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24. Januar 2021, 09:52:53
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Autor Thema: Aerographit - neue Materialklasse für SolarSails/interstellare Sonden ?  (Gelesen 621 mal)

Offline aasgeir

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Es gibt ein neuartiges Material extrem niedriger Dichte (0,2 mg/ cm3) namens Aerographit, dessen Verwendung als Material für extrem leichtgewichtige SolarSails und sogar interstellare Sonden geprüft wird. Das Material ist unbeschichtet optisch schwarz, d.h. wirkt so als Absorber der Sonneneinstrahlung (Impulsübertrag um den Faktor 2 schlechter als ein reflektierendes Sonnensegel, aber die Gewichtsersparung einer reflektierenden Beschichtung macht das mehr als wett). Verschiedene untersuchte Bauformen (Hohlkugeln mit 1 m bzw 5 m Radius und Wandstärken zwischen 0,5 mm und 1 µm) lassen Reisezeiten zum Mars von 60 Tagen, zu Pluto in 4,3 Jahren und zu Proxima Centauri (!) von 185 Jahren zu.
Es wird vorgeschlagen, eine Prototyp-Sonde von der ISS aus auszusetzen.

https://arxiv.org/abs/2007.12814 "Low-cost precursor of an interstellar mission"

https://twitter.com/coreyspowell/status/1290769543107936256

https://twitter.com/coreyspowell/status/1290767598297153536

McPhönix

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Ist das richtig, daß da Dichte und Gewicht in einem Atemzug genannt werden?
Arxiv.org =
"...density of 0.18 kg/m^3 (15,000 times more lightweight than aluminum)..."

Die Twitter-Artikel gehen leider nicht auf.

Zitat
Verschiedene untersuchte Bauformen...
Untersucht heißt für mich - man hat was in der Hand.
Hat man diese erwähnten Hohlkugeln ? 1m / 5m Radius ?! 1µ dick ?
Will mir jemand einreden, daß (trotz der großen Festigkeit) man die anfassen kann?
Start aus Sonnennähe, ok. Mit 6500 km/s, ok. Als Raumschiff.
Was kann man hinein tun? Ich stelle mir grad vor , wie eine Zuladung von 10 Gramm sich verhält.

Ich habe allen Respekt vor diesen neuen Materialien, wie C-Nanoröhren und -flächen und auch vor dem o.g. Material. Aber auch ein Mißtrauen gegen Journalisten.


Offline holleser

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Das  wäre 67 * leichter als Luft auf Meereshöhe.

Das Zeug würde bis auf 30km aufsteigen.

Zumindest der Fußboden der Fertigung wäre immer sauber da sich die Reste in die Stratosphäre entsorgen.

Offline aasgeir

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@McPhoenix:
es wird die Dichte des Materials (180 g/ m3 = 0,00018 g/ cm3 = 0,18 mg/cm3) verglichen mit der von Aluminium(legierungen) : 2,7 g/cm3
Das ergibt den zitierten Faktor von 15.000.

Mehr zum Material hier: https://www.centauri-dreams.org/2020/07/27/aerographite-an-advance-in-sail-materials-with-deep-space-implications/. Man beachte auch die Diskussion unter dem Artikel.

@holleser: das Material (extrem verdünnter Graphitschaum) besteht im wesentlichen aus "Zwischenräumen" - die hier auf der Erde natürlich mit Luft gefüllt wären. Daher kein Netto-Auftrieb und kein selbständiges Schweben in 30 km Höhe ..

McPhönix

  • Gast
Ist schon richtig - wenn man Dichte 2700 : 0.18 rechnet, kommt das Ergebnis.
Aber im Artikel steht density und dann lightweight. Das irritierte mich etwas.

Die Hohlräume mit Luft zu füllen (bzw zu gestatten) mag für Versuche hier unten ok sein. Ich bin schon gespannt auf die 10 Meter Kugel mit 1mm Wandstärke ;)
Aber auch wenn da bei 1 µ Wandstärke noch Hohlräume sein mögen (im Artikel ist allerdings von realistischeren <1mm die Rede) so würde die Luft heftig die Masse-Bilanz stören. Und für Reisezeiten von hunderten Jahren - ist man so sicher, daß über die Zeit keine chemischen Reaktionen stattfinden? Also nehme ich an, daß man da im All fertigen wird (wenn überhaupt) und nicht mal so nahe Sonne und Planeten in sauberem Vakuum. Dann aber ein Swingby an der Sonne zu machen sollte gehen.
Kleine Frage nebenbei - Hohlräume heißt ja nicht per se geschlossen bzw. dicht oder? Find da nix dazu.
Wenn ich mir nun so das Elektrofoto anschau....
Und gerade das sagt mir aber auch, daß eine statistisch chaotische Struktur nicht so fest sein kann wie eine geordnete. Bitte nicht Chaotisch mit Ungeordnet verwechseln.
Mit welchem 3D Printer wollen die das drucken? :D :D

Wenn Photonen einen Schub erzeugen sollen, müssen sie entweder reflektiert werden (ok, geht hier nicht) oder absorbiert. Aber wenn das Material fast nur aus Hohlräumen besteht und trotzdem undurchsichtig ist, muß es doch atomare bzw. feldimplikative Mechanismen geben? Sonst würden sie ja "durchflitschen".

Immerhin ist in dem Artikel schon mal die Rede von einer PayLoad im Grammbereich die Rede. Na denn mal los. Lichtspruch aus einem Lichtjahr Entfernung "Alle Syseme ok".
Selbst bei Weiterentwicklung der Empfangseinrichtungen (wobei man da jetzt schon von wenig Luft nach oben ausgeht) - wieviel Kilowatt werden benötigt ? Oder was für eine extrem stark bündelnde Antenne kann man im Grammbereich bauen? Und welcher Akku? Davon, daß das Material selbst auch Reste von Licht zwischen den Sternen in Energie umwandeln kann, war nicht die Rede.

Ich schätze eher, daß in einigen Jahrzehnten die Raumschiffe zu großen Teilen aus solchem Material sind, aber nicht das Raumschiff selbst darstellen.

Die Kommentare im Link bleiben ja, von Ausnahmen abgesehen, aufm Teppich.

So denn mal los mit dat Zeuchs...
 



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