Denkt ihr, es wäre möglich, Satelliten mit einer Railgun ins All zu schießen?

6 Antworten

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die extreme beschleunigung mit einer railgun würden nur extrem feste bauteile aushalten, weiterhin müsste der energieaufwand für eine monstöse gun (um tonnenschwere satelliten abzuschießen) vergleichbar groß wie für eine rakete mit flüssig-brennstoffen sein, also wo sollte der große vorteil liegen?


Animelove007 
Beitragsersteller
 15.01.2025, 16:53

Der große Vorteil liegt in der Menge an Projektilen, die innerhalb eines Zeitraums abgefeuert werden können. Wenn man eine Rakete nur einmal am Tag mit 40 Tonnen Nutzlast starten kann oder eine Railgun alle 60 Sekunden einen 500 kg Satelliten abfeuert, kommt man am Tag auf 720 Tonnen. Um die Umlaufbahn zu verändern, müsste die Railgun nur auf ein Drehgestell gelagert werden. Wartungsarm ist sie auch, wenn der Innenraum vakuumiert ist, sich eine Klappe beim Schuss für ein paar Millisekunden öffnet und das Projektil ohne Reibung verschossen wird.

fanclub75  15.01.2025, 17:01
@Animelove007

die austrittsgeschwindigkeit muss mind. 28.000 km/h betragen, um den orbit erreichen zu können; das übersteht ein objekt/projektil nur mit einem hitze-schutzschild, der die nutzlast wieder reduziert.

weiterhin wird die atmosphäre bei jedem flachen winkel unter 90° das geschoß stark abbremsen, also muss die austrittsgeschwindigkeit nochmal wesentlich größer sein, damit sie ausreicht, um die "erste kosmische geschwindigkeit" erreichen zu können.

die klassische rakete hat den enormen vorteil, dass sie am anfang keinerlei probleme mit dem luftwiderstand hat, der mit zunehmender höhe degressiv abnimmt, während sie gleichzeitig immer schneller wird.

glaubst du nicht, dass sich experten seit dem beginn der raumfahrt darüber gedanken gemacht haben, ob es eine sinnvolle alternative für raketen gibt?

Animelove007 
Beitragsersteller
 15.01.2025, 17:07
@fanclub75

Ja das stimmt, wenn man sich aber anschaut, wie wartungsarm eine von Anfang an gut und halt auch teuer gebaute Railgun ist, dann wird man sicherlich irgendwann im Plus sein. Natürlich ergibt so eine Railgun nur für kleine Satelliten Sinn, die wahrscheinlich sehr bald den LEO dominieren werden.

Der Sattelit könnte in einer stabilisierenden Metallhülle untergebracht werden, die mit Graphit umhüllt ist, um ablativ die Hitze abzuleiten, die sowieso nur wenige Sekunden auf das Geschoss einwirkt.

fanclub75  15.01.2025, 17:17
@Animelove007

egal, wie du es drehen und wenden möchtest, du kannst die physik nicht überlisten, da niemand das risiko eingehen wird, so ein monstrum zu entwickeln oder zu bauen; die railgun ist KEINE alternative zur rakete

und deine behauptung mit "100 km/sec" ist einfach lächerlich; aktuelle railguns, die von der us army getestet werden, kommen auf 2,5 km/sec oder 9.000 km/h, was etwas nur ein drittel der schon genannten "ersten kosmischen geschwindigkeit" von 28.000 km/h entspricht

Theoretisch könnte man das machen.

Die Idee ist auch nicht ganz neu, siehe Science Fiction von Jules Verne.

Abrr realisieren wird man das kaum, weil es halt eher nicht rentabel sein wird. Oder erst in n paar Jahrhunderten, wenn Öl als Treibstoff wirklich völlig out ist und Strom für den Betrieb dieser Railgun nahezu kostenlos verfügbar ist.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Zusätzlich Erfahrung bzgl. Sensortechnik und Sternwartenbetr

Animelove007 
Beitragsersteller
 15.01.2025, 17:01

Naja, nicht ganz: Jules Verne hatte eine physikalisch komplett unmögliche Idee. Aber heutzutage könnte ein Staat sowas umsetzen. Ich glaube aber, die Angst ist zu groß, dass es doch nicht funktioniert und deswegen setzt man lieber auf extrem komplizierte Raketen mit jahrzehntelangen Kostenexplosionen, die dann doch nie gebaut werden.

BurkeUndCo  15.01.2025, 17:12
@Animelove007

Was zeigt, dass die bisher verantwortlichen Menschen, den Bau der Rakete als einfacher (= weniger risikobehaftet) ansehen als den Bau einer solch großen Railgun.

Hi!

Aktuell laufen Versuche mit einer Zentrifuge, die den Körper beschleunigt und dann in Richtung All schleudert. Ich weiß nicht wie da der genaue Stand ist, aber das soll funktionieren. Wäre ähnlich wie die Idee mit der Railgun, nur das die Beschleunigung besser dosiert werden kann.


Animelove007 
Beitragsersteller
 15.01.2025, 17:04

Stimmt ich kenne diese Zentrifuge. Ein großer Nachteil ist aber die begrenzte Zugfestigkeit des Seils, sowie die Dauer, die Zentrifuge neu zu beladen. In ein paar Jahren werden jeden Tag 50 Tonnen und mehr in den Weltraum geschossen, da braucht man bei einzelnen Satelliten eine Kadenz von wenigen Stunden oder gar Minuten.

SunnySideUp234  15.01.2025, 17:07
@Animelove007

Da bist du dann besser informiert als ich 😉 Ich denke, dass größte Problem der Railgun wäre die plötzliche Beschleunigung, die es erfordern würde den Satelliten äußerst stabil bzw. in einer entsprechenden Hülle zu bauen.

Animelove007 
Beitragsersteller
 15.01.2025, 17:14
@SunnySideUp234

Das glaube ich auch. Die Hülle muss schließlich ein ganzes Hochhaus und die Hitze einer Atombombe kurz aushalten können.

Es wäre klüger das vom Mond aus zu machen. Eine Rakete könnte dabei auf einer Kreisbahn um den Mond diesen mehrere Male umfahren und gewaltig beschleunigen. Eventuell sogar mit Raumfahrern an Bord, wenn sich die zum Schutz vor den Beschleunigungskräften in einer Flüssigkeit befinden, die Flüssigatmung erlaubt. Die Rakete würde dann über eine Rampe in den freien Raum geschleudert. Damit könnte man sehr schnell die äußeren Planeten des Sonnensystems erreichen. Fragt sich allerdings, wie man dort wieder abbremst.


Animelove007 
Beitragsersteller
 15.01.2025, 16:49

Oh hast du Recht, so weit habe ich tatsächlich gar nicht gedacht. Nur muss eine Fracht erstmal zum Mond.. Die Bremsung könnte durch genau das Gegenteil geschehen, was man beim Mond macht.

Du vergisst hierbei das Massenträgheitsmoment beim Abschuss. Da werden vermutliche dutzend bis hundertfache G-Kräfte wirken in der nötigen Beschleunigung auf Fluchtgeschwindigkeit + Reibungsverlust auf kurzer Strecke.


Animelove007 
Beitragsersteller
 15.01.2025, 16:55

Das stimmt. In den ersten Kilometern der Atmosphäre würde ein derartig schnelles Projektil erstens stark abgebremst und zweitens extrem erhitzt werden. Jedoch weiß man aus Atomtests, dass schon eine dünne Schicht Graphit ausreicht, um den Körper innen drinne vollständig zu schützen.

Gnurfy  15.01.2025, 17:34
@Animelove007

Du übersiehst immer noch die nötigen Beschleunigungskräfte per Strecke.

Berechne Dir einfach mal selbst, mit wieviel G beschleunigt werden müßte um auf über 27.000 bis 28.000 KM/h bei Verlassen der Magnetschiene per Streckenlänge nötig wären.

Animelove007 
Beitragsersteller
 15.01.2025, 17:41
@Gnurfy

Das kommt natürlich auf die Strecke an, auf der das Objekt beschleunigt wird. Unter 100 Meter geht das wahrscheinlich wegen der Railgun selber nicht.

Gnurfy  15.01.2025, 17:53
@Animelove007

Rechne da mal lieber mit einem Beschleunigungsweg von etwa 2-3 Kilometern in einer Vakuumröhre entlang einer Bergflanke z.B. an der Zugspitze. Das ganze dann am besten schnurgerade, denn mit zunehmender Speed wird eine Objektumlenkung während der Beschleunigung auch immer schwieriger in einem Wegstreckenradius.

Animelove007 
Beitragsersteller
 15.01.2025, 19:14
@Gnurfy

Da hast du vollkommen Recht. Je langsamer das Objekt beschleunigt werden würde, desto weniger massiv muss es gebaut werden.

Gnurfy  16.01.2025, 14:41
@Animelove007

Und je kleiner das Objekt ist, umso geringere Kräfte sind zu dessen Beschleunigung nötig. Zudem können gewisse Bauteile und Konstruktionsteile dann relativ zu ihrer geringeren Größe auch höhere G-Kräfte aushalten.

Animelove007 
Beitragsersteller
 16.01.2025, 14:47
@Gnurfy

Nein, eigentlich tatsächlich sogar anders herum. Das Objekt muss auf gleicher Strecke auf die gleiche Geschwindigkeit beschleunigt werden. Die Masse des Objektes ist dabei unerheblich.

Durch ein größeres Objekt ergäben sich sogar Vorteile, besonders beim Luftwiderstand: Die Fläche pro Volumen sinkt, was einen größeren Nutzlastanteil zulässt bzw. bessere Maßnahmen zur Stabilität zulässt.

Gnurfy  16.01.2025, 15:45
@Animelove007

Die nötigen Mündungsgeschwindigkeiten sind in Relaton der Atmosphärendurchdringung und dem Reibanteil ja leicht berechenbar, aber grob muss das ganze halt > etwa 28.000K abseits der Atmosphäre liegen.

In der anderen Sache geht es halt auch um die Masse, welche erst mal von 0 auf xy KM/h beschleunigt werden muss. Und da spielt Energie zu Masse halt doch eine große Rolle.

Ich denke bei der hier diskutierten Railgun-Theorie daher ohnehin schon die ganze Zeit eher an Micro- / bis Nanosonden.

Animelove007 
Beitragsersteller
 16.01.2025, 16:06
@Gnurfy

Meinst du im wenigen Kilogrammbereich? Ja, das ist natürlich etwas anderes.