Hitzebeständiges Material?
Gibt es ein Material, was nicht bei 6000 Grad Celsius schmilzt/siedet?
Womit es also möglich wäre zur Sonne zu fliegen mit einem Raumschiff aus diesem Material.
lg, Aireen und Cajus
7 Antworten
Dieses Material müsste zweifelsohne eine Keramik sein. Nur endet die Skale der Schmelzpunkte (aber nicht für andere Temperaturen) bei gut 4200 °C.
Aber die eigentliche Herausforderung ist es, nicht die Hülle temperaturhochfest zu kriegen, sondern erst gar nicht so viel Wärme aufzunehmen. Diese würde nämlich das gesamte Gefährt aufheizen - und wäre nur sehr schlecht wieder abzustrahlen, zumindest schlechter abzuführen als sie neu aufgenommen wird.
Deshalb arbeiten die Sonnen- und Merkursonden mit Hitzeschilden, die vor der Sonde hergetragen werden, damit sich die Sonde selbst nicht soweit erhitzt. Bei diesen Schilden geht es als erstes um eine möglichst gute Reflektion im Infrarotbereich und dann um eine möglichst schlechte Wärmeleitung, damit IR-Strahlung auch nicht vom Schild auf die Sonde übertragen wird.
Gerne kannst Du nach einer solchen Keramik forschen, wäre das nicht ein Einstieg ein naturwissenschaftliches Studium, um ein Entdecker zu werden? - ! Nur das Problem des hohen Energieflusses in Sonnennähe kriegst Du damit nicht in den Griff.
Das Problem ist nicht die Hitzebeständigkeit, das Problem ist, die einmal aufgenommen Wärme oder die im Inneren einer Sonde entstandene Wärme wieder los zur werden.
Da hast Du ja was vor !
Ich bin mir relativ sicher, dass schwarze Löcher gut die Wärme der Sonne absorbieren, es wäre also möglicherweise sinnvoll, erst mal eine Möglichkeit zu erforschen, wie man viele kleine schwarze Löcher herstellt, diese dann in einer mehrlagigen Matrix als absolut hitzeresistente Absorptionsschicht verarbeitet, sodass ein von den schwarzen Löchern umgebenes Raumschiff/Sonde keinerlei Hitzeeinwirkungen erfährt. Ich denke, es wäre möglich, die schwarzen Löcher mit Schnüren aus extrem haltbarem Material zusammenzubinden, und zwar genau so, dass die Schnur in den schwarzen Löchern verschwindet, und nicht zu sehen ist, wo beide schwarzen Löcher aneinander anliegen, dabei muss das schwarze Loch in der Matrix verankert werden, sodass die schwarzen Löcher sich nicht gegenseitig verschlingen können, also in einem fixen Abstand zueinander gehalten werden. Du darfst nur nicht zu nahe an die Sonne heranfliegen, sonst bekommst Du ein Problem, wenn die schwarzen Löcher wachsen, und die Durchmesser sich zu sehr ausweiten.
Viel Erfolg.
Wenn es so ein Material gäbe und die Außenhülle eines Raumschiffes daraus bestünde. Dann müsste sich zwischen Außenhülle und Innenraum außerdem ein Material befinden, was die Wärme möglichst gar nicht leitet. Es wird also ein Material gesucht, dass bei 6000°C fest ist und sich nicht einmal erwärmt. Das wird schwierig.
Wenn die Umgebung auf als Beispiel 6000 Grad aufgeheizt ist, dann bekommst du die interne Wärme nur dann abgestrahlt, wenn ihre Temperatur höher als diese 6000 Grad ist. So jedenfalls kenne ich das aus der Physik.
"Du vergisst die Hitzestrahlung"
Möglich. Dann begründe mir bitte physikalisch, wie das mit der Hitzestrahlung unter den oben genannten Umgebungsbedingungen entgegen meiner Behauptung funktionieren soll.
Vakuum isoliert gut, weil es kein Medium mehr gibt, dass die Hitze direkt übertragen kann.
Allerdings wird wahrscheinlich das Material die Hitze abstrahlen und damit durch das Vakuum auf den inneren Stoff übertragen.
Derselbe Grund, warum die Strahlung der Sonne durch das Vakuum die Erde aufheizt.
"Vakuum isoliert gut, weil es kein Medium mehr gibt, dass die Hitze direkt übertragen kann."
Perfekt.
Mir geht es um die Abwärme, die im Inneren einer Sonde entsteht. Du hast eine Außenhülle, die sich auf 6000 Grad aufheizt (als Hausnummer) und da wir wissen, dass Wärmeenergie nur vom höheren Potential zum niedrigeren fließen kann, besteht nach wie vor das Problem, die im Inneren entstandene Wärme abzuführen.
Von alleine macht sie das nämlich nicht.
Im Prinzip so ähnlich wie bei den Kühlpanelen in diesem TED-Talk. https://www.youtube.com/watch?v=7a5NyUITbyk
Die verstossen auch nicht gegen die Gesetze der Physik. Die Sonde könnte die Wärme also einfach auf der sonnenabgewandten Seite abstrahlen.
Auf der sonnenzugewandten Seite, muss natürlich so wenig Hitze wie möglich absorbiert werden. Bei der Parker Solar Probe zum Beispiel sieht das so aus: https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800/2018/cantheparker.jpg
Dort hat man zwar kein zweites Panel auf der Rückseite, um mehr Wärme abzustrahlen. Aber bei einer Sonde die der Sonne noch näher kommt, würde man das möglicherweise machen.
"Die Sonde könnte die Wärme also einfach auf der sonnenabgewandten Seite abstrahlen."
Stimmt, danke. Das habe ich unterschlagen.
4.215 °C Schmelzpunkt von Tantalhafniumcarbid, die höchste bekannte Schmelztemperatur eines Stoffes
Da ein Vakuum nahezu perfekt isoliert, bedeutet aber auch, dass die im Inneren einer Sonde entstandene Wärme nicht abgeführt werden kann.