Frage von SaschaP,

Was ist die schnellste Art sich im Weltall fortzubewegen ohne Raketenantrieb?

Hallo habe ne frage uns war wenn man eine Sonde hat ohne Raketenantrieb. Was ist da die schnellst Art der Fortbewegung und wie lande würde es dauern 4,2 Lichtjahre entfernte Sterne zu erreichen.

Also z.b. Sonnensegeltehnik

Antwort von Mimosa1,
8 Mitglieder fanden diese Antwort hilfreich

Gute Frage, SaschaP!

Es gibt 4 verbreitete Möglichkeiten, wie man ohne Raketenantrieb durchs All reisen kann (es gibt natürliche viele andere Möglichkeiten):

  1. Swing-by
  2. Sonnensegel
  3. Lasersegel
  4. Raumzeitkrümmung (Warp-Antrieb)

Das Swing-by wird heutzutage von vielen Raumsonden eingesetzt. Das Manöwer wird vollführt um schneller zu anderen Planeten zu kommen. Die Sonde umkreist dabei einen großen Planeten und nimmt dessen Gravitationsenergie auf, wodurch die Sonde schneller wird. Doch dies hat einen Hacken. Diese Energie ist schnell wieder weg und auf der Reise zu fernen Sternen wird er wohl kaum schneller sein als normal. Es würde etwa 14 Millionen Jahre dauern.

Sonnensegel funktionieren dadurch, dass Photonen (= Lichtmoleküle) auf dieses Segel treffen und dadurch einen Druck auswirken. Dieser treibt das Raumschiff an. Doch das Problem ist: Zwischen Mars und Jupiter nimmt die Sonnenintensität schlagartig ab. Und hinter dem Kuiper-gürtel würde kaum noch Licht ankommen. Und diese Energie vor der Marsbahn wäre auch bald aufgebraucht. Es würde auch etwa 14 Milliarden Jahre dauern.

Lasersegel sind das selbe wie Sonnensegel. Nur das diese Photonen nicht von der Sonne kommen, sondern von einem vom Menschen gebautem Laser. Dieser könnte dann bei größeren Entfernungen höher eingestellt werden. Nur das große Problem: Man bräuchte viel viel mehr Energie als mit Raketentechnik. Wenn man das ausser acht lässt, würde man etwa 2,0 - 5,0 Millionen Jahre brauchen.

Das wohl spannenste von den vier und auch das komplizierteste ist die Raumzeitkrümmung oder in Star Trek auch "Warp-Antrieb" genannt. Wie der Name schon sagt, wird die Raumzeit gekrümmt um 2 Orte die normal weit entfernt sind anneinander zu kriegen. Das darfst du dir wie ein Blatt Papier vorstellen, welches man faltet. Dadurch sind dann 2 Punkte auf diesem Papier näher anneinander als normal.

Um das anders zu interpretieren müssen wir ein bisschen in die Astrophysik gehen. Unser Universum hat 3 Dimensionen. Es gibt aber weit mehr. Nehmen wir jetzt mal einen 2 Dimensionalen Strohhalm. Um einen Punkt auf ihn zu zeigen, muss man die Längenlage und Breitenlagen des Punktes sagen. Ist der Strohhalm dünn, oder ist man weit entfernt muss man nur die Längenlage angeben. Genauso ist es mit dem Universum. Die anderen Dimensionen sind so dünn, dass wir sie nicht bemerken. Nur ein Bruchteil eines Bruchteils eines Bruchteils eines Photons.

Doch wenn man diese versteckten Dimensionen öffnen kann, kann man das als Abkürzung verwenden und mit Überlichtgeschwindigkeit reisen, sogar mit unendlich großer Geschwindigkeit. Logischerweise braucht man dann keine Zeit um zwischen 2 Punkten zu bewegen. Aber die Frage lautet: Wie öffnet man eine Dimension? Unsere Technik kann das nicht.

Du hast wahrscheinlich Proxima Centauri gewählt weil es der nächste Stern zur Erde ist. Vielleicht wegen möglichen Aliens?

Da muss ich dich leider enttäuschen, Proxima Centauri ist ungeeignet für Leben, wegen seiner Temperatur und seinen Ausbrüchen. Der nächste Stern, der möglicherweise Leben beinhaltet ist Epsilon Eridani, mit 10,52 Lj. Das Mehrfachsternsystem Alpha Centauri (Alpha Centauri A, Alpha Centauri B, Proxima Centauri) kann wahrscheinlich kein Leben enthalten, obwohl ein Sonnenähnlicher Stern dabei ist. In Mehrfachsternsystemen könnten nur komplizierte Planetenbahnen existieren, welche nur, wenn überhaupt, selten Planetenbahnen zulassen.

Hoffe ich habe geholfen, LLG MImosa1

Kommentar von achilles000,

DH; Top Antwort

Kommentar von Mimosa1,

Vielen dank, Komplimente höre ich gerne :)

Kommentar von derastronom,

Super Antwort Mimosa, ich gratuliere Dir!

LG

Kommentar von Mimosa1,

Überrascht es dich :P

Kommentar von Mimosa1,

In Mehrfachsternsystemen könnten nur komplizierte Planetenbahnen existieren, welche nur, wenn überhaupt, selten Planetenbahnen zulassen.

Da habe ich mich wohl verschrieben. Ich wollte schreiben:

In Mehrfachsternsystemen könnten nur komplizierte Planetenbahnen existieren, welche nur, wenn überhaupt, selten Leben auf Planeten zulassen.

Kommentar von Holgi0567,

Habe Deine sehr ausführliche Antwort mal überflogen und bin über einige Dinge "gestolpert":

Raumzeitkrümmung (Warp-Antrieb)

Das ist in praktischer Umsetzung, wenn es überhauipt je gelingt, noch in sooooo ferner Zukunft, dass man es getrost vergessen kann.

Photonen (= Lichtmoleküle)

Ein Photon ist ein elektromagnetisches Teilchen, kein "Molekül"

Unser Universum hat 3 Dimensionen

Spätestens seit Einstein ist mindestens eine vierte Dimension "rechenbar" dazugekommen. Alle weiteren Dimensionen, da gebe ich Dir recht, sind dann "nicht vorstellbar". String-Theorie sprengt hier wohl dch den Rahmen

Swing-by ... Diese Energie ist schnell wieder weg

Das ist so nicht richtig, man KANN durch "Swing by" eine dauerhafte Beschleuinigung bewirken, je nach dem WO der Flugkörper die Gravitationsquelle passiert. Abgesehen davon verliert im luftleeren Raum KEIN Körper an Geschwindigkeit. Nie.

Proxima Centauri ist ungeeignet für Leben

Für "Leben" in der uns bekannten Form sicher... Wer sagt aber, dass "Leben" SO sein MUSS, wie wir es kennen?

In Mehrfachsternsystemen könnten nur komplizierte Planetenbahnen existieren, welche nur, wenn überhaupt, selten Planetenbahnen zulassen.

Nach aktuellem Wissensstand sind mindstens 50 Prozemnt aller Sonnensysteme Mehrfachstern-Systeme. Selbst UNSER Sonnensystem KÖNNTE ein Doppelsonnen-System sein, man sucht ja aktuell nach "Nemesis". Für die Milchstraße nimmt man einen Anteil von mindestens 60 % Mehrfachstern-Systeme an. Also wieder: "Leben" kann viele Formen haben, auch andere als die unsrige.

Zum Schluss würde nich interesieren, wie Su die von mDir angegenenen konkreten Dauern ermittelt hast:

Swing-by ... Es würde etwa 14 Millionen Jahre dauern.

Sonnensegel ... Es würde auch etwa 14 Milliarden Jahre dauern.

Lasersegel ... würde man etwa 2,0 - 5,0 Millionen Jahre brauchen.

Kommentar von Mimosa1,

Tja, es gibt auch nicht so viele rentablen Möglichkeiten, Raumzeitkrümmung ist eine von diesen, auch wenn es Science-Fiction erscheint.

Und bei dem Photon habe ich mich halt etwas verschrieben, an meiner Antwort ändert das auch nichts.

Das ist so nicht richtig, man KANN durch "Swing by" eine dauerhafte Beschleuinigung bewirken, je nach dem WO der Flugkörper die Gravitationsquelle passiert. Abgesehen davon verliert im luftleeren Raum KEIN Körper an Geschwindigkeit. Nie.

Man kann keine dauerhafte Beschleunigung erreichen, jedenfalls nicht auf dieser Strecke. Denn das massivste Objekt zwischen Sonne und Proxima Centauri, Sonne ausgenommen, ist Jupiter. Und dessen Swing-by reicht höchstens bis Eris.

Und dass ein Flugkörper keine Geschwindigkeit im Luftleeren Raum verliert scheint mir doch etwas bizarr, da es gegen den Energieerhaltungssatz verstößt. Dann hätten die Apollo-Astronauten doch eigentlich auf dem Mond einschlagen müssen, mit der Geschwindigkeit, mit der sie losgeflogen sind...

Spätestens seit Einstein ist mindestens eine vierte Dimension "rechenbar" dazugekommen. Alle weiteren Dimensionen, da gebe ich Dir recht, sind dann "nicht vorstellbar". String-Theorie sprengt hier wohl dch den Rahmen

Ja toll, dann eben 3 Raumdimensionen! Wieder so ein unnötig gewordenes Ding. Und die String-Theorie sprengt hier nicht den Rahmen. Die String-Theorie ist eine weit anerkannte Theorie, die die Scherben der Relativitätstheorie aufwischt, da sie viele mathematischen Probleme klärt, die die Relativitätstheorie verursacht.

Für "Leben" in der uns bekannten Form sicher... Wer sagt aber, dass "Leben" SO sein MUSS, wie wir es kennen?

Dann viel Spaß, wenn du "uns unbekannte Lebensformen" in deinem Gartenschlauch suchst, wenn jeder so denken würde, dann müsste man überall nach Leben suchen...

Nach aktuellem Wissensstand sind mindstens 50 Prozemnt aller Sonnensysteme Mehrfachstern-Systeme. Selbst UNSER Sonnensystem KÖNNTE ein Doppelsonnen-System sein, man sucht ja aktuell nach "Nemesis". Für die Milchstraße nimmt man einen Anteil von mindestens 60 % Mehrfachstern-Systeme an. Also wieder: "Leben" kann viele Formen haben, auch andere als die unsrige.

Ja und? Die Planetenbahnen sind aber so weit von den Zentralgestirnen entfernt, dass Leben "wie wir es kennen" (?!) dort unmöglich ist. Und fang mir nicht mit Nemesis an! Denn Nemesis wäre als Brauner Zwerg so eine starke Quelle für Radiowellenstrahlung, dass dieser Stern unübersehbar wäre, jedenfalls für die Radioastronomie!

Antwort von achilles000,
2 Mitglieder fanden diese Antwort hilfreich

Hallo,

Mimosa hat das schon sehr schön aufgelistet.

Sonst fällt mir auch nichts mehr ein, aber das mit der

Raum-Zeitkrümmung ist sicher interessant.

Gruß, achilles000

Kommentar von Mimosa1,

Danke für die Zustimmung :)

Antwort von whynot63,
2 Mitglieder fanden diese Antwort hilfreich

Hi! Nur mal kurz zur Klärung - eine Sonde hat keinen Raketenantrieb (sondern lediglich kleine "Raketen" (Düsen) zur Kurskorrektur. Eine Sonde wird von einer Rakete ins All geschossen (wie ein Projektil), es gibt dann verschiedene Manöver "Swing-by", um die Sonde weiter zu beschleunigen. Dabei wird die Schwerkraft der Erde, der Sonne oder eines Planeten genützt, um die Sonde zu beschleunigen. Ein eigener effizienter Antrieb einer Sonde ist bis heute nicht gefunden worden (Sonnensegel, Ionenantrieb sind zwar erprobt worden, aber die Erfolge sind mehr als bescheiden - soviel ich weiß, gab es einmal eine Sonde mit Ionenantrieb, diese hat über ein Jahr bis zum Mond benötigt ...). Die schnellste Sonde, die derzeit im All unterwegs ist, ist Voyager1 (17km/s). Diese Sonde braucht bis zum nächsten Stern (4,2Lj) ca. 60.000 Jahre.

Eine Sonde mit eigenem Antrieb würde enorm viel an Energie benötigen, und alleine das Gewicht der mitzuführenden Treibstoffe zur Gewinnung dieser Energie würde jedes Maß der Vorstellung überschreiten (und natürlich auch das jeder Trägerrakete ...).

Also werden Sonden nichts anderes bleiben, also "Geschoße", die ihre Beschleunigung bzw. ihre Geschwindigkeit vom Antrieb der Trägerrakete und von den Swing-bys "mitbekommen" - aber Sonden mit eigenem Antrieb sind derzeit nicht abzusehen (wie gesagt, das Gewicht der mitgeführten Energieträger wäre immens und nicht zu bewältigen - außerdem würde im Weltall im Bereich der Schwerelosigkeit das Rückstoßprinzip nicht funktionieren). Um andere Sternensysteme in absehbarer Zeit zu erreichen, müßte uns schon etwas ganz anderes einfallen ... Lg

Antwort von DaniAllen,
2 Mitglieder fanden diese Antwort hilfreich

Die neusten Sonden benutzen Ionenantriebe, damit sind sie schneller als mit einem Raketenantrieb.

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

Ein Bild eines Xenon-Ionenantriebes der NASA
Ein Bild eines Xenon-Ionenantriebes der NASA
Kommentar von whynot63,

Entschuldige bitte, aber Ionentriebwerke werden (wie herkömmliche) zur Kurskorrektur eingesetzt, aber nicht, weil sie die Sonde auf eine höhere Geschwindigkeit beschleundigen, sondern weil die "mitgeführte Masse" dadurch verringert wird. Die Beschleunigungskraft von Ionentriebwerken ist vergleichsweise minimal und mit einem Raketenantrieb nicht ansatzweise zu vergleichen ... Allein mit einem Ionenantrieb würde mal nicht einmal einen Papierflieger ins Weltall bringen ...

Kommentar von Mimosa1,

Und auch, wenn es ein eigenständiger Antrieb wäre, dann wäre es wegen dem Rückstossverfahren trozdem ein Raketenantrieb.

Antwort von kami1a,
1 Mitglied fand diese Antwort hilfreich

Hallo! Du willst also zu Alpha Centauri ? Auch im Weltall hängen Bewegung und Geschwindigkeit eines Körpers von nur 2 Faktoren ab. 1.) die eigene Massenträgheit, und 2.) die Kräfte, die auf den Körper einwirken. Kann ein Körper - in diesem Fall eine Sonde - keine eigene Energie nutzen, so muss er sich anderer Quellen bedienen. Diese bieten alle im All befindlichen Objekte wie Planeten, Sonnen und sogar ganze Galaxien - wohl theoretisch sogar "Schwarze Löcher - durch die Gravitation an. Durch ein geschicktes "Hopping" zwischen diesen Objekten kann man sich jeweils einen Schub verpassen lassen. Um auf Alpha Centauri zurück zu kommen - da sollte man sich den Schub schon im Sonnensystem holen - auf dem weiteren Weg fehlen da ein wenig die Möglichkeiten. Noch zum Thema Sonnensegel : Irgendwann unterwegs ist die Sonne sehr weit entfernt. Ein Segel braucht im übertragenen Sinne Wind - und da ist es dann "windstill". Aber auf dem letzten Teil der Strecke kannst Du ja ein Alpha Centauri - Segel nutzen.

Antwort von ClariceClaptone,
1 Mitglied fand diese Antwort hilfreich

Gedanken, die haben keine Bremse. Sie sind schneller als Zeit und Raum.

Aber im Ernst, eine Zeitmaschine hat schon H.G. Wells erfunden und Superman, -Dean Cain- der aus der US-Serie, ist schon damit geflogen.

http://www.wunschliste.de/episode/10451

Wenn Du einen Planeten besuchst, der näher an der Sonne ist als die Erde, bist Du auch schneller unterwegs.

Kommentar von kami1a,

Hallo, liebe Clarice. Es gibt nur 2 Planeten, die näher an der Sonne sind als die Erde. Merkur und Venus. Und die kann man leider nicht besuchen - zu heiß.

Kommentar von ClariceClaptone,

Ja, genau, so was in der Art habe ich gemeint. Die Umlaufbahn ist wesentlich kürzer als unsere, aber dafür eben auch viel wärmer.

Und es gibt doch auch in der Mythologie so ein nettes Geschöpf mit ein paar Federn, die er sich verbrannt hat, als er zur Sonne wollte.

Antwort von Sertro,

Misoma hat sehr sehr viele Fehler in seiner Ausführung gemacht. Bei seiner Ausführung wird zum einen im Weltall ein Raumschiff sogut wie nicht abgebremst und fliegt somit nahezu ungehinderter weiter. Zum anderen weisen erste Ergebniss der Solarsegel eine geschätzte Geschwindigkeit von 50km pro SEKUNDE und nicht etwa pro Stunde an. Somit wird es deutlisch realistischer einen 4,2 Lichtjahre entfernten Stern wie Alpha Zentauri zu erreichen, bleibt aber immernoch weit außerhalb der Lebensspanne des Menschen.

Da Solarsegel zur Zeit meist erfolgversprechendste fortbewegungsart der nahen Zukunft ist hier eine kleine Rechnung:

9.460.730.472.580,8 km legt das Licht in einem Jahr zurück also ein Lichtjahr! 50Km/s entsprechen im Jahr also 1.576.800.000 km (50km60s60min24h365d) wenn wir jetzt 9.460.730.472.580,8 km durch 1.576.800.000 km teilen ...

(was jeder Grundschüler anscheinend besser beherrscht als Mimosa1... nichts für ungut Mimosa aber solche mathematischen Fehler sind fatal wenn man anere Menschen Aufklären will)

...dann kommt mann auf ein ergebnis von 5999,955906 Jahre das dann mit 4,2 multipliziert erhalten wir = 25199,814.... Jahre für die Reise zu Alpha Zentauri (klingt schon deutlisch besser als 14 millionen jahre oder?)

Natürlich ist das immernoch weit ausserhalb der Menschlichen Lebensspanne vergleicht mann es aber wieder mit der Fluggeschwindigkeit der Voyager sonden die ca. auf 11000km/h also nur Rund 3km/s beschleunigt wurden so ergeben sich ungeahnte möglichkeiten die Ortsche wolke und darüber hinaus den Raum zu erkunden bevor sonden ihre Lebensdauer überschreiten. Ausserdem könnte mann Vorbeiflugsonden (Also sonden die einen Orbit passieren Material sammeln und dann weiter fliegen) so zielgerichtet einen Planeten umkreisen lassen und dann wieder zurück zum Erdorbit fliegen lassen wo sie dann gewartet werden können und wieder ausgesendet werden. Somit verschwenden wir unsere wertvollen Ressourcen nicht an den Weltraum. (diese Idee ist im zusammenhang mit den Weltraumlift gedacht , welcher sich auch noch in der Forschung befindet. Es ist ziemlich warscheinlich das beides Zeitnah zum einsatz gebracht werden könnte)

Antwort von Imperium99,

na ja mit lichtgeschwindigkeit aber es gibt nichts sonst hätte man das schon versucht

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