Warum verzichtet man in der Raumfahrt noch immer auf künstliche Schwerkraft durch Rotation?

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5 Antworten

Das Problem mit rotierenden Raumschiffen ist, dass man sie aufgrund der Massenträgheit nicht mehr richtig steuern könnte. Man will sich ja nicht nur drehen, sondern auch in einer bestimmte Richtung beschleunigen, diese Beschleunigung eines sich drehenden Körpers im Weltall in eine bestimmte Richtung wäre enorm treibstoffaufwändig.

Dann kommt dazu, dass man ausrechnen kann, wie schnell sich ein solches Habitat drehen müsste und wie groß es sein müsste. Damit ein 1,80m großer Mensch eine "angenehme" Schwerkraft erfahren würde innerhalb eines sich drehenden Habitats müsste die Drehzeit bei max. 3 Umdrehungen in der Minute liegen. Ansonsten ist der Gravitationsunterschied zwischen Scheitel und Fußsohle des Menschen zu groß. Aber: damit bei einer langsamen Umdrehung innerhalb von drei Minuten, trotzdem eine normale Schwerkraft von 1 g auftritt, müßte der Radius eines solchen Wohnzylinders ca. 3 km betragen, der Durchmesser also 6 km!

quelle: http://www.drg-gss.org/typo3/html/index.php?id=68

Das Problem ist nicht ein solches Habitat zu bauen, sondern es ins All zu kriegen. Man müsste es dort bauen das wäre eine Möglichkeit.

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Kommentar von HerrDeWorde
28.08.2012, 21:15

Danke, das sind wenigstens Daten. Man braucht vielleicht nicht gleich 1g, um bestimmte Probleme in Griff zu bekommen. Das Kopf-Fuß-Problem ist mir bewusst, aber warum sollte es schlimmer sein als der dauerhaft flaue Magen?

weiteres siehe meine anderen Entgegnungen.

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Kommentar von GegenDenStrom25
28.08.2012, 21:29

Das mit dem Ballon kann ich dir nicht beantworten, weil ich die Frage nicht verstehe. Was für eine Art Ballon meinst du? Aus welchem Material und wozu überhaupt? Man kann jede x-beliebige Raumstation, Raumschiff oder Habitat mit mitgeführtem flüssigem Sauerstoff oder diversen hochkompliziert chemischen Aufbereitungsanlagen mit atembarer Atmosphäre füllen. Das macht nur keinen Sinn, weil es eine gigantische Verschwendung von Ressourcen darstellt. Es ist doch viel effizienter nur den Astronaut mit Sauerstoff zu versorgen, nicht den ganzen Raum. Für längere Missionen ist das sicherlich ein Luxusfaktor, der sich positiv auf Moral auswirkt und evtl. eine gewisse Arbeitserleichterung mit sich bringt, aber der Aufwand ist eben extrem groß.

Sauerstoff in Raumschiffen birgt auch Gefahren zum Beispiel würde sich ein Feuer rasend schnell ausbreiten und wäre kaum zu löschen, da es sich bei solchen künstlichen Atmosphären nicht um Luft wie auf der Erde handelt, die im Wesentlichen aus Sauerstoff und Stickstoff besteht. "Normale" Luft in einem Weltraumhabitat wäre auch wieder ineffizient, denn zur Aufbereitung inklusive angenehmer Luftfeuchtigkeit und allem pipapo wäre ein perfekter regenerativer Kreislauf nötig, den man aber nicht ohne weiteres gewährleisten kann. Nach dem Motto "Ein-Bisschen-Schwund-Ist-Immer" müsste man trotzdem große Vorräte an diversen chemischen Materialien mitführen darunter natürlich Sauerstoff, aber auch Lithiumhydroxid, das Kohlendioxid bindet usw. Ich bin kein Chemiker und kenne mich in den Einzelheiten nicht so gut aus. Aber es scheint sehr aufwändig zu sein. ;)

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Kommentar von Wirkungsquantum
30.08.2012, 08:49

Das Problem mit rotierenden Raumschiffen ist, dass man sie aufgrund der Massenträgheit nicht mehr richtig steuern könnte. Man will sich ja nicht nur drehen, sondern auch in einer bestimmte Richtung beschleunigen, diese Beschleunigung eines sich drehenden Körpers im Weltall in eine bestimmte Richtung wäre enorm treibstoffaufwändig.

Entweder man stoppt die Drehung vor der Kurskorrektur, was IMO ohne nennenswerten Treibstoffverbrauch leicht möglich wäre, wenn man zwei gleiche Massen hätte, die sich in eine entgegengesetzte Richtung drehen oder man ändert den Kurs durch kurze Impulse, wenn die Treibwerke an den Seiten sich gerade im richtigen Winkel befinden.

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Das hat, glaube ich, einen anderen, ganz praktischen Grund: Wenn man etwas schnell rotieren lässt, muss es sehr ausbalanciert (= ausgewuchtet) sein, um nicht in Taumeln zu kommen. Natürlich versucht man, Raumschiffe möglichst leicht zu bauen, damit man weniger Treibstoff braucht, um sie nach oben zu bringen. Wenn ein Mensch also im Verhältnis zum Raumschiff einen relativ hohen Masseanteil hat, bekäme das Schiff bei jeder Bewegung des Menschen eine Unwucht, die man durch Steuerdüseninpulse ausgleichen müsste. Und das ist ein enormer Kraftstoffaufwand bei einem Jahr Flugdauer. Da ist es leichter, spezielle Lufbänder oder Ergometer mit zu nehmen.

Ein aufblasbarer Ballon würde sofort platzen, hier geht es ja immerhin um eine großen Druckunterschied. Auch gegen kleine Meteoriten oder gegen die kosmische Strahlung bietet er keinen Schutz. Raumschiffe sind heutzutage richtig gepanzert, gegen diese Bedrohungen.

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Kommentar von HerrDeWorde
28.08.2012, 21:09

Eine Plastiktüte kann schon einem Druck von 1 Atmosphäre widerstehen. Jedenfalls Raumfahrtmaterial. Ein Fahrradschlauch hat mehr auszuhalten.

Das Taumeln habe ich beachtet. Zu einem gewissen Teil könnte es einem egal sein. Nur vor der Landung müsste 1x ausgetrudelt werden.

Den Nachteil könnte man auch zum Vorteil machen. Man braucht weder Steuerdüsen noch Motoren für die Rotation. 1x im Kreis gejoggt, rotiert die Kapsel in Gegenrichtung. Entsprechend funktioniert die Bremse. Ein Computer müsste das Ganze ein wenig überwachen und Wege für die Übungen vorschreiben, damit sich alles in etwa ausgleicht. Kleine Unterschiede wird der Mensch nicht spüren.

Und was mit dem Jogger geht, geht mit Schwungmassen auch. Der Computer könnte einfach Gewichte in der Gegenrichtung rotieren lassen, geringes Gewicht könnte durch affenartige Geschwindigkeit kompensiert werden, reibungsfrei durch Magnete in der Schwebe gehalten oder gebremst. Man braucht nur 2x3 Ringe (1 Paar pro Dimension) und kann jedes Taumeln abfangen.

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Kommentar von Wirkungsquantum
30.08.2012, 08:51

Wenn ein Mensch also im Verhältnis zum Raumschiff einen relativ hohen Masseanteil hat, bekäme das Schiff bei jeder Bewegung des Menschen eine Unwucht, die man durch Steuerdüseninpulse ausgleichen müsste.

Man müßte hier zum Ausgleichen der Taumelbewegung IMO nicht auf Steuerdüsen zurückgreifen, denn man könnte auch intern Gegengewichte entsprechend bewegen.

Hatte das Hubble Space Teleskop nicht schon so etwas?

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Bei einer Raumstation die Forschung unter Mikrogravitationsbedingungen betreiben sollen, wäre eine künstliche Schwerkraft unerwünscht.

Und um deine Frage bezüglich einer Marsmission zu präzisieren, wäre es da zu teuer, weil das Raumschiff für eine ordentliche Rotation einen zu großen Durchmesser haben müßte.

Bevor man also so eine Masse für ein Raumschiff aufbringen und in den Weltraum transportieren würde, würde man eher den Antrieb und dessen Energiequelle verbessern, also für diesen mehr Masse aufwenden (z.B. Kernreaktor mit Kühlkörpern) denn eine schnellere Flugzeit entschärft das Problem der fehlenden Gravitation wesentlich und dies ist dann auch einfacher handzuhaben.

Selbst bei der geplanten Mars-Mission

Es ist keine Marsmission geplant. Es gibt zwar immer Andeutungen, aber konkret ist da gar nichts geplant und die Andeutungen verschieben sich immer weiter nach hinten. Früher sprach man von einer Marsmission im Jahr 1990 und heute sagt man irgendwann im Jahr 2030, aber viel wahrscheinlicher ist wohl, insbesondere jetzt, wo die Roboter für einen Bruchteil der Kosten so erfolgreich sind, und die EU, Russland und NASA Geld- und andere Probleme hat nicht einmal mehr in diesem Jahrhundert stattfinden dürfte.

Ich tippe daher auf irgendwann nach 2080, da werde ich aber wohl auch nicht mehr leben, insofern muss ich mich mit dem, was die Robotersonden liefern zufrieden geben.

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Kommentar von HerrDeWorde
30.08.2012, 10:00

Na, ganz sicher wird an Mars-Missionen geplant, es sind ja auch Mittel für die Planung bereitgestellt worden. Es wäre schlimm, wenn die veruntreut würden.

Ob der Plan Realität wird, steht auf einem ganz anderen Blatt. Und das muss erst beschrieben werden.

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Das Raumschiff ist noch viel zu klein, um an Schwerkraft durch Rotation denken zu können. Und Atmosphäre ... Warum aufblasbarer Ballon, wenn man doch atembare Luft in dem Raumschiff hat, so dass man drinnen gar keine Raumanzüge brauchst?

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Kommentar von HerrDeWorde
28.08.2012, 20:59

Der Ballon könnte 50 Meter Durchmesser haben - das wäre ein Mittel gegen das zu-klein-Gefühl und eine Reserve. Wenn es Zoff gibt, kann man mal an die frische Luft gehen - allerdings ohne zu rauchen. Außenreparaturen sind auch leichter möglich. Die ganze Außenhaut des Raumschiffs könnte voller Anlagen sein, die Mensch ohne Raumanzug bedienen kann - wenn auch kein Garten dabei ist. Z .B. Anlagen zu Luftreinigung, denn drinnen stinks gewaltig!

Die Raumschiffe könnte man sicher größer konstruieren und aus Stücken wie die ISS zusammensetzen. Nicht überall wäre die Schwerkraft gleich, aber an den Enden eines Doppel-T z.B. - Auf der einen Seite Schlafraum und Toilette, auf der anderen Seite Arbeitsraum und Zentrale. In der Mitte Lagerräume und Labors für Schwerelosigkeit.

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na ja wenn es da oben schwerkraft geben würde (wenn auch nur künstliche) dann würde es doch gar keinen spaß mehr machen!schweben!! :)

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Kommentar von HerrDeWorde
28.08.2012, 20:53

Klar, warum ich nicht gleich selbst drauf gekommen bin. Die Astronauten sollen Spaß haben! Und wir wollen ihnen dies finanzieren.

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