstation. Die beiden Pfeile B zeigen, daß die Zentripedalkraft größer der Gravitationskraft ist.

Das sich die Erde weiterdreht entsteht der Winkel F, der bewirkt, daß es eine Krafteinwirkung in Richtung der Pfeile D gibt. (Die Größe der Kräfte sind nicht maßstabsgerecht)

Das führt zu einer Schwingung, wie der eines Perpentikels, die in Situation 2 dargestellt ist. Der Winkel G zeigt die Auslenkung, die durch Einwirkung der Kräfte D und der daraus resultierenden Bewegung E erreicht wird.

Sylvester
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 15. März 2010, 21:14:41
Hallo Sylvester,

nur um sicher zu gehen ;):
Wir reden wieder von unterschiedlichen Sachen ;), ich von der Dynamik im Aufbau, weil wir das Thema hier vor kurzem hatten, du von der Dynamik im Betrieb (hatten wir natürlich auch schon als Diskussionsthema).

Nach meinem Verständnis ist die Dynamik eines Elevators im Betrieb aber anders:
Der Elevator ist mit der Erde quasi "fest verbunden", geschafft durch die Vorspannung im Seil, welche durch die hohe Fliehkraft der (großen) Gegenmasse erreicht wird. Dadurch ist das Seil fest gespannt und kann Querkräfte aufnehmen. Zur trägen Masse des Seils zählen so auch die beiden großen Masse der Erde und der Gegenmasse. Die Gegenmasse wird auch Ankermasse genannt, sie "verankert" durch ihre Trägheit das obere Ende im Orbit.
Das Seil pendelt damit nicht mehr frei zurück. Wenn jetzt eine Nutzlast fährt, wirken die Kräfte nicht nur auf die geringe Seilmasse, sondern direkt auch auf die beiden großen Massen von Erde und Anker an den Seilenden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 16. März 2010, 13:08:29
Hallo Sylvester,

wir werden wohl auf einen Kompromiss unserer beiden Aussagen kommen (müssen ;)).

Ich revidiere meine Aussage, dass der Elevator "quasi starr" ist. Wenn eine Masse hinauf fährt, reagiert auf jeden Fall das obere Seilende, wenn auch nur gering. Durch Drehimpulserhaltung die wirkenden Kräfte fällt die obere Masse hinter die Erdrotation zurück.

Es kommt aber nicht zum " selbständigen Zurückschwingen", wie du es schreibst. Endmasse und Schwerpunkt liegen jenseits des GEO. Ein selbständiges Vorschwingen würde nur passieren, wenn der Schwerpunkt (quasi die Endmasse) unter den GEO sinkt. Dann würde sie auf ihrem tieferen Orbit gegenüber der Erdoberfläche wieder aufholen und vorauseilen.

Nach dem Auffahren müsste die Endmasse damit in Realität quasi dauerhaft zurückbleiben. Wie oben schon gesagt, wirkt aber auf einen ausgelenkten Elevator ein Gravitationsmoment, welches ihn wieder senkrecht ziehen möchte (aber nicht vorrauszieht).

Durch eine abfahrende Masse wird der Effekt dann umgekehrt, sie beschleunigt die Endmasse wieder.


Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 16. März 2010, 14:00:15
Durch eine abfahrende Masse wird der Effekt dann umgekehrt, sie beschleunigt die Endmasse wieder.

Wobei man doch sicher vor hat mehr Masse hochzubringen als wieder runter...

Eventuell könnte ein Ionenantrieb am Gegengewicht diese Bewegung ausgleichen?

Gruß, Klaus
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 16. März 2010, 14:23:16
Hallo Klaus,

die Treibstoffmasse musst du aber auch erst rauf bringen, sie zieht den Elevator damit nach hinten, und dann muss sie "verbrannt" werden, um den eigenen Effekt auf den Elevator wieder auszugleichen ;).

Ich kann den Nettogewinn oder -verlust einer solchen Aktion gerade nicht ganz abschätzen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 16. März 2010, 16:40:35
@Klaus,

noch etwas Grundsätzliches: Die Idee des Elevators ist ja, dass man den Impulsgewinn von der Erde bekommt, und nicht mit Treibstoff selbst erzeugt ;).
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 17. März 2010, 21:30:00
Ich habe mir das auch noch mal durch den Kopf gehen lassen. Es scheint tatsächlich keine Möglichkeit zu existieren ohne einen externen Energieeinsatz das System wieder zu stabilisieren. Ein Ionenantrieb am Ende des Seiles, der von Solarzellen mit Energie versorgt wird scheint noch die Sinnvollste Alternative zu sein.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 18. März 2010, 11:05:54
Hallo Sylvester,

ein gewissen Schwingung bekommen wir trotzdem, nur ist die nicht "trivial". Sie entsteht aus der Elastizität des Kabels. Als erste Analogie kann man sich eine schwere "fahrende" Masse vorstellen (Erde + Elevator + Endmasse), welche eine "ruhende" Masse mitnimmt (Nutzlast, die bereits auf Höhe ist, aber ruht).

Wenn jetzt der Elevator vollkommen starr/steif wäre, würden sich beim "Aufgreifen" der ruhenden Masse sofort die Reaktionskräfte zwischen den Massen einstellen und sie würden sich gemeinsam weiterbewegen als eine neue Masse.

Der reale Elevator ist elastisch, kann sich also verformen. Wenn er jetzt die ruhende Masse "aufgreift", dehnt er sich und erst über die Dehnung entstehend die Reaktionskräfte zwischen den beiden Massen, welche Masse 1 abbremsen/zurückhalten und Masse zwei beschleunigen/mitnehmen. Durch diese Federwirkung der Struktur ergibt sich dann schon eine Schwingung der beiden Massen (quasi aufeinander zu und wieder weg) mit einer Frequenzen und Amplituden, die von den beteiligten Massen, der Größe und dem Material bestimmt werden.

Wie so ein gekoppeltes System schwingt, mit welchen Frequenzen und mit welchen Ausschlägen ist leider nicht so einfach abzuschätzen. Bei den Größenordnungen könnten vielleicht einige "lineare Annahmen" bzgl. Federkraft und Dämpfung nicht mehr zutreffen, ebenso Punktmassen und zentrale Gravitationskraft.

Die Lösung einer solchen gekoppelten Schwingung sieht nicht wirklich "anschaulich" aus. Im Allgemeinen kann man den realen geometrischen Bewegungsablauf nicht "pi mal Daumen" abschätzen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 24. März 2010, 19:38:42
Hallo, nachdem ich mich länger hier nicht melden konnte (Auslandsaufenthalte) hier mal ein Kommentar zu dem Thema.
Das eigentliche Problem des Systems ist vor allem wie man die Geschwindigkeit eines Liftes beim hochfahren regelt.

Da gibt es ein paar  Dinge die hier eine wichtige Rolle spielen:
1) Zum hochfahren des Lifts mit einer, konstanten Geschwindigkeit, muss für jedem Meter den der Lift an Höhe gewinnt eine bestimmte Menge Energie eingesetzt werden. (potenzielle Energie des Lifts wird größer) 
Die nötige Energie bei konstanter Geschwindigkeit sinkt aber mit der gewonnen Höhe mit 1/r^2.
2) Da man versuchen wird, die Versorgung des Lifts so auszulegen, das man z.B innerhalb von 9 Tagen im GEO ist, braucht man beim Start vom Boden entweder sehr viel Energie und in folge Stärkere Motoren usw., oder man fängt mit kleinerer Geschwindigkeit an und steigert diese dann in Abhängigkeit von der Höhe bis zur Maximalgeschwindigkeit.

3) Schaut man sich die Kräfte an die für das hochfahren am Seil nötig sind und vergleicht diese mit den Kräften die zur Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit erforderlich, so sieht man das hier mehrere 10 Potenzen dazwischen liegen.

4) Wie schon beschrieben, bleibt das Seil (oder Band) beim Aufstieg zurück, wodurch das Gesamtsystem etwas aus dem Lot  kommt (es eilt dem Lot nach). Da die Fliehkraft aber immer stärker am Seil ziehen muss, als das Seilgewicht plus das Gewischt vom Lift, wird das Gesamtsystem wieder in Richtung Lot beschleunigt. Dadurch kann das Gesamtsystem natürlich über die lotrechte Position hinausschwingen, es sei den man kann die Fahrgeschwindigkeit so regeln dass das Gesamtsystem bei der Ankunft gerade ausschwingt.

Allerdings muss das gesamte System, als ein differenzielles System betrachtet und sehr viele Differenziale berechnet werden (ich möchte das Programm dazu nicht erstellen). Ich vermute aber das dies nicht ohne Restschwingung möglich ist, ohne die Fahrzeit ins unendliche zu treiben.
Vielleicht gibt es aber Möglichkeiten diese durch die Wahl der Liftmasse, Geschwindigkeitsprofil und andere Maßnahmen   soweit zu reduzieren das ein störungsfreier Betrieb erreicht werden kann.
Das könnte z.B. dazu führen, dass der nächste Lift eine andere Nutzlast mitnehmen muss als der aktuelle und zu einen bestimmten Zeitpunkt mit einem anderen Geschwindigkeitsprofil fährt, um die Schwingungen der aktuellen Auffahrt, weitgehend aufzuheben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 24. März 2010, 19:46:02
Allerdings muss das gesamte System, als ein differenzielles System betrachtet und sehr viele Differenziale berechnet werden (ich möchte das Programm dazu nicht erstellen).

Da kann ich dir zustimmen, denn ich bin gerade in meiner freien Zeit dabei eine Simulation dieses dynamischen Systems zu erstellen. Ein weiteres Problem neben der Komplexität sind dabei die Größenordnungen. Durch die Ausdehnung und die Verhältnisse der beteiligten Massen sind die differentiellen Änderungen pro Zeitschritt sehr klein, was die numerische Integration mit ihren Rundungsfehlern schwierig gestaltet.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 25. März 2010, 13:14:45
Ich weiß leider zu wenig über die Dämpfungseigenschaften entlang des Seils, da durch die Schwingungen auch eine zumindest kleine Schwingung der differenziellen Seilspannung auftritt, könnte es sein das diese teilweise in Wärme umgesetzt wird, was zumindest in der Richtung des Seils zu einer Dämpfung führen sollte.
Ich kann mir jedenfalls nicht denken das C-Nanotubes wirklich ideale Federn darstellen. Das sollte zumindest einen Teil der Probleme verkleinern.
Da ich vermute das durch einen bestehenden Lift mehr und mehr Masse dicht bei einem GEO Orbit stationiert wird, könnte dies auch zu einer Stabilisierung beitragen.

Richtig interessant wird es wenn man zwei Lifts hat, das erhöht nicht nur sehr die Transportkapazität, sondern macht es vielleicht möglich beide Lifts in bestimmten Abständen zu koppeln. Durch einen in Ost-West Richtung mehrere 100km entfernte Erdbasis, die ein flaches Dreieck bilden, könnte man vielleicht sogar die Schwingungsprobleme so weit reduzieren das es einfachere Regeln gibt die man einhalten muss um einen Sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Vielleicht kann man auch ein VASIMR Triebwerk von vielleicht 100kW Leistung mitführen, das zu Reduktion der Schwingung beitragen kann.

Was ich mir auch vorstellen kann, ist eine Verstärkung des Lifts mit vielleicht 7000km Länge, oberhalb und unterhalb von GEO um da zwei Stationen aufzuhängen in der vielleicht 10% der Erdschwere herrschen. Diese beiden könnten unter anderem, bei bestimmter Aufhängung als zusätzliche Dämpfungsglieder dienen.

Da um das GEO Orbit herum, nur eine sehr geringe Kraft weg von diesem Punkt herrscht, braucht man dieses Stück Seil viel dünner auslegen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 25. März 2010, 22:29:16
Zitat
Da um das GEO Orbit herum, nur eine sehr geringe Kraft weg von diesem Punkt herrscht, braucht man dieses Stück Seil viel dünner auslegen.

Von dort aus soll doch das gesamte System gehalten werden. Dort kannst Du bestimmt kein schwächeres Seil verwenden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 26. März 2010, 06:23:57
Guten Morgen,

genau, das Seil hat im Allgemeinen einen exponentiellen Querschnittsverlauf mit der Höhe. Aber vielleicht meinte Klakow etwas anderes, denn so ganz kann ich seiner Beschreibung nicht folgen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 27. März 2010, 21:41:06
Es geht nicht um den Teil der den eigentlichen Lift darstellt, sondern um einen Zusatz der quasi das Seil nur als Anker benutzt ums z.B. zwei Stationen in größerer Entfernung vom GEO Orbit fest zubinden. Ich hab dafür eine Excel Liste. allerdings muss man schon ziemlich weit vom GEO entfernt sein um eine merkliche Schwerkraft zu haben. Diese währen ohne Lift nicht in keinem stabilen Orbit, aber mit Lift währen auf der unteren eine Kraft in Richtung zur Erde und oberhalb in Richtung ende vom Lift zu haben. Das würde z.B. auf 19000km Höhe dann zu ca. 5% der Erdschwere führen, was sich durch eine Station mit etwa der doppelten Masse auf einem Orbit in ca. 60000km Höhe kompensieren lässt. Dadurch bekommt man mehrere Möglichkeiten, Da der Lift dann nicht nur auf der Erde und z.B. in 100000km Höhe mittels Gegengewicht aufgehängt wird, sondern dich größere Massen in schwachen Schwerkraftbereichen aufgehängt sind, bildet dies Masse-Anker die vor allem rechtwinklig zum Lift Schwingungen dämpfen können. Damit diese beiden Stationen nicht davonfliegen, müssen sie natürlich mit einem Extraseil miteinander verbunden sein, aber es ist klar, bei max. 5% Schwerkraft und kürzerem Seil, kann man mit dem selben Seilquerschnitt viel größere Massen anbinden. Wenn der Lift z.B. in der Lage ist 20t Nutzlast zu tragen, könnte man dann mit einem Zusatzseil von gleichem Seilquerschnitt wie der Lift eins in Erdhöhe hat, mindestens eine 400t Station auf 19000km Höhe und 800t in 60000km Höhe realisieren.
Falls jemand an dem Excel-File interessiert ist aus dem man dies schön ablesen kann, kurze Nachricht an mich, ich schicke es dann per eMail zu.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 28. März 2010, 19:03:47
Es geht nicht um den Teil der den eigentlichen Lift darstellt, sondern um einen Zusatz der quasi das Seil nur als Anker benutzt ums z.B. zwei Stationen in größerer Entfernung vom GEO Orbit fest zubinden. Ich hab dafür eine Excel Liste. allerdings muss man schon ziemlich weit vom GEO entfernt sein um eine merkliche Schwerkraft zu haben. Diese währen ohne Lift nicht in keinem stabilen Orbit, aber mit Lift währen auf der unteren eine Kraft in Richtung zur Erde und oberhalb in Richtung ende vom Lift zu haben. Das würde z.B. auf 19000km Höhe dann zu ca. 5% der Erdschwere führen, was sich durch eine Station mit etwa der doppelten Masse auf einem Orbit in ca. 60000km Höhe kompensieren lässt. Dadurch bekommt man mehrere Möglichkeiten, Da der Lift dann nicht nur auf der Erde und z.B. in 100000km Höhe mittels Gegengewicht aufgehängt wird, sondern dich größere Massen in schwachen Schwerkraftbereichen aufgehängt sind, bildet dies Masse-Anker die vor allem rechtwinklig zum Lift Schwingungen dämpfen können. Damit diese beiden Stationen nicht davonfliegen, müssen sie natürlich mit einem Extraseil miteinander verbunden sein, aber es ist klar, bei max. 5% Schwerkraft und kürzerem Seil, kann man mit dem selben Seilquerschnitt viel größere Massen anbinden. Wenn der Lift z.B. in der Lage ist 20t Nutzlast zu tragen, könnte man dann mit einem Zusatzseil von gleichem Seilquerschnitt wie der Lift eins in Erdhöhe hat, mindestens eine 400t Station auf 19000km Höhe und 800t in 60000km Höhe realisieren.
Falls jemand an dem Excel-File interessiert ist aus dem man dies schön ablesen kann, kurze Nachricht an mich, ich schicke es dann per eMail zu.

????? Raumschiff am GEO festbinden ????
Ich verstehe den Sinn Deiner Aussage nicht. Das Raumfahrzeug, das geliftet wurde, soll in einem Orbit ausgeklinkt werden, der stabil ist. Damit braucht man nichts mehr festzubinden. Das Teil bleibt von ganz allein da wo es ist.

Die Schwingungen werden wohl noch eines der kleinsten Probleme sein. Erst mal braucht man ein Material, daß die entsprechende Festigkeit hat. Anschließend einen durchführbarer Plan für die Konstruktion.
 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 29. März 2010, 09:29:00
Es geht Klakow nicht darum, eine Station im GEO festzubinden, sondern auf einer anderen Höhe. Dann braucht man ein Gegengewicht, dass die zusätzliche Masse austariert. Eine Station in z.B. 19000km Höhe braucht ein Kontergewicht jenseits des GEO, dass durch seine Fliehkraft die zusätzliche Schwerkraft ausgleicht.

Sinn der Sache wäre eine Raumstation zu haben, die auch Schwerkraft bereitstellt, indem sie eben nicht in einem stabilen Orbit fliegt.

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 29. März 2010, 20:11:29
Ja so ist das. Ein schöner Nebeneffekt ist, dass man die obere Station gut als Abflughafen nutzen kann, um z.B. auf 60.000km nochmal 1,8km/s mehr Geschwindigkeit zum Abflug mitzunehmen.
Die bekommt man quasi gratis dazu.
5% ist zwar nicht viel, aber zumindest so viel das man ober und unten hat.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 31. März 2010, 20:48:06
Die Idee mit der Schwerkraft in einer Raumstation sollten wir vielleicht in einen eigenen Thread verlegen. Ich könnte mir da so einige Konstruktionen vorstellen. Allerdings würde ich diese nicht an den Fahrstuhlseil fest hängen. Es wäre auch Kontraproduktiv wenn ein Aufzug der so mühsam errichtet wurde später auf diese Weise blockiert würde.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 31. März 2010, 21:00:49
Einen Thread künstliche Schwerkraft, als Produktionswerkstätte für simple und effektive Technologien in Sachen Muskelschwundbekämpfung?

Wieso nicht...  :D

EDIT: Gesagt, getan (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=8140.0)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 27. April 2010, 21:59:38
http://www.drg-gss.org/typo3/html/index.php?id=51

Habe das hier gefunden...
Ganz unten steht, dass ein Raumlift mit Kevlar bzw. Superkevlar zu machen wäre, aber eine sehr große Masse hätte(?)



Bei Wikipedia habe ich etwas über Graphen gelesen, das angeblich besser als CNT sein soll... Aber eine spezifische Reißfestigkeit habe ich dazu noch nicht gefunden....

Edit:
http://www.drg-gss.org/typo3/html/index.php?id=52
Kann man Kevlar schweißen, so wie hier vorgeschlagen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 28. April 2010, 19:48:05
Würde mich mal interessieren, wie diese Fasern geschweißt werden sollen.

Bei 400 Grad wird Kevlar bloß schwarz. Es schmilzt aber nicht.

Kevlar ist ein Aramidwerkstoff mit sogenannten Wasserstoffbrückenbindungen. Die Molekülketten bilden untereinander Atombeziehungen aus.

Bei herkömmlichen Kunststoffen verhaken sich die Molekülketten bloß. Daher die hohe Zugfestigkeit des Werkstoffs.

Übrigens ist Kevlar ein geschütztes Produkt der Firma DuPont. Ich vermute die meisten kennen diese Firma eher durch eine Nylonfaser namens Lycra, das bei synthetischer Sportbekleidung und Strumpfhosen Einsatz findet.

http://de.wikipedia.org/wiki/Kevlar (http://de.wikipedia.org/wiki/Kevlar)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 02. Mai 2010, 10:31:54
Habe einiges in Erfahrung gebracht:

Also Graphen ist die Sruktur, wie ein Blatt Papier. Wenn man dieses einrollt, entstehen single-walled CNT, steckt man diese einwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen ineinander, heißen sie Multi-Walled CNT...



http://www.spaceelevatorgames.org/
Laut der offiziellen Seite startet die nächste Runde am 10. Mai.
(Die News allerdings sind noch von 2009...)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 02. Mai 2010, 20:36:18
Weitere Fakts zum Space Elevator, die ich heute aufgesogen habe:

Theoretisch kann man schwache Materialien nehmen. Allerdings muss man das Seil dann exponentiell dicker machen.
Wenn man nun aber ein supermassives Seil hat, kann man damit nur einen Teil seines Gewichts pro Jahr raufschaffen.

Wenn man zu wenig raufschaffen kann, dann kann man das Seil nicht reparieren und somit lohnt es sich nicht.

Außer, man hat effektive Energieversorgung, dann kann man damit mehr auf einmal und schneller raufschaffen.

Das heißt, es gleicht sich aus. Man braucht also entweder eine gute Energieversorgung oder ein gutes (leichtes und starkes) Seil. Oder am besten beides ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 04. Mai 2010, 14:51:38
Zitat
Theoretisch kann man schwache Materialien nehmen. Allerdings muss man das Seil dann exponentiell dicker machen.
Wenn man nun aber ein supermassives Seil hat, kann man damit nur einen Teil seines Gewichts pro Jahr raufschaffen.

Jetzt wird es aber spekulativ.

Im Maschinenbau gibt es bestimmte Grundlagen. Dazu zählt auch, wie Formen und Profile ausgebildet sein müssen um bestimmte Aufgaben zu erfüllen. Dabei ist es oftmals entscheidend ein System gewichtsmäßig zu optimieren.

Also wäre es hier hilfreicher , wenn Du Ideen hast, wie so ein Seil vielleicht aus Profilen aufgebaut werden kann. Ein Seil, daß bei der Stärke eines Haars ein Gewicht auf die Höhe des Burdsch Chalifa hiefen kann. http://de.wikipedia.org/wiki/Burdsch_Chalifa (http://de.wikipedia.org/wiki/Burdsch_Chalifa)

Wir könnten auch eine Pyramide aus Sand, mit einer großen Treppe bauen. Aber das ist sicher nicht der Sinn und Zweck dieses Projekts.

Sylvester
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 11. Mai 2010, 15:23:10
Wäre ein Space Elevator eventuell geeignet, große Flächen raufzubringen?

Ich meine so wie Solarpanele oder auch Sonneschilde (gegen Treibhauseffekt)
Das Problem der Entfaltung bleibt doch, oder wäre das irgendwie lösbar?

Und würden sich diese dann durch den Sonnenwind verschieben oder wäre das vermeidbar durch zb. schräge Lage, elektrokinetischer Antrieb oder sowas?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 11. Mai 2010, 15:32:02
Geeignet ja, aber nur bei geringer Bewegungsgeschwindigkeit innerhalb der Atmosphäre und bei ziemlich stabilen Konstruktionen, da die sonst die Gravitation nicht unbedingt unbeschadet überstehen. Für leichte Flächen ist zusammenfalten wohl immer noch eine günstige Alternative, weil man dann sehr viel geringere strukturelle Belastungen beim Transport hat.

Eine Schräglage kann man am einfachsten dadurch verhindern, dass man den Lift etwas länger baut als nötig, so dass die Position einfach durch die Fliehkraft stabilisiert wird.

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 11. Mai 2010, 16:25:09
Mit Schräglage war wohl eher die Stellung eines Sonnenschilds zum Sonnenwind gemeint, nach Transport und Entfaltung.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 12. Mai 2010, 14:16:47
Zitat
Mit Schräglage war wohl eher die Stellung eines Sonnenschilds zum Sonnenwind gemeint, nach Transport und Entfaltung.

Exakt. Obwohl das eigentlich besser in den Thread dafür passen würde...


Zitat
Für leichte Flächen ist zusammenfalten wohl immer noch eine günstige Alternative, weil man dann sehr viel geringere strukturelle Belastungen beim Transport hat.
Wie kann man die am besten entfalten? Manuell mit Teleskopstangen?

Menschen raufzubringen wäre mit dem Space Elevator (der zweiten Generation) wohl nicht mehr das Problem
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 12. Mai 2010, 15:46:47
Zum Entfalten guckst du z.B. hier im Portal (http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/01052010120257.shtml) (2. Absatz)

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 12. Mai 2010, 18:42:42
Ah, danke

Aber funktioniert das auch bei größeren Strukturen? Ich denke da wird noch viel geforscht werden müssen...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 12. Mai 2010, 20:29:41
Auf der Homepage steht noch immer
Zitat
And hence our name. Elevator:2010. we promise to get an answer for you by then.

Also, bis Ende dieses Jahres, so das Versprechen, wird man sagen können 'möglich' oder 'nicht möglich'...


Die nächste Konferenz soll übrigens am 13.August 2010 stattfinden

Ein Wettbewerb war provisorisch für den 11. oder 12. Mai ausgeschrieben, man hörte aber nichts mehr davon....


Im Generellen finde ich, dass die Seite entweder sehr verstrickt und kompliziert gestaltet ist, oder, dass einfach nicht genug aktualisiert wird oder beides...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 15. Mai 2010, 18:21:07
http://www.plastemart.com/Plastic-Technicle-Article.asp?LiteratureID=1409

Angeblich hat es eine Chinesische Universität geschfft, einen Garn aus CNT mit der Länge.... aufgepasst ... 1 km (!) zu produzieren....

Stimmt das? Dabei wären ein paar Meter ja schon ein großer Fortschritt....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Flandry am 15. Mai 2010, 18:58:10
http://www.plastemart.com/Plastic-Technicle-Article.asp?LiteratureID=1409

Angeblich hat es eine Chinesische Universität geschfft, einen Garn aus CNT mit der Länge.... aufgepasst ... 1 km (!) zu produzieren....

Stimmt das? Dabei wären ein paar Meter ja schon ein großer Fortschritt....

Bei Heise TR (http://www.heise.de/tr/artikel/Smalleys-Vision-989879.html) waren es Anfang der Woche "einige hundert Meter", allerdings an einer texanischen Universität.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 16. Mai 2010, 14:37:12
Komisch.... Naja, 10* hundert Meter sind auch schon 1 km...  ;)
Ab ein paar Metern Länge kann man verflechten, das ist dann keine große Kunst mehr...


Hast du heraulsesen können, ob es aus reinen CNT gemacht ist, oder aus 1%CNT in Plastikharz ?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Flandry am 16. Mai 2010, 16:59:28

Hast du heraulsesen können, ob es aus reinen CNT gemacht ist, oder aus 1%CNT in Plastikharz ?

Nur etwas von Verunreinigungen, aber nichts von Harzen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 17. Mai 2010, 07:53:13
Zur Prozedur:

Sie stellen konventionell CNT her, lösen das ganze in Säure (von Kevlar kopiert) und lassen die Säure dann chemisch reagieren.

Dabei wird der Kohlenstoff unlöslich und fällt aus. Beim Ausfällen ordnet er sich günstig (zu CNT) an.

Was mir nicht eingeht: Es steht, wenn man die CNT länger machen könnte, würden sie stärker sein... Aber die Verbinden sich ja sowieso in der Brühe.... Oder sind die Bindungen dann schwächer, löst sich nicht der Kohlenstoff, sondern behält einen Teil seiner Struktur??
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 21. Mai 2010, 18:52:40
Würde ein Space elevator eigentlich die Entwicklung neuer Antriebe verzögern?


Denn man braucht ja, wenn man einen Aufzug hat, weder luftatmende Tribwerke, noch nukleare oder elektrische Triebwerke... (Für einen Flug zum Mas einfach Tonnen von Treibstoff billig hinaufschaffen, etc.)  Wobei da heute m.E. sowieso zu wenig geforscht wird...

Eigentlich wäre das cheaten, sozusagen die Schwerkraft umgehen...  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: 1234567891011a am 21. Mai 2010, 19:09:19
@runner02

Spielt eigentlich keine Rolle. Wenn wir einen Weltraumaufzug haben, brauchen wir auch keine Luftatmenden Triebwerke. Und die Entwicklung elektrischer und nuklearer Triebwerke dürfte wohl kaum verzögert werden, da diese eher für interplanetare Raumfahrt genutzt werden. Selbst wenn man Treibstoff tonnenweise hochschaft, wäre es trotzdem wesentlich efizienter, nukleare oder elektrische Triebwerke zu benutzen, da man bei den zugrunde liegenden Strecken auf diese Weise wesentlich schneller ist. Allerdings könnte ich mir vorstellen, das Entwicklung und Bau eines Weltraumaufzuges nicht unerhebliche Mittel binden, und dadurch die restliche Entwicklung in der Raumfahrt verzögern.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 22. Mai 2010, 10:28:39
Zitat
Allerdings könnte ich mir vorstellen, das Entwicklung und Bau eines Weltraumaufzuges nicht unerhebliche Mittel binden, und dadurch die restliche Entwicklung in der Raumfahrt verzögern.

Solange er erfolgreich gebaut wird, ist das doch egal. Dafür wird der Kostenfaktor der Raumfahrt von 25.000 auf 200 Dollar pro Kilo gesenkt, also Faktor 100... Statt einer ISS hätte man für das selbe Gled locker 100 hochschießen können...



(Ach ja, beim Surfen habe ich das gefunden:
http://www.electrovac.com/
Eine Firma, die sich auch mit CNT befasst)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 22. Mai 2010, 10:54:06
Solche postulierten Kostenfaktoren wurden schon mal für ein neues Raumtransportsystem in den 70ern und 80ern in den Raum gestellt ... und das war deutlich weniger avantgardistisch als ein Space Elevator.
Man kann noch gar nicht abschätzen, was so ein Projekt im Bau und auch im Betrieb kosten würde. Daher ist so eine Investition schon alleine finanziell vorsichtig zu betrachten, u.a. auch weil sie Mittel von anderen, beherrschbaren, Projekten abzieht. Von den technologischen Risiken ganz zu schweigen ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GG am 22. Mai 2010, 11:15:27
Außerdem gibt es auch heute Systeme, die Deine 25.000 Dollar um den Faktor 10 unterbieten.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 25. Mai 2010, 10:28:56
http://www.physorg.com/news92.html

Aus Bor-Stickstoffverbindungen kann man auch Nanotubes machen, die beeinflussbarere und in mancher Hinsicht bessere (korrosionsbeständiger) Eigenschaften haben...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2010, 20:55:05
http://www.physorg.com/news92.html

Aus Bor-Stickstoffverbindungen kann man auch Nanotubes machen, die beeinflussbarere und in mancher Hinsicht bessere (korrosionsbeständiger) Eigenschaften haben...
Mich würde wundern wenn die genauso zugfest wie c-tubes sind, das hat schon damit zu tun das sie nur 3 wertig (+/-) sind und nicht vierwertig. Weiterhin dürfte die Masse bezogen ach tendensiell größer sein, da die Summe von den Atomgewichten von Bor+Stickstoff ach etwas größer ist. Ich vermute auch dass das spezifische Gewicht größer ist. Es könnte aber sein dass das Material z.B. für die ersten 100km interressant sein könnte.
 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 01. Juni 2010, 21:40:44
Würde ein Space elevator eigentlich die Entwicklung neuer Antriebe verzögern?


Denn man braucht ja, wenn man einen Aufzug hat, weder luftatmende Tribwerke, noch nukleare oder elektrische Triebwerke... (Für einen Flug zum Mas einfach Tonnen von Treibstoff billig hinaufschaffen, etc.)  Wobei da heute m.E. sowieso zu wenig geforscht wird...

Eigentlich wäre das cheaten, sozusagen die Schwerkraft umgehen...  ;)
Ich denke eher das es umgekehrt sein wird, wenn man den Lift erstmal hat, Wir das etwa das selbe sein wie der Sprung vom Segelschiff (1789) zum Düsenjet, also 9km/h zu 900km/h.
Und wie sich das heute darstellt, wird die Sicherheit für die Reisenden genauso besser werden wie in dem Beispiel.
Derzeit gibt es nur wenige Anwendungen bei denen es Finanziell billiger ist, Dinge in der Umlaufbahn zu machen anstatt hier auf der Erde, dass und ist am Anfang auch nur der Faktor 10 an Einsparungen drin wird sich massiv ändern. Die Entwicklung wird dann mehr und mehr zu einem immer billigerem Weg führen.
Da könnte es irgendwann Klinken geben in denen bestimmte Krankheiten besser als hier auf der Erde therapierbar sind.

Wenn man erstmal billig da hoch kommt, hat man nicht nur die Kosten in ein GEO Orbit auf 1% gedrückt, man hat auch die kosten für Trägersysteme selbst mit chemischen Tribwerke mindestens um 90% gedrückt.
Heute muss man jedes Gramm Gerätemasse das man auf Fluchtgeschwindigkeit bringen will  sehr teuer bezahlen, das fürt zu extrem aufwendigen Entwicklungskosten um hier Masse einzusparen. Das alles würde dazu führen das die Raumfahrt nicht nur ein sehr teures unterfangen für wenige Spezialanwendungen wird, sondern zu einem Massenmarkt.

Dies genneriert Entwicklungspotenzial das automatisch weitere Anwendungen erzeugt. Das ist derselbe Effekt wie mit den Integierten Schaltkreisen, da soll auch mal jemand gesagt haben das man auf der ganzen Weld maximal 5 Computer benötigen würde.

Ich bin überzeugt dass, falls die Menschheit sich nicht selbst umbringt, dies in 30 Jahren Realität sein wird und eine Reise in ein GEO Orbit dann vielleicht nur noch nach heutigem Geld weniger als 12000€ kosten wird.
Weiterhin rechne ich damit das man mit Transverschiffen von dort aus in 35Tagen zum Mars weiterreisen kann und in 6Monaten villeicht zum Saturn. Das wird dann mit VASIMR getriebenen Schiffen mit nuklearer Energiequelle erfolgen.
Es könnte aber sein das diese "Fernreisen" dann wieder genausoviel kosten wie heute ein Flug mit Spaceship2 kosten soll.   
   
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 02. Juni 2010, 15:35:07
Ein bisschen sehr optimistisch, dass das schon in 30 Jahren der Fall sein soll...

Der Effekt auf weitere Entwicklungen wird mit Sicherheit vorhanden sein, neue Möglichkeiten generieren auch neue Nutzungen. Allerdings hängt das alles momentan von extrem vielen Konjunktiven ab, deshalb bin ich skeptisch, dass wir bereits um 2040 rum Saturnflüge sehen, die von einem Lift aus gestartet werden. Aber schön wärs natürlich :)

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 02. Juni 2010, 17:20:27
Ein bisschen sehr optimistisch, dass das schon in 30 Jahren der Fall sein soll...

Der Effekt auf weitere Entwicklungen wird mit Sicherheit vorhanden sein, neue Möglichkeiten generieren auch neue Nutzungen. Allerdings hängt das alles momentan von extrem vielen Konjunktiven ab, deshalb bin ich skeptisch, dass wir bereits um 2040 rum Saturnflüge sehen, die von einem Lift aus gestartet werden. Aber schön wärs natürlich :)

mfg websquid
Mit dem Saturn hast du vielleicht recht, das könnte auch noch etwas länger dauern.
Das Hauptproblem ist dafür sicher der Lift und dafür gibt es im wesendlichen zwei Kernprobleme:
1) Liftmaterial
2) Ennergieversorgung

Lösungen kommen meiner Ansicht durch:
zu 1)
Das kommt von ganz alleine und zwar durch die technisch Verwendung von c-Tubes in viellen anderen Anwendungen. Das Zeug hat einfach derart viele bessere physikalische Eigenschaften wie derzeitige Materiallien, das wir uns vielleicht jetzt schon in einem expotenziell zunehmender Verwendung von dem Material befinden.  Das fürt zu immer besserer Qualität bei reduzierten Kosten. Da diese Prozesse expotenzielle Prozesse sind, mit vielleicht einer Basis von 24-Monaten haben wir das Potential in 20 Jahren um den Faktor 1000 verbessert. Nicht das ein kg-Nanotubes nichts mehr kosten wird, aber vielleicht auf heutigem Nivau gerechnet 500€/kg?
Das sind dann bei einem von mir mal erstellten Model für 3000t also 1,5 Milliarden € für das Material, der Grußteil der Baukosten wird der Transport in das GEO kosten. Nach dem ersten Lift, wird der Zweite dann schon billiger sein. Hatt man dann zwei Lifte, kann man das eine Kabel zur Auffahrt und das andere zur Abfahrt verwenden was den Transportpreis weiterhin erheblich verringern wird.

zu 2)
Mit der Energie für den Antrieb des Lifts könnte ich mir auch vorstellen bei zwei Kabeln die Kabel als HG-Leitung mit einer Spannung von 1Mill Volt auszulegen.

Gruß, Klakow
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 02. Juni 2010, 17:31:15
Exponentielles .... Potential (oder heute auch Potenzial);)


Kannst du die Annahmen zu Startwerten und zeitlicher Entwicklung belegen? Mit beliebig gewählten Werten lässt sich kein Projekt diskutieren, geschweige denn planen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 03. Juni 2010, 10:36:26
Zitat
Das Zeug hat einfach derart viele bessere physikalische Eigenschaften wie derzeitige Materiallien, das wir uns vielleicht jetzt schon in einem expotenziell zunehmender Verwendung von dem Material befinden.  Das fürt zu immer besserer Qualität bei reduzierten Kosten.

Da könnte die Realität einen Strich durch di Rechnung machen....

Sicher werden CNT immer besser, nur für ein Flugzeug brauchst du nicht mehr Stärke als x GPa, für den Weltraumlift aber 40 GPa... Weiterentwicklung spart dan praktisch nichts mehr ein....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 03. Juni 2010, 20:57:03
Exponentielles .... Potential (oder heute auch Potenzial);)


Kannst du die Annahmen zu Startwerten und zeitlicher Entwicklung belegen? Mit beliebig gewählten Werten lässt sich kein Projekt diskutieren, geschweige denn planen.
Belegen in der Form das ich dir Links schicken kann, ist nicht so leicht.
Aber dazu nur mal ein paar Fakten die ich in den letzten Jahren im Internet zu dem Thema (c-Tubes) gelesen hatte:
- 2002 hat man nur kurze Stücke von ca. 20mm hinbekommen,
soweit ich mich erinnere, wahr man 2005 schon bei 20cm und heute sind mir schon bei mindestens 100m.

Ich sagte schon an anderer Stelle hier im Forum, das ist so ähnlich wie bei der Herstellung von LWLs,
anfangs war man über kurze Strecken froh und zusätzlich war die Dämpfung weit höher als heute üblich.
Während meines Studiums war man im maximum bei 40km ohne Verstärker angelangt,
heute ist man da so weit mir bekannt bei mehreren 100km angelangt.
Die Entwicklung von LWLs zeigt exemplarisch auf, was man für Verbesserungen erreichen kann,
wenn da ein hoher wirtschaftlicher Vorteil daraus erwächst.

Andere Beispiele wär die Photovoltarik, Windturbinen, Chipentwicklung.
Und eins ist jedem klar der sich damit etwas beschäftigt, es wird von allen Nationen die in der Lage sind Hochtechnologie zu entwickeln,
immer mehr Geld in die Grundlagenvorschung in dem Bereich investiert.
Diese Forschungen haben offensichtlich Erfolg.

Die einzige Beschränkung die C-Tubes haben sind ihre physikalischen Eigenschaften.
Sowohl Reinheit, Typenreinheit, Herstellungskosten, Verbinden der C-Tubes,
Bandaufbau bekommt man nach und nach in den Griff, wenn damit viel Geld zu verdienne ist.

Ich schätze das weltweite wirtschaftliche Potential das durch Einspaarungen durch Verwendung von C-Tubes durch ihre besseren Eigenschaften entsteht,
in den nächsten 20 Jahren auf mehrere Billionen €.
(Wie ich zu den Zahlen komme? Nehmen wir an für jeden Erdenbürger ergeben sich 25€/Jahr,
das macht dann: 10€*7*10^9*20=3,5Bill.€).
Mich würde aber nicht wundern, wenn die Schätzung um den Faktor 10 zu klein ist.   
Ich denke dafür werden in den nächsten 20J weltweit 1% der Summe (35Milliarden €) in der Grundlagenforschung investiert werden
und nochmal 5% in die Anwendungsforschung und Entwicklung (175Milliarden €).
Das ganze hat bis dahin noch nichts direkt mit dem Lift zu tun,
wird aber die Basis stellen damit der Gebaut werden kann.


C-Tubes sind zwar nicht zugfest genug um damit ohne Querschnittvergrößerung einen Lift damit zu bauen,
aber ich denke mit einem um den Faktor 3 zunehmenden Querschnitt, wird es realisierbar werden.

Kleine Nebenbemerkung, ein Liftbetrieb wird kaum Weldraumschrot erzeugen :)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 03. Juni 2010, 21:01:15
Zitat
Das Zeug hat einfach derart viele bessere physikalische Eigenschaften wie derzeitige Materiallien, das wir uns vielleicht jetzt schon in einem expotenziell zunehmender Verwendung von dem Material befinden.  Das fürt zu immer besserer Qualität bei reduzierten Kosten.

Da könnte die Realität einen Strich durch di Rechnung machen....

Sicher werden CNT immer besser, nur für ein Flugzeug brauchst du nicht mehr Stärke als x GPa, für den Weltraumlift aber 40 GPa... Weiterentwicklung spart dan praktisch nichts mehr ein....

ich sehe da kein echtes Problem siehe hier:http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoff-Nanor%C3%B6hrchen (http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoff-Nanor%C3%B6hrchen)
da steht was von 63GPa, das sollte reichen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Juni 2010, 21:05:56
Was runner meint:

Die Tubes könnten u.U. mehr als jeder braucht, wodurch es für sie und den Aufwand ihrer Herstellung keinen Markt geben könnte, jenseits eines Space Elevators. Was nutzen mir 40 GPa oder 63 GPa, wenn 5 GPa für meine Anwendung reichen und durch einen einfacheren Werkstoff geliefert werden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 03. Juni 2010, 21:46:31
Zitat
Kleine Nebenbemerkung, ein Liftbetrieb wird kaum Weldraumschrot erzeugen Smiley

Könnte aber zum Problem für Sateliten werden, die sich auf einer äquatorialen Umlaufbahn befinden. -> Kollisionsgefahr

Was sagen die Fachleute dazu, stellt ein statisches Element, wie ein Weltraumlift eine Kollisionsgefahr für Satelliten dar ?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 03. Juni 2010, 22:34:47
Was runner meint:

Die Tubes könnten u.U. mehr als jeder braucht, wodurch es für sie und den Aufwand ihrer Herstellung keinen Markt geben könnte, jenseits eines Space Elevators. Was nutzen mir 40 GPa oder 63 GPa, wenn 5 GPa für meine Anwendung reichen und durch einen einfacheren Werkstoff geliefert werden.

Ach so,
aber die Zugfestigkeit ist nur eine hervorragende Eigenschaften davon.
Die elektischen Eigenschaften sind was ihre Einsatzmöglichkeiten betrifft, extrem interressant.
Das wird zu sehr viel leichteren und E-Motoren führen,
was z.B. für E-Automobile wichtig ist. (Direktradantriebe)
Mir fallen alleine hierzu noch sehr viele andere Anwendungen ein.

Währmeleitfähigkeit: Die C-Tubes haben ca. 20x so gute Wärmeleitfähigkeit wir Kupfer,
dass wird an all den Stellen einsetzbar sein, wo es um Wärmeleitung geht.
Das wir in der Elektrik und in der Energie- und Klimatechnik zu sehr vielen Verbesserungen führen.

Aber selbst das mit der Zugfestigkeit halte ich für hochgradig interresant,
man kann damit z.B Seile oder Bänder herstellen um Hängebrücken mit 100km freier Distance zu Bauen.
(Brücke über die Beringstraße gefällig, oder zwischen Korea und Japan?)   
Oder wie währ es mit Bergseilen von 4mm Durchmesser, die bei 200m Länge leichter als ein gewöhnliches Bergseil heute.

Ehrlich gesagt bin ich mit dem was hier mit Kohlenstoff möglich ist nicht überrascht, ohne Kohlenstoff gäbe es kein Leben
und ich denke wir wurden aus dem besten Stoff gemacht den es überhaupt gibt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 03. Juni 2010, 23:04:39
Zitat
Kleine Nebenbemerkung, ein Liftbetrieb wird kaum Weldraumschrot erzeugen Smiley

Könnte aber zum Problem für Sateliten werden, die sich auf einer äquatorialen Umlaufbahn befinden. -> Kollisionsgefahr

Was sagen die Fachleute dazu, stellt ein statisches Element, wie ein Weltraumlift eine Kollisionsgefahr für Satelliten dar ?

Wenn der Satellit eine Äquatorialbahn hat, dann natürlich schon,
aber bis auf geostationäre Satelliten wird da wohl kaum einer sein und die Bewegen sich im Bezug zum Lift eigendlich nicht und
das macht auch keinen Sinn.
Bei den anderen hängt es davon ab ob seine Bahn den Äquator an der selben Stelle über der Erde schneidet.

Aber von Zeit zu Zeit wird man den Lift vielleicht doch mal ein paar Meter zur Seite schieben müssen,
schwer ist das nicht wirklich, nur sollte mal dem Seil/Band genug Zeit geben.       
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 03. Juni 2010, 23:32:22
Zur Kollisionsgefahr:

Der Lift wäre ein Objekt im Orbit "wie jedes Andere". Grundlegend ist er bzgl. Kollisionen damit genauso zu behandeln wie alles andere, was über uns rumschwirrt. Für die individuelle Abschätzung eines Risikos muss die Genauigkeit der Positions- und Bewegungsbestimmung und die Vorhersage der kommenden Bewegung bekannt sein. Auch für den lange Elevator muss man per Messung "genau" wissen, wo sich die einzelnen Bestandteile gerade "wirklich" befinden.


Wenn der Satellit eine Äquatorialbahn hat, dann natürlich schon,
...
Bei den anderen hängt es davon ab ob seine Bahn den Äquator an der selben Stelle über der Erde schneidet.      
Das ist zu einfach. Quasi jeder Orbit kommt mal am Elevator vorbei, da sich die Erde (samt Elevator) unter/durch jeder Orbitebene zügig hindurch dreht. Es sind nicht nur äquatoriale Orbits oder ein paar ausgewählte Orbits in "Nähe" der äquatorialen Position des Elevators betroffen, sondern alle unterhalb der gesamten Baulänge des Elevators.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 04. Juni 2010, 19:59:18
Das mit der genauen Positionsbestimmung hat in der Vergangenheit bei Flugzeugen schon zu Unglücken geführt. Zwei kollidierende Maschinen hatten dabei den gleichen Flugkorridor programmiert.  :-\

Satelliten fliegen ein klein wenig schneller als Flugzeuge. ;) Da muß man vorher wissen, welche Bahnen man abfliegt. Ein Seil, daß so hoch aufgehängt ist, daß es praktisch steht, hat in einem niedrigen Orbit eine viel kleinere Geschwindigkeit als ein Satellit. Ist also so etwas wie ein "Mast in der Einflugschneise" eines Flughafens.  ???

Das ist natürlich nicht unlösbar, könnte aber im laufenden Betrieb knifflig werden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 04. Juni 2010, 20:00:48
Zitat
Was sagen die Fachleute dazu, stellt ein statisches Element, wie ein Weltraumlift eine Kollisionsgefahr für Satelliten dar ?

Man will ihn an einer beweglichen Plattform verankern, dass man ihn verschieben kann und somit ausweichen kann...


Zitat
Was nutzen mir 40 GPa oder 63 GPa, wenn 5 GPa für meine Anwendung reichen und durch einen einfacheren Werkstoff geliefert werden.


Ja, danke, genau das wollte ich damit ausdrücken...
Und teurer sind festere Werkstoffe wahrscheinlich auch noch, und wenn es außer dem Space elevator keine Anwendung geben sollte, die annähernd feste CNT braucht, wird der Bau wohl sehr teuer....

Zitat
Das ist natürlich nicht unlösbar, könnte aber im laufenden Betrieb knifflig werden.
Naja, theoretisch können jederzeit Satelliten kolidieren, wie vor nicht allzulanger Zeit der russische mit dem Ami.... Nur sind zwischen allen Satelliten so viel km Platz dazwischen, dass es extrem unwahrscheinlich ist....
Bauchgefühl: Ca. 1-2 mal pro Jahr müsste man ausweichen, wenn überhaupt...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 05. Juni 2010, 01:23:38
Zur Kollisionsgefahr:

Der Lift wäre ein Objekt im Orbit "wie jedes Andere". Grundlegend ist er bzgl. Kollisionen damit genauso zu behandeln wie alles andere, was über uns rumschwirrt. Für die individuelle Abschätzung eines Risikos muss die Genauigkeit der Positions- und Bewegungsbestimmung und die Vorhersage der kommenden Bewegung bekannt sein. Auch für den lange Elevator muss man per Messung "genau" wissen, wo sich die einzelnen Bestandteile gerade "wirklich" befinden.


Wenn der Satellit eine Äquatorialbahn hat, dann natürlich schon,
...
Bei den anderen hängt es davon ab ob seine Bahn den Äquator an der selben Stelle über der Erde schneidet.      
Das ist zu einfach. Quasi jeder Orbit kommt mal am Elevator vorbei, da sich die Erde (samt Elevator) unter/durch jeder Orbitebene zügig hindurch dreht. Es sind nicht nur äquatoriale Orbits oder ein paar ausgewählte Orbits in "Nähe" der äquatorialen Position des Elevators betroffen, sondern alle unterhalb der gesamten Baulänge des Elevators.

Ich gebe dir natürlich recht, aber...
aquatoriale Satelliten kommen bei jedem Erdumlauf dem Lift sehr nahe,
die anderen Satteliten nur dann, wenn der Schnittpunkt eines Umlaufs über dem Äquator,
über der selben Stelle (vereinfacht betrachtet) an der sich der Lift befindet.
Das kommt eher selten vor, weil bei jedem Umlauf der Äquator an einer anderen Stelle überquert wird.
Das Verhältnis für eine Polare Bahn währe etwa:
40000km/(Liftbreite+Satellitenbreite)
Für andere Bahnachsen müsste das:
40000km/(Liftbreite+Satelitenbreit)*tan(90°-umlaufwinkel) sein.

Wenn man es ganz genau nimmt, gilt das auch für einen Satelliten in äquatorialer Umlaufbahn,
bloss kommt bei dem hinzu das er theoretisch die Lift Umlaufbahn eben bei jedem Umlauf trifft,
 da er ja wohl relativ genau über dem Äquator nach Oben geht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 05. Juni 2010, 21:38:46
Zitat
bloss kommt bei dem hinzu das er theoretisch die Lift Umlaufbahn eben bei jedem Umlauf trifft,
 da er ja wohl relativ genau über dem Äquator nach Oben geht.

Das ist allerdings schlecht...

Ich würde den LEO abriegeln lassen, wenn ich der Liftbetreiber wäre  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 06. Juni 2010, 00:10:54
Zitat
bloss kommt bei dem hinzu das er theoretisch die Lift Umlaufbahn eben bei jedem Umlauf trifft,
 da er ja wohl relativ genau über dem Äquator nach Oben geht.

Das ist allerdings schlecht...

Ich würde den LEO abriegeln lassen, wenn ich der Liftbetreiber wäre  ;)
Ich habe das schon erwähnt,
ich denke ein LEO Orbit das exakt über dem Äqutor verläuft
macht wahrscheinlich nie Sinn,
eine polare Bahn allerdings schon.
Typischer Weise soll ja ein satellit großer Bereiche abdecken
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 06. Juni 2010, 21:09:59
nun, bei Einführung eines solchen Liftsystems müssen vielleicht neue Regeln für Satelliten festgelegt werden.

Zitat
Ich habe das schon erwähnt,
ich denke ein LEO Orbit das exakt über dem Äqutor verläuft
macht wahrscheinlich nie Sinn,
eine polare Bahn allerdings schon.
Typischer Weise soll ja ein satellit großer Bereiche abdecken

Warum soll ein äquatorialer Satellit keinen Sinn machen ? Ich nenne da bloß mal einen Wettersatellit , der alle 90 Minuten das gesamte Wetter entlang des Äquators fotografiert. Bei der Wichtigkeit solcher Daten für den heutigen Flugverkehr  würden sogar noch mehr Satelliten in einem solchen Orbit Sinn machen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 06. Juni 2010, 21:42:22
Hallo,

rein äquatoriale tieffliegende Satelliten sind wirklich rar gesät (ich kenne keinen) und machen wenig Sinn. Wetter- und Umweltsatelliten sind entweder im GEO oder auf hochinklinierten, sonnensynchronen Bahnen. Die einen haben einen konstanten Blick auf den Globus, die anderen sind nahe dran und und nehmen so auch den gesamten Globus im Laufe eines Tages aus nächsten Nähe auf.

Ein tiefer äquatorialer Satellit zur Wetter- und Umweltbeobachtung macht keinen Sinn. Die Hälfte seines Beobachtungsgebiets wäre immer in Dunkelheit, und er kann eben nur diesen Bereich sehen. Was wäre gerade am Äquator "so interessant"? Das ist, ehrlich gesagt, Verschwendung, während alle anderen mehr sehen können, und v.a. auf sonnensynchronen Orbits immer unter den gleichen Beleuchtungsverhältnissen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 06. Juni 2010, 23:29:01
Hallo,

rein äquatoriale tieffliegende Satelliten sind wirklich rar gesät (ich kenne keinen) und machen wenig Sinn. Wetter- und Umweltsatelliten sind entweder im GEO oder auf hochinklinierten, sonnensynchronen Bahnen. Die einen haben einen konstanten Blick auf den Globus, die anderen sind nahe dran und und nehmen so auch den gesamten Globus im Laufe eines Tages aus nächsten Nähe auf.

Ein tiefer äquatorialer Satellit zur Wetter- und Umweltbeobachtung macht keinen Sinn. Die Hälfte seines Beobachtungsgebiets wäre immer in Dunkelheit, und er kann eben nur diesen Bereich sehen. Was wäre gerade am Äquator "so interessant"? Das ist, ehrlich gesagt, Verschwendung, während alle anderen mehr sehen können, und v.a. auf sonnensynchronen Orbits immer unter den gleichen Beleuchtungsverhältnissen.

Ich stimme dir 100% zu, das hast du erheblich besser erklärt als ich.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ensi am 07. Juni 2010, 00:53:55
Ich sehe den Weltraumlift als reines Gedankenkonstrukt (wie Globus Cassus oder eine Dysonsphäre), dass nie realisiert werden wird

selbst wenn die CNT stark genug sind und auch bezahlbar zu produzieren, stehen wir doch erst vor dem wahren problem,


1. wie produziere ich (selbst wenn es billig ist) genug Material für ein  40.000+ km langes Objekt ?
wie breit wäre dass Seil? (10m? 50m?)


2. wie bringe ich dass ganze in den orbit?

wenn wir schon  *geschäzt* abermillionen Tonnen in den Orbit schiessen, (was unsere Atmosphäre wohl ruinieren würde), können wir damit auch gleich dass ganze Sonnensystem besiedeln anstatt ein schnödes seil zu bauen


Fazit:

Der Spaceelevator wird nicht unbedingt an technischen aber spätestens an logistischen Problem scheitern,
bevor wir einen spaceelevator auf der erde sehen wird es einen auf enceladus geben



mfg
ensi
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 07. Juni 2010, 09:28:57
Hallo Ensi,

der Bau ginge anders vonstatten. Man würde ein "kleines" Seil samt Raumschiff in den Orbit schießen, welches dann abgespult und am Boden verankert wird. An diesem Seil kriecht dann ein "Crawler" aufwärts und baut die nächste "Lage" an, und dann noch einer, und noch einer ... bis das gesamte Seil gebaut ist.

Der Großteil des Materials wird also nicht per Raketenstart in den Orbit befördert, sondern quasi bereits vom Elevator selbst.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ensi am 07. Juni 2010, 15:55:14
Hallöchen,

ok, ich gebe zu, dass es wohl doch etwas einfacher ist als ich es mir vorgestellt habe --- aber nicht viel.

am ende müssen wir die selbe "astronomische" Menge an CNT oder ähnlichem herstellen

allein der gedanke eine raumschiff zu starten, mit einer spule auf der 40.000km+ kabel aufgerollt sind, halte ich für reine science fiction und für noch weniger machbar, als dass ganze im Geostationären Orbit zusammenzuflicken und dann abzuspuhlen

wie dünn kann den so ein führungsseil sein; dass es nicht reisst? (1m? 2m? 5m?)

Ich lass mich gern vom gegenteil überzeugen, aber ich glaube dass wird nix, nicht die nächsten 500 Jahre

Gibt es eine Gewichtsangabe für dass Seil?
oder prognosen für welchen preis wir irgendwann CNT herstellen können?


mfg
Ensi
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 07. Juni 2010, 16:43:42
Ich hatte (habe?) ein Papier, in dem jemand diese Technik mal durchgerechnet hat. Es erschien "machbar", zumindest waren die Größenordnungen nicht "jenseits von Gut und Böse". Vielleicht finde ich es wieder ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 07. Juni 2010, 21:47:29
Zitat
wenn wir schon  *geschäzt* abermillionen Tonnen in den Orbit schiessen, (was unsere Atmosphäre wohl ruinieren würde), können wir damit auch gleich dass ganze Sonnensystem besiedeln anstatt ein schnödes seil zu bauen

6000 Tonnen für einen minimalistischen Elevator, wenn ich mich richtig erinnere...
Zumindest nichts da mit abermillionen Tonnen!!

Kommt natürlich auch auf die Materialfestigkeit an, damit kann man das Gewicht gewaltig runterbringen
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 09. Juni 2010, 01:27:34
Zitat
wenn wir schon  *geschäzt* abermillionen Tonnen in den Orbit schiessen, (was unsere Atmosphäre wohl ruinieren würde), können wir damit auch gleich dass ganze Sonnensystem besiedeln anstatt ein schnödes seil zu bauen

6000 Tonnen für einen minimalistischen Elevator, wenn ich mich richtig erinnere...
Zumindest nichts da mit abermillionen Tonnen!!

Kommt natürlich auch auf die Materialfestigkeit an, damit kann man das Gewicht gewaltig runterbringen

Ich habe das mal in einer Excel Tabelle berechnet,
wenn jemand interresse hat kann ich die gerne irgendwi zusenden.
Ich bin für 25t Zugbelastung auf Bodenhöhe auf insgesammt 3000t gekommen.
So weit ich mich erinnere (kann aber auch nachschauen),
wird dazu auf Bodenhöhe ein Band oder Seil von ca. 16qmm benötigt.
Am dicksten Punkt (GEO höhe) sind es 160qmm.
Ich denke den größten Teil der Liftstrecke,
 wird das wohl ein dünnes Bahn von vielleicht 500mm Breite sein, das dann auf Bodenhöhe ca. 0,032mm und auf GEO höhe 0,32mm.
Es gibt zu dem Thema mehrere gute Abhandlungen von einem
"Bradley C. Edwards, Ph.D", z.B. hier:
http://gravitationalandspacebiology.org/index.php/journal/article/viewFile/300/299 (http://gravitationalandspacebiology.org/index.php/journal/article/viewFile/300/299)
Ich hab auch noch einen andern Artikel gefunden.
http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/521Edwards.pdf (http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/521Edwards.pdf)
Hieran kann man sehen das es keine abermillionen Tonen braucht,



Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 09. Juni 2010, 08:45:30
Im zweiten Artikel steht eine theoretische Stärke von 300 GPa (absolute Materialgrenze)

Wenn man nun 70% Materialfehler annimmt (laut Wikipedia heute unumgänglich)
bleiben... 90 GPa !! ab ca. 45 GPa würde er sich rentieren... (Man kann ihn auch mit 30 GPa machen, aber dann weniger Nutzlast, daher braucht man bessere Energiegewinnungssysteme, dass man schneller hochfährt. Im Jahr sollte er sein halbes Gewicht stemmen können, sonst kann man ihn nicht reparieren...) 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 10. Juni 2010, 00:25:50
Im zweiten Artikel steht eine theoretische Stärke von 300 GPa (absolute Materialgrenze)

Wenn man nun 70% Materialfehler annimmt (laut Wikipedia heute unumgänglich)
bleiben... 90 GPa !! ab ca. 45 GPa würde er sich rentieren... (Man kann ihn auch mit 30 GPa machen, aber dann weniger Nutzlast, daher braucht man bessere Energiegewinnungssysteme, dass man schneller hochfährt. Im Jahr sollte er sein halbes Gewicht stemmen können, sonst kann man ihn nicht reparieren...) 

Ich denke man wird mit der Zeit sicher unter die 70% kommen, aber es ist klar, dass dies nicht von heute auf Morgen geht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 10. Juni 2010, 10:34:41
Wie flickt man eigentlich den Space elevator?

Schweißen kann man ja nicht, und wenn man knotet, wird der Strang zu dick (für die Climber)

Wäre das dann nicht eine Soll-Bruchstelle?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 10. Juni 2010, 12:02:26
Vielleicht würde man ein gerissenes Kabel ja spleißen (http://de.wikipedia.org/wiki/Splei%C3%9F)?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 10. Juni 2010, 15:41:32
Flicken geht nicht, das Kabel würde zur Erde fallen (unterer Teil) bzw. in einen Orbit kommen (oberer Teil). Die Kräfte gleichen sich ja nur über die gesamte Länge aus, nicht in den einzelnen Teilen, die man nach einem Defekt hat. Also wird man ein neues Kabel verlegen müssen.

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 10. Juni 2010, 23:20:37
Aber nur, wenn das Seil über den gesamten Durchschnitt reißt oder keinerlei Verbindung mit Nachbarseilen hat. Ich stelle mir gerade eine Oberleitung oder ein Brückentrageseil vor, bei dem ein Teil gerissen ist. Der gerissene Teil vermag weder Strom zu leiten noch Kräfte zu übertragen, aber bleibt in vielen Fällen fast unverändert am Platz, nur eben mit zwei losen Enden. Spleißen wird da meines Wissens durchaus gemacht. Ein Weltraumlift würde aber natürlich in eine ganz neue Dimension vorstoßen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 11. Juni 2010, 13:46:44
Ich sehe mehrere Möglichkeiten, bodennah könnte man ganze Teilsegmente austauschen,
wenn das Gewicht des auszutauschenden Segmentes klein genug ist,
 um vom Lift hochgezogen werden zu können.
Hierzu währe es aber notwendig das Liftband quasi in z.B. 4 Teile (quer zur Zugrichtung) aufzuspallten
und dann wieder zusammenzubringen.
Das Segment das man austauschen würde, könnte man soweit es noch eine Restfestigkeit hat,
in die nähe vom GEO nehmen um es dort eventuell zu reparieren oder wenigstens als zusätzliche Verstärkung und Masse zur Trägheits einer GEO Station zu dienen.
Verbinden in Zugrichtung könnten an definierten Stellen gemacht werden, ähnlich dem was man bei normalen Bändern machen würde.
Besser währe aber wenn man in der Lage ist eine defekte Stelle zu verstärken oder sogar zu reparieren.
Es könnte gut sein das die im Vakuum vielleicht sogar relativ leicht machbar sein wird.

Das selbe Problem hat man ja auch bei Seilbrücken, da müssen wahrscheinlich auch  Teile repariert oder getauscht werden.

Vielleicht ist man irgendwann in der Lage aus CO2 Nanotubes direkt aus der Atmosphäre zu ziehen, nun ja unser CO2 Problem werden wir dadurch wohl nicht los ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Liftboy am 11. Juni 2010, 13:55:59
Zitat
Vielleicht ist man irgendwann in der Lage aus CO2 Nanotubes direkt aus der Atmosphäre zu ziehen, nun ja unser CO2 Problem werden wir dadurch wohl nicht los

Dann müssten wir einfach ein paar mehr von den Dingern bauen :D
Na das wärs ja "Raumfahrtprojekt stoppt den Klimawandel", ich würd Muskelkater im Gesicht vom vielen Grinsen bekommen. Schöne Utopie jedenfalls.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 11. Juni 2010, 14:38:16
Wie wäre es, das Seil so stark zu gestalten, dass es 5 (bis 20) Jahre nicht reißt?

Dann schickt man ein neues Seil hoch (das bei größerer Stärke wohl auch deutlich leichter sein wird) und so weiter...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 11. Juni 2010, 16:25:58
Ermüdungsbrüche dürften schwer vorher zu sehen sein - das Milieu ist nun einmal nicht ohne. Schlimmer dürften Einschläge von Mikrometeoriten sein. Steigende Haltbarkeit führt jedenfalls zu wachsenden Kosten, und das noch nicht einmal bei einem linearen, sondern wesentlich steilerem Anstieg.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 11. Juni 2010, 23:04:10
Ermüdungsbrüche dürften schwer vorher zu sehen sein - das Milieu ist nun einmal nicht ohne. Schlimmer dürften Einschläge von Mikrometeoriten sein. Steigende Haltbarkeit führt jedenfalls zu wachsenden Kosten, und das noch nicht einmal bei einem linearen, sondern wesentlich steilerem Anstieg.

Ermüdungsbrüche halte ich für sehr unwahrscheinlich, jedenfalls nicht wenn du damit keine partiellen Risse meinst.
Ob es zu partiellen Rissen kommt, hängt letztendlich davon ab,
 ob durch den Liftantrieb Fassern über ihre Streckgrenze belastet werden können.
Da C-Nanotube noch ein wenig härter als Diamant sind, wird man dies Problem bei relativ weichen Transportkreifern vom Lift eher wenig haben.
Man muss sich hier auch mal vor Augen halten wie hoch die Transportfrequenz sein wir.
Da der Lift sicher mindestens eine Woche unterwegs sein wird, wird man wahrscheinlich maximal eine Liftkabine pro Tag hochschicken können,
vorrausgesetzt man hat schon zwei Kabel und nutzt das eine für die Auffahrt und das zweite für die Abfahrt zur Erde.
Das währe etwa so als fährt nur einmal pro Tag ein Zug über eine Gleisanlage.

Das mit den mikro Meteorriten ist allerdings wirklich ein Problem, aber lösbar (siehe Links die ich in einen vorherigen Beitrag gesetzt habe).
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ARES am 11. Juni 2010, 23:16:53
Für wie warscheinlich haltet ihr es eigentlich das ein Space Elevator jemals gebaut wird?

Bei den bekannten Problemen: Zugfestigkeit, Haltbarkeit und ein Seil dieser Länge an einem Stück herzustellen finde ich es fast für unmöglich.

Ich denke vorher wird der erste Mensch einen Schritt auf den Mars gemacht haben. Und das kann auch noch 30 Jahre dauern. Naja ich wünschte mir diese Technick auch.... aber wird wohl nie einer werden.

Gruß
ARES
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 12. Juni 2010, 00:00:40
Für wie warscheinlich haltet ihr es eigentlich das ein Space Elevator jemals gebaut wird?

Bei den bekannten Problemen: Zugfestigkeit, Haltbarkeit und ein Seil dieser Länge an einem Stück herzustellen finde ich es fast für unmöglich.

Ich denke vorher wird der erste Mensch einen Schritt auf den Mars gemacht haben. Und das kann auch noch 30 Jahre dauern. Naja ich wünschte mir diese Technick auch.... aber wird wohl nie einer werden.

Gruß
ARES
In den nächten 10 Jahren sicher auf keinen Fall, das hat vor allem damit zu tun,
das man zum heutigen Zeitpunkt nicht weit genug ist, um die geforderten Seileigenschaften herzustellen.
Wie lange es letztendlich dauert das Seil zu bauen, hängt denke ich vor allem davon ab, wie die schnell die industrielle Anwendung der C-Nanotubes voranschreitet. Ich bin zwar nicht informiert wieviel C-Nonotubes derzeit schon verarbeitet werden,
aber wenn man die Grenze von Millionen von Tonen pro Jahr überschritten hat.
Ab diesem Zeitpunkt denke ich wird man auch in der Lage sein die nötigen quallitäten Herzustellen.

Der ganze Rest der Probleme beim Bau vom Lift ist wahrscheinlich in 10 Jahren nach dem Zeitpunkt gelöst.
Ich schätze man wird bis zu 1Million tonnen Produktion/a zwischen 7 bis 15 Jahre benötigen. Also zwischen 17 bis 25 Jahren.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ensi am 12. Juni 2010, 07:05:02
Hallo,

ich muss zugeben , mich gewaltig im gewicht geirrt zu haben,

aber 3000 - 6000 t auf 40.000+ km ?!?!?!

mit oder ohne gegengewicht?

wieviel wiegt denn ein m²  CNT?


mysteriös ;)

mfg
Ensi
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 12. Juni 2010, 11:10:05
Hallo,
ich muss zugeben , mich gewaltig im gewicht geirrt zu haben,
aber 3000 - 6000 t auf 40.000+ km ?!?!?!
mit oder ohne gegengewicht?
wieviel wiegt denn ein m²  CNT?
mysteriös ;)

1,3kg pro Liter (=1,3kg/dm3)
Mit der höheren Zugfestigkeit ergibt sich gegenüber gutem Stahlseil ein ca. 185x so hohe Zugfestigkeit im Bezug auf das Seilgewicht.
Ich hab mal ausgerechnet das man mit einem 4,5mm Seil(schen) einen Lift von 10t dranhängen (=100kN) kann
und dabei den Fusspunkt mit 50kN am Boden befestigen kann.
Dabei hat man immer noch eine für Spaceanwendungen hohen Sicherheitfaktor von wenn ich mich recht erinnere 1,7!
Eigendlich braucht man kein Gegengewicht, sondern man verlängert das Seil hinter das GEO Orbit so weit,
bis das frei hängende Seilende die Zugbelastung unter dem GEO kompensiert.
Ich habe das mal mit einem Excelblatt durchgerechnet, und bei mir ist bei ca. 120.000km Schluss.
Es macht aber vieleicht Sinn z.B. 5000km vor dem berechneten Ende aufzuhören und daran ein Gegengewicht dranzuhängen, vielleicht ist das z.B. billiger,
oder hat dynamische Vorteile beim Liftbetrieb.

Ich hab das schon mal erwähnt, mich würde nicht wundern wenn man einen Großrechner (aus der TOP500) einsetzen wird
um den Fahrbetrieb hinsichtlich Zeit und Geschwindigkeit so optimal wählen kann, dass das gesammte Liftsystem nicht anfängt zu Schwingen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 13. Juni 2010, 13:05:07
Ermüdungsbrüche halte ich für sehr unwahrscheinlich, jedenfalls nicht wenn du damit keine partiellen Risse meinst.
Ob es zu partiellen Rissen kommt, hängt letztendlich davon ab,
 ob durch den Liftantrieb Fassern über ihre Streckgrenze belastet werden können.
Da C-Nanotube noch ein wenig härter als Diamant sind, wird man dies Problem bei relativ weichen Transportkreifern vom Lift eher wenig haben.

Ich fürchte, dass du nicht weit genug gedacht hast. Vergiss nicht, dass im Weltraum so einiges an harter Strahlung unterwegs ist. Gerade die sogenannte "kosmische Strahlung", die hauptsächlich aus Partikelstrahlung besteht, kann erheblich Schäden an den Atomen des Kabels anrichten. Wenn sich aber die atomare Zusammensetzung des Kabels ändert, dürfte die Wahrscheinlichkeit von großflächigen Brüchen ansteigen. Der Weltraum ist nun einmal kein sanftes Medium.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 13. Juni 2010, 16:16:03
Zitat
und bei mir ist bei ca. 120.000km Schluss.

Wieso das? Weil es nicht länger sein braucht?


Zitat
Es macht aber vieleicht Sinn z.B. 5000km vor dem berechneten Ende aufzuhören und daran ein Gegengewicht dranzuhängen, vielleicht ist das z.B. billiger,
oder hat dynamische Vorteile beim Liftbetrieb.
Das Gewicht wäre eine ausgebrannte Raketenstufe, das wäre wohl das billigste   ::)

Zitat
Gerade die sogenannte "kosmische Strahlung", die hauptsächlich aus Partikelstrahlung besteht, kann erheblich Schäden an den Atomen des Kabels anrichten. Wenn sich aber die atomare Zusammensetzung des Kabels ändert, dürfte die Wahrscheinlichkeit von großflächigen Brüchen ansteigen. Der Weltraum ist nun einmal kein sanftes Medium.

Stimmt... Aber könnte man das nicht schützen? Evt bekommt der Lift sein eigenes Magnetfeld, das ihn vor Strahlung schützt, wenn man Strom durchjagt oder wenn er auf geladene Partikel stößt, die einen Strom erzeugen ;)

Oder eine Verkleidung, die die Strahlung abschirmt
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 13. Juni 2010, 16:26:23
Oder eine Verkleidung, die die Strahlung abschirmt
Ich hab dir die gleiche Frage woanders schonmal gestellt: wie schwer soll so eine Konstruktion werden? Wenn du extra ne Verkleidung anbaust ist das kein Leichtbau mehr ::)

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 13. Juni 2010, 16:30:23
Noch ein Umwelteinfluss ist der hochreaktive atomare Sauerstoff der Restatmosphäre. Von Bauteilen der ISS gibt es Aufnahmen mit deutlichen Rostspuren ... Ein dauerhafter Aufenthalt in dem Milieu nagt am Material.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 13. Juni 2010, 17:15:57
Noch ein Umwelteinfluss ist der hochreaktive atomare Sauerstoff der Restatmosphäre. Von Bauteilen der ISS gibt es Aufnahmen mit deutlichen Rostspuren ... Ein dauerhafter Aufenthalt in dem Milieu nagt am Material.

Das stimmt zumindest für niedrige Umlaufbahnen.
Die ISS ist halt noch ziemlich niedrig über der Erde,
deswegen wird sie ja auch abgebremst und muss immer wieder angehoben werden.
Weiterhin fliegt die ISS mit sehr hoher Geschwindigkeit um die Erde, der Lift steht aber im Bezug zu Atmosphäre eigentlich Still.
Die zieht quasi eine Korridor in der Restatmosphäre und dabei haben die Gasatome eine sehr hohe Bewegungsenergie.
Man könnte auch sagen das die ISS in Flugrichtung einen sehr viel höheren Gasdruck hat, als ein Lift in der selben Höhe.
Es könnte aber sein das die dünne Gashülle so weit über der Erde nicht ganz stillsteht und vielleicht um den Äquator herum rotiert. Ich glaube aber nicht das die Geschwindigkeiten über der Schallgeschwindigkeit liegen, also <350m/s. Die Gasdichte im Verhältnis zur ISS müsste dann kleiner
350/(7,8-0,45)= 0,153, als <15% sein.
Wichtiger ist hier eher noch die unterschiedliche Energie vom Gas, das sind 0,1532 also <2,4%.
Es ist gut möglich, dass die Energie nicht ausreicht um eine Reaktion mit dem hart gebundenen Kohlenstoff des Lifts auszulösen. Soweit mir bekannt ist, wird Diamant auch nicht durch den Sauerstoff der Luft angegriffen.
Man braucht nur zu überlegen das die C-Nanotubs ja deswegen so Zugfest sind, weil die Kohlenstoff Bindungen eben sehr Energiereiche Bindungen darstellen.
Der Gesamteffekt ist sicher kleiner 0,024* dem Verhältnis der Gasdichten, also <0,0036.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 13. Juni 2010, 17:39:55
Zitat
Wieso das? Weil es nicht länger sein braucht?

Das hängt damit zusammen wie der Lift aufgebaut ist, durch das Seilgewicht muss der Querschnitt des Liftkabels in Richtung GEO immer größer werden.
Nach dem GEO, also oberhalb 35800km wird der Querschnitt wieder kleiner.
Die Schwerkraft nimmt mit quadratisch mit der Höhe ab,
die Zentrifugalkraft nimmt linear mit der Höhe zu.
Bei 35800km (=GEO) sind beide gleich groß.
Da aber in 35800km Höhe nur noch ein Bruchteil der Schwerkraft herrscht,
braucht man halt ca. 120.000km bis das oberhalb des GEO liegende Seil, genug Zug erzeugt hat um das Seilgewicht zu kompensieren.
Zitat
Raketenstoffe ...
Das mit der Raketenstoffe geht vielleicht, wenn man die Billig so hoch bringen kann.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 13. Juni 2010, 20:33:14
Ich glaube aber nicht das die Geschwindigkeiten über der Schallgeschwindigkeit liegen, also <350m/s. Die Gasdichte im Verhältnis zur ISS müsste dann kleiner
350/(7,8-0,45)= 0,153, als <15% sein.

Die Schallgeschwindigkeit der Luft nicht konstant, sondern variiert deutlich mit der Temperatur, und damit mit dem Temperatur-Höhenprofil der Luft. Außerdem, in den Höhen, die wir betrachten, ist die Atmosphäre kein echtes Fluid mehr, nicht umsonst liegt Sauerstoff atomar vor. Daher hat diese Größe da auch keine echte Bewandtnis für Abschätzungen. Der Atmosphärisch Widerstand ergibt sich nicht aus den typischen dynamischen Beziehungen eines Fluids, sondern "simpel" durch Impulsaustausch eines Satelliten mit einzelnen Atomen/Molekülen.
Atomarer Sauerstoff ist da und bei Kontakt reaktionsfreudig, unabhängig von der eigenen Bewegung.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 14. Juni 2010, 10:43:37
Zitat
Ich hab dir die gleiche Frage woanders schonmal gestellt: wie schwer soll so eine Konstruktion werden? Wenn du extra ne Verkleidung anbaust ist das kein Leichtbau mehr

Die Frage ist, wie lange es hält.

Zitat
Man braucht nur zu überlegen das die C-Nanotubs ja deswegen so Zugfest sind, weil die Kohlenstoff Bindungen eben sehr Energiereiche Bindungen darstellen.

Wenn das nämlich zumindest für ein paar Jahre stimmt, könnte man die Abschirmung mit dem Space elevator selbst hochtransportieren...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 16. Juni 2010, 09:01:01
Hallo,

wo liegt dann bei CNTs die Reißlänge ?

Aus meiner Sicht hat man sich bei den hier genannten Zahlen massiev verrechnet.
Das im Moment stärkste zu einem Seil Verarbeitbaren Material Dyneema hat laut Wikipedia eine Reislänge von 300km


angenommen es gäbe einen Stoff der 2000km Reißlänge hätte


Fangen wir am Erdboden mit 1dm² an

Höhe in km Seilquerschnitt in m²

1000      0,01
2000      0,02
4000      0,04
6000      0,08
10000   0,16
14000   0,32
18000   0,64
22000   1,28
30000   2,56
40000   5,12

Gewicht über 8000 Tonnen (mehrere Millionen)

Voraussetzung: einen Werkstoff der um ein Vielfaches reißfester ist als die bisher bekannten, auch schon die 300km von Dyneema  bezweifele ich.

Mit 1000 km Reißlänge ist das Seil bei gleicher Traglast 5000m² anstelle von 5m² an der Dicksten stelle



Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 16. Juni 2010, 14:51:47
Zitat
Voraussetzung: einen Werkstoff der um ein Vielfaches reißfester ist als die bisher bekannten, auch schon die 300km von Dyneema  bezweifele ich.
CNT?

Was ich gelesen habe, kann man ja auch heute schon ein Seil bauen, das in den Orbit geht. Das wäre aber nicht praktikabel, weil es dann eben sehr sehr schwer würde, wie holleser schrieb...
Zitat
Mit 1000 km Reißlänge ist das Seil bei gleicher Traglast 5000m² anstelle von 5m² an der Dicksten stelle
Und Stahlbeton hat etwa 1-3 km Reißlänge, das wäre dann megdick und megaschwer...

Wie lange wird es wohl noch dauern, bis man die magische Grenze von 30 GPa mit CNT überschreitet... ??

Hat die Reißlänge eigntlich direkt was mit der Zugbelastung zu tun?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 17. Juni 2010, 07:15:33
30 GPa sollten etwa einer Reißlänge
von 1000km entsprechen +-30%

Die Reißlänge gibt an bei welcher Länge ein Seil mit konstantem Durchmesser durch sein eigenes Gewicht zerreist.

die Reißlänge eines Faserverbundes dürfte um 2/3 geringer sein als eine einzelne Faser. Um eine Seil aus einem material mit einer Reißlänge von 2000km herzustellen müsste der Wert für einzelfasern auf ca 180 GPa gesteigert werden. Momentan sind wir bei 63 GPa unter Laborbedingungen und damit wahrscheinlich am ende der Fahnenstange.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 17. Juni 2010, 08:21:20
Hallo,

die Reißlänge darf bei diesem Bauwerk nicht als einzige Kennzahl genommen werden, im Gegensatz zu "normalen" Bauwerken auf der Erdoberfläche. Nicht nur die Zugfestigkeit ist wichtig, sondern auch das Gewicht eines jeden Elements des Seils. Da spielen die Dichte als auch die variierende (effektive) Gravitation eine Rolle. Mit der Höhe nimmt die Gravitation bei diesem Bauwerk deutlich ab und jedes Element befindet sich teilweise auf einem Orbit (soll heißen es wirkt Fliehkraft zum teilweisen Kontern des eigenen Gewichts), bis auf den untersten Teil, der die volle Gravitation spürt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 17. Juni 2010, 10:11:12
Das abnehmende g habe ich überschläglich berücksichtigt,


Erdoberfläche      9,79
in 1000 km Höhe      7,32
in 2000 km Höhe      5,68
in 4000 km Höhe      3,69
in 6000 km Höhe      2,60
in 8000 km Höhe      1,92
in 10000 km Höhe      1,48
in 50000 km Höhe      0,13

ansonsten würde sich der ja der Querschnitt alle 1000km einfach Verdoppeln und wir Wären bei mehreren Qaadratkilometern Seilquerschnit
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 17. Juni 2010, 23:45:35
Hallo,

die Reißlänge darf bei diesem Bauwerk nicht als einzige Kennzahl genommen werden, im Gegensatz zu "normalen" Bauwerken auf der Erdoberfläche. Nicht nur die Zugfestigkeit ist wichtig, sondern auch das Gewicht eines jeden Elements des Seils. Da spielen die Dichte als auch die variierende (effektive) Gravitation eine Rolle. Mit der Höhe nimmt die Gravitation bei diesem Bauwerk deutlich ab und jedes Element befindet sich teilweise auf einem Orbit (soll heißen es wirkt Fliehkraft zum teilweisen Kontern des eigenen Gewichts), bis auf den untersten Teil, der die volle Gravitation spürt.

Ich habe dazu ein sehr Aussagekräftiges Excel-File zu dem Thema erstellt nur wie kann ich das hier darstellen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 18. Juni 2010, 00:10:47
Das abnehmende g habe ich überschläglich berücksichtigt,

Erdoberfläche      9,79
in 1000 km Höhe      7,32
in 2000 km Höhe      5,68
in 4000 km Höhe      3,69
in 6000 km Höhe      2,60
in 8000 km Höhe      1,92
in 10000 km Höhe      1,48
in 50000 km Höhe      0,13

Die Werte stimmen nicht, der Fehler liegt daran, das die Fliehkraft nicht berücksichtigt wurde,
hier mal etwas, dass der Wirklichkeit sehr nahe kommt (Äquator):
Höhe | G in m/s2
 _____|_____|_____________
       0| 9,82  |= 1
    100| 9,48  |0,9666  
    320| 8,78  |0,9041
   1000| 7,27 |0,7413
   2100| 5,50 |0,5604
   3564| 3,99 |0,4063
   5420| 2,80 |0,2859
   7424| 2,02 |0,2061
 10169| 1,37 |0,1396
 12541| 1,01 |0,1034
 19076| 0,48 |0,0490
 26128| 0,21 |0,0209
 35786| 0,00 |0,0000-> GEO, da muss es NULL sein.
126000|-0,61|-0,069-> Da hat das Seil eine Umlaufgeschwindigkeit von 9,6km/s !

Größere Werte werden dann natürlich negativ.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 18. Juni 2010, 09:43:33
Hallo habe meine Tabelle überarbeitet und habe am Boden mit 1cm² Seilquerschnitt angefangen

Annahme Reißlänge am Boden 2000km   
Gewicht 1,3 t/m³   

Quersch    Länge
in cm²           in km
   
   

1      1000
2      2000
4      3700
8      6200
16    9700
32    13900
64    23900
103  36000

   

Seilgewicht   273.000 t
   
Nutzlast 100t   
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 18. Juni 2010, 15:12:36
Zitat
Seilgewicht   273.000 t

Ziemlich viel...
Bist du sicher, dass es nicht kg heißen soll? ;)


Zitat
Gewicht 1,3 t/m³  
müsste hinkommen.... (Laut wikipedia)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 18. Juni 2010, 16:25:02
Ich meine Tonnen nicht kg

ich habe nur genähert, nicht intrgriert, aber die Größenordnung stimmt. Ich denke dass hier Viele vergessen dass der GSO in 36 Millionen Meter höhe liegt und nicht in 36000m

Geht man bei den Oberen 13.000km  von einem Konstanten Querschnitt von 100cm²(0,01m²) aus dann ergibt das ein Volumen von 13.000.000m*0,01m² =  130.000 m³

Wenn jemand Lust hat kann er ja mal die Formeln für Fliehkraft und Erdbechleunigung und Reißlänge integrieren, dann kann man das Exakte Gewicht in abhängigkeit von der Reißlänge berechnen, ich bekome dass aber nicht mehr hin, ist zu lange her bei mir.



Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 18. Juni 2010, 16:42:22
selbst wenn die Unteren 1000km mit einem nur 1mm² Seil begonnen werden reden wir hier von einem gesamtgewicht von 2.730 Tonnen bei nur einer Tonne Traglast.
Und das mit einem Stoff den es im moment noch nicht gibt und ohne jede Reserve für Spätere Materialschwächen, Beschädigung oder Schwingungen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 18. Juni 2010, 16:45:14
Hallo habe meine Tabelle überarbeitet und habe am Boden mit 1cm² Seilquerschnitt angefangen

Annahme Reißlänge am Boden 2000km   
Gewicht 1,3 t/m³   

Quersch    Länge
in cm²           in km
1      1000
2      2000
4      3700
8      6200
16    9700
32    13900
64    23900
103  36000
Seilgewicht   273.000 t

Nutzlast 100t   

Vielleicht liest du mal den Beitrag den ich gemacht habe,
zum einen sind 100t leicht überzogen, mit 10t Nutlast geht das genauso gut und man hat wenn man alle 3 Tage einen Lift hochschickt mit 10t,
sind das 100t/Monat oder 1200t/jahr.
In Space Shuttle Einheiten, sind das ca. 60 Flüge pro Jahr.
Deine Rechnung ist komplett falsch,
- zum einen nimmt die Schwerkraft mit g(h)~1/h2 bezogen auf den Erdmittelpunkt ab.
- Zweitens wird die Fliehkraft durch die zunehmende Höhe immer größer was zusätzlich für eine Entlastung sorgt.
- Drittens wird die Nutzlast natürlich auch immer leichter, was die Zugbelastung im Seilabschnitt reduziert.

Wenn man das genau rechnen will, muss man aus den Vorgaben eine Integrallrechnung erstellen,
oder Näherungsweise mit Seilabschnitten arbeiten (Das hab ich mit einer Exceltabelle gemacht).
Der Seilquerschnitt wird in Bodenhöhe auch wesendlich durch die Nutzlast bestimmt,
mit zunehmender Höhe und abnehmendem Gewicht vom Lift, spielt diese aber immer weniger eine Rolle.
Bei meiner Berechnung bin ich ursprünglich von ca. 20t Nutzlast ausgegangen,
hab mir dann aber überlegt, lieber mehrere Lifts anzunehmen,
damit ein möglichst kontinuierlicher Betrieb möglich wird.

Bei meiner Rechnung kommt die erste Verdopplung des Seilquerschnittes erst bei ca. 3900km Höhe.
Faktor 4 bei ca 14000km
und in knapp 36000km sind es x5,2
Das Seil hat bis zu dem Punkt ca. 1000t Masse.

Bis zum Seilende sind es 2600t.
Es ist sinnvoll erstmal einen Lift zu bauen, dann einen Zweiten damit man an einem hoch und am andern runter fahren kann.
Dann baut man vielleicht einen zweiten Doppellift mit gleicher Nutzlast und danach vielleicht einen nächsten mit vielleicht 40-50t Nutzlast.
Danach kann man vielleicht 120° weiter um den Globus den nächsten Bauen.
Irgendwann, vielleicht 30 Jahre später, ist man dann vielleicht in der Lage in 9000km Höhe einen Abzweig zu Bauen,
um den Weg zum Äquator vielleicht um 4500km abzukürzen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 18. Juni 2010, 17:00:19
Die abnahme des g ist bereits drin,

ich habe übrigens die Werte aus deiner Tabelle benutzt,
Nimm die Reißlänge von 2000m und Teile ihn durch den Wert deiner Dritten Spalte und du hast die Neue Reißlänge für die entsprechende höhe.

Wenn ein 1mm Seil bei 2000km Reißt und du 1 Tonne Daranhängst,kommst du genau 1000km hoch Verdoppelst du dan den Seilquerschnitt kommst du genau eine Halbe Reißlänge(höhenabhängig) weiter bis du wieder doppel musst.

Es ist eine Abschätzung aber die Größenordnung Stimmt
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 18. Juni 2010, 17:17:05
Die abnahme des g ist bereits drin,

ich habe übrigens die Werte aus deiner Tabelle benutzt,
Nimm die Reißlänge von 2000m und Teile ihn durch den Wert deiner Dritten Spalte und du hast die Neue Reißlänge für die entsprechende höhe.

Wenn ein 1mm Seil bei 2000km Reißt und du 1 Tonne Daranhängst,kommst du genau 1000km hoch Verdoppelst du dan den Seilquerschnitt kommst du genau eine Halbe Reißlänge(höhenabhängig) weiter bis du wieder doppel musst.

Es ist eine Abschätzung aber die Größenordnung Stimmt
Ok, verstanden was du meist. Ich denke das mit den 2000km stimmt eher nicht, ich bin soweit ich weis von der Zugfestigkeit ausgegangen und habe berechnet wie groß der Queuschnitt dann sein muß, bei 63GPa sind das bei 10t am Boden einen Zug von 9,82*10000=98200N.
Mit 63GPa folgt daraus 1,56mm^2, ich habe mit 4,5mm^2 angefangen
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 18. Juni 2010, 17:44:14

ich habe überschlagen Reißlänge ca 100km je GPa Zugfestigkeit

63GPa ist der Laborwert für eine einzelne Faser in idealer Längsrichtung bei idealer Temperatur.
Aufgrund der Verwebung Vieler Millionen Nanorröhrchen werden diese aber nicht mehr in Längsrichtung belastet sondern es kommt an vielen Punkten zu einzelbelastungen die um ein vielfaches höher sind als der Durchschnittswert.
Es darf an keiner einzigen Mikrostelle zur Überlastung komen,
Für eine Reisslänge von 200km benötigen wir 20GPa für das Gesamtseil die Einzelröhrchen müssen ein Vielfaches aushalten.

Ich schätze wir benötigen Einzelröhrchen von 180GPa um ein 20GPa Seil herstellen zu können.

Deine Rechnung geht von einer Reißlänge von 6300km aus.
Das bedeutet einen nochmals um ein vielfach besseren Werkstoff.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 18. Juni 2010, 18:17:24
   Und hier die Werte für das besten geeignete Material welches uns derzeit zur verfügung Steht : Dynema

1 Spalte Querschitt in mm²
2 Spalte Querschitt in m²   
3 Spalte Seilhöhe   
4 Spalte Volumen des Teilstückes

   
            
   1,00   0,00   0,00   0,00
   2,00   0,00   207,00   4,14
   4,00   0,00   428,24   8,85
   8,00   0,00   649,48   17,70
   16,00   0,00   870,72   35,40
   32,00   0,00   1140,51   86,33
   64,00   0,00   1410,31   172,67
   128,00   0,00   1680,11   345,34
   256,00   0,00   1949,90   690,68
   512,00   0,01   2306,79   1827,27
   1024,00   0,01   2663,68   3654,53
   2048,00   0,02   3020,57   7309,06
   4096,00   0,04   3377,45   14618,13
   8192,00   0,08   3867,65   40156,86
   16384,00   0,16   4357,85   80313,73
   32768,00   0,33   4848,04   160627,45
   65536,00   0,66   5338,24   321254,90
   131072,00   1,31   6037,54   916587,41
   262144,00   2,62   6736,84   1833174,83
   524288,00   5,24   7436,14   3666349,65
   1048576,00   10,49   8407,01   10180349,51
   2097152,00   20,97   9377,89   20360699,03
   4194304,00   41,94   10348,76   40721398,06
   8388608,00   83,89   11787,61   120699395,68
   16777216,00   167,77   13226,46   241398791,37
   33554432,00   335,54   15168,21   651542368,93
   67108864,00   671,09   17109,95   1303084737,86
   134217728,00   1342,18   21191,59   5478274612,24
   268435456,00   2684,35   25273,22   10956549224,49
   536870912,00   5368,71   35273,22   53687091200,00

   Nutzlas 200kg         
         
   Seilgewicht   72 Gigatonnen
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 18. Juni 2010, 19:35:48

ich habe überschlagen Reißlänge ca 100km je GPa Zugfestigkeit

63GPa ist der Laborwert für eine einzelne Faser in idealer Längsrichtung bei idealer Temperatur.
Aufgrund der Verwebung Vieler Millionen Nanorröhrchen werden diese aber nicht mehr in Längsrichtung belastet sondern es kommt an vielen Punkten zu einzelbelastungen die um ein vielfaches höher sind als der Durchschnittswert.
Es darf an keiner einzigen Mikrostelle zur Überlastung komen,
Für eine Reisslänge von 200km benötigen wir 20GPa für das Gesamtseil die Einzelröhrchen müssen ein Vielfaches aushalten.

Ich schätze wir benötigen Einzelröhrchen von 180GPa um ein 20GPa Seil herstellen zu können.

Deine Rechnung geht von einer Reißlänge von 6300km aus.
Das bedeutet einen nochmals um ein vielfach besseren Werkstoff.


Deine Annahme halte ich für verkehrt, wenn das so sein würde, gäbe es keine Seilbahnen mit mehr als 2km Höhenunterschied und auch keine Hängebrücken mit mehr als 1km freie Länge.
Ich fliege Gleitschirm und wenn man sich die Leinen von innen anschaut (Kevlar) so liegen diese alle nebeneinander,
umgeben von einem geflochtenen Mantel. Du kannst sicher sein, unter Belastung liegen die Fasern parallel. Vielleicht werden die Fasern verflochten, aber sicher so das der Krafanteil rechtwinklich zum Lift nur ein sehr kleiner Bruchteil der Zugspannung betragen wird.selbst wenn ein Flechtwickel von 15° genutzt wird, ist Kraftanteil in X-Richtung immer noch 91%.
Ich denke in 15 Jahren wird man in der Lage den gesammten Wirkungsgrad auf über 70% zu bringen.
Egal welchen Bereich von High-Tech man sich an Schaut, 99,99% Reinheit ist heute dort wo es gebraucht wird leicht möglich.

Wie kommst du auf die Idee bei 180GPa würde die Nutzrate nur 1/9 sein?
Ich denke realistischer ist hier besser als 1/2=50% und ich bin sicher das dies schon in 7 Jahren für Längen von mehreren km drin ist. Das Entscheidende ist hier, ob es gelingt die Fasern in jeder Länge herzustellen in der man sie braucht. Weiterhin muss es gelingen Fasern passgenau zu spleizen und das dazu noch Automatisch mit sehr hoher Anzahl/sekunde. Nicht das ich glaube es gibt bei 120.000km Länge keine Produktionsfehler, aber vielleicht nur eine von 10000.

Ich denke diese Sache wird noch 12-15 Jahre Forschung und Entwicklung benötigen, dann ist es erreichbar und 5 Jahre später billig erreichbar.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 29. Juni 2010, 09:31:40
http://en.wikipedia.org/wiki/Colossal_carbon_tube#cite_note-2

Weiß zufällig jemand, ob es für die 'Colossal Carbon Tubes' eine deutsche Bezeichnung gibt?

Die derzeitige spezifische Stärke würde ausreichen, um einen Aufzug zu bauen - wenn man sie in Makrogröße übertragen könnte. Dabei werden zwar wieder Materialfehler auftreten, jedoch wird die theoretische spez. Stärke des Materials noch steigen, da man ziemlich am Anfang der Forschung damit ist....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 30. Juni 2010, 18:45:13
Ich habe ich eine sehr gute PowerPoint Info über den Lift gefunden.
http://www.spaceelevatorblog.com/images/General.SE.presentation.ppt (http://www.spaceelevatorblog.com/images/General.SE.presentation.ppt)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 02. Juli 2010, 09:19:29
Zitat
Ich habe ich eine sehr gute PowerPoint Info über den Lift gefunden.
Die gefällt mir. Gut bebildert, ausführlich und klar verständlich. danke fürs posten  ;)

Allerdings steht der Stand der Neuigkeiten (2009?) nicht dabei...



Gibt es eigentlich eine Möglichkeit, beruflich an einem SE zu arbeiten?
Wo bewirbt man sich, NASA, Liftport Group, ...?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 02. Juli 2010, 20:21:03
Zitat
Gibt es eigentlich eine Möglichkeit, beruflich an einem SE zu arbeiten?
Wo bewirbt man sich, NASA, Liftport Group, ...?

Glaube ich kaum, mag sein das von der ein oder andern Firma die sich an Komponenten vom Liftbau beteiligen Ingenieure hat,
aber viele sind das sicher noch nicht.
Meiner Schätzung nach, wird das erst richtig los gehen wenn C-Tubes billig und in genügender Qualität herstellbar sind.

Ich denke das wird noch 7-10Jahre dauern.
Dann wird vielen Verantwortlichen langsam das Potenzial klar werden
und damit zusammenhängend wird auch die Politik anfangen zu begreifen das ein Lift machbar und finanzierbar wird.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 04. Juli 2010, 21:09:50
Klakow, verrätst du uns auch, was dieses Zitat soll ???
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 04. Juli 2010, 21:26:46
Das ist ein Fehler beim Zitieren. Sein Text ist das äußere Zitat.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Cedimedi am 05. Juli 2010, 23:57:32
Mal so ne Frage nebenbei, wo vl. schon gestellt worden ist :/

Wenn es ja direkt hinauf geht, hat man ja keinen richtigen Orbit, wenn man eine Nutzlast ausladen würde, würde es ja direkt wieder zur Erde runterfallen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Nitro am 06. Juli 2010, 00:07:32
Wenn es ja direkt hinauf geht, hat man ja keinen richtigen Orbit, wenn man eine Nutzlast ausladen würde, würde es ja direkt wieder zur Erde runterfallen.

Eben nicht. Man hat ja einen Orbit, den geostationären. Und wirklich runterfallen kann da eigentlich ansonsten auch nichts. In einem Schwerefeld um einen Planeten wird auf kurz oder lang, alles in eine elliptische Bahn gezwungen. Es ist nur die Frage ob das Pergäum außerhalb oder innerhalb der Atmosphäre liegt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 06. Juli 2010, 09:29:15
Zitat
Wenn es ja direkt hinauf geht, hat man ja keinen richtigen Orbit, wenn man eine Nutzlast ausladen würde, würde es ja direkt wieder zur Erde runterfallen.

Das ist eine gute Überlegung und würde auch bei den meisten Orbits passieren.

Nur eben am geostationären nicht, die Erklärung müsste hier schon geposted sein (Umlaufgeschwindigkeit = Drehgeschwindigkeit der Erdoberfläche und somit auch Geschwindigkeit des Lifts weil gebunden)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 06. Juli 2010, 09:36:14
Auch auf den Zwischenorbits würde das nicht pauschal geschehen, was Nitro ja sagte: Wenn ich unterhalb des GEO etwas aussetze, befindet es sich auf einem elliptischen Orbit, dessen höchster Punkt der Aussetzpunkt am Elevator ist. Wenn ich etwas oberhalb aussetze, ist es auch auf einem elliptischen Orbit, dessen niedrigster Punkt der Aussetzpunkt am Elevator ist.
Die Frage ist dann bei den Orbits unterhalb des GEO: liegt deren Perizentrum außerhalb der Erdoberfläche und außerhalb der Atmosphäre?

Heute Nachmittag mache ich dazu vielleicht mal eine Parameterstudie und stelle das Ergebnis hier rein.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 06. Juli 2010, 10:13:31

ich habe überschlagen Reißlänge ca 100km je GPa Zugfestigkeit

63GPa ist der Laborwert für eine einzelne Faser in idealer Längsrichtung bei idealer Temperatur.
Aufgrund der Verwebung Vieler Millionen Nanorröhrchen werden diese aber nicht mehr in Längsrichtung belastet sondern es kommt an vielen Punkten zu einzelbelastungen die um ein vielfaches höher sind als der Durchschnittswert.
Es darf an keiner einzigen Mikrostelle zur Überlastung komen,
Für eine Reisslänge von 200km benötigen wir 20GPa für das Gesamtseil die Einzelröhrchen müssen ein Vielfaches aushalten.

Ich schätze wir benötigen Einzelröhrchen von 180GPa um ein 20GPa Seil herstellen zu können.

Deine Rechnung geht von einer Reißlänge von 6300km aus.
Das bedeutet einen nochmals um ein vielfach besseren Werkstoff.


Deine Annahme halte ich für verkehrt, wenn das so sein würde, gäbe es keine Seilbahnen mit mehr als 2km Höhenunterschied und auch keine Hängebrücken mit mehr als 1km freie Länge.
Ich fliege Gleitschirm und wenn man sich die Leinen von innen anschaut (Kevlar) so liegen diese alle nebeneinander,
umgeben von einem geflochtenen Mantel. Du kannst sicher sein, unter Belastung liegen die Fasern parallel. Vielleicht werden die Fasern verflochten, aber sicher so das der Krafanteil rechtwinklich zum Lift nur ein sehr kleiner Bruchteil der Zugspannung betragen wird.selbst wenn ein Flechtwickel von 15° genutzt wird, ist Kraftanteil in X-Richtung immer noch 91%.
Ich denke in 15 Jahren wird man in der Lage den gesammten Wirkungsgrad auf über 70% zu bringen.
Egal welchen Bereich von High-Tech man sich an Schaut, 99,99% Reinheit ist heute dort wo es gebraucht wird leicht möglich.

Wie kommst du auf die Idee bei 180GPa würde die Nutzrate nur 1/9 sein?
Ich denke realistischer ist hier besser als 1/2=50% und ich bin sicher das dies schon in 7 Jahren für Längen von mehreren km drin ist. Das Entscheidende ist hier, ob es gelingt die Fasern in jeder Länge herzustellen in der man sie braucht. Weiterhin muss es gelingen Fasern passgenau zu spleizen und das dazu noch Automatisch mit sehr hoher Anzahl/sekunde. Nicht das ich glaube es gibt bei 120.000km Länge keine Produktionsfehler, aber vielleicht nur eine von 10000.

Ich denke diese Sache wird noch 12-15 Jahre Forschung und Entwicklung benötigen, dann ist es erreichbar und 5 Jahre später billig erreichbar.


Das Mit der Hängebrücke und der Seilbahn funktionier deshalb, weil wir hier von Angaben in km reden nicht in Metern.
eine Reißlänge von 2000km bedeutet eine Hängebrücke von Frankfurt bis nach Nordafrika

Nur zum Vergleich
Reißläne
Stahl(ideal)  51km in einem Seil Verwoben 6km
Nannoröhrchen(ideal) 6300km

meine Annahme das ein Seil für eine Reißlänge von 2000km (200000m) aus einem Material mit einer vielfach höheren Einzelfaserfestigkeit bestehen muss basiert auf den angabn für alle möglichen anderen Materialien je härter das Material, desto Größer ist der unterschied der Reißlänge für eine einzelfaser und ein Verbund aus vielen Fasern.

Für Glas z.B. Einzelfaser 160km Verbund ca 3km

Meine Annahme für einen Faktor 9 zwischen Einzelfaser und Seil ist wahrscheinlich noch um ein bis 2 Größenordnungen zu optimistisch.

Werden die Nannotubes um einen Faktor 3 Besser als Sie heute sind, und würde der Faktor 9 Funktionieren, dann wäre das Seil immer noch ein Gigantisches Unternehmen und würde zigtausende von Raketenstarts bedeuten
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 07. Juli 2010, 00:29:46
Wenn deine Angaben stimmen würde, dann hätte die NASA jegliche Forschungen in der Richtung eingestellt.
Das Entscheidende ist für mich ein anderer Punkt, wer sagt den das die Fasern bei leichter Verflechtung über längere Strecken zu einem Kraftausgleich zwischen unterschiedlich belasteten Phasern beitragen, egal wie winzig die diagonalen Vektoren sind, so führt dies z.B. bei einer Verflechtung sehr schnell zu einer gleichmäßigen Kraftverteilung.
Und nebenbei, wie kommst du auf einer optimalen Stahlseil auf 51km?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 07. Juli 2010, 07:01:23

Stahl hat eine Zugfestigkeit  von 52 kp/mm² (510 N/mm²) (0,51GPa)

Reißlänge in etwa 100km (100000m)je GPa
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 07. Juli 2010, 11:19:24
Zitat
Wenn deine Angaben stimmen würde, dann hätte die NASA jegliche Forschungen in der Richtung eingestellt.

Das ist natürlich eine interessenete Überlegung...
Guter Ansatz

Wenn die Materialstärke wirklich immer so stark sinken würde, hätten wir doch kein Material, das auch nur eine ordentlich Hängebrücke aushielte... Denn die Reßlänge ist ja nur unter dem Eigengewicht, bei Brücken kommen noch Tonnen von Beton und Autos dazu...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 07. Juli 2010, 13:26:12
Längste Brücke
Akashi-Kaikyō - Brücke     1991 m (Freihängendes Mittelteil)

Durchmesser der Beiden Tragseile  112,2 cm    
Seilgewicht ca 64000Tonnen
Gesamtgewicht der Brücke 148.000Tonnen

wie man sieht passt das mit der Reißlänge ganz gut,

bei der Verwendung von Legierungen lässt sich dir Zugfestigkeit gegenüber Baustahl erhöhen,
über die verwendete Stahlsorte habe ich aber nichtds gefunden.



Für den Lift benötigen wir aber einen Stoff der 300 mal reißfester ist als Stahl
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Keek am 07. Juli 2010, 15:00:00
Mal so ne Frage nebenbei, wo vl. schon gestellt worden ist :/

Wenn es ja direkt hinauf geht, hat man ja keinen richtigen Orbit, wenn man eine Nutzlast ausladen würde, würde es ja direkt wieder zur Erde runterfallen.
Wenn du etwas vom Fahrstuhl aus aussetzt gibst  du ihm sogar noch den Impuls mit, den der Fahrstuhl selber besitzt.  Der Fahrstuhl steht ja nicht still sondern bewegt sich ja selber auf einer geostationären Bahn und hat damit eine Geschwindigkeit.  Je weiter unten du den Satelliten aussetzt desto mehr muss er allerdings beschleunigen um seine Bahngeschwindigkeit zu erreichen, allerdings niemals "von Null" an . 
 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 07. Juli 2010, 15:24:23
Ab einer gewissen Höhe erreicht man bereits einen Orbit mit einem Apogäum auf Höhe des Loslassens und einem sehr niedrigem Perigäum, also einen hochelliptischen Orbit. Wenn man jenseits des GEO einen Satelliten aussetzt hat man einen Orbit mit Perigäum auf Höhe des Loslassens und einem fernen Apogäum (ab einer gewissen Höhe erreicht man sogar Fluchtgeschwindigkeit)

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 07. Juli 2010, 23:38:37
Längste Brücke
Akashi-Kaikyō - Brücke     1991 m (Freihängendes Mittelteil)

Durchmesser der Beiden Tragseile  112,2 cm    
Seilgewicht ca 64000Tonnen
Gesamtgewicht der Brücke 148.000Tonnen

wie man sieht passt das mit der Reißlänge ganz gut,

bei der Verwendung von Legierungen lässt sich dir Zugfestigkeit gegenüber Baustahl erhöhen, über die verwendete Stahlsorte habe ich aber nichts gefunden.

Für den Lift benötigen wir aber einen Stoff der 300 mal reißfester ist als Stahl
Ich weiß nicht wie du auf diese Zahlen kommst, wo hast du z.B. den Faktor 300 her?
Und das mit der Reisfestigkeit stimmt so 100% nicht, es kommt nämlich nicht auf die Reißfestigkeit, sondern darauf an wie groß diese im VERHÄLTNIS zur spezifischen Seilmasse ist.
Vielleicht solltest du deine Annahmen mal mit Fakten belegen, das was du schreibst, sieht für mich so aus als bist du interessiert darzustellen das dies nicht klappen kann?

Ich bin seid mehr als 22 Jahren Dipl.Ing. und habe neben meinem Fachgebiet (Nachrichtentechnik) schon von Anfang an viel mit dem Maschinenbau und auch mit Materialkunde zu tun, alles was ich zu dem Thema SpaceLift an Fachbeiträgen lese, läuft für mich darauf hinaus das es gehen wird, nicht sofort zwar, aber es wird gehen.
Nicht das dies einfach wird, aber es wird leichter gehen als z.B. die Wasserstoff Fusion auf die Erde zu bringen und viel kürzere Forschungszeiten benötigen.
Vielleicht schaust du dir mal den Artikel über C-Tubes hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffnanor%C3%B6hre (http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffnanor%C3%B6hre)
an.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 08. Juli 2010, 14:18:14
Quellen

Die Daten zu Reißlänge von
http://de.wikipedia.org/wiki/Rei%C3%9Fl%C3%A4nge

Die Daten zur Brücke
http://de.wikipedia.org/wiki/Akashi-Kaiky%C5%8D-Br%C3%BCcke

Hängebrücke/Seilbahn wurden hier nicht von mir ihn Spiel gebracht.
Da hat jemand weiter oben "Reißlänge 2000km" gelesen und an eine
Brücke oser Seilbahn von 2000m gedacht.

Ich habe die Daten der Brücke nur gepostet, um die Dimensionen die Zwischen Nanotubes und Baustahl liegen aufzuzeigen.

Faktor 300 basiert auf der Annahme,
das ichfür eine Reißlänge von 2000m die ich als min. Reißlänge für das Seil ansehe ein Seil mit 20GPa Zugfestigkeit benötige
um dieses herzustellen, benötige wir eine Stoff von
150 - 300 GPa.

Dieser weite Bereich kommt daher, dass es im Moment noch keinen Stoff gibt der unter Laborbedingungen diese Werte erreicht. Zwischen Laborbedingungen und realer Anwendungen ist bei allen Stoffen ein großer Unterschied und das nicht nur bei unserem Thema hier.

Siehe z.B. HTSL , Solarzellen

Der Stoff der derzeit die besten Eigenschaften hat Dynema
erreicht die hohe zugfestigkeit z.B. nur in einem Sehr engen Temperaturbereich.

Ich will hier keineswegs die Undurchführbarkeit des Lifts  beweisen, ich bin nur für realistische Annahmen und gegen den SciensFiction Glaube.

Sollte ein Stoff mit 150-300GPA gefunden werden und dieser auch im industriellen Maßstab zu fertigen sein, ist ein Lift möglich, aber als Jahrhudertprojekt mit tausenden Raketenstarts.






 

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 08. Juli 2010, 15:53:21
Hallo

ist ein Lift möglich, aber als Jahrhudertprojekt mit tausenden Raketenstarts.

Der Bau liefe anders ab. Das mit den "1000 Starts" trifft nicht zu und hatten wir hier vor ein paar Seiten auch schon:
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.msg150306#msg150306 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.msg150306#msg150306)

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 09. Juli 2010, 07:53:52
Die tausende von Starts werden bereits für das "Dünne Seil an dem ein Crawler raufläuft" benötigt

hier sind die Ausmaße des Vorseils mit

Annahme Reißlänge am Boden 2000km   
Gewicht 1,3 t/m³   

Quersch    Länge
in mm²           in km
   
   

10      1000
20      2000
40      3700
80      6200
160    9700
320    13900
640    23900
1030  36000

(höhenabhängige Abnahme des g  und Fliehkraft sind enthalten) 

Seilgewicht   27.3000 t

Belastbarkeit des Seils in den unteren 1000km (100.000m) = 10Tonnen

da im unteren Bereich die Atmosphäre ist muss ein Anteil der Zugfestigkeit für die hierdurch entstehenden Kräfte und Schwingungen in reserve gehalten werden. auch der Crawler hat ein Eigengewicht, wodurch die Nutzlast ein Bruchteil der 10 Tonnen sein wird.

Was ich nicht bewerten kann ist,
1.
ob es durch die Krafteinwirkung des Sonnenwindes die alle 12 Stunden die Richtung Wechselt eine Schwingung des 27.300Tonnen Schweren Gesamtseils entsteht?
2.
ob durch die Gezeitenwirkung des Mondes Kräfte auf das Seil einwirken.
3.
Die Beschleunigung der Aufsteigenden Last die dem Drehimpuls der Erde "geklaut" wird muss auch über das Seil übertragen werden


all dieses Wirkt sich voll auf den unteren Bereich von 1000000m aus den ich hier mit 10mm² Querschnitt  angenommen habe aus.










Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 09. Juli 2010, 14:35:14
Zitat
ob durch die Gezeitenwirkung des Mondes Kräfte auf das Seil einwirken.
Das würde dem Seil doch helfen...


Könnte man,  wenn der erste Space Elevator gebaut ist, ein Seil direkt zum Mond bauen? Denn der Mond wendet uns ja immer die selbe Seite zu. Dh, das Seil würde sich nicht um den Mond wickeln...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Nitro am 09. Juli 2010, 14:54:38
Das würde dem Seil doch helfen...


Könnte man,  wenn der erste Space Elevator gebaut ist, ein Seil direkt zum Mond bauen? Denn der Mond wendet uns ja immer die selbe Seite zu. Dh, das Seil würde sich nicht um den Mond wickeln...

Du vergisst aber bei beiden Überlegungen die Tatsache, dass der Mond um die Erde kreist.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 09. Juli 2010, 15:01:58
Du vergisst aber bei beiden Überlegungen die Tatsache, dass der Mond um die Erde kreist.

Nach dem Seil nicht mehr  ;D ;D (sry, musste sein)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 09. Juli 2010, 15:41:35
@Holleser

Welches Material legst du zugrunde? Ich kenne Berechnungen, die bei weitem nicht in deinen Größenordnungen liegen. Mit "klassischen Materialien" brauchen wir tausende Flüge, u.a. wurden 1975 750000 Shuttleflüge hochgerechnet.
Moderne Studien und Prognosen gehen von ganz anderen Materialeigenschaften aus (auf die man teilweise noch hoffen muss), die perspektivisch möglich erscheinen. Ein "erstes Kabel" wäre da im Bereich zwischen 20t und 50t.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 10. Juli 2010, 00:02:50
@Holleser

Welches Material legst du zugrunde? Ich kenne Berechnungen, die bei weitem nicht in deinen Größenordnungen liegen. Mit "klassischen Materialien" brauchen wir tausende Flüge, u.a. wurden 1975 750000 Shuttleflüge hochgerechnet.
Moderne Studien und Prognosen gehen von ganz anderen Materialeigenschaften aus (auf die man teilweise noch hoffen muss), die perspektivisch möglich erscheinen. Ein "erstes Kabel" wäre da im Bereich zwischen 20t und 50t.
Ich stimme dir zu, falls es gelingt einen Kernreaktor zu Bauen mit dem sich ein Raumschlepper mit VASIMR Triebwerken bauen läst, könnte man das Material aus einem LEO zu einem GEO schleppen.
Allerdings weis ist nicht wieviel sich dadurch in % an delta V einsparen läst. Andernfalls geht es mit Ariane V zu machen.
Ich habe aber glaube ich hier im Forum gelesen das mach daraus mit mehr als 2 Bustern z.B. 6 und geänderter Oberstufe vielleicht 50t hochbringen kann.
das währen dann bei meiner Abschätzung von 3000t, 60 Flüge.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 10. Juli 2010, 12:42:20
Zitat
Ein "erstes Kabel" wäre da im Bereich zwischen 20t und 50t.

Wie lange denn? 100.000 km? Weißt du zufällig, welche spezifische Stärke angenommen wurde?
Und sehr dünn, versteht sich.

Zitat
Ich stimme dir zu, falls es gelingt einen Kernreaktor zu Bauen mit dem sich ein Raumschlepper mit VASIMR Triebwerken bauen läst, könnte man das Material aus einem LEO zu einem GEO schleppen.

Sobald das Seil in einem Stück im LEO ist, dürfte das andere relativ gesehen kein großes Problem mehr darstellen.

Sonnensegel (Ikaros), Ionentriebwerke (nicht unbedingt VASIMR, auch ohne Atom -> Solarzellen geben langsame Beschleunigung, aber wir haben ja Zeit) können das ganze auch in einen GEO und darüberhinaus bringen. Eventuell könnte man auch elektrokinetische Eigenschaften des Seils nutzen...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 12. Juli 2010, 07:25:08
Ein 20 Tonnen seil Hätte in den unteren 1000000m
(3 facher ISS Orbit) eine Stärke von 0,1mm²

Zugfestigkeit dann noch 1t

davon Abzurechnen
Wettereinfluss,
Sonneneinwirkung
Mondgezeiten
Crawlereigengewicht
Reserve für Materialafehler
Kraftübertragung für Orbitalbeschleunigung


ich vermute, dass die Mondgezeiten den schlimmsten einfluss haben, in den 12 Stunden in denen sich das Seil zwischen Mond und Erde befindet gibt es eine Zugbelastung nach außen, in den Anderen 12 Stunden eine Zugbelastung nach unten.
im GSO ist die Auswirkung der Gezeiten stärker als auf der Erdoberflche.
Man ist wesentlich dichter, bzw wesentlich weiter entfernt vom Gravitationsschwerpunkt des Mondes.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 12. Juli 2010, 07:46:19
Nochmal die Frage: welches Material nimmst du an?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 12. Juli 2010, 10:01:45
Seil mit 20 GPA für Reißlänge 2000.000m

CNT Nanotubs haben momentan unter Laborbedingungen als Einzelfaser 63GPA

Ich gehe davon aus, dass sich das auf 150-300GPA steigern läst
dann lässt sich daraus ein Seil mit 20 GPA realisieren.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 12. Juli 2010, 13:49:40
Zitat
Ich gehe davon aus, dass sich das auf 150-300GPA steigern läst
dann lässt sich daraus ein Seil mit 20 GPA realisieren.

Laut Wikipedia beträgt der Materialfehler aber ''nur'' 70%, d.h. aus ner 300 GPa starken Faser könnte man damit ein 90 GPA Seil schaffen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 12. Juli 2010, 15:11:26
Zitat
Ich gehe davon aus, dass sich das auf 150-300GPA steigern läst
dann lässt sich daraus ein Seil mit 20 GPA realisieren.

Laut Wikipedia beträgt der Materialfehler aber ''nur'' 70%, d.h. aus ner 300 GPa starken Faser könnte man damit ein 90 GPA Seil schaffen.

Ja dass steht in Wikipedia,
aber die Temperaturabhängigkeit ist bei den 70% nicht berücksichtigt

setz die Abnahme dafür mit nochmals 70% an
und du erhälst einen Wert zwischen 15 und 25GPa abhängig vom Ausgangswert.

dort wird sogar  von einer Schutzummantelung gegen Korrosion gesprochen diese ist in den obigen rechnungen ebenfalls noch nicht enthalten.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 12. Juli 2010, 22:47:54
Hier eine Info die zwar nicht mehr ganz aktuell ist, aber meine Voraussagen bestätigt.
http://www.heise.de/tr/artikel/Gesponnene-Nanoroehrchen-860944.html (http://www.heise.de/tr/artikel/Gesponnene-Nanoroehrchen-860944.html)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 12. Juli 2010, 23:10:05
Zitat
Ich gehe davon aus, dass sich das auf 150-300GPA steigern läst
dann lässt sich daraus ein Seil mit 20 GPA realisieren.

Laut Wikipedia beträgt der Materialfehler aber ''nur'' 70%, d.h. aus ner 300 GPa starken Faser könnte man damit ein 90 GPA Seil schaffen.
Ja dass steht in Wikipedia,
aber die Temperaturabhängigkeit ist bei den 70% nicht berücksichtigt

setz die Abnahme dafür mit nochmals 70% an
und du erhälst einen Wert zwischen 15 und 25GPa abhängig vom Ausgangswert.

dort wird sogar  von einer Schutzummantelung gegen Korrosion gesprochen diese ist in den obigen rechnungen ebenfalls noch nicht enthalten.
Kannst du mal beschreiben was die Temperatur mit den 70% zu tun haben soll?
Und dann noch was, selbst wenn es diese 70% geben würde, wirken sich diese eher nicht auf die 30% Tragfähigkeit der ersten Rechnung sondern eher auf die 100% des ungestörten Systems aus. Die Wahrheit liegt allerdings wo ganz anders, ich bin mir sicher das die Temperatur keine 5% zu einer Verschlechterung beiträgt.
 
Wenn das was du sagst stimmen würde, wäre bis heute kein einziger Satellit im All, in vielen Bereichen z.B. Statik, nimmt man zwar Belastungsfaktoren bis 1 zu 7 an, z.B. Statik von Gebäuden, allerdings hat man da auch mit solchen Dingen wie Stürmen zu kämpfen.
Für die Space Shuttes war der Faktor nicht sehr viel über 1! soweit mir bekannt jedenfalls unter 1,5.
Würden deine Annahmen zutreffen, würde ich in kein Auto mehr einsteigen, ich hätte schon bedenken auf meine Beinen, wegen der vielen "Materialfehler usw." vor die Tür zu gehen.
Tut mir leid, aber ich halte das was du sagst für viel zu negativ.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Halbtoter am 12. Juli 2010, 23:11:06
Wäre es nicht sinnvoll  die Bodenstation als Heliumfesselballon in zirka 20 - 25 km Höhe zu errichten um den meisten Witterungseinflüssen zu entgehen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 12. Juli 2010, 23:17:12
Hallo Halbtoter,

der Fesselballon muss doch auch an der Erde verankert werden, also geht es immer noch bis nach unten. Außerdem muss man ja auch zu "Bodenstation" kommen können ... hier dann in 20km.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 13. Juli 2010, 00:10:59
Wäre es nicht sinnvoll  die Bodenstation als Heliumfesselballon in zirka 20 - 25 km Höhe zu errichten um den meisten Witterungseinflüssen zu entgehen?
Das mit der Witterung ist ein Problem, allerdings sind da wohl nur die ersten 20km wirklich interessant, auf 16,5km ist der Luft nur noch 1/8 vom Bodendruck und da es in der Höhe eigentlich immer sau kalt ist, kann das bisschen Luft nur noch sehr wenig Dampf und ansonsten nur noch Eiskristalle tragen.
Bei 22km sind das dann nur noch 1/16.
Falls es gelingt Trägerstrukturen herzustellen, die Türme von vielleicht 5km Höhe hätten,könnte man so einen ja in Ecuador auf dem Cayambe http://de.wikipedia.org/wiki/Cayambe_%28Vulkan%29 (http://de.wikipedia.org/wiki/Cayambe_%28Vulkan%29)
dann hätte man 11km beisammen, aber der ist wohl ein Vulkan.
Bis auf das Wetter bringt das aber wohl eher nichts, dazu ist der Aufwand einfach zu groß.
Und man muss sich klar machen das man da zwar nicht im Vakuum ist, aber bei der Kälte und dem Luftdruck ist das fast schon so wie ein Weltraum Aufenthalt.
Und dann stelle man sich die 5km Wasserleitung vor, ständig vereist und erst die Abwasserleitung von den WC's, das wird mit den Bedingungen ein echtes "SCHeißproblem"  ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Halbtoter am 13. Juli 2010, 01:38:58
Sicher muss man bis hinunter. Aber man erspart sich das extrem dünne und witterungsanfällige CNT Nanotubs Kabel bis zur Erde zu führen wo es dem Wetter ausgeliefert ist. Die "Bodenstation" muss auch nicht unbedingt bemannt sein sondern nur die Nutzlast von dem seit Jahren erprobten witterungsbeständigen Material zum anfälligerem CNT Nanotubs Kabel übergeben. Außerdem kann man dann viel einfacher ein durch das Wetter beschädigtes Kabel austauschen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 13. Juli 2010, 07:06:29
Zitat
Ich gehe davon aus, dass sich das auf 150-300GPA steigern läst
dann lässt sich daraus ein Seil mit 20 GPA realisieren.

Laut Wikipedia beträgt der Materialfehler aber ''nur'' 70%, d.h. aus ner 300 GPa starken Faser könnte man damit ein 90 GPA Seil schaffen.
Ja dass steht in Wikipedia,
aber die Temperaturabhängigkeit ist bei den 70% nicht berücksichtigt

setz die Abnahme dafür mit nochmals 70% an
und du erhälst einen Wert zwischen 15 und 25GPa abhängig vom Ausgangswert.

dort wird sogar  von einer Schutzummantelung gegen Korrosion gesprochen diese ist in den obigen rechnungen ebenfalls noch nicht enthalten.
Kannst du mal beschreiben was die Temperatur mit den 70% zu tun haben soll?
Und dann noch was, selbst wenn es diese 70% geben würde, wirken sich diese eher nicht auf die 30% Tragfähigkeit der ersten Rechnung sondern eher auf die 100% des ungestörten Systems aus. Die Wahrheit liegt allerdings wo ganz anders, ich bin mir sicher das die Temperatur keine 5% zu einer Verschlechterung beiträgt.
 
Wenn das was du sagst stimmen würde, wäre bis heute kein einziger Satellit im All, in vielen Bereichen z.B. Statik, nimmt man zwar Belastungsfaktoren bis 1 zu 7 an, z.B. Statik von Gebäuden, allerdings hat man da auch mit solchen Dingen wie Stürmen zu kämpfen.
Für die Space Shuttes war der Faktor nicht sehr viel über 1! soweit mir bekannt jedenfalls unter 1,5.
Würden deine Annahmen zutreffen, würde ich in kein Auto mehr einsteigen, ich hätte schon bedenken auf meine Beinen, wegen der vielen "Materialfehler usw." vor die Tür zu gehen.
Tut mir leid, aber ich halte das was du sagst für viel zu negativ.


Wirkungsgrade werden immer Multipliziert

also in dem Falle 0,3 *0,3 =0,09

Und auch in der Raumfahrt geht man nicht von Laborwerten aus sondern geht von einem System aus.
Es gibtr z.B.Solarzellen die unter idealen Laborbedingungen wesentlich höhere Energieausbeute haben als die der ISS oder Sateliten.

Das Problem ist, das es diese Laborbedingungen in der realität nicht gibt.


Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Nitro am 13. Juli 2010, 07:12:08
Für die Space Shuttes war der Faktor nicht sehr viel über 1! soweit mir bekannt jedenfalls unter 1,5.

Hast du dafuer eine Quelle? Der Faktor in der Raumfahrt liegt normalerweise bei 2,5.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 13. Juli 2010, 07:29:50
Zitat
Wenn deine Angaben stimmen würde, dann hätte die NASA jegliche Forschungen in der Richtung eingestellt.

Das ist natürlich eine interessenete Überlegung...
Guter Ansatz


Die Nasa betreibt in diesem Bereich kein aktuelles Projekt, sondern Grundlagenforschung,

wenn es die hier immer wieder ins Spiel gebrtachte Lösung eines 20-50 Tomnnen Seils mit in Absehbarer Zeit geben würde, dann würde man sofort das gesamte NASA-Budgets hierfür ausgeben.

Selbst das hier ebenfalls besprochene 3000Tonnen seil hätte den Gleichen Effrekt.
Gäbe es in den nächsten 10 - 20 Jahren ein Material mit dem ein 3000 Tonnen Seil gebaut werden könnte, dann würden es gebaut.

Nach Vollendung eines Seils bräuchte mann keine Raketen mehr.
Bei der NASA müssten lauter Idioten sitzen, wenn ein Seil so einfach mögllich wäre wie hier immer wieder vorgetragen.

Selbst mit der Abschätzung von 27000Tonnen wird das Seil gebaut werden, wenn ein Werkstoff mit den geforderten Kriterien einmal zur Verfügung steht.

Wir sind bei den Materialien aber leider so weit von einem Brauchbaren Werkstoff weg, das noch nicht mal ein Promill des NASA-Budgets hierfür ausgegeben werden.











Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 13. Juli 2010, 19:21:33
Wäre es nicht sinnvoll  die Bodenstation als Heliumfesselballon in zirka 20 - 25 km Höhe zu errichten um den meisten Witterungseinflüssen zu entgehen?

Es gab mal die Idee, einen ca. 20km hohen Turm zu bauen und ihn per Auftriebskörper (z.B. Heliumballons) zu stabilisieren.
Das hatten wir hier schon mal weiter vorne besprochen.
(wie so vieles, was mal wieder diskutiert wird hier...)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 13. Juli 2010, 22:38:30
Zitat
Wenn deine Angaben stimmen würde, dann hätte die NASA jegliche Forschungen in der Richtung eingestellt.

Das ist natürlich eine interessenete Überlegung...
Guter Ansatz


Die Nasa betreibt in diesem Bereich kein aktuelles Projekt, sondern Grundlagenforschung,

wenn es die hier immer wieder ins Spiel gebrtachte Lösung eines 20-50 Tomnnen Seils mit in Absehbarer Zeit geben würde, dann würde man sofort das gesamte NASA-Budgets hierfür ausgeben.

Selbst das hier ebenfalls besprochene 3000Tonnen seil hätte den Gleichen Effrekt.
Gäbe es in den nächsten 10 - 20 Jahren ein Material mit dem ein 3000 Tonnen Seil gebaut werden könnte, dann würden es gebaut.

Nach Vollendung eines Seils bräuchte mann keine Raketen mehr.
Bei der NASA müssten lauter Idioten sitzen, wenn ein Seil so einfach mögllich wäre wie hier immer wieder vorgetragen.

Selbst mit der Abschätzung von 27000Tonnen wird das Seil gebaut werden, wenn ein Werkstoff mit den geforderten Kriterien einmal zur Verfügung steht.

Wir sind bei den Materialien aber leider so weit von einem Brauchbaren Werkstoff weg, das noch nicht mal ein Promill des NASA-Budgets hierfür ausgegeben werden.
Zumindest in einem Punkt gebe ich dir Recht, DERZEIT geht das einfach noch nicht.
Aber wie schon gesagt, ich schätze und das ist etwas was ich sehr gut kann, das es nach 7-10 Jahre dauert bis das Material in der Reinheit und von dem Type BILLIG, oder sollte ich sagen, bezahlbar zu bekommen sein wird.
Man braucht nur zu schauen was da in den letzten 10 Jahren an Fortschritten passiert ist, 2002 wahren die Fasern wenn ich mich nicht irre 20mm lang, 2005 wahren es schon 200mm, heute bekommt man schon hunderte Meter hin. Mit der Sortenreinheit läuft das genau so, zu Anfang konnte man nur Gemische herstellen, aber heute ist man da sehr viel besser.
Nicht das dies schon genug wäre, man muss außer bei den erwähnten Punkten das Material auch noch billiger herstellen können und dann kommt das Verbinden als weitere Anforderungen hinzu.
Keiner der Punkte ist wirklich einfach, aber da Forschen sehr viele Menschen mit.
Die Nasa wird erst dann einsteigen, wenn der Lift quasi ein Spin-Off aus der Forschung und kommerziellen Anwendungsentwicklung und die Vermarktung weit genug ist.
Ich sagte schon, das ist wie mit der Photovoltaik, die wird jedes Jahr billiger und das sogar ohne Preissteigerung.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: bonsaijogi am 13. Juli 2010, 23:18:15
... die wird jedes Jahr billiger und das sogar ohne Preissteigerung.

... meintest Du eventuell "besser"? ..  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: -eumel- am 11. August 2010, 09:29:28
SPON hat ein kurzes Video von den Space Elevator Games in Tokio:
http://www.spiegel.de/video/video-1078743.html
(Nach der Werbung)

Studentengruppen präsentierten ihre Projekte zum Thema Space Elevator.
Modelle stiegen an einem Seil auf, welches von einem Ballon auf eine Höhe von 300 m gebracht wurde.
Dabei zeigten sich verschiedene Probleme, wie zum Beispiel das Verdrehen des Seils durch Wind.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 12. August 2010, 16:07:57
Die Japaner sind aber ziemlich aktiv in der SE-Forschung, wie es scheint...

Mich würds nicht wundern, wenn die einen vor den Amis gebacken kriegen...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 14. August 2010, 21:20:47
Nun, was Japan angeht denke ich daß das eine Art der Chindōgu Forschung ist. Darin sind die Japaner Weltmeister. Genauer gesagt, es ist ein sehr beliebter "Freizeitsport" der Japaner.  ;D

http://de.wikipedia.org/wiki/Chind%C5%8Dgu (http://de.wikipedia.org/wiki/Chind%C5%8Dgu)

Aus japanischer Sicht ist es ganz einfach zu betrachten. Es ist ein Gebiet, daß für mehr Aufregung sorgt, als zB. beheizbare Badelatschen oder selbstentwertende Busfahrscheine mit Erdbeergeschmack. ::)

Dazu gibt es hier lustiges zum Anschauen:
http://website.lineone.net/~sobriety/ (http://website.lineone.net/~sobriety/)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 15. August 2010, 17:05:53
Die Space Elevator Conference, die seit dem 13.08 läuft, endet heute abends (15.) .

Bryan Laubscher, Sprecher der Redmond annual conference, brachte zum Ausdruck, dass Materialforscher heutzutage fast nur an den elektrischen Eigenschaften forschen, um daraus Halbleiterelemente herstellen zu können. Das würde schneller Gewinn bringen, allerdings auf Kosten der Materialstärke...

Jene, die an den Materialeigenschaften forschten, haben größtenteils die Arbeit daran aufgegeben, wegen mangelnder Finanzierung...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 17. August 2010, 15:48:27
Ok, zusammenfassend kann man also aus der Konferenz schließen:

Ein Space Elevator wäre wohl technisch in einigen Jahren machbar, allerdings - wie immer in der Wissenschaft - dreht sich der Globulus um den Obulus.

An der Materialstärke von Kohlenstoffnanoröhrchen zu forschen wirft kurzfristig kaum Profit ab, und solange die elektrischen Eigenschaften in greifbarerer Nähe sind, verspricht dies eben kurzfristig deutlich mehr Rentabilität. Wir werden in nächster Zeit also wohl eher viel bessere Halbleiterelemente sehen als enorm starke Materialien.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 18. August 2010, 13:00:56
Wie werden CNTs überhaupt hergestellt, ist ein großer Energieaufwand nötig.

Es gibt schon seit einem halben Jahrhundert ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen Diamanten, der Größte Bisher wiegt 1,2g.

Es ist nicht absehbar das es bei den Diamanten einen Fortschrit um einige Größenordnungen geben wird, obwohl hier ein sehr hohes wirtschaftliches Interesse besteht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 18. August 2010, 19:10:29
Diamanten weden gepresst unter Hitze.

Für CNT wird Ethen (C2H2) in eine Kammer gegast und dort durch Hitze in Wasserstoff und C gespalten. Das C lagert sich dann Röhrenförmig an Metallen an.
Es gibt auch noch andere Methoden, doch dies ist die gängigste (wahrscheinlich auch die billigste)

Dann werden die einzelnen, hierbei entstandenen, CNT in einer Säure gelöst, wodurch sie lange Ketten bilden, wenn sie wieder ausflocken.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 30. August 2010, 12:12:35
Hallo,

alternative zum Weltraumlift als Zwichenziel


ist schon mal angedacht worden ein Seil vom GSO aus abzurollen, um einen Satteliten in geringerer höhe Geostationär aufzuhängen.
Eine solcher Satelit würde die Vorteile des GSO und der Tiefen Orbits verbinden

Meine Idee ein Bahnerhaltsattelit im GSO ( Tank,Solarzellen,Ionentriebwerk) daran angehängt Zwei Seile Eins Nach unten mit unserem Nutzsateliten und ein Gegengewicht nach oben mit einem Ballastsateliten, oder mit einenem Forschungssateliten, wenn es eine sinvolle anwendung für eine Geosinchrone Position in z.b. 50000km höhe geben sollte.

Der untere Nutzssatelit würde dann vielleicht in nur 10.000 km höhe Geosynchron aufgehängt sein

Mögliche Anwendung wären Erdbeobachtung, Spionage, Forschung, Telekommunikation.
Für einen Austausch des unteren Satteliten am Ende der Einsatszeit müsste kein Orbit erreicht werden. Ein senkrechter Aufstieg, einklinken des neuen u ausklinken des alten sateliten würden reichen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 31. August 2010, 09:11:29
Zitat
Für einen Austausch des unteren Satteliten am Ende der Einsatszeit müsste kein Orbit erreicht werden. Ein senkrechter Aufstieg, einklinken des neuen u ausklinken des alten sateliten würden reichen.

Naja, dann ist die horizontale Relativgeschwindigkeit aber ca. 450 m/s zu 7 km/sek wenn man den Satelliten nur senkrecht strartet... Wie soll man den festhalten? Jede Halterung wird da zerfetzt...

 Außerdem wird der Gegenmasse immer Energie abgezogen, darum kostete auch Bahnerhalt relativ viel...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 31. August 2010, 10:51:18
Ich habe einen Denkfehler gemacht,
ein Bahnerhalt ist nicht nötig. Die Abbremsung eines Satteliten im LEO erfolgt ja dadurch, dass er mit hoher Geschwindigkeit durch die Restatmosphäre fliegt.

Der aus dem GSO Seil hängende Sattelit hätte die gleiche Geschwindigkeit wie die Restatmosphäre, und würde somit nicht abgebremst.

Klar ist, dass die Aufsteigende Rakete die erhöhte Umfangsgeschwindigkeit ausgleichem muss, um beim Aufstieg wirklich senkrecht zu bleiben. Durch ballistische abbremsung, würde sich dann die Geschwindigkeit der Rakete der des hängenden Satteliten (okm/h) anpassen. Solange der Austauschvorgang dauert, muss die Rakete natürlich der erdbeschleunigung entgegenfeuern um ein Schweben zu ermöglichen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 31. August 2010, 21:11:17
Hallo,

so ein Satellit bräuchte weiterhin Bahnerhalt in Form von station-keeping. Störkräfte und -momente würden auf den Satelliten weiterhin wirken, ebenso auf seinen Anker im GSO.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 01. September 2010, 12:30:12
Eigentlich ist das Konzept mit dem Space Elevator zwar verbunden, aber doch was anderes...

Vielleicht sollte man dafür einen eigenen Thread gestalten?

http://de.wikipedia.org/wiki/Space_Tether
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 01. September 2010, 17:31:29
Passt hier her weil es eine Vorstufe zum echten Lift ist, und zur Technologieerprobung dienen könnte.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 21. September 2010, 11:57:09
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-12273-2010-09-16.html

Neue Untersuchungen zu CNT:

Sie dürften um einiges stärker als bisher vorrausgesagt sein.
Erstmals wurde nämlich die Stärke einzelner Fasern gemessen und somit ein zuverlässiger Wert ermittelt.


Nur, das Problem bleibt: Elektrische Eigenschaften versprechen kurzfristig mehr Profit, darum wird fast ausschließlich in diese Richtung geforscht... Schlecht für den Space Elevator...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 22. September 2010, 00:35:06
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-12273-2010-09-16.html

Neue Untersuchungen zu CNT:

Sie dürften um einiges stärker als bisher vorrausgesagt sein.
Erstmals wurde nämlich die Stärke einzelner Fasern gemessen und somit ein zuverlässiger Wert ermittelt.


Nur, das Problem bleibt: Elektrische Eigenschaften versprechen kurzfristig mehr Profit, darum wird fast ausschließlich in diese Richtung geforscht... Schlecht für den Space Elevator...
Das sind ja gleich zwei sehr gute Nachrichten, vielleicht kommt man sogar mit noch dünnerem und vor allem weniger unterschied zwischen Boden und GEO Querschnitt aus.
Vor allem das da keine Defekte aufgetreten sind ist sehr positiv, vielleicht stimmen die theoretischen zur Belastungsgrenze die jemand (siehe hier:http://de.wikipedia.org/wiki/Spacelift#Material_f.C3.BCr_Kabel_und_Turm (http://de.wikipedia.org/wiki/Spacelift#Material_f.C3.BCr_Kabel_und_Turm))
auf nur noch 30% Berechnet hat wohl eher nicht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 22. September 2010, 09:13:01
Zitat
Das sind ja gleich zwei sehr gute Nachrichten,

Naja, damit ist nur die theoretische Obergrenze der Stärke genauer festgelegt...

Erreichbarer ist sie damit leider nicht geworden, da fehlt einfach die Forschung...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 24. September 2010, 21:02:17
Hat schon mal jemand an Spinnenseide für ein solches Seil gedacht ? Mittlerweile soll es enorme Fortschritte in der Produktion eines solchen Materials geben.

http://de.wikipedia.org/wiki/Spinnennetz#K.C3.BCnstliche_Spinnenseide (http://de.wikipedia.org/wiki/Spinnennetz#K.C3.BCnstliche_Spinnenseide)

Ein Seil aus einem solchen Material scheint mir eher möglich zu sein.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 25. September 2010, 00:15:50
Zitat
Das sind ja gleich zwei sehr gute Nachrichten,

Naja, damit ist nur die theoretische Obergrenze der Stärke genauer festgelegt...

Erreichbarer ist sie damit leider nicht geworden, da fehlt einfach die Forschung...
Da hast du wohl etwas in seiner Bedeutung nicht verstanden, weniger Defekte bedeutet das dadurch auch unmittelbar die Zugfestigkeit von Faserbündeln steigt, das hat damit zu tun dass Festigkeitsreduzierungen sich unmittelbar aus solchen defekten ergeben. Keine Störstellen in dem Punkt bedeutet sicher das sich die Zugfestigkeit nicht auf 30% reduziert, sondern mindestens auf 60% steigt.
Was du vielleicht auch übersehen hast, ist das die wirkliche Zugfestigkeit nicht die bis jetzt angenommenen 63GPa sind, sondern 99GPs.
Daraus folgt unmittelbar eine um den Faktor 1,57x höhere Zugfestigkeit.
Für mich ergibt sich daraus noch was ganz anderes, das bedeutet anstatt des von mir berechneten Faktors Seilquerschnitt GEO/Boden von 10 zu 1 wohl nur noch 2,32 zu 1 und etwa 1600t
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 25. September 2010, 13:37:07
Zitat
1600t

Das wären ja noch immer (mind.) 10 Raketenstarts...

Das Seil nachträglich zusammenzuflicken halte ich für keine besonders gute Idee (wie soll das halten, schweißen geht nicht, Knoten zu instabil,..)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 25. September 2010, 21:21:57
Zitat
1600t

Das wären ja noch immer (mind.) 10 Raketenstarts...

Das Seil nachträglich zusammenzuflicken halte ich für keine besonders gute Idee (wie soll das halten, schweißen geht nicht, Knoten zu instabil,..)
Das werden bestimmt 20 oder sogar mehr, aber was soll's, das kostet dann noch ein mal viel Geld um danach saubillig zu werden.
und die ISS hat bestimmt schon viel mehr gekostet, als der Lift kosten wird.
Wie schon an anderer Stelle von mir gesagt, noch 7-10, oder jetzt vielleicht noch 6,5 bis 9,5 Jahre dann hat man die technische Seite im Griff, danach wird es nochmal 10 Jahre dauern bis man das erste Ding gebaut hat (falls man bis dahin das Geld dazu hat)
Der weite Lift wird dann wohl nur noch 30% vom ersten Kosten, der zehnte wohl noch 15% oder weniger.
Danach wüste ich schon womit man die Transportkapazität nutzen kann, den hoch radioaktiven Müll über ein GEO bringen und dann abfliegen lassen, oder besser den für Laufwellenreaktoren (Kernreaktoren) verwenden, um damit Energie für VASIMR angetriebene Interplanetare Raumschiffe zu haben. Den Wasserstoff kann man ja über den Lift nach oben bringen. Als nächstes folgt dann ein Lift beim Mars, vielleicht mit einem 1000km nach Norden verlagertem Fußpunkt, damit man den Marsmonden nicht in die Quere kommt.
Vielleicht auf 5°N und auf etwa 327°E.
Da hat man vielleicht nur ein Problem, es könnte sein das dicht unter der Oberfläche Eis durchsetzter Sand den Boden ausmacht, wird der zu warm, muss man vielleicht Häuser wieder aus buddeln .-)
Ach ja, hier ne Karte http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up010471.jpg (http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up010471.jpg)
Die Ecke hat noch ein anderes Gutdi, der Boden liegt wahrscheinlich 6km unter (Mars) normalnull und da dürfte der "Luftdruck" immerhin so hoch sein, das Wasser erst oberhalb von 12°C zu kochen beginnt.
Das hat auch den Vorteil die eine Landemannschaft mehr Schutz vor Strahlung und Mikrometeoriten hat.
Vielleicht kann man mit dem vielen Eis im Boden einen Pool betreiben und das mit 25m Sprungturm.
...und setzt Axel Jumper zu seinem Sprung an, er will versuchen den alten Rekord im Salto brechen.... was sehen wir da, das ist ja unglaublich, 7 Drehungen und drei Schrauben.
kurze Zeit Später ein Interview mit Axel: >>Sprecher<< Was machst du als nächstes Axel? >>Axel<<, ich spring mit Flossen, und mach den Flipper beim Rausspringen aus dem Becken.
 :P
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 26. September 2010, 13:19:40
Das wären ja noch immer (mind.) 10 Raketenstarts...

Das Seil nachträglich zusammenzuflicken halte ich für keine besonders gute Idee (wie soll das halten, schweißen geht nicht, Knoten zu instabil,..)

Seemannsknoten? Die Seeleute behaupten schließlich ganz stolz, dass ein richtiger Seemannsknoten niemals von selber aufgeht. Ich verweise aber auch gerne noch einmal auf den Vorgang des Spleißens, der auch bei gerissenen Hochspannungsleitungen zum Einsatz kommt.

Ja, und nun zu deinem Beitrag, Klakow: Dein Enthusiasmus ist beeindruckend, aber ich fürchte, deine Phantasie geht da völlig mit dir durch. Das fängt schon an mit der Behauptung, die ISS wäre teurer als ein Weltraumlift, geht weiter über den Bau um das Jahr 2030 herum und endet noch lange nicht bei den von dir vorgeschlagenen nuklearen Nutzungsmöglichkeiten So ist der Laufwellenreaktor ein höchst hypothetisches Konstrukt, das vielleicht niemals zur Einsatzreife gelangen wird und womöglich auch nicht der bestmögliche denkbare Reaktortyp ist. Auch möchte ich keineswegs über meinem Kopf giftigen und radioaktiven Müll seine Bahn ziehen sehen, zumal neue Reaktortypen diesen Müll vermutlich sogar werden nutzen können. Ich bin von diesen Typen zwar auch noch nicht wirklich überzeugt, aber die Amerikaner sind an der entsprechenden Forschung beteiligt und werden sicherlich den Teufel tun, das Zeug auf eine so unkalkulierbare Art und Weise im Weltall zu entsorgen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: trallala am 26. September 2010, 17:50:14
Und wieder mal der Hinweis:
Das Seil wird nicht fertig in den Orbit gebracht und dann abgerollt, sondern erst ein kleines Seil, an dem dann das nächste hochgezogen wird usw.
Zu Machbarkeit, Haltbarkeitsanforderungen, Notfallszenarien, Reperaturen u.ä. gibt es hier auch schon viel zu finden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 26. September 2010, 18:05:03
Spleißen, das klingt gut...

Braucht man dazu nicht Menschen, die das machen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 26. September 2010, 22:43:52
Wieso denn? Die Robotik schreitet schließlich auch immer weiter voran.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 27. September 2010, 09:40:24
Ich weiß nicht, ich kann mir keinen 'Knot-Roboter' vorstellen? Beine oder Arme oder Saugnäpfe? oder einfach Öffnungen, durch die die Seilteile kommen (Webmaschine?) ...

Na gut, wenn es mit Robotern ginge, die das Seil zusammenspleißen können, wäre das großartig, ansonsten braucht man halt eine CEV-Mission... Kostenmäßig wenig im Vergleich zu den Kosten und Nutzen des Seils...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 27. September 2010, 12:41:22
Seit wann kann sich runner was nicht vorstellen? ::)
Das ganze Spleißwerkzeug (Spieker, Spleißnagel etc) kann man problemlos an einen Roboter anbauen. Und das Seil einzuführen sollte auch mit einem Greifmechanismus relativ "einfach" realisierbar sein. Daher ist das robotische Spleißen wohl relativ ideal als Verfahren zum Aufbau.

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 27. September 2010, 15:41:08
Zitat
Seit wann kann sich runner was nicht vorstellen?
Ich werde wohl langsam alt  :o
Oder kommt es davon, dass ich mich in der Thematik nicht auskenne (noch nie auseinandersetzen musste), darum kann ich auch nicht abschätzen, welcher Knoten geeignet wäre...
Sollte mal einen Knotenkurs besuchen :)

http://www.esys.org/Knoten/Spleiss.html

Hier ist eine Animation (allerdings einer Schlaufe), wie Spleißen funktioniert... Dabei steht auch, dass die Verbindungsstelle sogar stärker hält als das Seil selbst (!!)

Allerdings gibt es einen 'Haken', die Verdickung... Doch da sich das Seil sowieso nach unten hin verjüngt, dürfte dies für einen ausgereiften Greifmechanismus kein großes Problem darstellen...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 27. September 2010, 15:55:50
Zur Übersicht des Spleißens:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up010442.jpg)
Du meinst den Augspleiß c), den man braucht, wenn du mit dem Seil irgendwo festmachen willst als Segler. Für einen Elevator braucht man den Kurzspleiß b), der Langspleiß a) ist nicht stabil genug, diese beiden verknüpfen 2 Seile zu einem längeren.

Und mit der Verdickung hast du natürlich recht, bei einem Seil mit variablem Querschnitt kommt es da nicht drauf an.

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 27. September 2010, 20:42:04
Ich bin da etwas skeptisch. Das Spleißen funktioniert mit Stahldrähten, Hanfseilen usw. wegen des hohen Reibungswiederstandes der Oberfläche. So ein Kohlefaserseil wird aber sehr glatt an der Oberfläche sein. Das ist so, als ob man versucht 2 Angelschnüre zu verbinden. Es rutscht einfach wieder auseinander.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 28. September 2010, 10:25:59
Zitat
So ein Kohlefaserseil wird aber sehr glatt an der Oberfläche sein.

k.A., das sollte mal jemand veruchen... Evt kann man auch eine Reibungsreiche Oberfläche (Nanotechnologie oder einfach nur Beschichtung) aufbringen...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 29. September 2010, 09:26:35
Zitat
http://www.azom.com/news.asp?NewsID=24569

Ein Treffen der CNT-Giganten aus aller Welt wird 2011 in Düsseldorf stattfinden, um die Zukunft des Materials besprechen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ARES am 30. September 2010, 10:54:08
Wieso denn? Die Robotik schreitet schließlich auch immer weiter voran.

Allso ich kann mir vorstellen das ein Space Elevator irgend wann zwischen den 30 und 40 Jahren erbaut werden wird (könnte). Aber da ich mich relativ gut auskenne was Robotik angeht kann ich mir nicht vorstellen das mit Robotik dieses zu bewältigen ist. Ich lasse mich dann in der zukunpft positiv überraschen was dort noch so passiert. Aber die entwicklung für solch eine Einzelanwendung halte ich für nicht lohnenswert (für die Wirtschaft). Und solch eine Entwicklung wird dann erst gestartet wenn der Space Elevator bereits besteht. Jetzt kann man argumentieren das es dann schon zu spät ist. Aber denke so wird es in der zukunpft aussehen.

Wäre sobiso schon froh wenn es eine Praktische realisierbarkeit für einen Spaße Elevator geben würde (Material, Wirtschaftlichkeit ect.). Denke aber das wird die Zukunpft bringen. Raumfahrt hat Zukunpft.

Gruß
ARES
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 30. September 2010, 19:20:43
Ich sehe das mit der Robotik ähnlich. Es gibt einfach keinen Grund einen X-beliebigen Roboter zu bauen, solange es keine lohnende Anwendung dafür gibt.

Was die Stellantriebe und Sensoren betrifft, so gibt es riesige Fortschritte in den letzten Jahren. Meines Wissens nach hat aber noch keiner eine menschliche Hand mit ihrer sensiblen Feinmechanik nachbilden können. Roboter sind nicht der Weisheit letzter Schluss.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 30. September 2010, 20:45:02
Zitat
Ich sehe das mit der Robotik ähnlich. Es gibt einfach keinen Grund einen X-beliebigen Roboter zu bauen, solange es keine lohnende Anwendung dafür gibt.

Kann man den nicht auch für Brückenbau und Stromnetze benutzen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 30. September 2010, 23:05:01
Theoretisch ja, und vielleicht wird das kommen. Der Unterschied ist allerdings, dass man an Hochspannungsleitungen oder Brückenseile sehr gut heran kommt und keinen Bedarf für einen Roboter hatte, der ja auch erst einmal für viel Geld entwickelt werden müsste. Bei einem Weltraumlift mit zehntausenden Kilometern Kabellänge, der sich fast vollständig in einem extrem lebensfeindlichen Umfeld befindet, würde dagegen sehr viel für eine robotische Lösung sprechen. Könnt ihr euch an die Unterseeroboter am Bohrloch der Deepwater Horizon erinnern?

Aber etwas anderes, und ich bitte um Entschuldigung, wenn das schon durchdiskutiert worden ist: Wenn diese Kabel dermaßen glatt sein sollen, dass das gute alte Spleißen nicht funktionieren würde, wie sollen die Fahrzeuge den Lift hinauf und hinab fahren können? Ein Kabel allein hilft ja nun auch nichts - da könnte man genausogut ein Eisenbahngleis legen ohne Züge.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 01. Oktober 2010, 07:38:52
HAllo,

Ich denke, dass wir mit CNTs als Werkstoff noch sehr weit Weg von einer Verwirklichbaren technik sind.

Die Raumfahrt Spielt wirtschaftlich eine untergeortnete Rolle.

Sollte es ein Seilmaterial mit den immer wieder Propagierten Kenndaten geben, dann wird man den Werkstoff für den Brückenbau u ähnliches Nutzen.

Große Brücken sind zweistellige Milliardenprojekte und damit liegt eine Einzige Brücke om Bereich eines NASA Etats.
Wenn durch CNT einige Milliarden an Stahl eingespart wreden könnten, würde man CNT einsetzen. Genauso bei Drucktanks oder Pipelines. Wo heute Zentimeterdicker Stahl Notwendig iyt könnnte man auf ein CNT Geflecht von unter einem Millimeter umsteigen.

Wenn CNT als Werkstoff das Labor verlassen könnte, würde sich ein 100 Milliarden Markt daraufstürzen.




Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: bonsaijogi am 01. Oktober 2010, 09:25:30
Die höchste, längste und teuerste Brücke aller Zeiten,
die erst noch gebaut werden soll, wird Sizilien mit dem
Festland verbinden und soll sechs Milliarden Euro kosten ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 01. Oktober 2010, 10:20:18
Nichtsdestotrotz würde man CNT-Seile erst auf der Erde "erproben", indem man sie z.B. anstelle von herkömmlichen Stahlseilen einsetzt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: bonsaijogi am 01. Oktober 2010, 10:51:40
Ich wollte damit nur sagen, dass Brücken keine "zweistelligen Milliardenprojekte" sind ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 01. Oktober 2010, 11:08:46
Das war durchaus so angekommen.  ;)

Für eine CNT-Verwendung als Seil wäre es aber irgendwie sogar besser, wenn Brücken dermaßen teuer wären, da sich dann die relative Einsparung größer wäre. Das Problem mit CNT-Seilen dürfte nun einmal leider sein, dass die Kosten recht hoch wären. Ab wann lohnt es sich also, auf Stahl zu verzichten und CNT zu verwenden?

Eine Hängebrücke mit CNT-Seilen sähe aber bestimmt lustig aus, da die Seile vermutlich kaum dicker wären als ein Bindfaden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 01. Oktober 2010, 14:45:38
Die Akashi-Kaikyō Brücke hat 1998 16 Milliarden (Zweistellig) gekostet jedoch DM nicht Euro
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: bonsaijogi am 01. Oktober 2010, 15:25:24
... dann kann man auch die Scheffelbrücke in Singen am Hohentwiel
anführen. Sie wurde während der Inflationszeit 1923 gebaut
und kostete 1.520.940.901.926.024 (eineinhalb Billiarden) Mark  ::)

Aber das wäre Äpfel mit Birnen verglichen, also besser gleich in
eine heute allgemein gültige Währung wie US-Dollar oder Euro
umrechnen, sonst bringt das nichts ;)

[/offtopic]
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ARES am 01. Oktober 2010, 18:16:07
CNT- im Brückenbau zu verwenden wird wohl so nicht umgestzt werden.

Die Wirtschaftlichkeit ist dort nicht zu rechtfertigen. Es sei den man will Kontinente miteinander verbinden  ;)

Gruß ARES
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 02. Oktober 2010, 12:47:59
Zitat
Aber etwas anderes, und ich bitte um Entschuldigung, wenn das schon durchdiskutiert worden ist: Wenn diese Kabel dermaßen glatt sein sollen, dass das gute alte Spleißen nicht funktionieren würde, wie sollen die Fahrzeuge den Lift hinauf und hinab fahren können? Ein Kabel allein hilft ja nun auch nichts - da könnte man genausogut ein Eisenbahngleis legen ohne Züge.

Bei dem Seil muß man sich nicht hochziehen. Ein Lift kann Linearmotoren verwenden. Denen ist es egal, wie glatt die Oberfläche ist. Alles was sie brauchen ist ein Anker, in dem sie Wirbelströme erzeugen können. Dadurch "stoßen sie sich ab". Als Führung werden Rollen mit einer Gummi beschichteten Oberfläche verwendet, damit das "Seil" nicht beschädigt wird.

Wirbelströme lassen sich in jedem elektrisch leitfähigem Material erzeugen. Linearmotoren sind heute in der Bahntechnik sehr verbreitet und die Technik ist ausgereift.
http://de.wikipedia.org/wiki/Linearmotor  (http://de.wikipedia.org/wiki/Linearmotor)
die geschlossene Form dieser Technik wird hier beschrieben:
http://de.wikipedia.org/wiki/Asynchronmotor (http://de.wikipedia.org/wiki/Asynchronmotor)
(Bitte jetzt nicht schreiben, daß dies kein Linearmotor ist. Da wird nur das Funktionsprinzip erklärt. Der Linearmotor ist eine Sonderbauform)

Um den Strom an den Lift zu übertragen wird aber ein einfaches Seil nicht ausreichen. Im Inneren des Seiles wird es Versorgungsleitungen geben müssen. Wie letztendlich die Übertragung der Energie an den Lift erfolgt ist eine Frage, die hier noch gar nicht erörtert wurde. Wenn das über Stromabnehmer an der Außenseite der Kabine erfolgen soll wird es auch nötig, daß es eine Verdrehsicherung des Konstruktes geben muß.

Viel Spaß beim Grübeln.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 02. Oktober 2010, 13:09:01
Die Sache mit der Energieversorgung wurde bereits diskutiert und leider ist alles höchst unbefriedigend. Versorgungskabel im Innern des Seils wären zwar sehr praktisch und könnten auch zur Energierückgewinnung durch absteigende Kapseln genutzt werden, sind aber mit heutiger Technik nicht zu realisieren. Zurzeit überlegt man, die Kabinen selber per Solarzellen oder Übertragung per Laser oder Mikrowellen mit Energie zu versorgen. Eine Rückgewinnung dürfte dann aber nicht möglich sein.

Die von dir erwähnte Idee des Linearmotors dürfte dieselbe sein, die beim Transrapid zur Anwendung gelangt. Ist sie aber tatsächlich stark genug, um auch Hebearbeit zu leisten. Und was ist bei einem Ausfall der Energieversorgung? Müssen die Kapseln sich dann vom Seil lösen und einen selbsttätigen Wiedereintritt durchführen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 03. Oktober 2010, 23:26:32
Zitat
Die von dir erwähnte Idee des Linearmotors dürfte dieselbe sein, die beim Transrapid zur Anwendung gelangt. Ist sie aber tatsächlich stark genug, um auch Hebearbeit zu leisten. Und was ist bei einem Ausfall der Energieversorgung? Müssen die Kapseln sich dann vom Seil lösen und einen selbsttätigen Wiedereintritt durchführen?

Diese Motoren sind sehr stark. Einen kleinen Lift anzuheben dürfte das kleinere Problem sein. Die Kapseln könnten höchstens eine Seilbremse verwenden, die erst greift, wenn die Kabine zum Stillstand gekommen ist. Leider wird eine Wirbelstrombremse nicht funktionieren, da hierzu mindestens Permanentmagnete nötig wären (im Seil). Habe dazu noch keine weitere Idee.

Fakt ist, daß die Energieversorgung garantiert unterbrechungsfrei sein muß.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 03. Oktober 2010, 23:59:08
Stark genug für reine Hubarbeit, und das für einige zehntausend Kilometer? Hat man das wirklich schon verifizieren können? Ich bezweifle das stark.

Die Forderung nach einer unterbrechungsfreien Stromversorgung ist auf jeden Fall ein KO-Kriterium. Das wird vermutlich selbst dann nicht funktionieren, wenn man mit supraleitenden Stromkabeln arbeiten würde.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 04. Oktober 2010, 12:20:13
Supraleiter gehennicht, da sie extrem gekühlt werden müssen
die Energie die dafür benötigt wird ist um viele Größenordnungen größer wie die für den Antrieb benötigte Energie.
Die Isolier u. Kühltechnik, wird außerdem ein Vielfaches des Seiles wiegen, also kann man davon außgehen das keine SL eingesetzt werden.

Normale Leiter kommen auch nicht in Frage, wer es nicht glaubt soll mal den el Widerstand von 36.000.000 m Leitungslänge berücksichtigen.

Die Energie muß aus Solarzellen kommen. Ob diese nun von der Sonne oder einem Erdgebundenen Laser bestrahlt werden ist dabei egal.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 04. Oktober 2010, 12:57:16
Ich hatte auch keineswegs andeuten wollen, dass das Problem mit heutiger Supraleiter-Technik lösbar wäre. Man kann natürlich immer noch darauf hoffen, dass es eines Tages "Hochtemperatur-Supraleiter" geben wird, aber das ist im Augenblick reine Science Fiction.

Mit deinem Einwand bzgl. des hohen Widerstandes und des daraus resultierenden Verlustes hast du natürlich völlig recht. Schon der erste deutsche Off Shore-Windpark alpha ventus (http://de.wikipedia.org/wiki/Alpha_ventus) benutzt eine Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitung (http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung), um den erzeugten Strom mit möglichst wenigen Verlusten an Land zu transportieren. Für das geplante Desertec-Projekt (http://de.wikipedia.org/wiki/Desertec) würde die heutige Technik aber vermutlich schon nicht mehr ausreichen, obwohl wir da über wenige tausend Kilometer Leitungslänge reden. In Nordafrika könnte man vielleicht mit Energiespeichertechniken wie Herstellung von Wasserstoff oder Methan arbeiten. Bei einem Weltraumlift braucht man andere Lösungen, und bei Fernübertragung sehe ich den wünschenswerten Rückgewinnungseffekt bei absteigenden Kapseln nicht gegeben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 04. Oktober 2010, 19:40:25
Hallo Leute,

finde es schon mal gut das mal wieder mit Temperament gebeitragt wird!
Offensichtlich macht sich hier keiner wirklich Gedanken über das wirtschaftliche Potential das in CNT's steckt.
Hier mal ein paar Zahlen:
Innerhalb vom letzten Jahr wurden 821 Millionen Tonnen Rohstahl produziert. (siehe: http://www.steelonthenet.com/production.html (http://www.steelonthenet.com/production.html))
Rechnet man mit 600$/t, kommt man auf eine Summe von
492 Milliarden $ was derzeit etwa 385G€/Jahr entspricht.
Und das ist nur ein einziger Markt an dem ein Werkstoff zur Konstruktion eingesetzt wird, CNT's können noch in ganz anderen Bereichen eingesetzt werden.
Meine Schätzung ist das 2025 damit 50G€/Jahr umgesetzt werden und das nur im konstruktiven Bereich!

Ich denke das haben die wenigsten bis jetzt begriffen, es geht da in vielen Bereichen um Verbesserungen gegenüber herkömmlichen Materialien um den Faktor größer 10!
Stellt euch nur mal vor was es für euch bedeuten würde, wenn euer Auto nicht mehr 8L/100km braucht, sondern nur noch 0,8L/100km. (das dient nur dem Vergleich)

Da steckt eine Dynamik dahinter die schwer begreifbar, aber sehr real ist.

Wenn unser Land in der F&E dran bleibt, wird das eines Tages mehr als 5% mehr an Wirtschaftskraft bedeuten.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 04. Oktober 2010, 20:34:05
Nun ich muß schon sagen, 50G€ ist eine tolle Einheit, reicht aber nicht mal für die angeschlagene HRE.

Aber zurück zum Thema. Werkstoff ist nicht gleich Werkstoff. Und Stahl ist nicht gleich Stahl. Die meisten Leute verstehen unter Stahl Baustahl ST38 (ST für Stahl und 38 für die Zugfestigkeit). Das ist aber das billigste was es gibt. Hochlegierte Stähle wie X210Cr12 oder 90MnV8 haben nichts mehr außer dem Namen mit diesem Stahl gemein. Diese Stähle sind hochfest und härtbar.

Mit den CNT's wird es ähnlich sein. Es wird eine Baustahlvariante und eine "hochlegierte" Variante geben.

Da eine direkte Energieübertragung von der Erde nicht möglich ist, muß die Energiequelle wohlmöglich mitgenommen werden. Über eine Wasserstoffzelle könnte Strom für den Antrieb erzeugt werden.

Bei den Linearmotoren  ist es vor allem eine Frage der zur Verfügung stehenden Energie, ob das Vorhaben ein Erfolg wird. Heutige E-Motoren können gewaltige Energien von elektrischer Energie in translatorische Bewegung umsetzten.

 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 04. Oktober 2010, 21:14:55
Das mit den verschiedenen Sorten ist mir klar, aber darum ging es mir nicht, es geht um das Potential und 50G€/Jahr bis 2025 ist sicher keine kleine Summe.
Hinzu kommt, das es nicht in erster Linie um eine Substitution Stahl->CNT's geht, sondern zu einem großen Teil um neue Anwendungen. Das ist wie mit den Computern, ich glaube von IBM kam irgendwann der Spruch, "Es gibt nur für 5-6 Computer auf der Welt bedarf..."!
Nun ja, KLEINER Irrtum, kann ja mal vor kommen.
Schade das viele Gewohnheitspessimisten sind und sich eher nicht daran erinnern können was sie vor 10Jahren gesagt und gedacht haben.
Ich hab es schon gesagt, da steckt für mich ein Wachstumsprozess drin und der wird erst zu Ende sein wenn sein Potential weitgehend ausgeschöpft ist. Ich erwarte dies erst in 30Jahren oder Später.
Selbst das mit den Verbinden von CNT's wird irgendwann mal wahrscheinlich auf atomarer Größe ausgeführt werden, vielleicht wird es 3 Tage benötigen einen neuen Seilabschnitt zu verbinden, wahrscheinlich aber nur 60min.
Wie das gehen kann ist mir noch nicht klar, aber es kommt und das schneller als sich die meisten das vorstellen können.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 05. Oktober 2010, 07:18:54
Das war auch mein Ansatz, wenn CNT im industriellen Maßstab gefertigt werden kann, dann wird es erst mal die gesamte Stahlbranche umkrempeln, bevor es es in der Raumfahrt eingesetzt wird.

Nimmt man die Fehlede umsetzung in der Wirtschaft als Indikator, dann sieht die Prognose für einen Lift in diesem Jahrhundert nicht gut aus.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 06. Oktober 2010, 17:09:53
Das mit der Stahlindustrie sehe ich nicht ganz so, ich habe mal einen Bericht gelesen das die Sarazenen Schwerter hatten mit CNT Einlagen, die sollen extrem biegbar gewesen sein, allerdings hat man noch nicht rausgefunden wie die das gemacht haben. Das Wissen darüber ging aber verlohren.
Ich denke aber das nicht der Stahlbau zuerst davon profitieren wird, sondern nach der Elektronik zunächst die Kunstoffindustrie und dabei besonders der Flugzeugbau.
Da das Material auch noch sehr gut leitfähig ist, muss man Kunststoffen dafür vielleicht auch keine Metalisierungsschicht verpassen.
Allerdings denke ich das gerade in dem Bereich vom ersten einfachen Einsatz von CNT's als Ersatz von Kohlefasern bis man in der Lage ist daraus Bauteile herzustellen die fast nur noch aus CNTs bestehen eher 40-50 Jahre vergehen werden. Nur schade das ich das selber wohl eher nicht mehr erleben werde :-(
   
Das verrückte an Kohlenstoffen wie CNT's und Graphen ist ihr ungewöhnliches Verhalten. Das ist für mich ein Grund zur Hoffnung das CNTs sich einfach so verhalten wie man es sich wünscht.
 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 06. Oktober 2010, 19:51:56
Das mit der Stahlindustrie sehe ich nicht ganz so, ich habe mal einen Bericht gelesen das die Sarazenen Schwerter hatten mit CNT Einlagen, die sollen extrem biegbar gewesen sein, allerdings hat man noch nicht rausgefunden wie die das gemacht haben. Das Wissen darüber ging aber verlohren.
CNT? Wohl eher einfach mit Kohlenstoff dotierter Stahl.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 06. Oktober 2010, 23:04:47
Das ist anzunehmen, denn wäre ja schon ein irrer Zufall, wenn die Damaszener mit ihren einfachen Mitteln Carbon Nanotubes hätten herstellen können.

Was das verlorene Wissen angeht, nun, sagen wir es so: Die Nachfrage an Kampfschwertern ist in letzter Zeit etwas rückläufig.  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 07. Oktober 2010, 08:28:12
Nein, die Uni Dresden hat 2006 wirklich CNT im Damaszener-Stahl nachgewiesen. Allerdings haben die paar Tubes, die man gefunden hat, keinen messbaren Einfluss auf die Eigenschaften des Stahls (was zunächst behauptet wurde). Es ist zwar unklar, nach welchen Verfahren diese CNT entstanden sind, aber letztlich ist das völlig egal - die besonderen Eigenschaften kamen hier sowieso nicht zum Vorschein.

Und Ruhri: Sammler von Kampfschwertern gibt es immer noch genug.... ;)

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GG am 07. Oktober 2010, 11:55:47
Gestern kam 20.15 Uhr eine nagelneue Reportage auf 3sat (Gibt es vielleicht auch irgendwo im Netz). Da hat man gesagt, die Russen hätten in den 1950ern und die Japaner in den 1970ern schonmal Nanotubes erzeugt, konnten sie damals aber noch nicht richtig untersuchen, da man ja noch keine Rastersondenmikroskope hatte.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Major_Tom am 07. Oktober 2010, 12:55:24
Gestern kam 20.15 Uhr eine nagelneue Reportage auf 3sat (Gibt es vielleicht auch irgendwo im Netz).

Die Sendung  heisst "Willkommen in der Nanowelt"

was Du ansprichst kommt zum Zeitpunkt 28:50 des 1.Teils.

Das Ganze ist eine 4 teilige Doku
1. Teil: Von Mikro zu  Nano                 6.10.10 20:15-21:15 3sat
2. Teil: Überall Nano, Nanos überall        8.10.10 20:15-21:05
3. Teil: Nanos in uns                      13.10.10 20:15-21:05
4. Teil: Große Angst vor kleinen Teilchen  15.10.10 20:15-21:05

Online an zu sehen:
http://www.3sat.de/dynamic/sitegen/bin/sitegen.php?query_string=Willkommen+in+der+Nanowelt&days_published=365&scsrc=1
http://www.3sat.de/mediathek/?mode=play&obj=20075

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 07. Oktober 2010, 13:41:55

Kann nur jedem empfehlen sich das mal anzuschauen!

Gruß, Klaus
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 07. Oktober 2010, 17:29:08
Das ist anzunehmen, denn wäre ja schon ein irrer Zufall, wenn die Damaszener mit ihren einfachen Mitteln Carbon Nanotubes hätten herstellen können.

Was das verlorene Wissen angeht, nun, sagen wir es so: Die Nachfrage an Kampfschwertern ist in letzter Zeit etwas rückläufig.  ;)
:) :D :o ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 07. Oktober 2010, 19:32:28
Das ist anzunehmen, denn wäre ja schon ein irrer Zufall, wenn die Damaszener mit ihren einfachen Mitteln Carbon Nanotubes hätten herstellen können.

Was das verlorene Wissen angeht, nun, sagen wir es so: Die Nachfrage an Kampfschwertern ist in letzter Zeit etwas rückläufig.  ;)
:) :D :o ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D
Das möchte ich so nicht stehen lassen. In den letzten zwanzig Jahren ist die Nachfrage dank Mittelalter-Boom ziemlich angestiegen. Ich kenne Schmiede, die kommen mit der Fertigung nicht mehr nach.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 07. Oktober 2010, 22:19:56
Zitat
Was das verlorene Wissen angeht, nun, sagen wir es so: Die Nachfrage an Kampfschwertern ist in letzter Zeit etwas rückläufig.  Zwinkernd
Da gab es mal neulich so ne Erfindung, naja... So n'neumodischer Kram... Ich glaube der hie irgendwas mit Panzer und braucht auch harte Stähle... Wird sich aber wohl nicht durchsetzen wie das 'Automobil' oder das Internet ;)

Nee, mal im Ernst, von den Schwertern hab ich vor Jahren in einer Dokumentation gehört, ob wirklich CNT drin waren weiß ich nicht mehr.

Der Hauptgrund, warum die Schwerter des genannten Volkes den anderen überlegen waren, war das Erz: Es enthielt (viel oder eine besonderer Modifikation?) des Kohlenstoffes...
Geschmiedet wurde es auch nicht viel anders als andere Schwerter zur gleichen Zeit.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 07. Oktober 2010, 23:45:43
Nun ja, vielleicht hat man in Damaskus etwas mehr Sorgfalt und ein paar Arbeitsschritte mehr hinein gesteckt, um aus dem guten Erz hervorragende Schwerter zu schmieden, während man in anderen Orten schlampiger war - aus minderwertigem Stahl macht man halt keine guten Waffen. Ob heutige Sammelschwerter in ihrer Qualität mit den alten Waffen mithalten können, wer vermag das zu sagen? In harten Kämpfen werden die Dinger bestimmt nicht bis zum letzten ausgetestet. Immerhin sollte heutiger Waffenstahl recht hochwertig sein, und das dürfte schon helfen. Das mit den Geheimnissen der "alten Meister" ist ja auch so eine Sache. Mancher Geigenbauer versucht etwa, die alten Amatis und Stradivaris nachzubauen und scheitern, manch anderer arbeitet ausschließlich zielorientiert mit modernster Technik und liefert hervorragende Ware ab.

Um den Bogen von Materialkunde zurück zum Weltraumlift zu schaffen. CNTs bestehen letztlich aus nichts anderem als Kohlenstoff, nämlich aufgerollten Graphen-Blättchen, und die mögen sich auch unter einfachsten Bedingungen von Graphit abspalten. So gesehen können sie wohl auch in alten Schwertern in geringen Mengen vorkommen. Für einen Lift werden wir aber ungeheure Mengen brauchen. Die wahrscheinlich beste chemische Industrie auf diesem Planeten würde sicherlich einen erklecklichen Anteil dazu leisten, diese CNTs zu produzieren.

Noch etwas zu CNT-Seilen: Weiter oben wurde die Vermutung geäußert, man könne solche Seile nicht spleißen wegen der zu glatten Oberflächen. Wenn das der Fall sein sollte, wie soll man denn dann aus CNTs Seile herstellen? Beim Verdrillen gäbe es doch dieselben Probleme.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 08. Oktober 2010, 23:22:18
Ich halte das mit dem nicht spleitzen können für einen Quatch, es gibt kein Material ohne oberflächenrauheit, das geht schon deswegen nicht weil jegliche Kristallstruktur letztentlich in den atomaren Abständen voneinander Energienivous hat und die sind wahrscheinlich gequanttelt.
Es könnte zwar sein das die sehr glatt sind, aber selbst wenn jedes umschlingen nur 1% der Kraft aufnimmt, ist nach wenigen hundert umschlingungen schluss mit rutschen.
könnte allerdings sein das so ein Bereich vielleicht mehrere Meter lang ist.
Aber was solls, selbst wenn die Abschnitte nur 10t schwer sind, werden das immer noch mehr als 100km/Abschnitt sein, da kommt es auf selbst auf 100m kaum an.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 10. Oktober 2010, 19:53:15
Hat denn eigentlich jemand eine genauere Vorstellung , wie so ein Seil mal aussehen soll ? Ich denke, dass das ganze Konstrukt eine Art Hybrid aus CNT's , die Konzerntisch um eine Röhre mit innen liegenden Versorgungsleitungen sein müssten.

Zum Thema Stahl möchte ich anmerken, daß Techniken, die heute belächelt werden durchaus auch Sinn gemacht heben.

Reines Eisen, ist weich. Fügt man Kohlenstoff dazu, wird es härter, bzw. erst mal härtbar. Mit Metallen wie Chrom oder Molybdän, Mangan wird die Korrosionsbeständig bzw. die Elastizität verbessert.

Nun hört man hin und wieder aus Märchen, daß Schwerter in Blut gehärtet wurden. Blut kann dazu führen, daß die Oberfläche nitriert wird, bzw. auch zusätzlichen Kohlenstoff aufnimmt. Dadurch bekommt man eine spröde aber harte Oberfläche mit einem biegsamen Kern (bei Verwendung eines niedrig legierten Stahls mit <0,3% Kohlenstoff). Für ein Schwert ist das perfekt.

Genau wie bei Stahl wird auch bei CNT's die Qualität von dem Aufwand bei der Verarbeitung abhängen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 10. Oktober 2010, 20:36:21
Hat denn eigentlich jemand eine genauere Vorstellung , wie so ein Seil mal aussehen soll ? Ich denke, dass das ganze Konstrukt eine Art Hybrid aus CNT's , die Konzerntisch um eine Röhre mit innen liegenden Versorgungsleitungen sein müssten.
Das war auch meine ursprüngliche Überlegung zu diesem Thema. Aber was soll man über 36.000 Kilometer in Versorgungsleitungen transportieren? Mittlerweile würde ich annehmen, dass die 'Liftkabine' alles, was sie und eventuell an Bord befindliche Personen brauchen, selbst dabei hat. Kommunikation würde über Funk laufen, die Energieversorgung wäre auch in die Kabine integriert. Das Seil wäre tatsächlich nur Fahrbahn, die Kabinen autarke Fahrzeuge daran.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 10. Oktober 2010, 22:01:00
Von der Nasa wurde zum Lift mal eine wissenschaftliche Arbeit verfasst, dabei wird aber nicht von einem Seil, sondern eher von einem dünnen Band von vielleicht 50cm Breite ausgegangen.
Ich habe sowas mal über ein Exceltabele berechnen lassen.
Habe bei 63GPa angenimmener Festigkeit im Boden einen querschnitt von (4,5mm)2 ausgerechnet.
Nimmt man ein 500mm breites Band bekommt, bekommt man eine Dicke von ca. 0,032mm in Bodenhöhe.
in 36000km Höhe dann etwa 0,3mm.
Allerdings sieht es so aus als sind CNTs eher 99GPa stark.
Was dann entweder ein mehr an sicherheit bedeutet, oder viel weniger Masse vom Lift.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 11. Oktober 2010, 08:59:01
Bei Bauwerken ist es üblich, die Belastbarkeit der Baustoffe konservativ anzusetzen. Bei einem Bauwerk dieser Größenordnung und mit diesem Zerstörungspotential sollte man SEHR konservativ rechnen. Von daher ist dein Vorgehen, für deine Berechnungen immer den gerade höchsten zur Verfügung stehenden Wert für die Festigkeit zu nehmen (welche eigentlich? Zugfestigkeit?), geradezu unverantwortlich leichtsinnig.

Andererseits zeigt deine Berechnung mit dem 50 cm breiten Band ja aber, dass man diese Festigkeit vermutlich ohnehin nie ausnutzen würde. Ich denke, kein Mensch käme auf die Idee, eine Kabine eines Orbitallifts an eine 0,03 mm dünne Folie zu hängen.

Wie sieht die Haltbarkeit von CNTs eigentlich bei anderen Kräften als Zugkräften aus? Gibt es auch schon Daten zu ihrem Verhalten bei Druck, Scherung und Torsion? Und wie steht es mit der Brennbarkeit von CNTs? Im Weltall mangels Sauerstoff wird man nicht viel zu befürchten haben, aber innerhalb der Atmosphäre ist das wichtig. Vielleicht wird man um das Seil also noch eine Brandschutzschicht legen müssen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 11. Oktober 2010, 09:43:16
Zitat
Im Weltall mangels Sauerstoff wird man nicht viel zu befürchten haben, aber innerhalb der Atmosphäre ist das wichtig. Vielleicht wird man um das Seil also noch eine Brandschutzschicht legen müssen.

Dass sie sich mit Sauerstoff verbinden können ist ja wohl klar.

Nur, ich nehme an in dieser Struktur sind die C-Atome so fest gebunden, dass die Reaktion (etwas?) schwerer in Gang zu bringen sein sollte als die von reiner Kohle...

Sonst müsste man sie mit Aluminium bedampfen (geht das bei CNT?)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 11. Oktober 2010, 11:31:10
Zitat
Im Weltall mangels Sauerstoff wird man nicht viel zu befürchten haben, aber innerhalb der Atmosphäre ist das wichtig. Vielleicht wird man um das Seil also noch eine Brandschutzschicht legen müssen.

Dass sie sich mit Sauerstoff verbinden können ist ja wohl klar.

Nur, ich nehme an in dieser Struktur sind die C-Atome so fest gebunden, dass die Reaktion (etwas?) schwerer in Gang zu bringen sein sollte als die von reiner Kohle...

Sonst müsste man sie mit Aluminium bedampfen (geht das bei CNT?)
Von einer Selbstentzündung gehe ich jetzt mal nicht aus. Ich dachte jetzt eher an ein Feuer, dass in der Kabine ausbricht und übergreifen könnte, oder, extremer, an ein Flugzeug, das dagegen fliegt. Aber auch solche Katastrophen muss der Lift aushalten können.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ARES am 11. Oktober 2010, 12:48:04
Das war auch meine ursprüngliche Überlegung zu diesem Thema. Aber was soll man über 36.000 Kilometer in Versorgungsleitungen transportieren? Mittlerweile würde ich annehmen, dass die 'Liftkabine' alles, was sie und eventuell an Bord befindliche Personen brauchen, selbst dabei hat. Kommunikation würde über Funk laufen, die Energieversorgung wäre auch in die Kabine integriert. Das Seil wäre tatsächlich nur Fahrbahn, die Kabinen autarke Fahrzeuge daran.

Energieversorgung, Datenübertragung und Funk über Laser.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 18. Oktober 2010, 21:59:55
http://www.itnewsonline.com/showprnstory.php?storyid=124679

Der 'Reportlinker' hat CNT ins Register der Industrie aufgnommen...

Was ich in Kürze so gefunden habe, scheint mir das das ein Netzwerk der Industrie ist, um Firmen mit Kontakten zu versorgen, um die Innovationen zu steigern und Möglichkeiten aufzuzeigen...

http://english.farsnews.com/newstext.php?nn=8907190765

Hier wird die Reaktivität der Kohlenstoffnanoröhrchen untersucht... Allerdings konnte ich nichts herauslesen, wie der Trend geht (reaktiver oder inerter als bisher gedacht??)

Interessant wäre dies für den Space Elevcator insofern, als Sauerstoff der Atmosphäre ein unisoliertes CNT-Seil angreifen könnte.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 18. Oktober 2010, 22:25:40
Die Frage der Wirkung auf Organismen wäre auch eine interessante Frage. Wenn sich CNTs wie Asbestfasern verhalten, sind sie ein ziemlich gefährlicher Werkstoff. Man weiß über die Langzeitwirkung solcher Materialien noch so gut wie nichts (woher auch), es könnte da also noch die eine oder andere Überraschung geben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 20. Oktober 2010, 19:41:47
Die Frage der Wirkung auf Organismen wäre auch eine interessante Frage. Wenn sich CNTs wie Asbestfasern verhalten, sind sie ein ziemlich gefährlicher Werkstoff. Man weiß über die Langzeitwirkung solcher Materialien noch so gut wie nichts (woher auch), es könnte da also noch die eine oder andere Überraschung geben.
Da hast du vollkommen Recht, wenn man die beim Lift einsetzt und die kommen irgendwie in die Kabine rein, was man sicher nicht verhindern kann, dann bekommen alle Nutzer Krebs, jedenfalls dann wenn sie nicht vorher an Luftmangel eingegangen sind weil sie die Tür zum Seil aufgemacht haben.
 ;D  ;D  ;D  ;D ;D  ;D  ;D  ;D;D  ;D  ;D  ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 20. Oktober 2010, 22:35:32
Ja, sehr lustig, Klakow.  >:(

Und was ist, wenn die Krebsrate rund um die Bodenstation in die Höhe schnellt?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 20. Oktober 2010, 23:10:40
Nun bleib mal locker, Ruhri :)
Wir wollen doch nur ein Kabel machen. Wenn sich das auflösen und verteilen würde, sodass es die Umgebung belastet, könnte man das ganze Konzept gleich wieder vergessen. Ein Kabel, dass sich verstreut, wäre ja absolut sinnlos und nach kurzer Zeit zu ersetzen. Das würde keiner betreiben wollen.

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 20. Oktober 2010, 23:19:35
Ach, ich bin doch (schon wieder) ganz ruhig, websquid.  ;)

Fakt ist aber, dass die Tauglichkeit von CNTs für einen Weltraumlift alles andere als sicher ist. Gerade in absoluter Bodennähe wäre das Kabel eben der Erdatmosphäre ausgesetzt, und da kann es zu völlig unerwarteten Effekten kommen. Womöglich würden abgetrennte Fasern im Nanobereich selbst durch fest verschlossene Drucktüren kriechen können, um noch einmal Klakows missglückten Witz aufzugreifen. Ehrlich, das Thema ist wirklich zu ernst für doofe Scherze.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 21. Oktober 2010, 05:55:41
Tut mir leid wenn du das als danebengegangenen Witz auffast.
Mir geht da ein wenig der Hut hoch wenn ich "sowas" von gefahren lese. Leider ist es bei uns in zwischen so das die "Bedenkenträger" die Medienhoheit haben, leider!!!

Nur mal kurz zum Verständnis, CNT sind deshalb so extrem zugfest, weil sie eigendlich ein riesiges Molekühl darstellen.
Man kann CNTs, Glypen, Diamand, Fulerone getrost nebeneinander aufführen. Das sind alles extrem Starke Verbindungen.

Schönen Moin noch, Klakow
(falls das jemand schon wie ich am Morgen liest)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 24. Oktober 2010, 18:56:45
Es gibt tatsächlich noch ein paar Hindernisse, die mir spontan einfallen.

Das geringere Problem sind elektrische Entladungen in der Atmosphäre. Schließlich ist ein Band, daß durch die Wolken in den Himmel führt, ein gigantischer Blitzableiter.

Das größere Problem wird durch den Sonnenwind verursacht. Bekanntlich führt der zum schwingen des Erdmagnetfeldes. In einen elektrischen Leiter, der sich in einem wechselnden magnetischen Feld befindet wird eine Spannung induziert. Die Kopfstation wird sich wechselseitig positiv und negativ aufladen. Das gesamte Konstrukt könnte sich wie ein gewaltiger Dipol verhalten wobei die Erde und die Kopfstation sich wie riesige Kondensatorplatten verhalten (Mit dem Band als Spule in der Mitte).

Auf der Erde ist das Problem von Pipelines bekannt. Die Alaska Pipelines sind aus doppelten Röhren aufgebaut. In der inneren Röhre strömt das Liquid (Öl,Gas) und das äußere dient dem Potentialausgleich der durch den Sonnenwind/Erdmagnetfeld induzierten Ströme.

Zu den Problem mit dem Krebs; ich glaube nicht, daß die Krebse von so einen Konstrukt in ihrer Ruhe gestört werden ;).
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 24. Oktober 2010, 21:09:07
Zitat
Das geringere Problem sind elektrische Entladungen in der Atmosphäre. Schließlich ist ein Band, daß durch die Wolken in den Himmel führt, ein gigantischer Blitzableiter.

Das ist der Eiffelturm auch...


Zitat
Zu den Problem mit dem Krebs
1. Im ersten Space Elevator wird in der Kabine niemand mitfahren, denn das wäre noch unerprobt.

Zuerst müsste man weitere Seile oer Satelliten hochschießen, um Geld zu machen und somit die Investitionskosten wieder reinzukriegen.

Und 2) rund um das Seil passiert den Leuten auch nichts, da 1) die Basis-Station im Meer am Äquator liegt 2) das Seil im atmosphärischem Bereich sowieso ummantelt sein muss.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 24. Oktober 2010, 21:30:22
Zitat
Das ist der Eiffelturm auch...

Dann bedenke aber bitte, daß der Eifelturm aus Stahl ist und so dimensioniert, daß Schäden durch Blitzeinschläge keine Auswirkungen haben.

Auch an Flugzeugen kommt es jedes Jahr zu Blitzeinschlägen. An den betreffenden Stellen entsteht eine Kerbe im Material.

Bei einem Band aus CNT's kann eine solche Kerbe zu einen Problem in der strukturellen Integrität des Materials führen. (Es kann dort zerreißen !)

 ::) Das mit den Krebs war von mir nun wirklich nicht ernst gemeint. ::)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 24. Oktober 2010, 22:24:19
Dann bedenke aber bitte, daß der Eifelturm aus Stahl ist und so dimensioniert, daß Schäden durch Blitzeinschläge keine Auswirkungen haben.


Und wir wollen doch nicht vergessen, dass der Eiffelturm geradezu winzig ist im Vergleich mit einem Weltraumlift. So gesehen stellt er einen ziemlich schlechten Vergleich dar.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 25. Oktober 2010, 12:12:47
Naja, aber ob die Eintritts'wunde' nicht gesteuert werden kann? Also, man hänge alle 500 Meter eine kleine Metallplatte an den Lift, und wenn der Blitz in diesen Blitzableiter einschlägt, wird keine Kerbe im Seil hinterlassen.

Außerdem, könnte es nicht sein, dass der Lift schon kleine Spannungen aufnimmt und somit in seiner Nähe keine Blitze zustandekommen?

Da er leitfähig ist, sollte es so passieren.

Oder man lädt in negativ auf, so dass er Blitze abstösst...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 25. Oktober 2010, 15:18:51
Oder man lädt in negativ auf, so dass er Blitze abstösst...
Im wahrsten Sinne des Wortes. Damit machst du den Lift vom Ziel zur Quelle des Blitzes - der Strom fließt aber trotzdem. Das ist nichts besser als ein Blitzeinschlag
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Meagan am 26. Oktober 2010, 20:33:15
Versteift Euch mal nicht zu sehr auf die Blitze. Ein richtiger Treffer und das Band ist auf dem Mars  ;) . Was wollt Ihr denn gegen die Ströme unternehmen, die durch das Erdmagnetfeld und flatternde Sonnenwinde entstehen. Das dürften einige tausend Ampere sein.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 27. Oktober 2010, 17:21:31
http://www.skywindpower.com/ww/index.htm

Hier ein Unternehmen, das mit 'Drachen' in 10km Höhe Windkraft ernten will... Der Jet-Stream dort weht beständig mit ca. 200km/h.

Ein Material für das Seil wird bereits gesucht.

Ob sie wohl in CNT investieren? Eine gute Zwischenetappe zum Spaceelevator...

Denn, wie gesagt: an der Stärke der CNT wird momentan praktisch nicht geforscht, da elektrische Eigenschaften kurzfristig absehbaren Profit erzeugen. Da es nun aber auch eine weitere, (2018 als Ziel des Unternehmen angegebene), kurzfristigere Perspektive gibt, könnte das die Entwicklung und Verbesserung anstoßen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 29. Oktober 2010, 11:15:00
http://nextbigfuture.com/2010/10/microwave-assisted-fabrication-of.html

Wieder mal was neues in der Kohlenstoff-Welt...

Mit Mikrowellen kann man CNT schneller und einfacher (=billiger) herstellen.

Ein weiterer Schritt in Richtung Massenproduktion von Kohlenstoff-Nanoröhrchen...


Un gleich noch was:

http://dvice.com/archives/2010/10/transparent-sup.php

Ein Protein, das mit Alzheimer in verbindung stehen dürfte, wurde in Israel künstlich erzeugt und soll 2*mal so stark wie Kevlar sein...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GG am 03. November 2010, 21:58:26
Die Übertragung von Energie auf ein Fluggerät mittels LASER funktioniert offenbar, zumindest über kurze Strecken.

http://www.heise.de/newsticker/meldung/Laser-Power-Beaming-haelt-Quadrokopter-12-Stunden-in-der-Luft-1129565.html
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 12. November 2010, 22:04:59
http://www.rdmag.com/News/2010/11/Manufacturing-Carbon-Nanotubes-A-Greener-Way-To-Grow-Carbon-Nanotubes/

MIT-Forscher haben einen Weg gefunden, CNT 'grüner' zu produzieren...

Es sollen nur 1/10 bis 1/100 der Treibhausgase erzeugt werden, außerdem wird ein Produktionsschritt übersprungen und es wird nur mehr die halbe Energie gebraucht...

Wahrscheinlich wird das langfristig zu deutlichen Kosteneinsparungen führen, was sich wiederrum positiv auf die Etablierung von CNT auswirkt.


___
Und gleich noch eine gute Nachricht:
http://www.materialsviews.com/details/news/874875/Nanowelded_Tubes_are_Superstrong.html

Forscher versuchten, CNT besser Strom leiten zu lassen, indem man sie mit Metallen verbindet.
Dabei kamen (unerwünscht) starke Multi-Walled -CNT raus, die 5-15 GPa (!) Stärke hatten. (welded bedeutet verschweißt, also CNT mit Metallen verschweißt?)

Mit 15 GPa könnte man doch schon arbeiten, oder?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 23. November 2010, 22:22:41
http://www.nanowerk.com/news/newsid=19094.php (http://www.nanowerk.com/news/newsid=19094.php)

Eine internationale Konferenz zu Nanomaterialien, darunter selbstverständlich auch CNT...

Und da der Bau eines Space Elevators damit steht und fällt... Hoffen wir, dass viele Ideen zusammengetragen werden, viele GPa zu erreichen ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 02. Dezember 2010, 19:49:28
Hier ein neuer Aretikel:
http://www.materialsviews.com/details/news/879989/Alignment_of_Nanotubes_within_Nanocomposites_Defines_Strength.html (http://www.materialsviews.com/details/news/879989/Alignment_of_Nanotubes_within_Nanocomposites_Defines_Strength.html)

Warum CNT in Verbundwerkstoffen die Eigenschaften des Trägermaterials verstärkt, ist noch nicht ausreichend geklärt.
Mit diesem Verständnis müsste man nicht mehr ungerichtet nach geeigneten Trägermaterialien suchen, sondern könnte die vielversprechendsten gleich ausprobieren.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 10. Dezember 2010, 21:46:26
6 GPa wurden bei einem dünnen Garn aus geflochtenen CNT erreicht.

http://www.dailytech.com/SuperStrong+PolymerCarbon+Nanotube+Blend+Outperforms+Kevlar/article20321.htm (http://www.dailytech.com/SuperStrong+PolymerCarbon+Nanotube+Blend+Outperforms+Kevlar/article20321.htm)

Zitat
Interestingly, the yarn fibers themselves had strength characteristics slightly inferior to kevlar.  For the engineers out there, the maximal reported values for ductility was ~20%, ~100Jg-1 for the energy to failure ratios, and ~1.4GPa for the specific strength.  But when the fiber bundles were woven together, forming a macro-fiber with specific strength of ~6 GPa and energy to failure ratios of ~500Jg-1

Technisch gesehen reichen 6GPa aus, um einen Space Elevator zu erzeugen.

Das Problem sind erstmal die hohen Produktionskosten, die wohl noch gesenkt werden müssen.
Dann muss man die bisherigen Prozesse zur CNT-Erzeugung ersetzen duch die Methode, mit der man diese viel stärkeren  CNTs erzeugt hat.

Des weiteren sinkt die benötigte Anzahl an Raketenstarts mit jedem GPa an spezifischer Stärke, das man gewinnt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: jakalama am 15. Dezember 2010, 22:19:46
Die Übertragung von Energie auf ein Fluggerät mittels LASER funktioniert offenbar, zumindest über kurze Strecken.

http://www.heise.de/newsticker/meldung/Laser-Power-Beaming-haelt-Quadrokopter-12-Stunden-in-der-Luft-1129565.html (http://www.heise.de/newsticker/meldung/Laser-Power-Beaming-haelt-Quadrokopter-12-Stunden-in-der-Luft-1129565.html)

Der Laser könnte doch auch mittels eines großen Heißluftballons mit fliegen bis der Lift in einer höhe ist das er auf Solarzellen umstellt und so kein großer Energieverlust entsteht. ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 19. Dezember 2010, 13:47:03
Die Übertragung von Energie auf ein Fluggerät mittels LASER funktioniert offenbar, zumindest über kurze Strecken.

http://www.heise.de/newsticker/meldung/Laser-Power-Beaming-haelt-Quadrokopter-12-Stunden-in-der-Luft-1129565.html (http://www.heise.de/newsticker/meldung/Laser-Power-Beaming-haelt-Quadrokopter-12-Stunden-in-der-Luft-1129565.html)

Der Laser könnte doch auch mittels eines großen Heißluftballons mit fliegen bis der Lift in einer höhe ist das er auf Solarzellen umstellt und so kein großer Energieverlust entsteht. ;)

Ein Heißluftballon ? Das ist aber ein bisschen viel Science Fiction. Einen Heißluftballon an einen stabilen Ort in der Atmosphäre zu halten dürfte eine Illusion sein. Das ist genauso wenig machbar, wie eine Rakete an einem Ballon in 10 km Höhe zu transportieren um sie knapp oberhalb des größten Teils der Atmosphäre zu starten.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: endrimac am 04. Januar 2011, 19:56:44
Die Übertragung von Energie auf ein Fluggerät mittels LASER funktioniert offenbar, zumindest über kurze Strecken.

http://www.heise.de/newsticker/meldung/Laser-Power-Beaming-haelt-Quadrokopter-12-Stunden-in-der-Luft-1129565.html (http://www.heise.de/newsticker/meldung/Laser-Power-Beaming-haelt-Quadrokopter-12-Stunden-in-der-Luft-1129565.html)

Der Laser könnte doch auch mittels eines großen Heißluftballons mit fliegen bis der Lift in einer höhe ist das er auf Solarzellen umstellt und so kein großer Energieverlust entsteht. ;)

Ein Heißluftballon ? Das ist aber ein bisschen viel Science Fiction. Einen Heißluftballon an einen stabilen Ort in der Atmosphäre zu halten dürfte eine Illusion sein. Das ist genauso wenig machbar, wie eine Rakete an einem Ballon in 10 km Höhe zu transportieren um sie knapp oberhalb des größten Teils der Atmosphäre zu starten.

Ich glaube, dass war wegen dem Smile nicht ganz ernst gemeint von Jakalama.  :D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: jakalama am 05. Januar 2011, 07:49:22
Klar war das nicht ernst Gemeint allein weil sie viel zu klein sind.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 11. Januar 2011, 11:30:31
Zitat
http://www.space-travel.com/reports/An_Escalator_To_Space_Not_Very_Far_Away_999.html

Ein indischer Weltraumexperte erzählt über den Spaceelevator, den er für bald realisierbar hält....

Ansonsten nichts neues, eigentlich....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Tiefflieger am 17. Januar 2011, 14:09:33
Leider ist "bald" eine sehr dehnbare Zeitangabe!

2020? 2035?

Ob wir das noch erleben?

Ich lese gerade "Limit" von Frank Schätzing, sehr interessante Lektüre :o
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 17. Januar 2011, 15:00:28
Limit ist ein sehr gutes Buch, nur er Anfang ist sehr verstrickt, und es dauert einige Zeit, um hineinzukommen...

Aber ich würds wieder lesen ;)


Zeitangaben kann man leider keine genauen machen, denn der ermöglichende Quantensprung könnte genausogut morgen als auch erst 2030 geschehen...
Dazu müsste man hellsehen...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 18. Februar 2011, 09:55:36
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3386.0 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3386.0)

Habe das hier in den Archiven des Forums gefunden und dachte, das sollte man der Vollständigkeit halber vielleicht hier rein verlinken :)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 19. Februar 2011, 01:34:31
Hmm.. "bald"

Imo. hängt es auch davon ab inwiefern es sich für bestimmte Regierungen/Frimen hier lohnt Geld reinzustecken. (Mars Direct wäre z.b. ja schon seit ca. 15  Jahren schon technisch machbar..  ;))

Erste Vorläufer könnte ich mir ca. so um 2030-2040 vorstellen. Allerdings wäre ein "langsamer" Lift (welcher ca. 1 Woche in den GEO braucht) wie ihn manche Konzepte vorsehen imo. nur für den unbemannten Transport geeignet.

Mein Lieblingskonzept ist ja der Orbitallift aus Gundam 00.

http://gundam.wikia.com/wiki/Orbital_Elevator (http://gundam.wikia.com/wiki/Orbital_Elevator)

Ein ähnliches Konzept favorisiert auch die NASA.

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast07sep_1/ (http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast07sep_1/)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: lunatic am 20. Februar 2011, 19:33:02
Hallo zusammen,

ich bin sehr am Thema Space Elevator interessiert und habe eure Diskussion gespannt verfolgt. Nach lesen dieses Threads habe ich 2 Fragen. Ich bin mir ziemlich sicher, dass sie nicht bereits beantwortet wurden. Falls doch, entschuldige ich mich im voraus.

Meine Fragen sind:

- Wäre es möglich, mehrere "Kapseln" gleichzeitig am Seil hochzuschicken, oder würde das Seil dabei zu stark belastet werden. Wenn es möglich ist, wie viele Kapseln ließen sich gleichzeitig hochschicken? Ich gehe erstmal davon aus, dass sich die Kapseln selbstständig mit Energie für Antrieb usw. versorgen würden.

- Würde es (auch von den Kosten her) sinn machen, 2 parallel nutzbare Kabel zu haben? Eines führt hoch, ein zweites wieder runter. Bräuchte man dafür ein zweites Gegengewicht?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 20. Februar 2011, 19:58:46
- Wäre es möglich, mehrere "Kapseln" gleichzeitig am Seil hochzuschicken, oder würde das Seil dabei zu stark belastet werden. Wenn es möglich ist, wie viele Kapseln ließen sich gleichzeitig hochschicken? Ich gehe erstmal davon aus, dass sich die Kapseln selbstständig mit Energie für Antrieb usw. versorgen würden.
Das kommt darauf an, wie stark das Seil wird ;). Prinzipiell sollte das machbar sein, sofern das System dafür belastbar ist. Ich denke aber, dass das erst ein Thema für die zweite Generation wäre, man sollte schon froh sein, wenn man überhaupt einen Space-Elevator bauen könnte. Das Problem dabei ist aber, wie kommen die Kapseln aneinander vorbei - oder übergibt man die Fracht von einer Kapsel an die nächste?
- Würde es (auch von den Kosten her) sinn machen, 2 parallel nutzbare Kabel zu haben? Eines führt hoch, ein zweites wieder runter. Bräuchte man dafür ein zweites Gegengewicht?
Sinn könnte es dann für größere Mengen machen: Ein Kabel zum Rauffahren, eines zum Runterfahren, an jedes ein paar Kapseln dran. Da ist dann die Frage, ob man die beiden fest verbindet im Zielorbit und an diese Station das Gegengewicht macht, oder zwei unabhängige Kabel, zwischen denen man hin- und herfliegt.

mfg websquid
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 21. Februar 2011, 09:38:32
Wenn das Kabel eine 'Nutzlast' von 10 Tonnen hätte, wäre es ja egal, ob man 2*500 Kilogramm oder 4*250kg usw. nimmt...

Das könnte sogar produktiver sein, da ein Crawler (was du als Kapsel bezeichnet hast) dann oben als kleines Gegengewicht fungiert, somit würde das Kabel etwas entlastet...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 02. März 2011, 11:26:07
Auf dem gebiet der CNT-Forschungtut sich wenig.

Die Nasa sollte einen Wettbewerb a la X-Price auschreiben.

100 Millionen für ein 1 km langes seil max Stärke 0,1mm und einer Zugfestigkeit von 30 GPa
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 03. März 2011, 09:18:57
Zitat
Auf dem gebiet der CNT-Forschungtut sich wenig.
Naja, das musst du differenzieren:
Auf dem Gebiet der Elektronik wird schon daran geforscht, jeder schwärmt von Kohlenstoff-Transistoren.

Nur bringt uns das halt "nix", naja, die Comuter könnten wieder ein bisschen schneller werden...
Aber die Revolution wäre ja die Materialstärke... Damit könnte man einen billigen Zugang zum Weltraum schaffen - und das halte ich für wertvoller als ein noch schnellerer Computer...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 03. März 2011, 09:53:28
Die einen sagen so, die anderen so. ::)

Aber vielleicht erfordert die Konstruktion eines Weltraumlifts so viel Rechenkapazität, dass man diese CNT-Computer dringend dafür brauchen wird!?  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 03. März 2011, 13:08:22
An den Crawlern zu Forschen und das Seil links liegen zu lassen ist für mich ziemlicher Unsinn.
Mit einem entsprechenden Preisgeld, könnte man zumindest das Intresse der Materialforscher wecken.


Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 03. März 2011, 20:05:15
Also dass Crawler gebaut werden können, steht für mich außer Frage. (Stromversorgung bestimmt Geschwindigkeit - ob solar+laserbeam oder Atom)

An das Seil glaube ich.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 03. März 2011, 20:10:56
Also dass Crawler gebaut werden können, steht für mich außer Frage. (Stromversorgung bestimmt Geschwindigkeit - ob solar+laserbeam oder Atom)
Einige Forschungsarbeit dürfte dafür aber trotzdem noch notwendig sein. Man bräuchte immerhin ein Gerät, das wartungsfrei eine Strecke von 36.000 Kilometern zurücklegen kann, also fast einmal um die Erde. Wenn man es nicht im Orbit warten will, sogar 72.000 Kilometer.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 03. März 2011, 22:46:15
Nicht zu vergessen das Problem mit der Geometrie und Masse. Wenn die Energieversorgung ausfällt, macht so eine Kabine doch einen Wiedereintritt mit all den bekannten Problemen.

Ein Chemiker erklärte mich vor übrigens vor kurzem, dass so ein Seil (bzw. eine durchgehende Faser) aus einem einzigen CNT- oder Graphen-Riesenmolekül bestehen müsste. Seitdem kann ich an die Realisierung noch weniger glauben...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 04. März 2011, 09:18:46
Zitat
Ein Chemiker erklärte mich vor übrigens vor kurzem, dass so ein Seil (bzw. eine durchgehende Faser) aus einem einzigen CNT- oder Graphen-Riesenmolekül bestehen müsste. Seitdem kann ich an die Realisierung noch weniger glauben...

Das hatte ich mir zuerst auch gedacht. Aber hier weiter hinten im Thread wurde von Spleißen - einer bestimmten Art der Verknotung - geschrieben.

So eine Knotenstelle hält das Vielfache (war sogar es das hundertfache?) aus wie das Seil selbst.

Eine bestimmte Mindestlänge der Fäden müsste man natürlich erreichen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 04. März 2011, 09:30:24
Ich weiß - der Vorschlag kam (unter anderem) von mir. Allerdings hatten einige auch schon gesagt, dass CNT-Seile zu glatt dafür wären. Das wäre aber so oder so ziemlich blöd, weil man mit einer einzelnen CNT-Faser absolut nichts in den Weltraum bekäme. Wenn Spleißen nicht funktioniert, dann auch nicht Verseilen.

Ich prophezeie, dass die Forschung an der Lösung aller Probleme noch seeeeehr lange dauern wird.  :'( ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 04. März 2011, 10:00:43
Spleisen ist machbar,

die Diskussion war vor einem halben Jahr schon mal da.

Akzeptiert werden muss nur, das man für ein Seil, welches aus vielen einzelfasern einen Faktor in die Zufgfestigkeit einrechnen muss.

Bei 63MPa Laborwert für Einzelfaser sind es dann vielleicht noch 15 MPA (reine Schätzung)

Deshalb mein Vorschlag mit dem Preisgeld für ein 1km Seil.
Ob nun ein monofilares Seil oder Millionen von CNT Fasern parallel verwoben werden ist mir Wurscht.

Nur die Zugbelastung des Gesamtseils sollte das Kriterium sein.


Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 04. März 2011, 10:03:54
Das kann aber nur eines von vielen Kriterien sein, denn die Kabinen müssen genau auf das Seil abgestimmt sein, und dann ist eben die Frage, wie stabil so ein Seil gegenüber Eigenschwingung, Bestrahlung oder Kollisionen ist, und wie man es warten und reparieren kann.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 04. März 2011, 11:46:08
Dazu braucht man aber ein Seil.

Wenn man keines hinkriegt, dann hätte man sich das Geld für die Crawler schenken können...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 04. März 2011, 11:52:52
Sicher - aber die mögliche Zugbelastung ist da eben nur ein Kriterium unter vielen, und vielleicht noch nicht einmal das wichtigste. Immerhin kann man die ziemlich gut prüfen, indem man einfach mit einer entsprechenden Testapparatur daran zieht. Andere Kriterien dürften erheblich verzwickter zu verifizieren sein.

Ich habe allerdings auch noch von keinem Konzept für die Crawler gehört, das mich wirklich überzeugt hätte. Vielleicht haben wir irgendwann ein Seil, aus dem man einen Aufzug bauen könnte, aber keine passenden Kabinen dazu, weil die Anforderungen jedes mögliche Material überfordern.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Avatar am 04. März 2011, 14:56:00
Wie kriegt man das Seil eigentlich nach oben ? Oder kann man es direkt vor Ort produzieren ?

Avatar
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 04. März 2011, 22:14:51
Zitat
aber keine passenden Kabinen dazu, weil die Anforderungen jedes mögliche Material überfordern.

Wenn die Kabinen 10 mal schwerer sind, gibt es halt 10 mal weniger Nutzlast.

Ich sehe den Seil als Limitierenden Faktor...

Zitat
Wie kriegt man das Seil eigentlich nach oben ?
Mit einem zweiten Space Elevator :) Und da beisst sich die Katze in den Schwanz ;)

Höchstwahrscheinlich mit konventionellen Raketenstarts. Je nach Materialstärke können das einige wenige bis Vielfache er Zahl 10 sein.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 05. März 2011, 00:28:24
Wenn die Kabinen 10 mal schwerer sind, gibt es halt 10 mal weniger Nutzlast.

Ich sehe den Seil als Limitierenden Faktor...

Ach weißt du, ich befürchte Schwierigkeiten, die ein paar Größenordnungen höher liegen, und da könnten mit verfügbarer Technik die Kabinen noch nicht einmal sich selbst mit 0 kg Nutzlast nach oben schaffen. Und selbst wenn du recht hättest - es gibt da sicherlich einen Punkt, an dem die Nutzlast so gering ist, dass ein Raketenstart billiger kommt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 12. März 2011, 00:36:30
Wie kriegt man das Seil eigentlich nach oben ? Oder kann man es direkt vor Ort produzieren ?
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Meine Idee sieht so aus:
1) Zuerst konstruiert man mal einen Schlepper mit großen Sonnensegel wie das auf der Astra Homepage für VASIMIR Triebwerken dargestellt ist.
2) Roboterstation in ein LEO Orbit bringen, welche in der Lage ist ein erstes Teilband von vielleicht 10% der Endbreite zusammen zubauen.
(man befindet sich in der Phase noch in Erdnähe, vielleicht bei oder Nahe der ISS.
3) Dann Stück für Stück die Teile in eine niedrige Umlaufbahn. Am besten mit einer Ariane 5 oder von mir aus einer Atlas-Centauer oder so. Und zwar deswegen weil diese Träger in niedrigen Orbithöhen viel mehr Nutzlast haben.
4) Dann die Teilstücke oder besser Bandfaserteilstücke von z.B. 1/100 der fertigen Bandbreite, mit dem Schlepper von einer vielleicht 200km LEO Orbit bis in das ISS Orbit bringen. Aber vielleicht geht das wegen der ISS Bahn nicht oder ist unpraktisch.
5) Dann hängt man die Roboterstation mit den 10% vom Band An den Schlepper und lässt beim hoch hieven das untere Ende mit einem kleinen Gegengewicht langsam unten raushängen. Das Gesamtsystem hat natürlich dann immer noch eine viel höhere Winkelgeschwindigkeit als als ein Satelit im GEO Orbit.
6) Man bringt das Bandstück so nach oben, so das das untere Ende immer etwas vor hängt von der Senkrechten, um möglichst einen Teil zu hohen Winkelgeschwindigkeit abzubauen. (Ob das geht weis ich allerdings nicht)
7) Das setzt man so lange fort bis man in vielleicht 120.000km am Band Ende ist.
8) Dann lässt man das untere langsam absinken bis man es in der Bodenstation befestigt hat.
9) Dann bringt man die weiteren Teilestücke in LEO Orbits und schleppt sie bis auf GEO höhe zum Lift.
10) Dort nimmt hängt man das eine Ende an einen Roboter der sich am Lift langsam nach unten hangelt. Das andere Ende bringt man unter abwickeln ständig weiter nach außen. Da der untere Teil um ca. 2km/s bis zum Boden abgebremst werden muss und der obere Teil beschleunigt werden muss wird das Band unten etwas in Umlaufrichtung beschleunigt und das ober in die andere Richtung. Da das Band vom Lift auf die Bodenstation etwas Zug ausüben wird, entstehen dabei zwei Kraftvektoren in die gewünschten Richtungen.
Beim fahren beider Zugroboter ins GEO Orbit zurück, können beide das neue Bandmaterial mit dem Hauptband verbinden.



in eine etwas etwas  VASIMR Triebwerken um ca. 2km/s beschleunigen um das Paket in ein GEO Orbit zu bringen.
5) Die Teilbänder quer zur Bandrichtung vielleicht mit sowas ähnlichem wie vernähen zu einem Band verbinden und dabei das eine
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 12. März 2011, 07:43:09
Guten Morgen,

auf 200km Höhe gibt es keinen stabilen Orbit. Da kannst du mit Stunden rechnen bis die Teile wieder unten sind. GOCE fliegt bei 250 - 260 km und braucht ständig Schub von seinem elektrischen Antrieb.

Die Idee mit dem "vorhängen lassen des unteren Teils während des Hochschleppens, um die Winkelgeschwindigkeit abzubauen" wird so auch nicht funktionieren, zumindest nicht wie du erhoffst (wenn ich dich richtig verstanden habe). Wenn man höher aufsteigt wird man nach den Gesetzen der Orbitmechanik soundso langsamer, obwohl man auf der Bahn beschleunigt. Man muss nicht künstlich abbremsen, um "oben" anzukommen, sondern immer weiter Gas geben.
Beim senkrechten Abrollen eines Seils greift das Gravitationsmoment und versucht das Kabel senkrecht zu ziehen (aus Sicht der Erdoberfläche), also in Rotation zu versetzen (aus Sicht eines Inertialsystems). Den Drehimpuls dazu klaut es aus der Orbitbewegung des Systems. Das Ganze verliert so Orbitenergie und beginnt zu sinken, was zusätzliche Energiezufuhr durch Triebwerke erfordert.

Das hatten vorher schon mal, samt Bild der Kräfte:
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.msg140701#msg140701 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.msg140701#msg140701)

(http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?action=dlattach;topic=4649.0;attach=842;image)


Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 12. März 2011, 22:29:16
Das die untere Bahn nicht stabil ist, wahr mir schon klar. Entscheidend ist aber das man selbst für eine 400km LEO immer noch ca. 2km/s weniger delta V benötigt. Natürlich muss man den Lift im Prinzip je höher man kommt mehr Bahngeschwindigkeit mitgeben. Dazu ja ein Schlepper mit VASIMR mit Solarplannes. Und das nur deshalb, um dem Sei/Bandl einen zwar langsameren Aufstieg, aber auch einen erheblich Treibstoff einsparenden Transport  zu ermöglichen.
Im Prinzip muss das Liftseil am jedem Punkt später die selbe Winkelgeschwindigkeit haben wie die Erde, nur halt bei zunehmender Höhe halt mehr Geschwindigkeit.
Ich denke normalerweise gibt man einer Rakete einfach im LEO soviel mehr an deltaV um im  Apoapsis der Bahn mit einem Zusätzlichen Impuls auf einer Kreisbahn zu gelangen. Nun ist es ja wohl so das der untere Teil mit 7,8km/s erst mal viel mehr Energie hat als dann wenn der Lift fertig ist. Hierzu muss man den Lift schon eine Schräge mitgeben, weil man ja will das der untere Teil mit zunehmendem Zug weg von der Erde immer langsamer wird. Wenn der untere Bandabschnitt langsamer ist als er eigentlich müsse um nicht runter gezogen zu werden singt er nach unten es sein den, der in höherem Bahnabschnitten liegende  Liftabschnitt ist zu schnell für den Bahnabschnitt. Dann wird etwas nach Außen gezogen, also richtet sich der Lift langsam auf. Es ist natürlich klar das man das deltaV nicht geschenkt bekommt, aber vielleicht gelingt es mit der Methode den Gesamtbetrag von Liftmasse*INTEGRAL(minV/maxV) v(h) nahe am Minimum zu halten.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 13. März 2011, 01:17:00
Soll ich dir sagen, was mich an deinen Ideen stört, abgesehen davon, dass Schillrich sie für Quatsch hält? Du benutzt zu oft das Wort "vielleicht". Ich gebe dir einen Ratschlag: Vergiss es einfach - das klappt so auf keinen Fall.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 13. März 2011, 09:06:59
Guten Morgen,

ich denke du denkst zu kompliziert (und formulierst vielleicht auch zu unscharf), so dass deine Idee nicht wirklich verständlich ist.

Fakt ist:

Wo an diesen Stellen willst du "eingreifen"? Was soll anders sein? Wo willst du wie sparen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 13. März 2011, 22:37:11
... Wo willst du wie sparen?

Ich denke ich habe dich verstanden.
Sparen will ich bei der Anzahl der nötigen Raketenstarts.
Es ist ja wohl klar, das eine Rakete in einem LEO Orbit mehr Nutzlast absetzen kann als für ein GEO Orbit.
Es ist mir auch klar, das am Ende das Gesamtsystem ein bestimmtes M*v2 benötigt, oder anders ausgedrückt man muss den System einen bestimmten Energiebetrag spendieren, um den Lift in seine Umlaufbahn zu bringen.

Setzt man das (Teil)Seil aber in einem LEO Orbit  aus, braucht man erst mal ein viel kleineres delta v?
Wenn man das restliche delta v mittels VASIMR getriebenen Schlepper bewirkt, braucht man zwar immer noch den gleichen Energiebetrag, aber NICHT die gleiche Treibstoffmasse, wegen dem ISP von mindestens 30km/s anstatt max. 4,65km die man mit chemischen Triebwerken erreichen kann, oder?

Natürlich ist klar, das man die LEO Bahn so wählen muss, das die Abbremsung der Restlufthülle, kleiner ist als den Schub den ein Schlepper erzeugen kann.
Man muss dem Schlepper zwar auch Treibstoff mitgeben, aber halt nur ein Bruchteil dessen den ein chemisches Triebwerk bräuchte.
Man kommt also mit erheblich weniger Raketenstarts aus.
Schöner Nebeneffekt, Nach dem der Lift gebaut ist, hat man den Schlepper für andere Missionen frei.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 14. März 2011, 07:54:24
Na das passt. Aber muss man während des langsamen Aufstiegs bereits das Band abrollen? Damit das Gravitationsmoment "effektiv greift" und so das wachsende Seil senkrecht hält, muss es schnell abgerollt werden (ich suche noch mal nach der Quelle), deutlich schneller als der Spiralorbit ansteigt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 15. März 2011, 12:51:23
Die Wirkung des Gravitationsmoments am Anfang des Abspulens kann man so abschätzen und dabei die "optimale" Abspulrate bestimmen:


Wenn man von einem leichten Seil der länge r mit einer relativ großen Endmasse m ausgeht, dann ist sein primäres Trägheitsmoment I genähert:
I=mr^{^2}

Das Gravitationsmoment ist dann mit Bahnradius R, Gravitationsparameter der Erde \mu und Auslenkung des Seils von der Lotrichtung \alpha, ebenso genähert:
M=\frac{3\mu}{R^{^3}}I\alpha

Dieses Moment wirkt sobald sich das Seil aus der Lotrichtung um den Winkel \alphabewegt. Damit wirkt es auf die Eigenrotation des Seils und damit dessen Drehimpuls.

Wenn das Seil von der Erdoberfläche aus gesehen eine stabile Lage behält, rotiert es im Laufe eines Orbits einmal um sich selbst mit der konstanten Winkelgeschwindigkeit \omega und hat damit den Drehimpuls:
p=I\omega.

Das Moment M bewirkt eine Änderung dieses Drehimpulses p:
M=\frac{dp}{dt}

\frac{3\mu}{R^{^3}}I\alpha=\frac{dI\omega}{dt}

\frac{3\mu}{R^{^3}}mr^{^2}\alpha=\frac{dr}{dt}2mr\omega+\frac{d\omega}{dt}mr^{^2}

Der letzte Term, die Änderung der Winkelgeschwindigkeit, ist Null, da das Seil sein schon bestehende Rotation ja gerade beibehalten soll. Wenn man jetzt die verbliebenen Terme nach der Änderung der Länge r auflöst, hat man die Wachstumsrate des Seils, bei der unter Winkel \alpha genau dieser Winkel beibehalten wird, weil das Gravitationsmoment genau die "richtige Menge" Drehimpuls an das wachsende Seil liefert:

\frac{3\mu r \alpha}{2R^{^3}\omega}=\frac{dr}{dt}




... in der Hoffnung die Formeln noch richtig zusammenbekommen zu haben ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 17. März 2011, 22:53:06
Das ist schon mal sehr schön, aber das sieht mir irgendwie nach einer Differentialgleichung aus und ehrlich gesagt, seid meinem Studium sind schon gut 22 Jahre vergangen und seid dem begreife ich zwar immer noch das System um das es geht, aber die Praxis ist halt nach über 22 Jahren eingerostet.
Aber vielleicht füllst du das mal mit ein paar Zahlen als Beispiel.

Gruß, U.Klakow
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 17. März 2011, 23:16:28
Ja, das ist eine Differentialgleichung. Die könnten wir jetzt integrieren, brauchen wir aber gar nicht. dr/dt ist die Abrollgeschwndigkeit. Setze links die gewünschten Werte ein und du bekommst die notwendige Abrollgeschwindigkeit für den links beschriebenen Fall.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 27. März 2011, 14:30:08
Ich habe es jetzt doch mal gerechnet und es zeigt sich wieder mal: Engineering is done with numbers ... Der Fachartikel, der ursprünglich meine Quelle war, lag bei der Abrollrate komplett daneben, samt Fehlern in den dort abgeleiteten Formeln (nicht so die Formeln auf dieser Threadseite ;)).

Es ergeben sich folgende Zeiten für die Wachstumsphase des Kabels, wenn man bei 1m Länge und 10° Abweichung von der Senkrechten im GEO beginnt:

r: 1m --> 1km
t = 361 550 s ... ca. 100 h

r: 1km --> 2km
t = 36 279 s  ... ca. 10 h

r: 2km --> 3km
t = 21 222 s  ... ca. 5,9 h

r: 3km --> 4km
t = ... ca. 4,2 h

r: 4km --> 5km
t = ... ca. 3,2 h

Man beginnt langsam und muss immer schneller werden, um vom Gravitationsmoment immer genau "den richtigen" Drehimpuls nachgeliefert zu bekommen, um bei 10° Auslenkung zu bleiben. Das Ganze gilt nur so lange man die Masse des Kabels gegenüber der Endmasse vernachlässigen kann und so das Trägheitsmoment des Kabels mit I=mr2 angenähert werden kann.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Poseidon am 29. März 2011, 06:17:02
Gibt es eigentlich schon ein Pilotprojekt zum Space Elevator das in der nahen Zukunft realisierbar wäre?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: knebel99 am 29. März 2011, 09:58:51
Schön wäre doch auch mal ein kleiner Modellversuch zum Elevator, ne kleine Zentrifuge die die Erde und einen Satelliten simuliert, der dann ein Kabel ausrollt...

mfg
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: endrimac am 30. März 2011, 14:39:05
@Poseidon:

Nein leider nicht, es ist aktuell geplant 2032 einen Aufzug zu bauen, aber dies wird zu einer hohen Wahrscheinlichkeit nicht eingehalten werden können. Schon der alte Termin 2018 wird total verfehlt werden, selbst die Materialen fehlen noch. Wenn du dich informaieren willst hier ein paar Seiten:

http://www.isec.info/ (http://www.isec.info/)
http://www.liftport.com/ (http://www.liftport.com/)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 30. März 2011, 16:42:02
Hallo

Schön wäre doch auch mal ein kleiner Modellversuch zum Elevator, ne kleine Zentrifuge die die Erde und einen Satelliten simuliert, der dann ein Kabel ausrollt...

mfg


Was sollte das testen, prüfen oder verifizieren? Interessant und unbekannt sind die realen Größenordnungen eines Space Elevators, keine 20m-Replik.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: knebel99 am 30. März 2011, 20:08:47
Ganz so unnütz sehe ich das nicht, ein Jumbo wird ja vorher auch als Modell z.B. im Windkanal getestet; genauso wie auftretende Vibrationen etc könnte man sowas dann aufs original hochrechnen!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 30. März 2011, 21:28:47
So einfach und pauschal ist das nicht. Rechnen kann man viel, innerhalb der Grenzen eines Modells. Berechnen kann man alle Elemente eines Elevators ohne Probleme, da gibt es schon viele Arbeiten mit Ergebnissen zu Zugfestigkeit, Massen, Energiebedarf, Dynamik, Stabilität, Kosten ... Und? Es fehlt der Bau dieser riesigen Elemente, ihr Betrieb. Das sind die ungelösten Konstruktionsfragen, nicht die Grundtheorie, wie sich ein langes Seil verhält.

Um es greifbar zu machen:
Nur weil ich die Aerodynamik eines Jumbomodells im Windkanal vermessen habe, sagt mir das gar nichts zur Konstruktion der großen Maschine. Wie baue ich das Fahrwerk? Die Triebwerke? Die Rumpfstruktur, die Hydraulik, die Avionik ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: knebel99 am 31. März 2011, 18:49:54
Ok, dann wär aber nach deiner Theorie ein Modell im Windkanal eines Jumbos überflüssig, man könnte ja auch hier alles berechnen!

m.E. gibts da auch noch die Praxis, nicht nur Theorie! und ich bezweifle, dass man z.B. komplexe Luftströmungen und die daraus resultierenden schwingungen so leicht exakt berechnen kann;
In der Luftfahrt werden bzgl. schwingungen und verformungen viele Modelle getestet, Flügel auch in Originalgröße; und das obwohl vorher alles nach bestem gewissen berechnet wurde!

Ein anderes Beispiel wären lange Brücken, da werden auch Modelle im Windkanal auf herz und nieren getestet!

Ein Seil mit der Länge X mit der Zugfestigkeit Y kann man ohne Frage berechnen und noch viel mehr; das heisst aber noch lange nicht dass hier nur noch ein Geldgeber fehlt und
man mit dem Bau loslegen kann!

mfg h-j
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: knebel99 am 03. April 2011, 11:42:13
Anderes Thema:

Müsste sich ein Seil dieser Länge nicht in sich verdrehen bzw. verdrillen? Ähnlich dem Effekt bei einem Wasserstrudel?

mfg
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 04. April 2011, 15:16:11
Anderes Thema:

Müsste sich ein Seil dieser Länge nicht in sich verdrehen bzw. verdrillen? Ähnlich dem Effekt bei einem Wasserstrudel?


Gegenfrage:

Woher soll eine Kraft kommen, die das Seil um sich selbstr wickelt

Mir fällt da nix ein, muss aber nicht heißen, dass es da nix gäbe.  ???
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: knebel99 am 05. April 2011, 09:30:10
Meinte damit die Corioliskraft!

Ist mir aber nicht ganz klar welchen Einfluss die auf so ein langes Seil haben könnte...
Oder aber auch starke Winde in Kombination in unterschiedlichen Höhen!

mfg
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 05. April 2011, 20:19:59
Über Wind mache ich mir wenig Gedanken. Der wirkt auf 50 von ca. 36.000 Kilometern, das ist weniger als 0,2 % der gesamten Länge. Viel interessanter dürften da die Querkräfte sein, dich sich aus der für die jeweilige Höhe falsche Winkelgeschwindigkeit des Seilstücks ergeben. Und vor allem die Veränderung dieser Kräfte, wenn sich eine Kabine am Seil entlang bewegt. Das dürfte das Seil auf jeden Fall ins Schwingen bringen. Was ist für ein Seil von dieser Länge eigentlich die eigene Grundschwingung?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 11. April 2011, 14:06:14
Hier gibt es einen interessanten Artikel zu Nanofäden:

Aus Pulvern werden Nanofäden
 (http://www.heise.de/tr/artikel/Aus-Pulvern-werden-Nanofaeden-1181234.html)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 08. Mai 2011, 20:31:09
Über Wind mache ich mir wenig Gedanken. Der wirkt auf 50 von ca. 36.000 Kilometern, das ist weniger als 0,2 % der gesamten Länge. Viel interessanter dürften da die Querkräfte sein, dich sich aus der für die jeweilige Höhe falsche Winkelgeschwindigkeit des Seilstücks ergeben. Und vor allem die Veränderung dieser Kräfte, wenn sich eine Kabine am Seil entlang bewegt.

Im Grunde wurde das in diesen Tread schon 10.000 mal durchgekaut. Einfach mal alle Beiträge lesen.

 
Zitat
Das dürfte das Seil auf jeden Fall ins Schwingen bringen. Was ist für ein Seil von dieser Länge eigentlich die eigene Grundschwingung?

Die Grundschwingung wird wohl bei der Länge sehr niedrig sein. Viel interessanter dürften da die harmonischen Oberwellen sein. Maßgeblich wird die Schwingung aber von der Konstruktion bestimmt. Eine Gitarrensaite ändert ihre Eigenfrequenz mit der Vorspannung.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sandzo am 17. Juni 2011, 19:10:43
Könnte man eine art Magnetschwebe Bahn die nach oben führt am Seil entlang bauen damit es schneller nach oben Geht?

vorausgesetzt man bekommt es mit der Energieversorgung in den Griff über so weite distanzen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 17. Juni 2011, 19:43:37
Theoretisch könnte man das, aber das Hauptproblem dabei hast du sehr gut erkannt 8)

Um Strom über die Distanz leiten zu können ( was für den Magneteffekt nötig ist) müsste das Kabel ein Supraleiter sein. Wie das bei den Temperaturen im Weltraum aussehen könnte weiß kein Mensch - derzeit hält man es für unmöglich, bei so hohen Temperaturen einen Supraleiter zu betreiben
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sandzo am 18. Juni 2011, 01:14:49
Wie schnell könnte so ein theoretisches Gefährt werden. Auf der Erde an horizontalen strecken legen diese magnetschwebebahnen bis 600-700 km/h hin. Mit der Entfernung von 36'000 km nimmt die Gravitation und der Luftwiderstand ab so könnte die "Gondel" noch schneller beschleunigen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: -eumel- am 18. Juni 2011, 04:05:05
Warum hast Du´s denn so eilig?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sandzo am 18. Juni 2011, 11:14:05
Mit einem Weltraumlift, wäre die Raumfahrt erwschinglich. Ich dachte mir in Zukunft wird es wohl Mondtourismus & Co. geben.

Aber 36 000 km sind eine sehr lange Strecke. bei 100 km/h Fahrtgeschwindigkeit würde man 360h/15 Tage brauchen.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: endrimac am 18. Juni 2011, 22:08:14
ich denke, dass die Gondel immer gleichmäßig beschleunigt und auf ca. 300 km/h konstant bleibt. Da wäre der Energieaufwand noch mit heutigen ICEs vergleichbar und trotzdem ist man in einer relativ kurzen Zeit im Orbit (5 Tage dann)

Später wird man das System vermutlich (so ab 2070) verbessert haben, dass man auch mit 1000km/h im Durchschnitt fahren könnte. Wohl technisch ist das eher ein geringes Problem. Das klassische Problem beim Lift ist eben, wie kriege ich die ganze Energie zur Gondel.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sandzo am 19. Juni 2011, 00:40:49
Zitat
ich denke, dass die Gondel immer gleichmäßig beschleunigt und auf ca. 300 km/h konstant bleibt. Da wäre der Energieaufwand noch mit heutigen ICEs vergleichbar und trotzdem ist man in einer relativ kurzen Zeit im Orbit (5 Tage dann)

Der Luftwiederstand und die Anziehungskraft nehmen mit der Höhe ab. Mit der Selben Energie dürte die Gondel vorallem die letzten 10 000 km  extrem schnell beschleunigen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GlassMoon am 19. Juni 2011, 05:12:41
Immer schön bedenken:
Man muss rechtzeitig "vom Gas gehn", man will ja schließlich nicht mit 4000km/h sondern mit 0km/h (senkrecht zur Erdoberfläche) das Ende des Lifts erreichen.

Naja, die Geschwindigkeit ist das geringste Problem, das Problem ist doch wie webquid gesagt hat den Strom so weit zu leiten.
Hätte man ein Material, das bei den Bedingungen im Weltraum supraleitend ist (das Material für die Länge des Lifts wäre dann wahrscheinlich teurer als 100 Raketenstarts ;D), könnte man einfach ein 500MW Gaskraftwerk an die Basis baun und schon dauert der Aufstieg weniger als nen Tag.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Elatan am 19. Juni 2011, 10:28:53
Hab vor ein paar Wochen Limit von Frank Schätzing zuende gelesen.
Das man davon nicht alles 1 zu 1 übertragaen kann, ist schon klar ;)
Aber dort ist das Stromproblem ja so gelöst, dass man vom Boden aus einen Laserstrahl, schätze mal nen ziemlich starken, auf die Gondel richtet. Ich meine dort sind dann spezielle Solarzellen angebracht, die dann den Strom erzeugen.

Ist das irgendeine sinnvolle Idee oder ist das nicht möglich?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 19. Juni 2011, 12:00:48
Das wird durchaus diskutiert. Allerdings fehlt dieser Idee der Charme der ersten Weltraumlift-Ideen. Man könnte bei einer ektronischen Stromzuführung bei der Rückkehr eben auch elektrisch bremsen und Energierückgewinnung betreiben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 19. Juni 2011, 12:01:28
Das ist eines der Konzepte, und gar nicht mal so unsinnig. Damit wäre man natürlich wieder etwas mehr vom Wetter abhängig. Und Optiken und Laser dieser Leistungsklasse gibt es noch nicht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Elatan am 19. Juni 2011, 12:39:35
Ah gut, das freut mich, da Frank Schätzing ja meistens recht gut recherchiert. Und spielt ja auch nen paar Jährchen in der Zukunft :)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 19. Juni 2011, 12:47:50
Das ist eines der Konzepte, und gar nicht mal so unsinnig. Damit wäre man natürlich wieder etwas mehr vom Wetter abhängig. Und Optiken und Laser dieser Leistungsklasse gibt es noch nicht.

Das dürfte aber das geringste Problem sein, stärkere Laser werden ständig entwickelt. (Anwendungen in der Augen-, Zahn-  Medizin, Waffen, Stahlindustrie, ................)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 19. Juni 2011, 12:54:46
Der Schluss von "stärkere Laser werden immer entwickelt" zu "das ist das kleinste Problem" ist doch etwas kühn ;). Können wir, als Laien, das einschätzen? Wo liegen Entwicklungspotenziale, wo liegen Grenzen? Wie gut kann man extrapolieren? Ich kenne u.a. Projekte für Kommunikationslaser, in denen die Laseroptik bei den Leistungen "plötzlich" Probleme macht und viel zu schnell ihre optischen Eigenschaften verliert/ändert. Man kann durchaus im Rahmen einer Entwicklung auf Probleme stoßen, die vorher nicht gesehen wurden, v.a. wenn es um Details geht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GG am 19. Juni 2011, 14:53:24
Ich könnte mir als problematisch vorstellen, dass Solarzellen nur einen geringen Teil der Lichtenergie in elektrische umsetzen, der Rest wird Wärme. Da wird man kühlen müssen, was schon wieder zusätzliche Masse bedeutet. :-\
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 20. Juni 2011, 18:50:18
Nun tut Euch doch nicht so schwer. Wenn die Energieversorgung Euer einzigstes Problem ist, dann nehmt doch einfach Brennstoffzellen mit, die mit 2H2+O2 betrieben werden. Das hat den schönen Nebeneffekt, dass man kurz vorm Ziel noch mal in die Badewanne steigen kann. Schließlich ist man nach so einer lange Reise ganz schön erschöpft. ;)  (Und wenn man Schampo mit Tannennadelduft benutzt, fühlt man sich im Orbit gleich wieder wie auf der Erde)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 20. Juni 2011, 19:14:39
Ich sage nur Gewichtsoptimierung. Der Elevator wird schon gut an seinem eigenen Gewicht zu tragen haben, ohne zu reißen. Außerdedm ist es energetisch unklug die Treibstoffmasse mitzuschleppen. Das machen Raketen ja auch. Hier spart man sich zwar die Beschleunigung auf Orbitgeschwindigkeit, aber die potentielle Arbeit für jedes kg muss man trotzdem verrichten und das geht der Nutzlast verloren.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 20. Juni 2011, 19:50:24
Am Ende käme das Ding mit seinen Tanks wahrscheinlich gar nicht vom Boden weg, oder aber der Motor ist so stark (und schwer), dass der Treibstoff nicht weit reicht.

Raketen werden die energetisch in der Reaktion "verbrauchte" Masse wenigstens los ... ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: T.D.K. am 20. Juni 2011, 22:16:11
Man muß ja nicht über die ganze Distanz auf die gleiche Energieversorgung zurückgreifen;
Die unteren 5000km könnte man ja per Kabel mit z.B. HGÜ Übertragung bewerkstelligen und
die obersten auch, wenn das Orbitale Gegenstück über große Solarausleger verfügt.
Dazwischen dann evtl per Laser, auch von oben und von unten.
Möglich wäre auch ein zweiter "Schlitten" der über Solarausleger verfügt, aber nur bis dorthin
mit herrunter fährt, ab wo man dann per Kabel versorgen kann, eben z.B. 5000km.
Und mit zunehmender Höhe wird das ganze doch auch leichter, weil am Zielpunkt ist man ja dann
im GEO.

Frage:
Welches Gewicht hätte denn ein Kilogramm wenn es in 5000km Höhe auf einem "24h Orbit" wäre?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GG am 21. Juni 2011, 14:58:05
Was ist HGÜ-Übertragung?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Liftboy am 21. Juni 2011, 15:10:09
Ich vermute mal, dass das "ü" doppelt ist, Google spukt bei einer HG-Übertragung dann das hier aus:

http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung (http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung)


Nachtrag:

@ GG: Danke, habs irgendwie doppelt und dreifach reinkopiert, sodass er nicht mehr funktionierte
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GG am 21. Juni 2011, 16:14:21
Der Link funktioniert leider nicht.

Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 21. Juni 2011, 20:17:14
Es ist mir immer noch rätselhaft, wie diese Hochspannung übertragen werden soll. Es ist bei der relativ geringen elektrischen Leistung wohl egal, ob mit Gleich oder Drehstrom gearbeitet wird. Vielmehr stellt sich mir die Frage , wo und wie die Leitungen angebracht werden sollen. Je höher die Spannung, um so größer ist die Strecke, die vor Durchschlägen abgeschirmt sein muß.

2,5kV überschlagen ca. 1 cm Luft.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: T.D.K. am 21. Juni 2011, 20:35:30
Ja genau,
hätte lieber HG-Übertragung schreiben sollen (sorry)

Damit kann man recht große Distanzen überbrücken,
dafür benötigt man aber etliche Kilovolt, wie in Wiki ja steht
ist die derzeit längste 1500km Weit, allerdings auch bei 800kV
und je weiter man will umso höher muß man die kV eben anlegen,
und da liegt dann aber auch das Problem, da man ja nicht die Erde
als Rückleiter nehmen kann müssen 2 Kabel geführt werden und bei
dann z.B. 2000kV oder mehr (die man dann ja für die Strecke benötigt)
gibts auch Probleme mit der Isolierung bzw. die beiden Leiter müßten
schon einen recht großen Abstand zueinander haben, damit nicht
einfach die Spannung per Lichtbogen überspringt.

Über die ganze Strecke wird das eh ein Problem, weil sich das Kabel ja im
Erdmagnetfeld mitbewegt und dadurch entstehen ja auch große Spannungen.
Ich glaube das hat man auch mal bei einer Shuttlemission erprobt, als man
einen Flügkörper an einem Kabel hängend vom Shuttle hat wegdriften lassen.
Das Kabel ist damals auch gerissen, glaub sogar durch die Induzierte Spannung.
Weiß aber nicht mehr bei welcher Mission das war.

Diesen effekt könnte man allerdings auch beim Elevator verwenden, der würde
dann sozusagen seine Energie selber generieren.  ;)

Zitat von: Sylvester
2,5kV überschlagen ca. 1 cm Luft.
Aber wie ist es im Vakuum?
Weil da ja keine Luft zur Ionisation bereitsteht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 21. Juni 2011, 22:25:44
Bin mir da nicht so ganz sicher, in wie weit so ein Überschlag im Vakuum geht.

Wenn Hochspannung durch die Erde geleitet wird, setzt man auf Röhren, die mit einem nicht leitenden Gas gefüllt sind.

Das Problem der induzierten Spannung, speziell durch den Sonnenwind ist mir auch völlig klar.

Eine Möglichkeit, die hier noch nicht angesprochen wurde ist die drahtlose Energieübertragung. Ob das allerdings gerichtet über eine große Distanz funktioniert ist mir im Moment nicht klar. Sogar Nicola Tesla hatte bei der Einführung der elektrischen Stromversorgung riesige Feldversuche mit Hochfrequenten Wechselstrom angestellt. Klar wurde dabei vor allem, daß das mit riesigen Verlusten verbunden ist.

Eine andere Möglichkeit , die auch noch nicht erwähnt wurde, ist, das Seil als Zuleitung zu benutzen und die Rückleitung über einen offenen Kondensator durchzuführen. Das würde aber ebenfalls nur mit hochfrequentem Wechselstrom funktionieren. In wieweit dies Praxistauglich ist wurde bestimmt noch nicht getestet. Nachteil dabei wäre , daß das Seil als riesige Sendeantenne die Energie auch weithin abstrahlen würde. Schließlich müsste man um genügend Energie zu transportieren Wechselstrom im GHz Bereich verwenden. (wer zu nahe ungeschirmt am Seil steht oder es berührt würde auf der Stelle verbrannt)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: T.D.K. am 21. Juni 2011, 23:14:20
Zitat von: Sylvester
das Seil als Zuleitung zu benutzen und die Rückleitung über einen offenen Kondensator durchzuführen

Du meinst hier jetz theoretisch einen Plattenkondensator oder?, wobei die eine Seite
die Erde darstellt und die andere ein orbitales Gegenstück, im Prinzip eine Antenne.
Und sind den Karbon-Nanotubes elektrische Leiter, lassen sie sich evtl,
dotieren damit sie Strom leiten? Welchen Wiederstand haben die?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 22. Juni 2011, 20:15:25
Leiter oder Halbleiter, je nach bauart (multi-walled)

Manche vermuten sogar Supraleiter (in bester Ausführung und ohne Strukturfehler) - dazu gab es mal einen Artikel.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 23. Juni 2011, 01:15:00
Frage:
Welches Gewicht hätte denn ein Kilogramm wenn es in 5000km Höhe auf einem "24h Orbit" wäre?

Für 4881km sind das 3,15m/s^2, also nur noch 32,1% von der Anziehungskraft auf Meereshöhe
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 23. Juni 2011, 01:36:28
Leiter oder Halbleiter, je nach bauart (multi-walled)

Manche vermuten sogar Supraleiter (in bester Ausführung und ohne Strukturfehler) - dazu gab es mal einen Artikel.

Wohl mindestens Faktor 2 besser als Kupfer, wahrscheinlich aber noch viel besser.
Ich würde dafür zwei Liftkabel verwenden und die gleich etliche km voneinander entfernt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 23. Juni 2011, 12:19:02
[...]
Ich würde dafür zwei Liftkabel verwenden und die gleich etliche km voneinander entfernt.
Und dann? Zwei Liftkabinen, die parallel zueinander an beiden Kabeln hoch- bzw. runter fahren und über ein kabel miteinander verbunden sind?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Matjes am 23. Juni 2011, 14:01:29
An Klakow und Crest

Irgendwie ist Eure Schreibe lustig.  ;D Ihr schreibt über einen Turm, von dem Ihr wißt, daß er eigentlich unter seinem eigenen Gewicht zusammenbrechen muß. Nein, jetzt hängt Ihr auch noch schwere Kabel dran, die nicht nur den Turm zum zweiten und dritten Mal zum Einsturz bringen. Nein, selbstverständlich reißen diese Kabel wegen ihrem Eigengewicht noch einmnal ab.  :P

Ihr unterhalt Euch mehr zum Thema: Wie sollte man einen Space Elevator nicht bauen. Oder: Wie bringe ich den Space Elevator garantiert zum Einsturz.

Gruß von Matjes

 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Crest am 23. Juni 2011, 18:12:09
Ich glaube, ich hätte ein Ironie-Tag um meinen Text setzen sollen...  ;)
Eigentlich wollte ich damit genau das zum Ausdruck bringen, dass mir Klakovs Vorschlag ziemlich unausgegoren erschien. Die Frage war ja, wie bringt man die erforderliche Energie an jede beliebige Stelle des Lifts

Aber Matjes, eigentlich geht man im gesamten Thread davon aus, dass es in absehbarer Zeit (25 - 30 Jahre?) Materialien geben wird, mit denen ein solcher Turm oder Lift errichtet werden könnte. Dass wir diese Materialien im Moment nicht haben, das ist wohl jedem klar. Daher wundert es mich etwas, dass du mir vorwirfst, ich wolle etwas bauen, von dem ich weiß, dass es nicht halten wird, allen anderen Postern hier aber nicht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 23. Juni 2011, 21:51:46
An Klakow und Crest

Irgendwie ist Eure Schreibe lustig.  ;D Ihr schreibt über einen Turm, von dem Ihr wißt, daß er eigentlich unter seinem eigenen Gewicht zusammenbrechen muß. Nein, jetzt hängt Ihr auch noch schwere Kabel dran, die nicht nur den Turm zum zweiten und dritten Mal zum Einsturz bringen. Nein, selbstverständlich reißen diese Kabel wegen ihrem Eigengewicht noch einmnal ab.  :P

Ihr unterhalt Euch mehr zum Thema: Wie sollte man einen Space Elevator nicht bauen. Oder: Wie bringe ich den Space Elevator garantiert zum Einsturz.

Gruß von Matjes

Vielleicht sind dir dir Kabelmassen nicht klar, 30km haben gerade mal 140kg Masse. Ich gehe hier mal davon aus, das das Seil den selben Querschnitt hat wie auf Bodenhöhe. Allerdings ist das unnötig, da das Material eine viel höhere Stromtragfähigkeit hat und man die Leitungsverluste, also das delta U auf dem kurzen Stück wohl wird verschmerzen können.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Sylvester am 25. Juni 2011, 10:55:21
Zitat von: Sylvester
das Seil als Zuleitung zu benutzen und die Rückleitung über einen offenen Kondensator durchzuführen

Du meinst hier jetz theoretisch einen Plattenkondensator oder?, wobei die eine Seite
die Erde darstellt und die andere ein orbitales Gegenstück, im Prinzip eine Antenne.
Und sind den Karbon-Nanotubes elektrische Leiter, lassen sie sich evtl,
dotieren damit sie Strom leiten? Welchen Wiederstand haben die?

Ja, so habe ich das gedacht. Die Frage nach dem Widerstand wurde ja schon beantwortet.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 28. Juli 2011, 20:26:20
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/70420/title/Diamond_cousin_proposed (http://www.sciencenews.org/view/generic/id/70420/title/Diamond_cousin_proposed)

Eine neue Form des Kohlenstoffs wurde entdeckt.

T-Carbon.


Zu den Anwendungen liest sich nicht viel, ob man daraus ein Seil bauen kann/ die Flächen zu mega-Nanotubes rollen könnte
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 16. August 2011, 16:14:10
Die Stärke eines CNT-hältigen Polymers konnte um 31 % gesteigert werden.

http://www.marketwatch.com/story/applied-nanotech-achieves-greater-than-40-and-30-percent-improvements-in-flexural-and-tensile-strength-for-carbon-nanotube-enhanced-vinyl-ester-resins-2011-08-10?reflink=MW_news_stmp (http://www.marketwatch.com/story/applied-nanotech-achieves-greater-than-40-and-30-percent-improvements-in-flexural-and-tensile-strength-for-carbon-nanotube-enhanced-vinyl-ester-resins-2011-08-10?reflink=MW_news_stmp)

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kryo am 12. Oktober 2011, 10:36:16
verzeiht mir, aber ich hab keien Lust die kompletten 50 Seiten des Threads durchzusuchen...

Gibt es außer den Bemühungen der Japaner von 2008 auf Seite 1 des Threads noch weitere Projekte, die sich ernsthaft mit dem Thema beschäftigen? Wird aktuell stark an den Nanotubes geforscht oder hat man das eingestellt?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 12. Oktober 2011, 15:11:47
Da fällt mir spontan nur die Space Elevaor Competition ein...

Wenn Leute an Nanotubes (CNT) forschen, dann versuchen sie zumeist, die elektrischen Eigenschaften zu verbessern.

Ein CNT-Transistor ist absehbar. Wird kurzfristig Profit bringen - wird in jedem elektronischen Gerät eingebaut. Forscht man hingegen an den mechanischen Eigenschaften, naja, dann wird das mittelfristig höchstens zum Brückenbau eingesetzt, und dort ist kein riesen Markt dahinter... :(
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 15. Oktober 2011, 20:32:57
Da fällt mir spontan nur die Space Elevaor Competition ein...

Wenn Leute an Nanotubes (CNT) forschen, dann versuchen sie zumeist, die elektrischen Eigenschaften zu verbessern.

Ein CNT-Transistor ist absehbar. Wird kurzfristig Profit bringen - wird in jedem elektronischen Gerät eingebaut. Forscht man hingegen an den mechanischen Eigenschaften, naja, dann wird das mittelfristig höchstens zum Brückenbau eingesetzt, und dort ist kein riesen Markt dahinter... :(
Die bezogen auf die eingesetzten Mengen wird wahrscheinlich im Bereich Stromleitungen liegen. Der erste Einsatz werden wohl Stromleiter im Außenbereich sein, da nach einem Bericht den ich vor weniger Tagen gelesen habe die unmittelbar vor dem Praxistest steht. Da wurde die Aussage gemacht das mehrwandige CNT einen um den Faktor 2,5 bessere Leitfähigkeit haben und keine Korrosion hätten. Einwandige CNTs sollen aber noch viel besser sein, aber es standen keine Zahlen dazu in dem Artikel. Zugfester als Aluminium, das normalerweise für Hochspannungsleitungen eingesetzt wird, ist es natürlich auch.
Als zweite Anwendung bin ich recht sicher das die Luftfahrtindustrie hier sehr dran interessiert sein wird, da mit solchen Kabeln wahrscheinlich mehr als 80% weniger Kabelgewichte anfallen wird, und das sind bei einem A380 sicher viele 100kg.
Der dritte bedeutende Einsatzzweck wird vermutlich die Automobilindustrie sein.
Da kommen wohl bis zu 100kg an Kabeln zusammen, wenn man die durch CNT-Kabel ersetzen kann, werden es dann vielleicht nur noch 30kg sein.
bei ca. 60Mill. PKW's pro Jahr, kämme man da auf ein mögliches Marktvolumen von mehr als 0,6Mill. Tonnen/a (=Jahr)
Wenn man abschätzt was derzeit dafür an Kupfer heute für den PKW-Bau verbraucht wird, werden das wohl im Schnitt mehr als 20kg/Auto sein.
Das bedeutet das alleine das verbaute Kupfer für Autos im Jahr ca. 11Milliarden €/a kosten wird.
Das sind schon Größenordnungen bei denen alleine über die eingesetzten Massen, viel Einsparungspotential vorhanden sein wird.
Aber ich bin sicher, das es hier im Forum wieder Leute gibt, die sowohl meine Zahlen wie die sich daraus abzeichnenden Entwicklungen beschreiten werden.
Aber gut, irgendwie wird mich das wieder ein einen Spruch erinnern der gefallen sein soll als die ersten Automobile in der Lage wahren 30km/h zu überschreiten.
"Hält das der Mensch überhaupt aus..."
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 16. Oktober 2011, 00:23:58
Zumindest ergibt sich damit ein winziger Hoffnungsschimmer für die Freunde eines Weltraumlifts. Mit der Verwendung in elektrischen Leitungen hat das Material eine echte Chance, von einem Forschungs- zu einem Industrieprodukt zu werden. Wenn man da erst einmal jede Menge Erfahrung gewonnen haben wird, kann es da immer noch "Zweitverwendungen" geben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: vostei am 16. Oktober 2011, 03:49:46
Der dritte bedeutende Einsatzzweck wird vermutlich die Automobilindustrie sein.
Da kommen wohl bis zu 100kg an Kabeln zusammen, wenn man die durch CNT-Kabel ersetzen kann, werden es dann vielleicht nur noch 30kg sein.
Beispiel Schlachtschiff - öhm - Q7: je nach Ausstattung sind es bis zu 4 km Kabel, dazu noch Stecker usw - aber, das wiegt ca 30 kg. Dennoch will man möglichst weit weg davon - aber weniger wegen dem Gewicht, sondern wegen der Störanfälligkeit vieler Kabel und Stecker. Gewichtsersparnis wäre aber freilich willkommen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: UTho am 31. Januar 2012, 18:40:53
Hallo,

auch die komerziellen Aufzugsbauer beschäftigen sich mit dem Thema:
http://www.lift-report.de/index.php/news/201/300/Erneut-ein-erfolgreicher-und-aktueller-Europaischer-Lift-Congress-Heilbronn-ELCH (http://www.lift-report.de/index.php/news/201/300/Erneut-ein-erfolgreicher-und-aktueller-Europaischer-Lift-Congress-Heilbronn-ELCH)
Da rechnet man real so ab 2030 - 2050 mit machbaren Techniken ...

Gruß UTho
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: UTho am 31. Januar 2012, 19:11:43
noch was: (wurde auf einer der 50 Seiten bestimmt schon mal angesprochen) Man findet recht viel über das Thema im Web auch sehenswerte Climber zum Thema - sogar mit Kamera dran :-) Ich meine das größte Problem am Ganzen ist wohl die Belastung durch Winde - man muß ja auch die höheren Luftschichten mit den Jetstreams mit Orkanstärke (was dort normal ist) queren - naja, vielleicht läßt sich das mit der richtigen Geometrie im Querschnitt etwas entschärfen ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 31. Januar 2012, 19:34:41
Stellt sich direkt die Frage, was die genau mit "machbaren Techniken" meinen!?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 31. Januar 2012, 23:31:54
Zitat
Die damit verbundenen Herausforderungen sowohl an den Antrieb und seine Energiezufuhr als auch an die Materialien des Verbindungsseiles bergen noch viele technische und ökonomische Probleme. Als Zeitrahmen konnten die Jahre 2030 bis 2050 bis zu einer ersten Realisierung genannt werden.

Das war das eigentliche Zitat, hier hat Utho nur ein wenig ungenau zitiert. Insgesamt Sachen, die wir schon wissen.

Fassen wir nochmal die Hauptprobleme zusammen:

- Das Material: Hier sind Kohlenstoffnanoröhren und Graphen die laut derzeitigem Wissenstand besten Kandidaten als Seilmaterial. Vor allem Graphen ist wegen einer Leitfähigkeit interessant. Hier muß man aber erst es schaffen die Materialen kostengünstig herzustellen bzw. überhaupt Methoden zu finden ein mind. 36.000 Km langes seil herzustellen.

- Die Energieversorgung: Hier wird darüber nachgedacht die Climber entweder mit Solarenergie oder per Laser mit Energie zu versorgen. In einem alten NASA Bericht wurde auch noch über Benutzung von Magnetzügen nachgedacht, was allerdings ein leitendes Seil voraussetzt.

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast07sep_1/ (http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast07sep_1/)

Der Bau selbst: Wenn man erstmal das Seil fertig hat, stellt sich nochmal die Frage wie man es von einer GEO Verankerung aus dem dem Erdboden verbindet. Des Weiteren kommen noch die Probleme, wie UTho erwähnt hat, mit Jetstreams innerhalb der Erdatmosphäre und Mikrometeoriten und Welltraummüll innerhalb des Orbits, welche des Seil beschädigen könnten. Möglicherweise wird die Seil Konstruktion deshalb ohnehin wahrscheinlich Schutzwände oder sowas Ähnliches benötigen. Und solch ein Turm Bau zu Über-Babel wird nur Mit Hilfe von Baurobotern möglich sein. Hier gibt es seit den 80ern sehr interessante Fortschritte, allerdings hauptsächlich nur im roboterverliebten Japan. (Hierzu werde ich morgen etwas posten.  ;))

Die Finanzierung: Tja, das Hauptproblem. Der Bau wird sicher eine Riesenmenge Geld verschlingen. Und den werden etweige Geldgeber nur rausrücken, wenn das Projekt tatsächlich kostendeckend ist. Und das wird es nur bei einer sehr starken Nachfrage für Weltraumtransporte sein...



 



Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: knebel99 am 01. Februar 2012, 10:42:28
Servus,

ich denke das ganze ist und bleibt Wunschdenken, allein schon deswegen:

Was passiert wenn ein 36.000km langes Seil aus der Verankerung am Boden springt? Man kann da wild spekulieren oder physikalisch rangehen, mir als Steuerzahler und Bürger bräuchte mir da keiner erzählen das Seil würde einfach davonschweben und keinen Schaden anrichten...

mfg h-j
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZiLi am 01. Februar 2012, 11:17:00
Ich weiss gar nicht, was die grossen Diskussionen um einen Space Elevator sollen. Selbst wenn alle technologischen und finanziellen Probleme zum Bau eines solchen gelöst wären, wärs trotzdem zum Scheitern verurteilt.

Begründung: JEDER Satellit eines Himmelskörpers (hier z.B. die Erde) kreuzt zweimal während jedes Orbits den Äquator, und zwar jedesmal woanders (auf die Position over Ground bezogen) - zwangsläufig wäre irgendwann, und zwar sehr schnell, das Kabel im Weg. Man könnte wohl bestimmte (ich glaub' sonnensynchrone) Bahnen finden, die immer an der gleichen Position daran vorbeifliegen, aber das wäre eher die Ausnahme. Man müsste also den kompletten Orbit von allen Satelliten und Debris befreien. Und das ist schlicht unpraktikabel bzw. sogar unmöglich.

Nur gegeben den Fall, dass der Elevator NICHT am Äquator 'aufgehängt' wäre, sondern z.B. auf 45 Grad geografischer Breite, könnte man diejenigen Satelliten on-orbit belassen, welche eine niedrigere Inklination als die geografische Breite des Ankerpunktes hätten. Schliesslich ist der 'logische' Ankerpunkt eines Spacelifts am Äquator nur der am bequemsten technisch realisierbare, wenn man vom Orbit aus 'abwärts' baut. Aber selbst dabei ist die Praktikabilität mehr als nur fraglich.

Somit sollte man wohl die prinzipiell (=theoretisch) elegante Idee eines Space Elevators ganz schnell in die Kategorie der nie praktisch realisierbaren Ideen einordnen. Irgendwie schade - träumen darf man ja - aber sei's drum.

-ZiLi-
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 01. Februar 2012, 11:17:01
Servus,

ich denke das ganze ist und bleibt Wunschdenken, allein schon deswegen:

Was passiert wenn ein 36.000km langes Seil aus der Verankerung am Boden springt? Man kann da wild spekulieren oder physikalisch rangehen, mir als Steuerzahler und Bürger bräuchte mir da keiner erzählen das Seil würde einfach davonschweben und keinen Schaden anrichten...

mfg h-j
Wie weiter vorne bereits beschrieben wurde, ist dieser fall weniger dramatisch, als man gemeinhin annimmt. Selbstverständlich wäre das eine katastrophe für den betreiber, da der Aufzug somit stillsteht. Aber es ist nicht so, dass das Seil quasi wie wild hin und her peitschen würde, da idealerweise das Seil am Punkt der erdbefestigung nicht unter Spannung steht.
Die größte Spannung  besteht im geostationären Orbit.

Man kann sich allerdings Gedanken machen, was passiert, wenn das Seit dort reisst!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 01. Februar 2012, 11:20:57
Nur gegeben den Fall, dass der Elevator NICHT am Äquator 'aufgehängt' wäre, sondern z.B. auf 45 Grad geografischer Breite, könnte man diejenigen Satelliten on-orbit belassen, welche eine niedrigere Inklination als die geografische Breite des Ankerpunktes hätten. Schliesslich ist der 'logische' Ankerpunkt eines Spacelifts am Äquator nur der am bequemsten technisch realisierbare, wenn man vom Orbit aus 'abwärts' baut. Aber selbst dabei ist die Praktikabilität mehr als nur fraglich.

Na das stimmt so nicht. Der Elevator ist selbst auf einem Orbit und müsste, wenn du ihn außerhalb des Äquators "aufhängst", wie jeder gute Satellit auf einer inklinierte Bahn den Äquator kreuzen.
An den Polen kann man ja auch keinen Elevator installieren.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZiLi am 01. Februar 2012, 11:53:11
Sorry dass ich widersprechen muss. Denk bitte nochmal drüber nach - das Kabel muss nicht zwangsläufig am Punkt des größten Radius aufgehängt sein, und es gibt keine von der Physik diktierte Forderung, dass das Teil gerade hängen oder quasi vollstatisch sein muss. Was bei Nicht-Äquator-Montage zu beachten ist, ist halt, dass es nicht mehr lastfrei realisierbar wäre. Ich sprach ja bereits an, dass der Äquator nur der technologisch am bequemsten realisierbare und deshalb erstmal logisch erscheinende Ankerpunkt wäre. Nur (wie von Dir völlig richtig bemerkt) die Pole sind unmögliche Ankerpunkte, aber sobald man sich von der Rotationsachse entfernt, ist es zumindest prinzipiell möglich, und man muss 'nur' den Schwerpunkt des Elevator-Gesamtsystems entsprechend weiter nach aussen verlegen, um die Sache möglichst last-arm (aber eben nicht mehr last-frei) für den Ankerpunkt zu realisieren.

Man muss sich dann halt von der Vorstellung 'Kabel=Quasi-Satellit' befreien, sondern eher an eine Bola die der Werfer noch nicht losgelassen hat, als Möglichkeit denken...

Ausserdem: Wie denkst Du, mit den real existierenden und wohl weiter notwendigen Satelliten und anderen Objekten im Orbit umgehen zu können? Die sind für mich das derzeitige Killer-Kriterium, und bin deshalb schon einen Schritt weiter gegangen, um zumindest eine theoretisch-prinzipielle Teillösung dieses Problems zu präsentieren.

-ZiLi-
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 01. Februar 2012, 12:00:55
Der Elevator ist allgemein ein Satellit. Das ist ja gerade die Idee, wie das System sich "hält". Der Schwerpunkt des Elevators wird immer um den Schwerpunkt der Erde kreisen, ergo: er wird die Äqutorebene kreuzen, wenn du versuchst ihn "außerhalb" aufzuhängen.

Falls man ihn als "Bola" realisiert, kommen hohe zusätzliche Spannungen hinzu. Das Gegengewicht wäre immer noch auf Höhe des Äquators, aber durchaus versetzt, weil im Seil weitere Spannungen/Kräfte herrschen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Pham am 01. Februar 2012, 12:08:41
...

Ausserdem: Wie denkst Du, mit den real existierenden und wohl weiter notwendigen Satelliten und anderen Objekten im Orbit umgehen zu können? Die sind für mich das derzeitige Killer-Kriterium, und bin deshalb schon einen Schritt weiter gegangen, um zumindest eine theoretisch-prinzipielle Teillösung dieses Problems zu präsentieren.

-ZiLi-
Der Aufzug wird sicher nicht aus nur einem Kabel bestehen, sondern aus mehreren, ähnlch wie das Seil einer Gondel nicht nur aus einem einzigen Draht besteht oder ein Haus nur von einer Stütze getragen wird.
Die wahrscheinlichkeit ist nicht 0 dass ein Seil von einem Trümmerteil getroffen und eventuell getrennt wird. Die Frage ist, wieviele solcher Ereignisse  zulässig sind,  so dass das Gesamtkonstrukt weiterhin sicher arbeiten kann und wie lange es dauert solch eine  Schaden zu reparieren.

Objekte die groß enug sind, gleich mehrere Seile zu treffen, sollten alle bekannt sein. Fraglich wie man ausweichen könnte, wenn so ein Teil auf Kollissionskurs ist. Das Seil in kalkulierte Schwingung versetzten?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZiLi am 01. Februar 2012, 13:14:18
Der Elevator ist in der allgemein akzeptierten Konstruktion als vertikal ausgerichteter, geostationärer Satellit definiert, dessen eines Ende gerade die Erdoberfläche berührt und somit am Ankerpunkt lastfrei ist - also eine richtig elegante Lösung, was ich auch nicht bestreite. Und prinzipbedingt ist diese Lastfreiheit nur bei äquatorialer Bahn realisierbar. So viel ist klar.

Dies stellt genau EINE Möglichkeit zur Realisierung dar, schliesst aber meines Erachtens andere nicht aus - nur scheint sich niemand Gedanken über Alternativen zu machen, und mal 'über den Zaun' zu schauen. WENN wir jetzt mal davon ausgehen, dass alle technischen Probleme zur Realisierung ausgeräumt wären, und das Ding gebaut würde, müsste man sich aber auch Gedanken über den Betrieb machen - und um die von mir angesprochene Problematik der (notwendigerweise?) on-orbit befindlichen anderen Objekte. Und dafür habe ich bisher keine wirklich tragfähige Idee gelesen (weder in der Wissenschaft, noch der Science Fiction, und ich hab schon einiges zum Thema gelesen) - ich denke einfach mal dass man gar nicht so viele Avoidance-Manöver machen kann wie nötig wären, dass das Teil auch nur eine gewisse Zeit kollisionsfrei überlebt; irgendwann kommt immer der Moment, wo man zwar einem Objekt mittels einer irgendwie realisierten seitlichen Auslenkung des Kabels ausweichen kann, aber gleichzeitig ein oder zwei weitere grosse Objekte ihren Weg nehmen wollen. Also bleibt bei einer Realisierung des klassischen Elevator-Konzepts nur das Freiräumen des kompletten Orbits, von wenigen Ausnahmen in synchronisierten Bahnen mal abgesehen, welche ich in Vorposts schon angedeutet habe.

Gehen wir also spasseshalber mal davon aus, dass es möglich ist, so einen Spacelift zu bauen und am Äquator zu positionieren. Was spricht denn nun dagegen, den Ankerpunkt vom Äquator wegzubewegen, gleichzeitig 'Seil zu geben', um die Vertikallast nicht übermäßig ansteigen zu lassen? Das Kabel wird weiterhin stabil 'stehen', nur am 'oberen' Ende etwas Richtung Äquator ausgelenkt - und es ist kein reiner Satellit mehr, sondern AUCH Bola/Pendel, aber es werden weiterhin fast alle Kräfte ausgeglichen sein - nur ein vergleichsweise 'geringer' tangentialer Zug Richtung Äquator (bzw. eines Punktes 'über' dem Äquator) verbleibt. Je weiter man sich vom Äquator wegbewegt, desto schwieriger wirds, und die Kräfte werden massiv ansteigen - das IST klar. Aber das ist kein verrückteres Denkmodell als das eines äquatorialen Spacelifts. Die Physik und Bahnmechanik verbieten es aber jedenfalls nicht. Es gibt nicht nur schwarz und weiss, sondern auch graduelle Übergänge und Mischformen. Man muss nur mal die Scheuklappen ablegen und Dinge weiterdenken, selbst wenn man an einer scheinbaren Lösung eines Problems angelangt ist.

Ich bitte um handfeste Beweise, und nicht einfache 'Es ist so'-Aussagen, um meine Thesen zu widerlegen.

-ZiLi-
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 01. Februar 2012, 13:34:24
Du hast schon Recht. Es ist möglich. Nur sind wir eben weg vom kräftefreien Elevator. Ich hatte dazu auch schon mal das Modell und die Formeln gesehen. Ich muss noch mal recherchieren, u.a. wie sich dann die Kräfte/Spannungen im Seil entwickeln. Aber es gab da Limits bzgl. der geographischen Breite, was noch möglich und sinnvoll ist.

Am Ende behebt aber auch das das "Traffic-Problem" nicht wirklich. Wie auch? Im LEO und MEO sind x Missionen unterwegs, allgemein auf inklinierten Bahnen. Das macht es nur etwas weniger schlimm, bzw. streckt die Zeit, bis der Zufall doch zuschlägt.

Ein Ansatz ist ein "aktives Traffic-Management" aller Satelliten. Das macht man ja heute schon bei Annäherungen, wenn auch bei weitem nicht immer. Gegen Schrott hilft nur Panzerung ... und die Idee des "schwingenden Seils".
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 01. Februar 2012, 14:58:31
Hier mal ein Ergebnis für die Erde am Ende einiger Formeln und Fallstudien:

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up016607.png)

Die maximal erreichbare geographische Breite eines Ankerpunkts in Abhängigkeit von der Spannung (bzw. Festigkeit) des Kabels. Die Kurven in der Schar gelten jeweils für die angegebenen "Abgangswinkel" des Kabels relativ zur Oberfläche.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 01. Februar 2012, 23:07:20
Es sind ja nicht nur Mikrometeoriten + Welltraummüll.
Korrosion, Verwitterung, geomagnetiische Stürme,  sowie Strahlungseinflüsse wären sicher ebenfalls ein Problem. Eine Schutz Ummantelung um den eigentlichen Lift wäre somit unausweichlich. (Mein persönlicher Lieblings Space Elevator aus einer Science Fiction Serie ist übrigens auch so geschützt.)

Und, wie schon gesagt ohne Bauroboter läuft da nix. Und hier gibt es seit einigen Jahren interessante Entwicklungen in Japan.

Ein Artikel aus dem Jahr 1996:

http://wissen.spiegel.de/wissen/image/show.html?did=8871081&aref=image017/SP1996/005/SP199600501460149.pdf&thumb=false (http://wissen.spiegel.de/wissen/image/show.html?did=8871081&aref=image017/SP1996/005/SP199600501460149.pdf&thumb=false)

Aus dem Jahr 2009:

http://dib.schiele-schoen.de/118/14830/dib20912044/Alltag_von_morgen_Roboterisierung_des_Bauens_entwickelt_sich_trotz_grosser_weltweiter_Fortschritte_nur_langsam.html (http://dib.schiele-schoen.de/118/14830/dib20912044/Alltag_von_morgen_Roboterisierung_des_Bauens_entwickelt_sich_trotz_grosser_weltweiter_Fortschritte_nur_langsam.html)

Die langsame Entwicklung im letzten Artikel ist eher auf Deutschland bezogen, wo der traditionelle Konservatimsus in der Baubranche, Konunkturfluktuationen, sowie der Niedriglohnsektor Bremsen sind.



Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kryo am 01. Februar 2012, 23:21:54
Zitat
JEDER Satellit eines Himmelskörpers (hier z.B. die Erde) kreuzt zweimal während jedes Orbits den Äquator, und zwar jedesmal woanders (auf die Position over Ground bezogen) - zwangsläufig wäre irgendwann, und zwar sehr schnell, das Kabel im Weg

nun ja, im Moment ist die Anzahl der Satelliten, die unterhalb des GEOS ihre Bahnen ziehen, zwar sehr groß, aber nicht unendlich.
Sollte es gelingen, die technologischen Vorraussetzungen für einen Weltraumlift zu erfüllen, ist es sicher kein großes Problem mehr, die Satelliten entweder aus diesem Gebiet zu entfernen, bzw wenn sie sehr wichtig sind und in geringer Höhe fliege müssen, um ihre Aufgaben zu erfüllen, das Seil aus dem Weg zu schieben, oder die Satelliten zu steuern, dass diese ausweichen. Problematisch ist es auf jeden Fall, aber nicht unmöglich.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 02. Februar 2012, 08:13:51
Zitat
Ein Ansatz ist ein "aktives Traffic-Management" aller Satelliten. Das macht man ja heute schon bei Annäherungen, wenn auch bei weitem nicht immer. Gegen Schrott hilft nur Panzerung ... und die Idee des "schwingenden Seils".

Wenn man einen Weltraumllift hat, dann wird Nutzlast plötzlich relativ billig. Dnn kann man sich auch mehr Treibstoff mitnehmen, um den Elevator auszuweichen...
Müll-Entfernungssatelliten kosten dann auch nur mehr einen Bruchteil.


Korrosion? Eher weniger, CNT sind chemisch gesehen sehr stabil... Naja, Radikale aus höheren Schichten (durch Starhlung gebildet) können schon schaden.


Ob ein Ionentriebwerk genügt, um eine Kollision zu verhindern?  (Vorlaufzeit ein paar Tage)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 02. Februar 2012, 08:18:49
Hallo,

Treibstoffkosten sind nicht das Einzige, was beim Trafficmanagement zählt ...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZiLi am 02. Februar 2012, 09:10:48
@Kryo: Da stellt man sich allerdings auch die Frage, ob man wirklich auf die vielen heutzutage als infrastruktur-relevant eingestuften Satelliten in LEO und MEO verzichten will oder überhaupt noch kann - speziell Russland, und auch noch einige andere Länder, welche auf relativ hohen Breitengraden liegen, wären hier stark betroffen und ich vermute daher eine recht hohe Veto-Wahrscheinlichkeit.

Also: Hat die oft in der Science Fiction geradezu als Heilsbringer angepriesene Lösung so viele Vorteile, um die systembedingten Nachteile nicht nur auszugleichen, sondern definitiv zu überbieten? Schliesslich wirft man hier quasi alle Perlen in einen Topf, weil man sich mit der Auswahl eines Spacelifts viele andere Alternativen verbaut, und viele andere zumindest signifikant beeinflusst. Dies ist übrigens keine Abwertung der SF, sondern soll die dortigen Aussagen nur relativieren, da von den Autoren solche Details meist nicht beachtet werden  bzw. werden können.

Edit: Ich möchte noch hinzufügen, dass für den Fall, dass man sich einmal FÜR Space-Elevatoren entscheidet, sich vielleicht eine komplette Umstellung der Infrastruktur anbieten würde. Gegeben, dass man sich für die von mir vorgeschlagenen nicht-lastfreien Elevatoren entscheidet, könnte als halbwegs tragbares Konzept gelten, minimal 5 Elevatoren jeweils auf ca. 30-40 Grad nördlicher bzw. südlicher Breite zu bauen, im Norden drei (Nordamerika, Europa, Ostasien), zwei im Süden (Südamerika, Australien). Ihr seht - ich bin nicht prinzipiell gegen Spacelifts, ich bin nur sehr kritisch.

-ZiLi-
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 02. Februar 2012, 10:32:32
Nun ja, ich selber rechne ja auch nicht in den oben angegebenem Zeitraum mit dem Bau.

Übrigens war es ja der bekannte Sci-Fi Autor Arthur C. Clarke, welcher in den 40ern für die Idee warb den GEO zur technischen Kommunikation zu nutzen. (Allerdings mit Raumstationen, da er von der damaligen Radio und Computertechnik ausging)

In einem seiner letzten Bücher, beschrieb er ebenfalls einem Space Elevator und meinte das die 4 Lifte/Türme selber auch als Kommuinaktionsrelays verwendet werden könnten und viele der Satelliten überflüssig machen könnten.

Allerdings spielt das Buch auch im Jahr 3001...  ;)

P.S.: Nein, der Clarke Lift ist nicht mein oben genanntes Lieblingskonzept.^^
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: knebel99 am 02. Februar 2012, 10:39:33
@Pham, es geht ja auch nicht darum ob das Seil nun am Ankerpunkt oder irgendwo anders reisst; Fakt ist, wenn es passiert, so könnten tausend km Seil irgendwo unkontrolliert zur Erde stürzen. Wo genau es reissen kann hängt nicht von der max. statischen Belastung ab sondern von unzähligen Faktoren, z.B. Schwingungen, Winde etc. Es kann also überall zum Bruch kommen.

Und genau diese Unberechenbarkeit würde ich als Bürger nie akzeptieren wollen. Normale Raketenstarts erfolgen meistens in dünnbesiedelten bzw. unbewohnte Gebieten oder zumindest in diese Richtung, das hat seinen Grund. Nur bei nem Seil mit tsd km Länge wird man sowas schwer finden.

mfg
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 08. Februar 2012, 01:09:49
Ich habe das schon mehrfach erwähnt, das Problem wird von vielen hier vollständig überschätzt, wenn das Seil reist dann dort wo die Belastung auf das Seil groß ist und das ist in Bodennähe z.B. falls ein Lichtbogen von einem Blitz das Seil auf den ersten 20km über dem Boden durchtrennt, oder zwischen 150...1500km über der Erde. In beiden Fällen muss man nur das unten abgerissene Teil betrachten, der obere Teil wird wohl schon aus Bahntechnischen Gründen nicht runter kommen.
Das Seil, eigentlich eher ein Band, wird sehr dünn und vielleicht 500mm breit
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZiLi am 08. Februar 2012, 01:43:34
Tja - ein zugegeben elegantes Prinzip und die Realisierung in der Praxis stehen aber oft auf zwei Seiten eines Buches - Ich denke mir dass:
erstens: das Eingehen zu vieler Kompromisse nötig wäre, um dieses eine Projekt zu realisieren (hab ja schon drüber geschrieben), und
zweitens: zu dem Zeitpunkt wo ein Spacelift technisch realisierbar ist, auch sozial- und umweltkompatible anderweitige Lösungen existieren werden; teilweise wären sogar genau diese notwendig, um einen solchen Lift zu bauen - das Mittel würde also den Zweck obsolet machen.

Somit ist zumindest das 'klassische' Konzept des äquatorbasierten Elevators bzw. dessen Praxisrelevanz für mich schon seit langem 'gestorben' - selbst leicht abgewandelte Konzepte, welche der einen oder anderen Nebenproblematik begegnen, ändern da nix prinzipielles dran. Ein schöner Traum, der sich auch zu träumen lohnt, aber mehr nicht...

-ZiLi-
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 08. Februar 2012, 14:00:15
zweitens: zu dem Zeitpunkt wo ein Spacelift technisch realisierbar ist, auch sozial- und umweltkompatible anderweitige Lösungen existieren werden

Ähh, und welche? Ich frage nur mal aus Interesse.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZiLi am 08. Februar 2012, 14:37:27
Oha, ich dachte mir schon, dass man den zarten, morbiden Sarkasmus nicht aus meiner Antwort herauslesen würde können.

Wenn man mal in Betracht zieht, welche sozialen und politischen GLOBALEN Konsequenzen ein solches Projekt hätte, bzw. welche es auslösen würde - und dies mit der real existierenden menschlichen Gesellschaft vergleicht, merkt man, dass eben ein globaler Konsens notwendig wäre, um ein solches Projekt auch nur in die Nähe einer Realisierbarkeit zu bringen. Denn es wird IMMER einer aus der Reihe tanzen und die Erfüllbarkeit der Vorgaben nicht nur gefährden sondern mit hoher Wahrscheinlichkeit zunichte machen. Die menschliche Denke ist einfach nicht für einen globalen Konsens geschaffen - vorbehaltloses 'Für' gibts real doch nicht, sondern höchstens ein 'Für, um gegen...'. Und somit wäre die einzige sozial- und damit auch letztendlich umweltkompatibleste Lösung, dass sich die Menschheit selbst auslöscht - was den Elevator dann wirklich obsolet machen würde.

Aber wir können ja mal ein Spiel spielen: Gegeben den hypothetischen Fall, Gott, Luzifer, ein anderes allmächtiges Wesen, oder meinetwegen auch 'Q' aus der neunten Dimension würde der Menschheit anbieten, einen oder mehrere Space-Elevatoren nach menschlichen Leistungsvorgaben gratis aus dem Nichts fertiggebaut materialisieren zu lassen, unter der Bedingung, dass die Menschheit alle technischen Eigenschaften der Lifts einerseits festlegt, aber andererseits auch alle zum Betrieb und Bestand notwendigen menschenmöglichen Nebenbedingungen schon vor der Lieferung selbst zu erfüllen hätte: Was müssten wir dann alles vorab tun - und könnten wir das überhaupt - selbst mit solchen erleichterten Bedingungen, dass wir uns nicht mehr um die Realisierung selbst zu kümmern hätten?

-ZiLi-
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 08. Februar 2012, 15:04:01
Oha, ich dachte mir schon, dass man den zarten, morbiden Sarkasmus nicht aus meiner Antwort herauslesen würde können.

Oh, also war es doch gemeint wie ichs mir gedacht habe.

Zitat
oder meinetwegen auch 'Q' aus der neunten Dimension

BRRRR... Star Trek. Bitte nimm in Zukunft GUTE Sci-Fi Serien als Beispiel.  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 08. Februar 2012, 15:15:50
Wenn bei Star Trek jemand Kult ist, dann doch Q :D. Nicht umsonst tritt er am Anfang und am Ende auf.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: UTho am 08. Februar 2012, 15:49:57
Hallöchen,

ne Lösung hinsichtlich der Problematik Windbelastung hat noch keiner aufgezeigt. Klakow schreibt oben, das Band ist dann wohl 500 mm breit. Ich sag mal, da kommen Segelflächen größer als beim Fünfmastvollschiff "Preussen" zusammen, da wirken einige Tonnen ...

Gruß UTho
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 08. Februar 2012, 16:20:49
Wenn bei Star Trek jemand Kult ist, dann doch Q :D. Nicht umsonst tritt er am Anfang und am Ende auf.

Bei TNG war er ja noch im Großen und Ganzen gut, aber spätestens bei Voyager....  :P
...Bähhhh, jetzt bin ich auch schon bei der schlechtesten aller Trek Serien gelandet. Und bei einem großen Offtopic ebenfalls.  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZiLi am 08. Februar 2012, 16:37:54
Also 'Q' war nur mit Augenzwinkern gemeint - es ging mir eben um so grundlegende Probleme, welche einem wie auch immer realisierten Elevator im Wege stehen. Und da wäre sowas wie Windlast als bereits gelöstes Problem definiert.

-ZiLi-
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 08. Februar 2012, 20:29:41
Hm, kann man dieses Spiel überhaupt spielen? Wie will man die "Eigenleistung" von der "Fremdleistung" trennen? Ich denke, dass das gar nicht geht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZiLi am 08. Februar 2012, 21:06:09
Ich denke, man kann - was letztlich als Fremd- oder als Eigenleistung benötigt wird, ist erstmal irrelevant. Ich versuche halt mal mit diesem Spiel die bisher in Hunderten von Posts diskutierten Realisierungsprobleme die sich einzig auf die Elevator-Hardware selbst beziehen, aus den Betrachtungen herauszunehmen, um zur Abwechslung mal das Augenmerk auf die ganzen Rahmenbedingungen zu lenken, welche schliesslich auch erfüllt sein müssen. Je nach Ausgang dieser Rahmenbetrachungen kann man dann wieder mit elevatorbezogenen Fragen weitermachen, oder die Sache endgültig begraben.  Ein einziges unlösbares Problem reicht letztlich als Killerkriterium.

Und ich habe den deutlichen Verdacht, dass welche übrigbleiben, die ein theoretisch elegantes Konzept zum Scheitern verurteilen - egal wie schade es auch sein mag.

-ZiLi-
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kryo am 08. Februar 2012, 23:06:17
ob in 100 oder 200 Jahren das politische, soziale, wirtschaftliche, umweltmäßig usw Umfeld stimmt, kann man heute doch nicht sagen. Wer hätte vor 30 Jahren geglaubt, dass Amerikanische Astronauten bei russischen Raketen an Board sind? ODer dass die ISS eine Zusammenarbeit der ehemals größten Feine erschaffen wird?

Vor gerade mal 70 Jahren haben wir uns hier in Europa noch gegenseitig die Köpfe eingehauen! Auch wenn es so scheint, dass wir immer noch in einer Welt voller Konflikte befinden, was ja auch stimmt, sind es nicht trotzdem deutlich weniger, als vor 70-100 Jahren? ICh sehe daher keinen Grund hier die technische Diskussion auf allgemeinere Fragen auszuweiten. Genauso gut könnte man das in fast jedem Thread hier tun (und wird ja auch immer öfter gemacht :P)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZiLi am 09. Februar 2012, 02:28:21
Ich rede nicht nur von sozialen Fragen, denn selbst wenn man die AUCH als ausgeräumt betrachtet (tun wir's spasseshalber mal), verbleiben technische Probleme, die es auszuräumen git. Eins habe ich ja schon früher (vor diesem Gedankenexperiment) angesprochen, und bisher keinen konsistenten Lösungsansatz dafür lesen dürfen - die einfache Frage nach Notwendigkeit eines leeren Orbits.

Der einzige wenigstens halbwegs gangbare Ansatz hierfür kam ja noch von mir, wurde dann aber größtenteils ignoriert, weil man darin technische Probleme sah, die man sich offensichtlich nicht in der Lage sah zu lösen - dabei sind sie nur eine vergleichsweise kleine Verkomplizierung des grundlegenden Elevatorkonzepts an sich, die meines Erachtens bei einer Realisierbarkeit eines Elevators auch realisierbar wären.

Und genau solche Nebenbedingungen bei einer gedachten Realisierung eines solchen Projektes, und Aussagen zur Lösbarkeit der damit verbundenen Probleme sind es, die ich hier suche. Leute, habt doch mal etwas Fantasie, beisst euch nicht an irgendeiner Einzelproblematik fest, sondern widmet euch doch lieber erst mal der Betrachtung des Gesamtproblems. Und dann, wenn (bzw. falls) ein GANGBARER Lösungsweg gefunden ist, kommen die Teilprobleme dran.

P.S.: Wenn euch 'Q' oder Götter suspekt sind, nehmt eben das freundliche Alien von Nebenan (elfunddreissigster Stern hinten links), welches über uns unbegrenzt erscheinende und an Magie grenzende Möglichkeiten verfügt, und uns etwas nach unseren Wünschen konzipiertes als Empfangsgeschenk in der Galaktischen Gemeinschaft zur Verfügung stellt...

-ZiLi-
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: holleser am 10. Februar 2012, 08:12:14
Nun das Soziale u Politische Umfeld ist nahezu Irrelevant.

Sollte es irgentwan mal einen Werkstoff mit den geforferten Eigenschaften geben, dann hätte er auswirkungen auf die Gesammte Weltwirtschaft.
Der Anteil der Raumfahrtindustrie an der Weltweiten wirtschaft hat einen Anteil im Promillbereich.

Die Baubranche würde revolutioniert. Gebäude ungeahntern Ausmaßes und Form wären möglich.
Hängebrücken wären mit minimalem Matterialaufwand in beliebiger Länge möglich. Auch den Maschienen-,Flugzeugbau und die Konstruktion von KFZ würden revolutioniert.

Aber:

Es wird in absehbarer Zeit kein Material mit den geforderten Eigenschaften geben. Ansonsten würde die Wirtschaft Milliarden in die Entwicklung stecken.
Würde es ein Unternnehmen tatsächlich schaffen, damm würde es an den Patentgebühren Billiarden verdienen.


Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 14. Februar 2012, 23:15:38
Nun das Soziale u Politische Umfeld ist nahezu Irrelevant.

Sollte es irgentwan mal einen Werkstoff mit den geforferten Eigenschaften geben, dann hätte er auswirkungen auf die Gesammte Weltwirtschaft.
Der Anteil der Raumfahrtindustrie an der Weltweiten wirtschaft hat einen Anteil im Promillbereich.

Die Baubranche würde revolutioniert. Gebäude ungeahntern Ausmaßes und Form wären möglich.
Hängebrücken wären mit minimalem Matterialaufwand in beliebiger Länge möglich. Auch den Maschienen-,Flugzeugbau und die Konstruktion von KFZ würden revolutioniert.

Aber:

Es wird in absehbarer Zeit kein Material mit den geforderten Eigenschaften geben. Ansonsten würde die Wirtschaft Milliarden in die Entwicklung stecken.
Würde es ein Unternnehmen tatsächlich schaffen, damm würde es an den Patentgebühren Billiarden verdienen.
Sorry, vielleicht hast nicht nur du es noch nicht gemerkt, da fließen  schon sehr große Summen rein, nicht unbedingt Jahr für Jahr 109€, aber über ein paar Jahre verteilt sicher.
Die wenigsten können sich vorstellen wo da überall schon Geld reingesteckt wird um bei dem Thema weiterzukommen.
In Karlsruhe gibt es das KIT mit dem Forschungszentrum, da wird über das Thema z.B. im Rahmen von Nanotechnologie geforscht und das ist nur ein Ort von sicher mehreren alleine bei uns wo an dem Thema geforscht wird. Es gibt zu dem Thema so viele nützlichen Eigenschaften das wohl mehr als 100 Themen genannt werden können. Was dabei wichtig ist, das es hier nicht nur um die direkte Forschung an den C-Tubs geht, sondern viel anderen Forschungen die erstmal nichts damit zutun haben, erleichtern die Forschung daran indirekt, z.B. weil man Methoden erforscht hat die das Kristallwachstum betreffen und das dann vielleicht die Herstellungsmöglichkeiten verbessert.
Das was aber sicher stimmt, das mann sowas nicht in einem Jahr hin bekommt. Manches dauert auch länger als ein Menschenleben, weil vielleicht heute jemand noch nicht mal geboren wurde, der z.B. den Wrap Antrieb erfindet.
Meine Schätzung lautet noch ca. 7 Jahre bis man im Labor zeigen kann  und nochmal so viel bis man es billig, also in Massen herstellen kann.
Ich rechne aber damit, das es keine 10 Jahre dauert es die C-Tube in bestimmten Produktgruppen für jedermann sichtbar angewendet werden, vielleicht so wie TFT Anzeigen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 17. Februar 2012, 16:54:17
Zefram Cochrane wird erst 2030 geboren.  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 17. Februar 2012, 18:51:48
Zefram Cochrane wird erst 2030 geboren.  ;)

Wurde geretconned, sein Darsteller im Film war fast doppelt so alt als es zum ersten Kontakt kam.  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Ruhri am 18. Februar 2012, 12:54:07
Das war bestimmt nur sein Lebensstil: Drugs, Sex and Rock'n Roll können das einem Menschen antun - ganz zu schweigen von seinem exzessiven Alkoholkonsum.   ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Collins am 18. Februar 2012, 19:42:19
Bei den ging es doch im grunde nur um die Kohle.  ;)

appropo Kohle, gerade am Do. den 16.02 auf ARTE einen Bericht über Nano Technik gesehn.

Darunter wurde auch erwähnt, das ein neues Material künstlich geschaffen wird das 1000 mal leichter als Stahl 100 mal härter als Stahl ist.(oder war es jetzt um gedreht? weiß es nicht mehr genau).
Die größten Stränge die zur Zeit Produziert werden können sind derzeit 1mm lang.
Die Nasa und Forscher sind aber dabei größere Stänge herzustellen. Problem ist, das es das erste Material auf der Welt ist, das der Mensch selbst Herstellt ohne Verwendung oder Kombination anderer Maretialen. Basiert auf Kohlenstoff.
Auf jeden Fall würde es für den Fahrstuhl geeignet sein.

Mfg Collins
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: HausD am 18. Februar 2012, 20:16:58
Basiert auf Kohlenstoff.  Auf jeden Fall würde es für den Fahrstuhl geeignet sein. Mfg Collins
Das Band-Material, das dort erzeugt wurde, ist eine Atomlage dick und im Millimerterbereich lang und stammt aus teueren Forschungsanlagen. Sagen wir mal, eine Faser kostet 100 €.
-Was kostet dann das 10mm dicke und 200 km lange Elevator-Führungsband?
fragt sich HausD
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 18. Februar 2012, 21:00:16
Klingt imo. nach Graphen. Das neue Wundermaterial nach Buckyballs und Nanotubes.  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 18. Februar 2012, 21:34:50
Klingt imo. nach Graphen. Das neue Wundermaterial nach Buckyballs und Nanotubes.  ;)

Vergiss nicht carbon-nano-buds ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Gertrud am 22. Februar 2012, 19:30:03
Hallo Zusammen,

Die Firma  Obayashi Corp mit Hauptsitz in Tokio hat am Montag ein Projekt vorgestellt, in dem sie einen gigantischen Aufzug bauen wollen, der Fahrgäste in 36.000 Kilometer zu einer Station über die Erde transportiert.
Der Aufzugsschacht soll bis in die Höhe von 96.000 Kilometern geplant werden.

Für das geplante Vorhaben würde das Unternehmen Kohlenstoff-Nanoröhren nutzen, die 20 mal stärker als Stahl sind, um das Kabel für den Space Elevator zu produzieren.

Das Unternehmen sagte, es würde die Aufzugkabine mit bis zu 30 Passagiere betreiben und die Menschen reisen mit einer Geschwindigkeit von 200 Kilometern pro Stunde, Reisezeit eine Woche ?, mit einem Halt in einer Station bei 36.000 Kilometern.

Magnetische Linearmotoren würden ein mögliches Mittel zur Fortbewegung der Aufzugkabine sein.

Doch während Obayashi sagt das der Plan funktionieren könnte, gibt es derzeit keine Schätzungen für die Kosten der Struktur, noch eine Ahnung, wo sie diese  bauen könnten, oder wer dafür zahlen würde.  ::)

Quellen:
mit Bild:
http://www.yomiuri.co.jp/dy/national/T120221004421.htm (http://www.yomiuri.co.jp/dy/national/T120221004421.htm)

http://www.physorg.com/news/2012-02-japan-builder-eyes-space-elevator.html (http://www.physorg.com/news/2012-02-japan-builder-eyes-space-elevator.html)

Gertrud
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 22. Februar 2012, 21:26:39
Aber erst im Jahr 2050.  ;)

Na ja, japanische Großunternehmen hatten die letzten paar Jahrzehnte schon einige recht phantastische Projekte in Planung.  ::)

Übrigens gehört Obayashi zu den fünf größten Bauunternehmen in Japan.

http://en.wikipedia.org/wiki/Obayashi_Corporation (http://en.wikipedia.org/wiki/Obayashi_Corporation)

Und wie ich im Thread erwähnte sind die japanischen Unternehmen federführend in der Bauroboterforschung.

Übrigens erinnert mich das Bild in Gertruds ersten Link irgendwie an den Space Elevator aus der Animeserie "Mobile Suit Gundam 00". (Vorallem wegen dem integrierten Solarkraftwerk.)

http://gundam.wikia.com/wiki/Orbital_Elevator (http://gundam.wikia.com/wiki/Orbital_Elevator)

Vielleicht sind die Ingenieure ja Fans der Serie.  ;)
(Ich gebs offen zu. Der besagte Lift ist mein Lieblingsdesign, von dem ich mal gesprochen habe.^^)


Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Gertrud am 23. Februar 2012, 12:41:02
Hallo Zusammen,

hier ist der Link zu der Pressemitteilung der Firma Obayashi Corp und  zeigt auch ein paar Konzeptzeichnungen.
Die Seite lässt sich übersetzen.
 http://www.obayashi.co.jp/press/news20120220 (http://www.obayashi.co.jp/press/news20120220)

dann gibt es auch ein Space Elevator Blog,
zu den Aussagen in dem Blog kann ich nichts berichten,
da ich dort noch nicht gelesen habe.
http://www.spaceelevatorblog.com/ (http://www.spaceelevatorblog.com/)

der Artikel zu dem japanischen Konzept,
http://www.spaceelevatorblog.com/?p=1508&utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+spaceelevatorblog%2FvSHh+%28The+Space+Elevator+Blog%29 (http://www.spaceelevatorblog.com/?p=1508&utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+spaceelevatorblog%2FvSHh+%28The+Space+Elevator+Blog%29)

mit den besten Grüßen
Gertrud
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kami am 25. Februar 2012, 13:08:09
Gibt mal wieder Infos zum Thema. Die Japaner wollen in 40 jahren soweit sein und einen Aufzug ins All baun.

Kleiner Auszug aus der Newsmeldung:

Zitat
Die Firma Obayashi meint, dass sie bereits in 40 Jahren schon in der Lage sein werde, eine 96.000 Kilometer lange Röhre zu konstruieren. In dieser solle dann ein Aufzug mit 200 Stundenkilometern Menschen ins Weltall befördern. Bis zu 30 Reisewillige passen in den Aufzug, der immerhin ein Viertel der Strecke bis zum Mond zurücklegt. Der Plan der kühnen Architekten: Nach einer Woche kämen die Passagiere schließlich auf einer Plattform 36.000 Kilometer über der Erde an. Für normale Touristen solle hier Schluss sein, aber Wissenschaftler dürften bis ans Ende fahren.

http://www.tagesschau.de/schlusslicht/weltall108.html (http://www.tagesschau.de/schlusslicht/weltall108.html)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 25. Februar 2012, 13:18:50
Ehmm....

http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.795 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4649.795)

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 25. Februar 2012, 13:22:45
Welch alter Thread. Wusste gar nicht, dass es den gab.
Ich führe beide zusammen ... done
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: UTho am 26. Februar 2012, 13:09:31
moin,

wenn ich richtig verstanden habe, wollen die Japaner eine Röhre bauen mit innenliegender Kapsel - also kein Band oder so. Also prinzipiell noch stabiler und massiver. In der Röhre mit 200 kmh - da kommt mir die Analogie mit dem Projekt der unterseeischen Röhre von London nach New York mit paar tausend (?)  kmh. Wäre das nicht auch was mit Linearmotor?

Gruß UTho
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: HausD am 26. Februar 2012, 15:39:45
... Wäre das nicht auch was mit Linearmotor?  Gruß UTho 
Eine Röhre mit den "Schienen" - Stator - eines Linearmotors?
100km hoch? Was würde das wiegen?
Wie groß wäre das Fundament, reicht das instabile Japan dazu in der Breite und der Tiefe aus?
Wie würde die Standfestigkeit dieser Röhre gewährleistet werden?
Wie sieht das obere Ende aus - Bahnhof Orbit? ... und wie kommt man von dort aus auf eine brauchbare Umlaufbahn?
Wie stellt man die Rückfaht vom Orbit zum Bahnhof Orbit an, damit man wieder nuch unten kommt?
Fragt sich HausD
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: -eumel- am 26. Februar 2012, 17:33:41
Gegenüber einem solchen Projekt erscheinen mir Raketenstarts einfacher und schöner!
Vermutlich auch billiger und sicherer!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 26. Februar 2012, 18:02:08
Stell dir vor, so eine massive Röhre fällt um!!!

ein Seil hat kaum Gewicht, aber ein Rohr....
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 26. Februar 2012, 18:18:00
Tja, welche Anforderungen stellt so ein Projekt eigentlich an den Standort?

-Äquator: anders geht es nicht, wenn man in den GEO will (außer man baut eine deutlich längere Konstruktion schräg, deren Schwerpunkt im GEO liegt - für den ersten Schritt wohl deutlich zu kompliziert ;) )

-Sicherer Standort. Wo findet man den? Mitten im Meer würde ich sagen - bei der Größe des Projekts kommts auf eine künstliche Insel auch nciht mehr an ;) Und dann kann man sich einen Standort suchen, um den herum man eine Sperrzone einrichten kann. Damit sollte die Gefahr eines Umkippens auch nicht mehr eine Gefahr für unbeteiligte Menschen sein (Bodenstationsbesatzung mal abgesehen, wenn da was schiefgeht haben die auch ein Problem)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Gertrud am 26. Februar 2012, 18:50:26
Hallo @websquid,

Du hast mit dem Meeresstandort recht,
wenn Du diesen Link
http://www.obayashi.co.jp/press/news20120220 (http://www.obayashi.co.jp/press/news20120220)
in deutsch umwandelst,
ist deutlich zu sehen,das ein Standort im Meer angedacht ist.

Hallo @HausD und  UTho,
 in diesem Link steht,
http://www.yomiuri.co.jp/dy/national/T120221004421.htm (http://www.yomiuri.co.jp/dy/national/T120221004421.htm)
das die Entwickler an Liniarmotoren gedacht haben.
Zitat
Magnetische Linearmotoren würden ein mögliches Mittel zur Fortbewegung der Aufzugkabine sein

vielleicht erfindet ja jemand einen Jungbrunnen  ;) ;D
und ich erlebe noch das Jahr 2050  ;)

mit den besten Grüßen
und mit dem Willen,
das Buch von Arthur C. Clarke
Fahrstuhl zu den Sternen
endlich mal wieder zu lesen.
Gertrud
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 26. Februar 2012, 19:33:57
Wie schon gesagt, es ist sehr wahrscheinlich, daß sich die Obayashi Leute von dem oben genannten Sci-Fi Anime haben inspirieren lassen. (MS Gundam genießt in Japan seit über 30 Jahren einen ähnlichen Kultstatus, wie bei uns Star Trek.)

Hier mal 2 Bilder wie der Lift im Inneren aussieht und des Linearzuges.

Orbital Elevator 01 (http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up020034.jpg)
Orbital Elevator 02 (http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up020035.jpg)

Das Seil bleibt sozusagen die Schiene, die umliegende "Röhre" ist nur Schutz.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 26. Februar 2012, 20:44:11
Zitat
(Bodenstationsbesatzung mal abgesehen, wenn da was schiefgeht haben die auch ein Problem)

Naja, wenn er langsam umfällt, könnte man einfach einen Schritt zur Seite machen, wenn man direkt darunter steht.
das ist wie beim Baumfällen. Ist der Abstand zum Baum sehr klein, kann man gut ausweichen.


Man könnte auch einfach die Station auf einer Führungsschiene anbringen. Am Turm sind Sensoren angebracht, wenn er kippt, fährt die Station mitsamt allen Leuten aus der Schusslinie.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 22. April 2012, 23:10:42
Man muß ja nicht über die ganze Distanz auf die gleiche Energieversorgung zurückgreifen;
Die unteren 5000km könnte man ja per Kabel mit z.B. HGÜ Übertragung bewerkstelligen und
die obersten auch, wenn das Orbitale Gegenstück über große Solarausleger verfügt.
Dazwischen dann evtl per Laser, auch von oben und von unten.
Möglich wäre auch ein zweiter "Schlitten" der über Solarausleger verfügt, aber nur bis dorthin
mit herrunter fährt, ab wo man dann per Kabel versorgen kann, eben z.B. 5000km.
Und mit zunehmender Höhe wird das ganze doch auch leichter, weil am Zielpunkt ist man ja dann
im GEO.

Frage:
Welches Gewicht hätte denn ein Kilogramm wenn es in 5000km Höhe auf einem "24h Orbit" wäre?
näherungsweise gilt:
g(h)=g(0)/(1+h/6375km)
für 5000km ergibt das: g(5000km)=9,81m/(s2*1+5000km/6375km)=5,498m/2
das sind 56% der Schwerkraft in Bodenhöhe. Hierbei ist allerdings die Fliehkraft nicht berücksichtigt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 22. April 2012, 23:47:57
Hallöchen,

ne Lösung hinsichtlich der Problematik Windbelastung hat noch keiner aufgezeigt. Klakow schreibt oben, das Band ist dann wohl 500 mm breit. Ich sag mal, da kommen Segelflächen größer als beim Fünfmastvollschiff "Preussen" zusammen, da wirken einige Tonnen ...

Gruß UTho
Das ist kein großes Problem, mich würde nicht wundern wenn man es z.B. so macht das die ersten 33km eben nicht als Band sondern als ca. 4,5mm2 Seil auslegen.
Falls man damit immer noch ein Problem hat kann man die unteren 33km auch wie ein Spitzzelt auslegen und das dann mit einem Ring aus sehr großen Helium oder Wasserstoffbalons anheben.
In der Höhe sind 63/64 der Luftmasse schon unter einem.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 19. Mai 2012, 21:37:11
Hier ein Konzept, das mit dem S.E. mehr oder weniger verwandt ist:


http://www.startram.com/home (http://www.startram.com/home)


Eine Röhre, in der a'la Maglev Raumschiffe gestartet werden sollen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 20. Mai 2012, 10:36:07
Jo, ist schon ca. 10 Jahre alt. Das Konzept wurde glaub ich schon im Schienenstartthread besprochen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 20. Mai 2012, 17:52:24
Ui, hab ich da was nicht mitgekriegt?

naja, eigentlich war ich ja immer mehr der Fan eines Space Elevators. Solche Konzepte erschienen mir nutzlos. Aber andererseits... Wie sie sagen, die Technologie für mehrere zehn kilometer lange Seile haben wir bereits. Für Hunderttausend(e) Kilometer leider nicht.

Also eine gewisse Vorstufe zum S.E.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Führerschein am 20. Mai 2012, 18:29:07
Abgesehen davon, daß wir die nötigen Seile für einen Space Elevator nicht bauen können und vielleicht nie werden bauen können:

Wie lange soll so ein Fahrstuhl denn zum geostationären Orbit unterwegs sein? Das sind 36.000km. Für Menschen kann ich es mir nicht vorstellen, für Fracht ist das der begrenzende Faktor. Gibt es dafür eigentlich Zahlen? Das müßte in den Konzepten doch mit berechnet worden sein. Ich habe aber dazu noch nichts gesehen.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 20. Mai 2012, 22:32:50
http://en.wikipedia.org/wiki/StarTram (http://en.wikipedia.org/wiki/StarTram)

Das 10 Kilometer lange System wäre Gen 1, welches nur Fracht befördern könnte ,aber keine Personen.

Zitat
Abgesehen davon, daß wir die nötigen Seile für einen Space Elevator nicht bauen können und vielleicht nie werden bauen können.

Sag niemals nie.  ;)

Kohlenstoffröhren, das Material welches derzeit das wahrscheinlichste Seilmaterial wäre, sind imemr noch recht teuer, die Preise sind aber in den letzten 10 Jahren schon ziemlich gesunken. (Zumindest laut Wikipedia, ein genaues Qullenzitiat fehlt leider).

Es ist ein gefragtes Material für den Leichtbau (Auto, Flugzeug,...) und für die nächste Generation von Computerchips.

Und zum historischen Vergleich.

Aluminium war in den ersten Jahrzehnten im 19 Jhdt. nach seiner Entdeckung ebenfalls sündhaft teuer.  Neue Gewinnungsmethoden brachten die Kosten innerhalb eines Jahrzehntes auf unter 90% und heutzutage benutzen wir es für Dosen, die wir nach Gebrauch irgendwo hin pfeffern.  ;)

Zitat
Wie lange soll so ein Fahrstuhl denn zum geostationären Orbit unterwegs sein? Das sind 36.000km. Für Menschen kann ich es mir nicht vorstellen, für Fracht ist das der begrenzende Faktor. Gibt es dafür eigentlich Zahlen? Das müßte in den Konzepten doch mit berechnet worden sein. Ich habe aber dazu noch nichts gesehen.

Eine gute Frage.

Die NASA hat in einer Studie die Realisierbarkeit eines Space Elevators mal auf fünf technologische Durchbrüche eingegrenzt.

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast07sep_1/ (http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast07sep_1/)

Punkt 1: Das Seilmaterial
Punkt 2: Die Erforschung und Entwicklung langer Seilstrukturen und ihre Kontrolle
Punkt 3:  Weitere Durchbrüche in der Entwicklung ultraleichtmaterilen zum dem Bau von hohen Strukturen.
Punkt 4: Die Entwicklung schneller elektromagnetischer Atriebssysteme für Züge bzw. Maglevs.
Punkt 5: Die eigentliche Bauinfratruktur sowohl am Boden als auch im Orbit.

Das Konzept von Obayashi geht auf der Vorseite (Link von Gertrud) geht ebenfalls von von Linearmotoren angetriebenen Transportsystemen aus.

Im Prinzip wäre der Space Elevator weniger ein Lift, als ein Zug in den Orbit. Für den Passagiertransport müßten diese in der Tat sehr schnell sein, denn mehrere Tage Fahrtdauer, wie in manchen Reports die Rede ist, ist imo. Blödsinn.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Führerschein am 21. Mai 2012, 11:50:24

Sag niemals nie.  ;)

Deshalb sagte ich "vielleicht nie". ;)


Zitat
Wie lange soll so ein Fahrstuhl denn zum geostationären Orbit unterwegs sein? Das sind 36.000km.

Eine gute Frage.

Die NASA hat in einer Studie die Realisierbarkeit eines Space Elevators mal auf fünf technologische Durchbrüche eingegrenzt.

......
Punkt 4: Die Entwicklung schneller elektromagnetischer Atriebssysteme für Züge bzw. Maglevs.
....

Das Konzept von Obayashi geht auf der Vorseite (Link von Gertrud) geht ebenfalls von von Linearmotoren angetriebenen Transportsystemen aus.

Im Prinzip wäre der Space Elevator weniger ein Lift, als ein Zug in den Orbit. Für den Passagiertransport müßten diese in der Tat sehr schnell sein, denn mehrere Tage Fahrtdauer, wie in manchen Reports die Rede ist, ist imo. Blödsinn.

Das ist die große Frage, wie schnell kann der Zug/Aufzug sein?

Ich war in Schanghai mit dem Maglev/Transrapid unterwegs und kann mit Foto belegen, daß der eine Reisegeschwindigkeit von 431km/h erreicht hat. Und das auf einer schön massiven Trasse. Nehmen wir an, sie schaffen auf einem Seil das gleiche, eine recht gewagte Annahme. Dann ergibt das ca. 84 Stunden bis oben. Das wäre nicht schön aber möglich, die Sojus brauchen ja auch zwei Tage, bis sie bei der ISS ankommen.

Aber egal, welches Konzept für massive Kostenreduktion pro kg zum Zuge käme. Alle sind darauf angewiesen, viel Masse zu transportieren. Also müßte erstmal der Bedarf da sein, damit es preisgünstiger werden kann.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 21. Mai 2012, 12:38:36
Ich war in Schanghai mit dem Maglev/Transrapid unterwegs und kann mit Foto belegen, daß der eine Reisegeschwindigkeit von 431km/h erreicht hat. Und das auf einer schön massiven Trasse. Nehmen wir an, sie schaffen auf einem Seil das gleiche, eine recht gewagte Annahme. Dann ergibt das ca. 84 Stunden bis oben. Das wäre nicht schön aber möglich, die Sojus brauchen ja auch zwei Tage, bis sie bei der ISS ankommen.

Der Transrapid. Wie war die Reise in dem Zug denn?

Technisch muß man leider sagen, daß die Megatrasse des Transrapid schon technisch recht überholt ist. Um einiges fortschrittlicher ist hier der Chūō Shinkansen aus Japan.

http://www.hochgeschwindigkeitszuege.com/japan/maglev.php (http://www.hochgeschwindigkeitszuege.com/japan/maglev.php)

@Seil: Wir wissen es eben nicht. Was dafür spricht ist die Tatsache, daß Nanoröhren extrem gute elektrische Leiter sind. (10 x besser als Kupfer).

Hier ist übrigens noch ein Bericht über Druchbrüche des Frauenhofer Institutes bei der Produktion der besonders gefragten einwandigen Nanoröhren.

http://www.elektronikpraxis.vogel.de/stromversorgung/articles/363297 (http://www.elektronikpraxis.vogel.de/stromversorgung/articles/363297)

Zitat
Also müßte erstmal der Bedarf da sein, damit es preisgünstiger werden kann.

Exakt. Und was dafür der Attraktor sein könnte ist unter Raumfahrtfans seit Jahren ja ein Streitthema.

Der häufigste Attraktor für eine Expansion in den Weltraum in Sci-Fi Serien/Filmen/Büchern ist ja leider nicht unbedingt ein positiver. (Aber das gehört glaub ich nicht in diesen Thread.  ;))
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 28. Mai 2012, 23:35:33
Hätte ich fast vergessen zu posten.

http://www.spaceelevator.com/2012/02/obayashi-and-the-space-elevator---a-story-of-hype.html (http://www.spaceelevator.com/2012/02/obayashi-and-the-space-elevator---a-story-of-hype.html)

Die Obayashi Space Elevator Ankündigung war wahrscheinlich nur ein Pressegag um Aufmerksamkeit für ihren neuen fertiggestellten Wolkenkratzer zu erzeugen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 12. Juni 2012, 11:25:48
Der Transrapid Vergleich hingt etwas. Das Antriebskonzept ist zwar ähnlich, die Transrapid Geschwindigkeit wird jedoch hauptsächlich vom Luftwiederstand begrenzt. Bei einem Space Elevator ist der Luftwiederstand nur die ersten Kilometer von Bedeutung, dann wirkt vor allem die Schwerkraft als begrenzender Faktor. Diese wird natürlich auch geringer um so weiter sich der Aufzug von der Erde entfernt. Damit wird die Geschwindigkeit sicher viel größer sein als 400 km/h!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Führerschein am 12. Juni 2012, 11:56:12
Der Transrapid Vergleich hingt etwas. Das Antriebskonzept ist zwar ähnlich, die Transrapid Geschwindigkeit wird jedoch hauptsächlich vom Luftwiederstand begrenzt. Bei einem Space Elevator ist der Luftwiederstand nur die ersten Kilometer von Bedeutung, dann wirkt vor allem die Schwerkraft als begrenzender Faktor. Diese wird natürlich auch geringer um so weiter sich der Aufzug von der Erde entfernt. Damit wird die Geschwindigkeit sicher viel größer sein als 400 km/h!

Ich würde eher sagen, der Transrapid hat es "nur" mit dem Luftwiderstand zu tun. Beim Space Elevator muß permanent die Energie aufgebracht werden für die Lageenergie. Das Gewicht muß gegen die Schwerkraft angehoben werden. Man muß erst ziemlich hoch kommen, bis das signifikant weniger wird.

Richtig ist aber, mit dem Luftwiderstand muß man sich kaum abgeben. Es spricht wohl nichts dagegen, die ersten 30km gemächlich anzugehen. Danach ist der Luftwiderstand vernachlässigbar.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kryo am 12. Juni 2012, 12:10:54
nun ja der Luftwiderstand bewirkt aber sicherlich eine viel kleinere Beschleunigung als 9.81N/kg. Der Antriebsbedarf bei einem Aufzug wäre also sicherlich deutlich höher, um große Geschwindigkeiten beizubehalten. Der einzige vorteil ist, man muss nicht auf Aerodynamik und Volumen achten, was die Problematik sehr vereinfachen kann. (Dafür aber auf andere Dinge, wie Thermalhaushalt usw... keine Luft bedeutet auch keine Luftkühlung usw...)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 12. Juni 2012, 14:48:54
Die Gravitation (http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitation) nimmt im Quadrat zur Entfernung ab. In 36.000 km höhe sind es statt 9,8 m/s² nur noch 0,2 m/s².

Oder anders herum wird man bei gleicher Motorleistung im Quadrat zur Entfernung beschleunigen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ilbus am 12. Juni 2012, 17:25:08
Da wegen der nachlässigen Begriffsverwendung man oft das Gleiche doch an einander vorbei sagt, muss folgendes gesagt werden:

Gravitation ist ein Überbegriff für eine Wechselwirkung. Wenn man schon quantitative Angaben macht, so bitte ich um eine etwas sauberere Formulierung. Was mit dem Quadrat des Abstandes abnimmt ist die Kraft (und durch Masse dividiert eben die Freifallbeschleunigung). Die Feldstärke jedoch nimmt "nur" mit dem Abstand ab. ;)

Grüße
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 13. Juni 2012, 11:45:55
Also dann so:
Durch die Gravitation (http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitation) nimmt die Schwerkraft die auf den Aufzug wirkt im Quadrat zur Entfernung ab. In 36.000 km höhe sind es statt 9,8 m/s² nur noch 0,2 m/s².

Wenn ein Aufzug im erdnahen Bereich 400 km/h schafft könnte er nahe dem GEO mit ca. dem 50fachen unterwegs sein. Also bis zu 20.000 km/h. Zu berücksichtigen ist da natürlich noch, dass es einen Bremsweg gibt und die Belastungen für Astronauten beim Bremsen nicht zu groß sein sollte. Die Effektivität der Kraftübertragung könnte bei steigender Geschwindigkeit natürlich auch abfallen.

Aktuell vorhanden Aufzüge/Climber erreichen aber solche Geschwindigkeiten noch lange nicht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: HausD am 13. Juni 2012, 12:27:55
...Gravitation ist ein Überbegriff für eine Wechselwirkung...
Nämlich, dass sich immer nur Massen gegenseitig anziehen können.
@ Chewie         uuuuhaaaa!
siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Newtonsches_Gravitationsgesetz (http://de.wikipedia.org/wiki/Newtonsches_Gravitationsgesetz)

Und  in F = G (m1 * m2) / r²  steht alles drin was du brauchst um es selber auszurechnen.
G = die universelle Gravitationskonstante 
m1 = z.B. die Masse der Erde, wenn es geht in kg und nicht in klingonische Fass-Unzen  ;)
m2 = nun deine (Beförderungs-)Masse wieder hübsch in kg
r     = Ist der Abstand der Massenmittelpunkte , der Erde und der Last (nicht in hessischen Ellen!)
          meine Großmutter hat zu Massenmittelpunkte  "Schwerpunkt" gesagt, wir jungen Kerle doch nicht mehr
          (also den Erdradius nicht vergessen ! )  :)
Nun brauchst du nicht mehr mit 2 unterschiedlichen "Gravitationen" hantieren, sondern du hast ganz eindeutig die Kraft auf deine Last in einer bestimmten Höhe über der Erdoberfläche. ... und genau die muss entgegengesetzt mindestens aufgebracht werden, um deine Last entgegengesetzt zur "Erdanziehung" mindestens zu halten und sogar zu bewegen.

Gruß von HausD  (der sich auch dazu nicht weiter äußern wird)
-Na gut, einen noch:
Was is'n 'n Stundenkilometer? Gibt's sowas? 'ne Laufleistung?
Bitte nicht antworten, nur drüber nachdenken  ... und in der 30-er Zone nur 35 Kilometer fahren!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 13. Juni 2012, 12:57:09
Genau mit der Formel  F = G (m1 * m2) / r² habe ich auch gerechnet und den Erdradius habe ich auch nicht vergessen.  8)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: HausD am 13. Juni 2012, 14:29:25
Fein! Dann nur noch die richtigen Vokabeln verwenden, ... und jeder weiss was gemeint ist...
freut sich auch HausD
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: DK am 11. Juli 2012, 13:44:58
Zitat
Wenn ein Aufzug im erdnahen Bereich 400 km/h schafft könnte er nahe dem GEO mit ca. dem 50fachen unterwegs sein. Also bis zu 20.000 km/h.

Ich halte es für technisch problematisch anzunehmen, man könne ein Seil-/Schienensystem mit 20.000 km/h betreiben. Die Stösse, die dabei durch die kleinsten Oberflächenrauheiten entstehen, sind kaum zu bewältigen - ganz zu schweigen von gefährlichen Schwingungen.

Ich denke, man kann sich bereits glücklich schätzen, wenn man die 1000 km/h Marke knackt. Eine Aufzugfahrt zum GEO ist dementsprechend, meiner Meinung nach, kaum  unter 36 h zu schaffen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 11. Juli 2012, 16:00:56
Kommt auf das Antriebssystem an. Deshalb sagte ich auch "könnte" und nicht kann. Alleine die Reibung die bei einer konventionellen Aufzugkonstruktion bei hoher Geschwindigkeit und langer Betriebsdauer entstehen würde wäre ein enormes Problem! Wenn man etwas baut das Berührungslos funktioniert wie ein Transrapid, nur nach oben, wäre das aber schon ein guter Anfang.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Schillrich am 11. Juli 2012, 16:19:58
Dort wären es dann aber "Unebenheiten im Magnetfeld", wenn u.a. wegen lokaler, kleiner Materialabweichungen, das Magnetfeld auch etwas "abweicht". Das sind Schlaglöcher für ein Magnetgefährt und die bekommt ein 20 000 km/h-Zug eben auch anders zu spüren als ein 400km/h-Zug.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kryo am 11. Juli 2012, 16:22:05
Wieso sollte man überhaupt so hohe Geschwindigkeiten erreichen wollen. Klar, innerhalb von 48 h wäre es schon schön oben zu sein, doch dafür reichen auch 1000km/h und man braucht keine raketenähnlichen Geschwindigkeiten^^
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Chewie am 13. Juli 2012, 14:41:41
Dort wären es dann aber "Unebenheiten im Magnetfeld", wenn u.a. wegen lokaler, kleiner Materialabweichungen, das Magnetfeld auch etwas "abweicht". Das sind Schlaglöcher für ein Magnetgefährt und die bekommt ein 20 000 km/h-Zug eben auch anders zu spüren als ein 400km/h-Zug.

Da muss man nur besser Magnet-Stoßdämpfer einbauen, alles kein Problem.  ;D ;D ;D
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kami am 28. August 2012, 20:03:07
Jetzt will man via Crowdfunding auf Kickstarter.com den Weltraumaufzug vorfinanzieren

http://www.golem.de/news/crowdfunding-us-unternehmen-will-weltraumaufzug-entwickeln-1208-94149.html (http://www.golem.de/news/crowdfunding-us-unternehmen-will-weltraumaufzug-entwickeln-1208-94149.html)

Hier der Eintrag bei Kickstarter:
http://www.kickstarter.com/projects/michaellaine/space-elevator-science-climb-to-the-sky-a-tethered (http://www.kickstarter.com/projects/michaellaine/space-elevator-science-climb-to-the-sky-a-tethered)

ich bin wirklich gespannt wie das am Ende aussehen und vor allem wie das funktionieren soll
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: macmensa am 28. August 2012, 21:01:36
Ola...

auf dieser Seite von Kickstarter bin gerade über ein Video gestolpert das sich ebenfalls mit einem Space Elevator beschäftigt, aber nicht auf der Erde sondern auf dem Mond...

 Space elevator for the Moon (http://www.youtube.com/watch?v=j9XVHhkWxpI#ws)

Ich find das einen interessanten Ansatz, den ich unter den ganzen genannten Bedenken und technischer Probleme als weitaus eher realisierbarer ansehe, als etwas von einem Planeten aus mit Magnetfeld und Athmosphäre... Alleine die Möglichkeit der Versorgung von Stationen ohne die Risiken einer Landung mit Triebwerken... Was sagt ihr zu dieser Variante? Bei so einem Ansatz könnte ich mir sogar vorstellen es zu Lebzeiten noch zu erleben im Vergleich zu allen anderen Lösungsansätzen...

Gruss mac
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 28. August 2012, 22:27:10
In frühestens 8 Jahren könnte es laut ihnen so weit sein...

Wäre echt großartig!!!



8 000 Dollar wollten sie erreichen, bis jetzt haben sie schon fast 23 000$.


Vlt sollte ich auch ein paar Dollar (Symbolisch) spenden ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Rücksturz am 18. September 2012, 10:19:19
@macmensa
Zitat
Ola...
auf dieser Seite von Kickstarter bin gerade über ein Video gestolpert das sich ebenfalls mit einem Space Elevator beschäftigt, aber nicht auf der Erde sondern auf dem Mond...

Bei dem Animations-Video scheint die Raumstation, welche das "obere Ende" des Space Elevators auf dem Mond darstellen soll, über der Mondoberfläches "festzustehen".
Weiß jemand in welcher Höhe sich dieser "lunarstationäre"(?) Orbit befindet?
Womit sich auch die Länge des Transportbandes ergäbe?

Schöne Grüße
Rücksturz
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: websquid am 18. September 2012, 11:03:04
Weiß jemand in welcher Höhe sich dieser "lunarstationäre"(?) Orbit befindet?
Hier werden Librationspunkte des Erde-Mond-Systems genutzt. Möglich dafür sind entweder der L1 zwischen Erde und Mond oder der L2 auf der erdabgewandten Mondseite. Diese Punkte sind ca 10.000km von der Mondoberfläche entfernt
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 18. September 2012, 20:21:24
Großartig. 

Auf 8k $ abgezielt,     $110,354 sind es geworden!!



10.000km, das ist weniger als 1/3 der benötigten Länge eines irdischen Aufzuges. Ach ja, man muss ihn etwas länger machen, oder ein schweres Gegengewiht dran. Besser länger, dann kann man Nutzlast zur Erde feuern.  Dazu kommt 1/6 Schwerkraft.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 21. September 2012, 14:30:08
Ein ziemlich alter Artikel, aber mir kommt er nicht bekannt vor...

http://nextbigfuture.com/2011/10/superstrong-10-20-centimeter-long.html (http://nextbigfuture.com/2011/10/superstrong-10-20-centimeter-long.html)

20 cm langes, defektfreies CNT Kabeln können produziert werden. Stärke, 200 GPa!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: wulf 21 am 22. September 2012, 11:45:16
Hmmm, das sind aber einzelne Nanoröhren! Natürlich ist das ein enormer Fortschritt, wenn man die Dinger jetzt so lang am Stück herstellen kann.

Die Frage wäre jetzt aber, ob man die irgendwie zu einem langen Seil verbinden könnte, ohne dabei zuviel Zugfestigkeit einzubüßen. Man hat ja, soweit ich weiß, schon Seile von 100 m Länge herstellen können, die aber "nur" 1,8 GPa ausgehalten haben.

Noch besser wäre natürlich, das Seil quasi aus einzelnen langen Nanoröhren vom Boden bis in den Weltraum zu machen. Wenn ich den Herstellungsprozess richtig verstanden habe, scheiden sich dabei zunächst die Kohlenstoffatome aus dem Methangas an einem Eisenkatalysator-Partikel in der richtigen Form ab, dann wächst das CNT-Molekül an dem freien (also reaktiven) Ende weiter. Jetzt müsste man also "nur noch" einen Mechanismus bauen, der die Röhre, während sie weiter wächst, langsam aus dem Reaktionsraum herauszieht. Macht man das parallel mit ein paar tausend Nanoröhren und baut dahinter noch eine Maschine, die diese entsprechend verdrillt, dann hat man eine Maschine, die Nanoröhrenfaser mit einer Gesamddicke im µm Bereich am laufenden Meter herstellt, jedes Molekül so lang wie die gesamte Faser.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 27. Oktober 2012, 14:05:46
So sehe ich das auch, nur sollte man wenn es geht damit nicht aufhören nach einem Meter länge.

Zu der Transportgeschwindigkeit ist mir eine andere Lösung eingefallen. Nachdem man einen Lift gebaut hat, macht man gleich einen zweiten.
Der eine Strang für den Transport nach oben und anderen zum Runter fahren. Wenn man jetzt anstelle von einem Transportmodul mehrere etwas kleinere nimmt,
bekommt man zwar dadurch keinen schnellen Transport ins GEO, aber man kann in Summe trotzdem viel mehr Masse hochbringen.
Das Gewicht nimmt ja mit F~1/r^2 ab, also in 6400km über dem Boden sind es nur noch  1/4. Reduziert man die Transportmasse über den Daumen gepeilt, auf 60%, so kann man 6 Transportsysteme gleichzeitig in beide Richtungen laufen lassen. Wenn man die mit knapp 373km/h fahren lässt, kommt alle 16h eine an. Hat man vielleicht 20t die der Lift an Fahrzeugen aufnehmen kann, kann man vielleicht 6t/Tag an Gütern nach oben bringen. Das wären dann 2200t/Jahr.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Kryo am 27. Oktober 2012, 15:01:44
gute idee, und wenns erst einen Space elevator gibt, der funktioniert, dann gibts ja kaum gründe nicht 2 oder 3 oder 4 oder 5 zu bauen ^^
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 27. Oktober 2012, 18:47:33
Falls einer der letzten Beiträge stimmt und man wirklich in der Lage ist Fasern mit mit 200GPa herzustellen und irgendwann in den nächsten 10 Jahren die von so großer Länge wie man sie benötigt, wir meine Berechnung welche ich zu dem Thema mal gemacht habe, weit verbessert werden. Ich hatte mit 65GPa gerechnet und bin bei 25t Zug auf Bodenhöhe, auf 3000t Gesamtmasse gekommen. Selbst wenn ich den Sicherheitsfaktor erhöhe, wird  es wohl 630t oder weniger sein. Falls SpaceX es Schaft ihren Schwerlaster mit ca. 53t in ein niedrigen Orbit, den dann mit VASIMR Schlepper mit Sonnensegel in die richtige Position bringen, sind das nur 12 Starts für den ersten Lift. Vielleicht ist es auch möglich über das Projekt Asteroiden abzubauen, so einen als Gegengewicht in die richtige Position zu bringen.
Schnell müsste das ja nicht unbedingt bis auf 120km hinauf um die Seilmasse unter 35800km Höhe zu kompensieren, vielleicht es es billiger in 80000km Höhe ein Gegengewicht aus einem Asteroiden festzumachen?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 29. Januar 2013, 11:15:41
http://www.theregister.co.uk/2013/01/14/carbon_nanotube_threads_spun/ (http://www.theregister.co.uk/2013/01/14/carbon_nanotube_threads_spun/)
http://www.gizmag.com/threadlike-carbon-nanotube-fiber/25777/pictures (http://www.gizmag.com/threadlike-carbon-nanotube-fiber/25777/pictures)

Mal wieder was interessantes zu CNT:

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=4XDJC64tDR0# (http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=4XDJC64tDR0#)

(bei einer Minute hängen sie ein Leuchtmittel an CNT auf, die gleichzeitig den Strom hinleiten)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: klausd am 26. April 2013, 20:50:39
Markus Landgraf von der ESA über den Weltraumfahrstuhl und die aktuellsten technischen Möglichkeiten:

An Elevator to Space: Markus Landgraf at TEDxRheinMain (http://www.youtube.com/watch?v=f8CpnKBnPC0#ws)

Zitat
The space elevator will come 10 years after the last one stopped laughing about it
  ;)

Gruß, Klaus
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 27. April 2013, 01:36:46
http://metamodern.com/2010/09/29/stronger-than-carbon-nanotubes-polyynes-and-carbyne/ (http://metamodern.com/2010/09/29/stronger-than-carbon-nanotubes-polyynes-and-carbyne/)
http://www.nature.com/nchem/journal/v2/n11/full/nchem.828.html (http://www.nature.com/nchem/journal/v2/n11/full/nchem.828.html)

Der Nanotech Guru Eric Drexler spricht hier von möglichen Materialen, die sogar noch zugfester als Nanoröhren wären.

Erst ist allerdings gegenüber der Idee eines Weltraumfahrstuhl eher skeptisch.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZiLi am 28. April 2013, 02:06:29
[...] Der Nanotech Guru Eric Drexler spricht hier von möglichen Materialen, die sogar noch zugfester als Nanoröhren wären.
Erst ist allerdings gegenüber der Idee eines Weltraumfahrstuhl eher skeptisch.

Darin stimme ich mit ihm überein. Es ist schliesslich eine Sache sowas konstruieren und bauen zu können, und eine andere, es praktikabel stationieren zu können. Ersteres rückt mittlerweile in den Bereich der Realisierbarkeit, während zweiteres schon aufgrund der (mittlerweile notwendig gewordenen und somit zumindest in grossen Teilen verbleiben müssenden) Satellitenpopulation im Orbit effektiv betrachtet ein unrealistisches Konzept ist - und ich rede noch nicht mal von Müll, Meteoriten und so weiter...

-ZiLi-
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Wilhelm am 22. Juni 2013, 19:41:29
Heute dazu etwas Aktuelles in derstandard.at
http://derstandard.at/1371170255587/Ein-kleiner-Schritt-in-Richtung-Weltraumlift (http://derstandard.at/1371170255587/Ein-kleiner-Schritt-in-Richtung-Weltraumlift)

Wissenschaftler der Universität Jena haben dazu etwas im Fachblatt "Carbon" veröffentlicht.

Grüsse

Wilhelm
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: spacefisch am 19. Juli 2013, 14:27:35
Markus Landgraf, der den Vortrag gehalten hat (s. Video oben) hat auch bei der letzten Raumzeit-Folge über das Konzept Weltraumfahrstuhl geredet. Er fasst hier den aktuellen Stand der Wissenschaft zusammen und stellt mögliche Konzepte dar um ein solches Projekt umzusetzen. Ich finde es lohnt sich das anzuhören.
Edit: Hier noch der Link, wie konnte ich das vergessen!  :o
http://raumzeit-podcast.de/2013/07/05/rz054-space-elevator/ (http://raumzeit-podcast.de/2013/07/05/rz054-space-elevator/)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 19. Juli 2013, 17:28:20
@Spacefish:

Link?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Tuner am 19. Juli 2013, 17:33:24
Beitrag 915, 5 Beiträge höher.
Mal in die andere Richtung Scrollen  ;)

LG Sven
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 19. Juli 2013, 17:54:15
Ähh, vielleicht bin ich blind, aber da ist kein Link.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: spacefisch am 19. Juli 2013, 20:34:40
Danke Haus Atreides, ich weiß nicht warum ich das vergessen hatte...

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 19. Juli 2013, 21:01:37
Ich hab zu danken.  ;)
Ich hör mir den Podcast später (oder morgen) an.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: rod am 24. Juli 2013, 14:53:12
Nur so eine Idee, weiß nicht ob sehr naiv, aber wäre es nicht möglich ein Ballonsystem (ähnlich Cargolifter) in ca. 30-50km Höhe, so groß wie ein Fußballfeld mit div. Ballons als Plattform zu verwenden, von dort nach unten Kran+Seil (Elevator) und alles was nach oben geschickt wird auf konventionelle Art? als im Prinzip mit einer Startplattform für leichte Raketen, somit würden die ersten 30-50km, die vermutlich viel Energie beim Start von Raketen kosten, entfallen und auf einen anderen Bereich verschoben mit weniger Luftwiderstand und Sauerstoff.

Auf der anderen Seite hat man dann natürlkich viele weitere Ketten im Glied mit div. Schwachstellen und auch Nachteilen, denn wenn dann könnte man da oben vermutlich nur Raketen mit ein paar wenigen Tonnen hochjagen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: T.D.K. am 24. Juli 2013, 16:56:37
Luftschiffe fliegen eigentlich relativ tief gewöhnlich unter 3km Höhe,
da nur dort genügen Luftdruck existiert um eine signifikannte Nutzlast zu befördern.
Für 30-50km höhe müßte das ein gigantisch großes Ding sein, schließlich müßte es ja noch einige 100 Tonnen Nutzlast befördern.
Und falls du dir Red Bull Stratos angeschaut haben solltest, was die da für einen riesigen Heliumballon benötigt haben
um eine kleine Kapsel auf 40km Höhe zu bringen dann kann man sich leicht vorstellen
das es quasi nicht möglich ist ein Luftschiff mit großer Nutzlast in diesen Höhen zu plazieren.
Das Ding müßte wohl mehrere Kubikkilometer Volumen haben.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: rod am 24. Juli 2013, 17:29:08
An sowas wie Redbull Stratos dachte ich, nur eben viel viel größer und mehr, 50 oder 100 Ballons statt einem,
die Kapsel von RBS hatte laut Wikipedia 1,35 T, also immerhin das Gewicht von einem Auto. 50-100 Dieser Ballons (oder noch viel größerer Ballons) könnten vielleicht schon eine gewisse Last halten und hochziehen?

Oder evtl. könnte man leichtere Raketen auf diese Höhe hieven und dann abfeuern, ala Virgin Galactic, ausklinken und abfeuern und die Ballons im Anschluss wieder auf die Erde absetzen, also ohne Elevator.

Interessieren würde mich aber, ob das (ist ja eh alles nur Theorie + Spinnerei und Gedankengänge :) )  überhaupt nennenswerte Vorteile hätte für einen Raketenabschuss. Würde man "massig" Treibstoff sparen können oder nur etwas, könnte man andere Systeme verwenden da Luft dünner usw. oder wäre der Vorteil (30-50 km Höhe sind ja keine 100-150km) insgesamt gering?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: T.D.K. am 24. Juli 2013, 19:05:31
Nun da bleiben aber etliche Probleme,
Stratossphärenbalone sind hauch dünn und es diffundiert immer etwas Helium durch die Hülle,
selbst beim Zeppelin NT der eine im vergleich viel dickere Hülle hat muß öffters mal nachgefüllt werden,
dann ist die frage der Lebensdauer wenn sie da oben ständig mit Kosmischer Strahlung bombardiert wird.
Und so eine Plattform macht nur sinn wenn sie Dauerhaft da oben Stationiert werden kann.

Und mit den 100 Balons hat man dann evtl. 135T Nutzlast in 40km Höhe, 50km halte ich nicht für realisierbar.
Aber wieviel wiegt die Komplette Plattform zuzüglich des Lifts (Seil)?
Dann die Rakete, selbst die kleine Pegasus wiegt schon ca. 23T, wobei die wenn sie per Flugzeug ausgesetzt wird
schon etwas Anfangsgeschwindigkeit hat, bei der Platform hätte sie keine.

Hinzu kommt noch das man zwar 40km höhe gewonnen hat, aber eine Rakete müßte z.B. zur
ISS immer noch 360km Höhe gewinnen und vor allem auch Orbitalgeschwindigkeit erreichen
was am meißten Treibstoff kostet.

Ich glaube nicht das man sowas wirtschafftlich betreiben kann.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: rod am 24. Juli 2013, 19:41:47
Danke für deine Antwort, klingt alles sehr logisch!
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 24. Juli 2013, 20:47:08
Die Energiedichte von Kohlenwasserstoffen ist sehr hoch - das würde nur einige wenige Kilogramm im Vergleich zur Gesamtrakete sparen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 24. Juli 2013, 23:41:24
Das was vielleicht wirklich Sinn machen könnte, wäre eine sehr leichte Plattform welche mittels C-Seilen mit dem Boden verbunden wären.
Ist die sagen wir mal nur 22km üNN, so sind das immer noch 1/16 vom Bodendruck auf Meereshöhe, sodass ein Ballon wie der von Felix Baumgartner, anstatt 1,3t immerhin 4,4t
hätte man da vielleicht 6 Stück die zu einem Sechseck angeordnet sind, so kann man diese nach außen abspannen und in der Mitte bleibt ein Loch übrig. Die Ballons nun mittels Seilen zum 6-Eck verbunden und das Liftseil oben an der Plattform festgemacht. Der Vorteil ist dass das untere Stück nicht an einem sondern an mehreren Seilen mit dem Boden verspannt verankert ist. Dadurch wäre der Unterteil des Liftes durch mehrfache Redundanz gut gegen Unfälle und das Wetter geschützt. Außerdem ist es unerheblich ob dann vielleicht 24 Seile nach unter gehen würde oder nur vier.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 16. August 2013, 12:39:42
http://www.technologyreview.com/view/518301/new-form-of-carbon-is-stronger-than-graphene-and-diamond/ (http://www.technologyreview.com/view/518301/new-form-of-carbon-is-stronger-than-graphene-and-diamond/)
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1308/1308.2258.pdf (http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1308/1308.2258.pdf)

Und wieder eine neue Form von Kohlenstoff, welche sogar stabiler als Graphene oder Nanoröhren wäre.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: runner02 am 18. August 2013, 20:09:42
Wow, sogar deutlich stärker als Kohlenstoff-Nanoröhrchen... Klingt gut, muss man nur mehr warten, bis es die im industriellen Maßstab zu kaufen gibt...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: TWiX am 18. August 2013, 23:09:15
Wow, sogar deutlich stärker als Kohlenstoff-Nanoröhrchen... Klingt gut, muss man nur mehr warten, bis es die im industriellen Maßstab zu kaufen gibt...
Naja, wenn ich mir den Artikel so durchlese, siehts eher so aus, als wär man noch ganz am Anfang. Scheinbar ging man bei Carbyne (Ich benutz´ einfach mal die englische Bezeichnung) bisher davon aus, dass zwei Carbyne-Moleküle miteinander explosiv reagieren, was die Nutzung bei Weltraumliften ausschließt. Selbst diese Wissenschaftler gehen davon aus, dass Carbyne nur in der Größenordnung von Tagen stabil bleibt -bei Raumtemperatur ! 
Zitat
They agree that two chains in contact can react but there is an activation barrier that prevents this happening readily. “This barrier suggests the viability of carbyne in condensed phase at room temperature on the order of days,” they conclude.
Also im Moment wohl eher kein Material für nen Elevator...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: spacefisch am 20. August 2013, 14:00:36
Ich habe mal meine Gedanken zum Weltraumfahrstuhl niedergeschrieben und auf meinem Blog veröffentlicht. Was sagt ihr dazu?
http://spacefisch.de/?p=427 (http://spacefisch.de/?p=427)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 20. August 2013, 17:59:18
Du hättest eher schreiben sollen:

"Wie die Dampflokomotive den Transport im 19 Jahrhundert"  ;)

Ansonsten ganz nett.

Übrigens hat die Obayashi Cooperation (ihr erinnert euch vielleicht noch) (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3573.msg217008#msg217008) ein neues Video zu ihrem geplanten Weltraumlift veröffentlicht.

http://www.obayashi.co.jp/news/news_20130730_1 (http://www.obayashi.co.jp/news/news_20130730_1)

Hier übrigens noch mal die ursprüngliche Konzeptskizze (der Link vor ein paar Seiten enthält diese nicht mehr.)

http://www.techfever.net/2012/02/japanese-company-claims-theyll-have-a-space-elevator-by-2050/ (http://www.techfever.net/2012/02/japanese-company-claims-theyll-have-a-space-elevator-by-2050/)

Und ebenfalls nochmal der Link zum möglichen Paten von Oyashis Konzept

http://gundam.wikia.com/wiki/Orbital_Elevator (http://gundam.wikia.com/wiki/Orbital_Elevator)

(Kleine Offtopicfrage übrigens: Wer der hier Schreibenden ist ebenfalls Gundam Fan?  ;))

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZeT am 20. August 2013, 20:49:45
(Kleine Offtopicfrage übrigens: Wer der hier Schreibenden ist ebenfalls Gundam Fan?  ;))

Für die ZAFT!

(ich mach mal ein Photo von meiner Gundam Sammlung) ^^
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Doc Hoschi am 10. März 2014, 07:24:18
Für Leute mit Kindle bzw. eben alle die's interessiert:
Nach dem sehr bekannten Report von Bradley C. Edwards aus 2003 gibt es nun wohl einen neuen 350 Seiten (!) starken Report von der International Academy of Astronautics (IAA) zum Thema Machbarkeit eines Weltraumfahrstuhls.
Für 7,54€ für Kindle erhältlich.

Etwas zusätzliche Infos gibt es unter:
http://www.extremetech.com/extreme/176625-60000-miles-up-geostationary-space-elevator-could-be-built-by-2035-says-new-study/2 (http://www.extremetech.com/extreme/176625-60000-miles-up-geostationary-space-elevator-could-be-built-by-2035-says-new-study/2)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Zenit am 17. Juni 2014, 13:17:41
Bei mir an der Schule war neulich so ein Nano-Typ. Neben vielen falschen Fakten (in seiner Welt "schwebt" die ISS im GEO) hat er auch die Aussage gebracht, dass irgendein japanischer Bauunternehmer 2040 mit dem Bau eines Weltraumfahrstuhls beginnen will und bis 2100 fertig sein möchte. Ich habe mir den Thread ein bisschen durchgelesen und habe nix dazu gefunden. Hat der Nano-Typ Recht oder nicht?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 17. Juni 2014, 13:36:02
Derzeit existiert zumindest noch kein Material was genug Zugfest und sich lang genug als fehlerfreie Fasern herstellen lässt.
Gehört hab ich in letzter Zeit nicht viel darüber, aber da hier große wirtschaftliche Interessen bestehen, wird an Materialien ziemlich sicher weiter geforscht.
In Frage kommen da vermutlich nur Kohlenstoffnanoröhren.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: wulf 21 am 17. Juni 2014, 14:04:57
Bei mir an der Schule war neulich so ein Nano-Typ. Neben vielen falschen Fakten (in seiner Welt "schwebt" die ISS im GEO) hat er auch die Aussage gebracht, dass irgendein japanischer Bauunternehmer 2040 mit dem Bau eines Weltraumfahrstuhls beginnen will und bis 2100 fertig sein möchte. Ich habe mir den Thread ein bisschen durchgelesen und habe nix dazu gefunden. Hat der Nano-Typ Recht oder nicht?

Das war eine Ankündigung der Obayashi Cooporation, die weiter oben (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3573.msg263427;topicseen#msg263427) diskutiert wurde. Ob sie ernst gemeint war, oder nur ein Werbe-Gag, weiß ich aber nicht.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: roger50 am 17. Juni 2014, 15:23:41
Moin,

Selbst wenn es technisch möglich wäre/sein und er gebaut wird...

Der Hauptgrund, warum der Space Elevator keinen langen Bestand haben würde, wurde auf den vorherigen mehr als 60 Seiten des Threads schon mehrfach genannt: Da das "Seil" die Bahnen aller Satelliten unterhalb des GEO durchschneidet, würde es in kürzester Zeit von einem Satelliten oder einem Schrottteil getroffen und durchtrennt. Ausweichen (wie es die ISS häufig tun muß) geht nicht, und Schrott kann man auch nicht mal eben ausweichen lassen.

Ist eine technisch schöne Idee, scheitert aber an den Gegebenheiten. :(

Übrigens, auch darauf wurde schon häufiger hingewiesen: aussetzen kann man vom Elevator aus nur etwas (z.B. einen Satelliten) im GEO, denn nur dort hat das "Seil" die richtige/erforderliche Umlaufgeschwindigkeit. ;)

Gruß
roger50
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Nebulon am 17. Juni 2014, 15:34:04
Interessanter und überzeugender Ansatz

Eigentlich schade, aber demnach kann man den Space-Elevator wohl tatsächlich abhaken  :'(
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: wulf 21 am 17. Juni 2014, 15:46:46
[...]
Ausweichen (wie es die ISS häufig tun muß) geht nicht, [...]

Das stimmt nicht. Wie Ausweichen funktionieren kann, wurde z.B. in Raumzeit Folge 54 (http://raumzeit-podcast.de/2013/07/05/rz054-space-elevator/) beschrieben. Der Space Elevator wird sowieso durch die daran herauf- und herunterkletternden Kabinen in (sehr langsame) Schwingung versetzt, die durch eine mobile Plattform abgeleitet werden müssen. Diese kann man so timen, dass man Schrott und anderen Satelliten ausweicht.

[...]
getroffen und durchtrennt. ...

Die letzten Konzepte, die ich gesehen habe, verwenden viele parallele Stränge, die ersetzt werden können, wenn einer reißt. Dass dies ab- und zu geschehen muss wird sogar als Wartungsaufwand fest eingeplant.

Übrigens, auch darauf wurde schon häufiger hingewiesen: aussetzen kann man vom Elevator aus nur etwas (z.B. einen Satelliten) im GEO, denn nur dort hat das "Seil" die richtige/erforderliche Umlaufgeschwindigkeit. ;)

Gruß
roger50

Die möglichen Orbits sind begrenzt, jedoch nicht nur auf den GEO. Grundsätzlich geht jeder Orbit mit einer Inklination von 0°, der im Perigäum oder im Apogäum dieselbe Geschwindigkeit hat, wie der Space Elevator auf dieser Höhe. Dabei käme dann immer eine Ellipse heraus, bei der Entweder das Apogäum kurz unter dem GEO liegt, das Perigäum niedriger, oder das Perigäum kurz über dem GEO, das Apogäum höher.

Für alle anderen Orbits muss das Raumfahrzeug das restliche Delta-v mit dem eigenen Antrieb bewältigen. Bei der Optimierung für bestimmte Orbits könnten da ziemlich kuriose Flugbahnen herauskommen. Ich stelle mir zum Beispiel den Start in einen Sonnensychronen Orbit so vor: Das Raumfahrzeug lässt den Elevator über dem GEO los und befindet sich dann auf einer hochelliptischen Bahn, deren Apogäum weit draußen liegt (vielleicht sogar höher als der Mond). Dort hat es dann fast keine Geschwindigkeit mehr und nimmt die Inklinationsänderung vor. Gleichzeitig wird das Perigäum in die oberen Schichten der Atmosphäre abgesenkt. Bei den folgenden Umläufen wird das Apogäum mittels Aerobraking abgesenkt. Wenn die gewünschte Höhe erreicht ist, wird im Apogäum der Orbit zirkularisiert.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 30. Juni 2014, 22:31:27
Um das Thema wieder zu pushen:

http://en.wikipedia.org/wiki/Skyhook_%28structure%29 (http://en.wikipedia.org/wiki/Skyhook_%28structure%29)
http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/355Bogar.pdf (http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/355Bogar.pdf)
http://colonyworlds.com/2009/04/are-traditional-space-elevators-the-wrong-way-up.html (http://colonyworlds.com/2009/04/are-traditional-space-elevators-the-wrong-way-up.html)

Eine Alternative zum traditionellen Space Elevator is das "Skyhook" Prinzip. Dieses wurde Anfang 2000 von der NASA im Rahmen der HASTOL (Hypersonic Airplane Space Tether Orbital Launch System) Studie erforscht und ist 10 Jahre später, als Skylon ins Rampenlicht gerückt ist, wiederin bestimmten Kreisen vermehrt auf Interesse gestossen.

Dieses Seil wäre nur zwischen 200-4000km lang, wäre nur im Weltraum stationiert und könnte mit aktuellen Materialien hergestellt werden.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZeT am 03. Juli 2014, 21:40:30
In Bubblegum Crisis Tokyo 2040 sieht man den Skyhook in aktion.

Sicherlich eine interessante Entwicklung.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Jens am 07. Juli 2014, 16:04:14
Hallo zusammen,

ich habe mir auch Gedanken zu einem Space Elevator gemacht.
http://www.overunity.de/1743/space-elevator/msg33865/#new (http://www.overunity.de/1743/space-elevator/msg33865/#new)

Die einfachste Lösung der Stromversorgung wären PV Module am Band.
Wenn die Masseträgheit klein genug ist, könnte man anderen Objekten ausweichen.
Das erfordert aber einen neuen Lösungsansatz.

Gruß,
Jens
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Volker am 07. Juli 2014, 16:55:04
Hallo,

Die einfachste Lösung der Stromversorgung wären PV Module am Band.

Das Overunity Forum ist ja nun eher eine Adresse die einen Physiker das Gruseln lehrt. Da wird ja eher aus der Kategorie Perpetuum Mobile berichet.

Gruss,
Volker
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 07. Juli 2014, 17:15:40
Das kannst du zumindest für die unteren 6000km knicken, das Zeug ist einfach zu schwer. Bei 20t und 200km/s werden im unteren Seilabschnitt ca. 11MW benötigt, falls ich mich nicht verrechnet habe.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Jens am 07. Juli 2014, 17:28:17
Ja, der Energieverbrauch würde von der Masse und der Aufstiegsgeschwindigkeit abhängen.
Es müssen nicht 20t bei 200km/s sein.
Ein hoher Energieverbrauch macht den Aufzug zu schwer.
Es soll leichte PV Modulfolie geben.

Gruß,
Jens
 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: ZeT am 24. Juli 2014, 01:18:29
Sternengeschichten Folge 84: Ein Fahrstuhl zu den Sternen (Teil 1) (http://www.youtube.com/watch?v=59ouw3h-XIU#ws)
http://www.youtube.com/watch?v=EmSfCFj1L6o#t=613 (http://www.youtube.com/watch?v=EmSfCFj1L6o#t=613)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: akku am 24. August 2014, 15:08:24
gerade gefunden
aber leider beinahe schon zu ende
http://www.isec.org/sec/ (http://www.isec.org/sec/)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 04. Oktober 2014, 15:29:49
http://www.washingtonpost.com/blogs/innovations/wp/2014/10/02/the-space-elevator-extreme-science-fiction-thats-still-a-long-way-from-science-fact/ (http://www.washingtonpost.com/blogs/innovations/wp/2014/10/02/the-space-elevator-extreme-science-fiction-thats-still-a-long-way-from-science-fact/)
http://www.cnet.com/news/new-diamond-nanothreads-may-make-space-elevator-a-reality/ (http://www.cnet.com/news/new-diamond-nanothreads-may-make-space-elevator-a-reality/)

Wieder ein neuer Materialkandidat für einen Space Elevator. Diamond Nanothreads (Diamant Nanofäden).

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Doc Hoschi am 06. Oktober 2014, 19:28:08
Sowas, was sind denn das für Abbildungen in der FAZ?

http://www.faz.net/aktuell/wissen/weltraum-aufzug-wuerde-die-raumfahrt-revolutionieren-13177163.html (http://www.faz.net/aktuell/wissen/weltraum-aufzug-wuerde-die-raumfahrt-revolutionieren-13177163.html)

Habe ich in der Form auch noch nicht gesehen. Glaubt man den Bildquellenangabe bzw. dem Inhalt des Textes, kommen sie direkt von der ISEC, (der aktuellen ISEC Space Elevator Conference?) bzw. aus dem IAA-Report.
Jedenfalls wird hier eine Fahrstuhlvariante vorgestellt, in welcher der Climber großflächige, zusammengefaltete und sehr leichtgewichtige PV-Module mit sich führt, um auf 40km Höhe den eigentlichen vertikalen Aufstieg zu beginnen (dann komplett solarbetrieben), ohne die Module vorher zerstörischen Winden auszusetzen. Bis dahin soll die Energie vom Boden zugeführt werden. Ein etwas anderer Ansatz zur sonst propagierten Energieversorgung mittels Hochleistungslaser(n) bis hinauf in den Orbit.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 06. Oktober 2014, 23:23:28
Prima Beitrag finde ich. Mein Tipp für das Seil waren ca. 2012 noch 10 Jahre, also 2022.
Schneller wird es nicht gehen, es seiden es hat jemand eine geniale Idee mit der man das Zeug beliebig lang herstellen kann.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 08. Oktober 2014, 19:26:08
Die Obayashi Leute glauben ja, dass 2030 die Technik so weit sein wird. Ich bin mir zwar immer noch nicht sicher in wie weit ihre Pläne ein Werbegag sind, da 2050 in Pressedeutsch meist heisst "Ist uns doch egal ob er dann gebaut wird, wir sind dann eh tot".

Aber die Diamant Nanofäden sind imo. schon ein wichtiger Schritt. Hier ist übrigens die Originalmeldung der Penn State University.

http://science.psu.edu/news-and-events/2014-news/Badding9-2014 (http://science.psu.edu/news-and-events/2014-news/Badding9-2014)

Zitat
The team's discovery comes after nearly a century of failed attempts by other labs to compress separate carbon-containing molecules like liquid benzene into an ordered, diamondlike nanomaterial.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Doc Hoschi am 08. Oktober 2014, 20:23:21
Hier ist noch die dazu gehörende Publikation:
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/pdf/nmat4088.pdf (http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/pdf/nmat4088.pdf)

Zwar sind hier auf Bildern einzelne Nanofäden erkennbar, man sieht aber auch, dass diese aus einer chaotischen Anordnung im Bulkmaterial herausragen.
Der Knackpunkt bei dieser Technologie ist also der gleiche wie bei den CNTs: Wie schaffe ich es nicht nur sehr lange Fäden wachsen zu lassen, sondern das auch noch geordnet (!), d.h. ausgerichtet, damit ein (möglichst defektfreier) Strang gebaut werden kann? 
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 08. Oktober 2014, 21:20:18
Falls jemanden dazu eine Lösung hat wird er wohl den Nobelpreis dafür bekommen, für mich nicht die Frage ob, sondern nur wann dies passieren wird.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 08. Oktober 2014, 23:14:58
http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_carbon_nanotubes (http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_carbon_nanotubes)  ;)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 27. November 2014, 00:58:28
http://www.spaceelevatorblog.com/?p=2059 (http://www.spaceelevatorblog.com/?p=2059)

Die Japan Space Elevator Association (JSEA) hat dieses Jahrt wieder einen Climber Wettbewerb abgehalten. Dieses Jahr gab es sogar Versuche mit einem 1200m( von einem Ballon obengehaltenen) langem Tether und einem Climber mit einer 100kg schweren Nutzlast.

Ein Video dazu gibt es ebenfalls.

https://www.youtube.com/watch?v=1Xk_KV38eC4#t=347 (https://www.youtube.com/watch?v=1Xk_KV38eC4#t=347)

Die konkepten Ergebnisse des Wettbewerbs sind leider nur auf japanisch verfügbar. Aber laut Googleübersetzung lagen die Ergebnisse der angetretenen jap. Universitäten bei ca. 1000-1200m. Die TU München war ebenfalls vertreten und schaffte 1000m.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: GG am 27. November 2014, 07:41:13
Offenbar gab es zwei verschiedene "Medien". Das eine war ein etwa Finger-dickes geflochtenes Seil, das andere ein flaches, breites Band. Die Ballone hatten aber nicht ausreichend Auftrieb, so dass die Maschinen sich und ihre Nutzlast teilweise durch Gestrüpp ziehen mussten. Alles in Allem sehe ich da aber durchaus Fortschritte. Manches Gefährt hätte auch eine bedeutend größere Strecke geschafft. Gibt es bei uns auch einen solchen Wettbewerb?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 27. November 2014, 10:30:46
Ja, gibt es.

http://www.warr.de/spaceelevator/wettbewerbe (http://www.warr.de/spaceelevator/wettbewerbe)

Allerdings sehe ich dort nur die Ergebnisse aus dem Jahr 2012, obwohl es die letzten Jahre über angeblich weitere Wettbewerbe gegeben hat.

http://euspec.warr.de/results (http://euspec.warr.de/results)


Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Doc Hoschi am 27. November 2014, 10:57:27
Da waren auf der SPEC2014 ja durchaus beeindruckende Climber am Start.
2012 war übrigens tatsächlich die letzte EUSPEC. Die nächste wird es laut Ankündigung auf Facebook 2015 geben. Einen genauen Termin kennt man aber noch nicht.
Vielleicht wird ja bei einer der nächsten Challenges tatsächlich einmal ein erstes CNT-Compositseil verwendet. Das würde für die Challenge zwar keinen Unterschied machen, wäre aber ein Mega-PR-Gag und würde der Motivation aller einen Riesenschub geben.
Die Privatfirma des bekannten Befürwortes Brad Edwards (Carbon Designs Inc.) schafft aktuell ja bereits offensichtlich ein 5km langes 3GPa starkes Seil mit 3-5% CNTs drin (für eine Challenge sicherlich mehr als ausreichend) und hat laut eigener Aussage "umsetzbare" Pläne für die Marschroute in Richtung der benötigten 200GPa....obwohl ich da sehr vorsichtig wäre, solange nichts Konkretes verraten wird.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 27. November 2014, 20:25:15
Das wäre der Megarenner
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Doc Hoschi am 28. November 2014, 10:16:11
Wenn man da mal genauer nachrecherchiert, was Bradley C. Edwards seit seiner Zeit bei den Los Alamos National Laboratories so getrieben hat, wird es da doch etwas undurchsichtig.

Carbon Designs Inc. ?
Black Line Ascension ?
Plasma Ten ?

Ich hatte meinen vorigen Post auf eine PowerPoint-Präsentation (http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CCMQFjAA&url=http%3A%2F%2Fimages.spaceref.com%2Fdocs%2Fspaceelevator%2FGeneral.SE.presentation.ppt&ei=3TV4VLKuCYfJPc_2gMAF&usg=AFQjCNHdIzkxXOJpQIBmymwq90uPHwQoIQ&sig2=xrfxsLWcGs-ePjVBvUxrhw&bvm=bv.80642063,d.ZWU) Edwards bezogen (auf Folie 8 wird von ihm sein Unternehmen und das Seil erwähnt).
Carbon Designs Inc (CDI) wurde wohl laut einer Pressemitteilung 2004 von ihm gegründet. Auf seinem Linked-ID-Profil wird dieses Unternehmen in seinem beruflichen Werdegang aber nicht einmal erwähnt (!). Stattdessen aber, dass Edwards Black Line Ascension (ein Nanotubes Start-up, dessen Webseite tot ist) gegründet habe, von 2005-2007 dessen CEO war und dass er aktuell Plasma Ten (ebenfalls ein Nanotubes Start-up) mitgegründet hat.
Zu letzterer Firma gibt es auch eine Webseite: http://www.plasmaten.com (http://www.plasmaten.com), allerdings ohne viel Informationsgehalt.
Allen Anscheins nach stammt die Präsentation also von 2004 oder 2005....ohjeh! Was wurde aus dem von ihm erwähnten Seil?
Sehr vertrauenserweckend klingt das alles ja nicht gerade.

Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: McFire am 28. November 2014, 12:31:54
Ich frag mich eh, wie das Seil aufgebaut werden soll. Die Tubes müssen ja mit irgendwas "zusammengeklebt" werden. Das ist dann ja das schwächste Glied der Kette. Die Tubes zerreißen nicht, aber der Kleber hat ja nicht die gleiche Festigkeit. Es ist ja nicht so wie bei GFK Seilen, wo das noch in etwa der gleichen Dimension liegt und wo eh überdimensioniert wird, weil es aufs Gramm nicht ankommt. Beim Elevator-Seil schon.
Wenn man aber die Tubes selbst miteinander "verschmilzt", sind es keine Tubes mehr - behalten sie trotzdem die Eigenschaften?
Als Flecht-Gitter wird wohl auch nicht gehen, weil dann ein Teil auf Bruch beansprucht wird. Bruchfestigkeit ist aber immer (meist wesentlich) kleiner als Zugfestigkeit.
Kurz um - die Zugfestigkeit von Nanotubes kann mich vorerst nicht beeindrucken...
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Führerschein am 28. November 2014, 13:55:56
Ich habe auch ein Problem damit. Mal angenommen, man kann das bauen. Wie schwer darf eine Fahrstuhlkabine sein? Wie schnell kann sie die über 36.000km hochklettern? Wie groß wäre die Nutzlast pro Jahr?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: McFire am 28. November 2014, 14:13:49
Ein weiteres Problem wäre - es darf ja kein Seil sein, da muß ja eine Mindest-Auflagefläche da sein für die Rollen des Antriebs. Also ein Band. Mit einer Beschichtung, um die Tubes zu schützen und Reibung für die Rollen sicherzustellen. Bei einer gewissen Mindestandruckkraft und ständigem Betrieb gibts also Abrieb.
Das heißt - solange man nicht mit der Errichtung des Elevaturs den Produktionsbeginn des nächsten Bandes absichern kann, braucht man garnicht anfangen.
Es könnte also sein, daß die Herstellung der Bänder plus der Lastplattform/Kabine plus Logistik erst dann praktikabel ist, wenn vielleicht durch verbesserte Raketententechnik ein kaufmännisches Berechnen ergibt, daß Raketen auf Dauer besser sind. Und besser abgesichert werden können, den ein SpaceElevator ist ein verletzliches Ding in einer Zukunft,  wo Gier auf der einen Seite Haß auf der Anderen erzeugt.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Haus Atreides am 28. November 2014, 20:10:08
Ein neuer Artikel auf dem Space Elevator Blog hat übrigens auf einen Wikieintrag über mehrere Wettbewerbe der letzten Jahre hingewiesen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Elevator_Competitions (http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Elevator_Competitions)
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 28. November 2014, 20:19:14
Abrieb bedeutet das Verbindungen gebrochen werden, klar geht das auch bei CNT's, allerdings sollte man sich mal der Verhältnisse vergegenwärtigen, CNTs ist so was ähnliches wie Diamand und es ist vollständig klar das sich der z.B. von Kalkstein eher nicht, von Wolframkarbit aber schon abnützen wird, wenn auch immer noch langsam.
Weiterhin ist jeder Bandabschnitt ja nur sehr kurz und vermutlich nur maximal einmal pro Tag frequentiert.
Was sich aber wirklich abnutzen wird sind die Rollen, ich denke die wird man vielleicht halbe Jahr ersetzen und ganz billig werden dich sicher auch nicht.
Ein Material für dessen Oberfläche zu finden wird sicher auch nicht ganz einfach werden.
Was der Haltbarkeit sicher entgegenkommt, ist das nur der untere Abschnitt stark belastet wird, schon in ca. 6000km höhe, gibts nur noch 1/4G.
Ich rechne deshalb nicht damit das es deshalb zu viel Abnutzung kommen wird, wenn dann wird man sich vielleicht überlegen müssen wie man das letzte Stück zum Boden (500km?) erneuern kann. Ist vielleicht was für die Schweizer, die bauen eh Seilbahnen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Benecoder am 29. November 2014, 06:29:46
Ich frag mich eh, wie das Seil aufgebaut werden soll. Die Tubes müssen ja mit irgendwas "zusammengeklebt" werden. Das ist dann ja das schwächste Glied der Kette. Die Tubes zerreißen nicht, aber der Kleber hat ja nicht die gleiche Festigkeit. Es ist ja nicht so wie bei GFK Seilen, wo das noch in etwa der gleichen Dimension liegt und wo eh überdimensioniert wird, weil es aufs Gramm nicht ankommt. Beim Elevator-Seil schon.
Wenn man aber die Tubes selbst miteinander "verschmilzt", sind es keine Tubes mehr - behalten sie trotzdem die Eigenschaften?
Als Flecht-Gitter wird wohl auch nicht gehen, weil dann ein Teil auf Bruch beansprucht wird. Bruchfestigkeit ist aber immer (meist wesentlich) kleiner als Zugfestigkeit.
Kurz um - die Zugfestigkeit von Nanotubes kann mich vorerst nicht beeindrucken...

In dem Raumzeit Interview das hier schon verlinkt wurde wurde erwähnt das die CNT's nicht geklebt sondern verwebt werden sollen. Wenn wir in der Lage wären Nanotubes mit ausreichender länge (ca. 10 cm) herzustellen, dann würde die Reibung ausreichen um das Seil nicht reisen zu lassen.
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: McFire am 29. November 2014, 14:05:31
Ja das wäre dann meine Variante 3. Ok, nehmen wir die 10cm Nanotubes als Geflecht. Und mal vorausgesetzt, daß der Reibungskoeffizient ähnlich anderen Materialien ist. Aber ist er das? Hat man das schon untersuchen können? Nicht daß da sich völlig neue Welten auftun, was Reibung betrifft....
Aber da bleibt immernoch, daß die Zugfestigkeit dann eben nicht ausgenutzt werden kann. Wegen der Querkräfte im Gewebe.
Die Frage ist also - kann ein Kompromiß gefunden werden zwischen höherem Materialeinsatz wegen nicht voll ausnutzbarer Zugfestigkeit der Tubes vs Reißlänge ?
Titel: Re: Space Elevator
Beitrag von: Klakow am 29. November 2014, 16:52:30
Ich denke die Frage ob es je einen SpaceLift gibt hängt sicher nicht an der Entwicklung eines Materials für einen SpaceLift, sondern wie es kommeriell mit dem Material weiter geht. Je mehr das Zeugs  genutzt wird und je größer die wirdschaftliche Bedeutung wird, desto intensiver wird man nach Wegen suchen das Zeugs immer günstiger und mit besseren Eigenschaften herzustellen und da es keine natürliche Grenze für die maximale Länge gibt, wird man auch Wege finden das Zeug immer länger herzustellen. Sobald das mal einen multimilliarden $ Markt wird, hab ich nul bedenken das man diese irgendwann auch viele Meter lang her