Frage von Konegro, 62

Wie schnell kann man sich mit heutiger Technologie im All fortbewegen (km/s)?

*Falls du kein Bock hast Folgendes durchzulesen: Mach es am Besten trotzdem! ;P*

Ich war mal wieder im Internet unterwegs und hab mal so geschaut was es neues aus "The Universe" gibt. ;D Da bin ich u.A. auf Seiten gestoßen die beschreiben, wie lange es dauern würde zum nächsten terrestrischen Planeten (zB. Gliese 876 d) zu gelangen. Da Apollo 12 (Technik von vor 1969) circa 10,811 km/s zurückgelegt hat, wird das mit der heutigen Technologie wohl schneller gehen? Oder bin ich da falscher Meinung? Wenn ein Lichtjahr 9'460'730'472'580,8 Kilometer lang ist, bräuchte es mit "Apollo 12" 27730 Jahre um 1 Lj zurückzulegen. Um wiederrum auf "Gliese 876 d" zu gelangen muss man nochmal 15 mal so viele Jahre warten (10'121'449 mal mehr schlafen.. :P). Man würde also 415'950 Jahre (ohne Raumzeit- verschiebung / krümmung) brauchen um mit Steinzeittechnik (1969, sagte ein 13 jähriger Junge ;) ) zu "Gliese 876 d" zu gelangen..

Wie wäre das mit heutiger Technik? HAT SICH ÜBERHAUPT WAS GEÄNDERT? Wie schnell kann man jetzt so fliegen? 50'000 km/s? 100'000 km/s?

Hoffe um gute Antworten!

MfG Konrad :)

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von dompfeifer, 20

Da unterliegst Du einem grundsätzlichen Missverständnis! Die technisch erzielbare Höchstgeschwindigkeit ist eine Eigenschaft von Straßen-, Schienen-, Wasser- und Luftfahrzeugen. Da gelten zwei irdische Sonderbedingungen:

Erstens muss hier zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Geschwindigkeit eine entsprechende Leistung zugeführt werden wegen der Überwindung der Widerstände gegenüber der Erdoberfläche (z.B. Rollreibung, Wasserreibung, Luftreibung). Und aus der Leistungsgrenze ergibt sich die Höchstgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs.

Zweitens relativieren wir hier die Geschwindigkeitsbestimmung eines bewegten Körpers auf ein allgemein stillschweigend vereinbartes Bezugssystem, nämlich die Erdoberfläche. Dabei wird völlig abgesehen von der Bahngeschwindigkeit der Erdoberfläche um die Erdachse, von der Bahngeschwindigkeit der Erde um die Sonne, Geschwindigkeiten von Sonne, Galaxis und dergl. mehr.

Diese beiden Randbedingungen fallen in der interplanetaren Raumfahrt völlig weg. Erstens ist die Aufrechterhaltung einer Geschwindigkeit keine Frage einer Antriebsleistung, ein Antrieb dient im Weltraum nur der Geschwindigkeitsänderung (bzw. Richtungsänderung). Zweitens ist eine Geschwindigkeit nur bestimmbar im Hinblick auf das jeweils ausgewählte Bezugssystem. z.B. auf einen beliebigen Himmelskörper. Absolute Geschwindigkeitsangaben zu Raumschiffen ergeben also ohne Bezugssystem keinen Sinn.

Relative Geschwindigkeiten von Raumschiffen können planmäßig geändert (Das heißt Beschleunigung!) werden durch Rückstoss-Antriebe oder durch die Umlenkung mittels Gravitationsfelder (siehe Wiki "Swing-by-Manöver"). Im letzeren Fall ist die erzielbare Beschleunigung nur durch die räumlichen Gegebenheiten begrenzt, also völlig unabhängig von der technischen Funktion des Raumschiffes oder seiner mobilen Energiereserven.

Der klassische Raketenantrieb ist notwendig bei hohen Antriebsleistungen (z.B. Start von der Erde), also für hohe Beschleunigungen. Die durch die Beschleunigung erzielte Geschwindigkeitsänderung ist gleich dem Produkt aus Beschleunigung und Zeit. Damit lassen sich im All hohe Beschleunigungen ersetzen durch den Einsatz großer Beschleunigungszeiten für die gleiche Geschwindigkeitsänderung. Das ermöglicht den Einsatz auch sehr kleiner Antriebsleistungen, wobei die erforderliche Energie z.B. über mitgeführte Sonnensegel zugeführt werden kann. Damit ist die erzielte Geschwindigkeitsänderung bei gegebener Sonnensegel-Leistung nur noch eine Funktion der Zeit. Bei ausreichender Zeit ist da der relativen Höchstgeschwindigkeit des Raumschiffes rechnerisch keine Grenze gesetzt.

Mit anderen Worten: Die erzielbare Höchstgeschwindigkeit ist in mehrfacher Hinsicht keine Eigenschaft von Raumschiffen. Das ist so ähnlich wie mit der Höchstgeschwindigkeit des Fußballs.

Kommentar von Konegro ,

Vielen Dank auch dir für die sehr informative Antwort, bloß was ist wenn eine Sonde / ein Raumschiff die Heliospäre verlassen hat? Kann es dann immer noch Sonnenenergie nuzten oder funktioniert auch Licht des Sterns Proxima Centauri?

Außerdem könnte man ja binnen circa 50 Jahre bis zum Rand des sichtbaren Universum reisen (vorrausgesetzt man befindet sich in dem Raumschiff!), da ja -wie du gesagt hast- die Geschwindigkeit immer weiter zunimmt. Demzufolge würde die Zeit langsamer verlaufen! Man könnte also zur Andromenda-Galaxie in wenigen Jahren!

Eine Frage habe ich noch: Wenn man immer schneller wird, könnte man dann nach bestimmter Zeit schneller als Lichtgeschwindigkeit fliegen? :)

Kommentar von dompfeifer ,

Mit zunehmender Entfernung von der Sonne sinkt natürlich die Effizienz der Sonnensegel. Da stellen weit entfernte Sterne keine brauchbare Alternative dar. Da bietet sich eher ein Ionenantrieb an. Hier muss allerdings eine (vergleichsweise kleine) Rückstoßmasse mitgeführt werden, die auch aufgebraucht wird auf der Reise. 

Die Geschwindigkeit ändert sich nicht immer unbedingt in eine Richtung. Solange ein Raumschiff geradlinig beschleunigt wird (z.B. durch Raketentrieb, Sonnensegel oder Gravitationsfeld), nimmt seine Geschwindigkeit in Bezug auf das jeweils ausgewählte Startsystem zu. Das ist aber zunächst ein völlig willkürlicher Bezugspunkt. Genauso willkürlich ist die Annahme, am (durchaus bewegten) Startsystem sei die Geschwindigkeit gerade null. Wie schon oben gesagt, die absolute Geschwindigkeit ist eine Fiktion!

Die relativistischen Erscheinungen (wie z.B. Zeitverzögerung, Massenerhöhung) bei Annäherung eines Systems a an die Lichtgeschwindigkeit sind nicht in diesem System selbst zu beobachten, sondern nur von einem ausgewählten System b aus, das sich zum System a entsprechend schnell bewegt. Mit solchen Betrachtungen lassen sich keine Weltraum-Reisezeiten verkürzen.

Kommentar von Konegro ,

Die Person im Raumschiff altert doch dennoch langsamer als eine Person auf der Erde?

"Hätte man hier auf der Erde ein so gutes Teleskop, um seine Uhr zu sehen, würde man bemerken, dass die Zeiger viel langsamer ticken!"
Ich weiß nicht mehr genau wer das gesagt hat und wie er es genau gesagt hat, aber es ist doch dennoch wahr, oder bin ich da falschem Eindrucks? Damit ist ja theoretisch der Alterungsprozess beeinflusst! Und desto schnell man dann fliegt, desto langsamer altert man. Sprich: man wäre viel schneller am gewünschten Ziel! :)

Antwort
von Parhalia, 24

Für Sonden ist aktuell mit sehr langer Beschleunigungszeit der "IONEN-Antrieb" das Mittel der aktuell grösstmöglichen Geschwindigkeit. Dieser Antrieb hat zwar nur ein kleines Vorschubmoment, aber dafür kann der Antrie via Nuklearbatterien über Monate kontinuierlich aufrechterhalten werden und somit die Sonde in dieser Zeit immer weiter beschleunigen.

Aktuell sind somit für Sonden ( je nach Beschleunigungsdauer ) etwa 15 bis max. 30 KM/s drin. Für den Ionenantrieb ist aktuell noch eine Art "Nachbrenner" in Arbeit, welcher die "Geschichte" auf ( geschätzt ) 50 - 100 KM/s beschleunigen könnte. Die Beschleunigungsdauer spielt bei diesem Antrieb aber natürlich eine Rolle. Denn neben der Energiequelle an sich muss ( m.W. ) auch das Edelgas Xenon in ausreichender Menge in der Sonde mit transportiert werden, um das Plasma für den Antrieb überhaupt erzeugen zu können.

Spekulationen / Entwicklungen in der wissenschaftlichen Forschung arbeiten auf eine Reise ( Sonde ) zum Mars zum Zeitpunkt der grössten Annäherung ( Flugbahn der Sonde hierzu berücksichtigen ) binnen 6-8 Wochen als nächstes Ziel hin.

Wir sind aktuell also technisch noch SEHR weit davon entfernt, selbst das nächstgelegene Sternensystem "Alpha Centauri" ( ca. 4 - 4,5 LJ ) erreichen zu können.

Somit sind Deine groben Hochrechnungen gar nicht mal weit vom aktuellen Stand der Technik entfernt. 😉

Kommentar von Konegro ,

Ich meinte natürlich m/s! Ich habe auch alles in m/s gelesen, bloß ich hab mich dann zu sehr auf die Kilometer, dich haben wollte, versteift und hab dann auch km/s dahinter geschrieben! :P

Aber du hast es ja wahrscheinlich verstanden / gemerkt! :D
Danke für die informative Antwort!

Kommentar von Parhalia ,

Gerne geschehen. 😉 Die Angaben "KM/s" musst Du nur mit 1000 multiplizieren um auf "m/s" zu kommen.

Aber selbst mit aktuell modernster Technologie ( sofern bereits einsetzbar ) würden wir immer noch weit über 10000 Jahre bis zum nächsten Sternensystem benötigen.


Kommentar von Max123321123 ,

Stephen hawking und ein reicher Milliardär wollen in ein paar jahren sonden mit Hilfe von Lasern fast auf Lichtgeschwindigkeit bringen und diese zum nächsten Sonnensystem fliege lassen. :)

Antwort
von Helferlein1234, 20

Wenn mich nichts alles teuscht schwirt irgendwo eine Sonde rumm mit etwa 13000 km/h aber an der Technik hat sich nicht viel geändert da muss man noch dran arbeiten.

Es sei den Das Amerika etc. (Achtung Verschwörungstheretiker) wirklich Angestürzte Untertassen geborgen hat und die Antriebstechnologie duplizieren kann dann hätten diese eine möglichkeit schneller von Planet Erde zu Planet bla bla zu kommen die streiten es aber ab bla bla mal schaun.

also nein dauert immer noch so lange wie damals um es hier zu beenden.

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