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[SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie

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Haukrinn:
Auch wenn's eigentlich eher mit Deinem Rechenthread zu tun hat, poste ich's lieber hier hin, denn hier scheint es richtig aufgehoben zu sein. Ich habe ehrlich gesagt ein dickes Problem mit Deiner Herangehensweise an die gesamte Thematik.   >:(

Du willst unbedingt ein in technischer Hinsicht realistisches Setting schaffen, hast aber selber von den fundamentalsten physikalischen und mathematischen Grundlagen dieser Dinge keine Ahnung und kommst deshalb ständig mit neuem pseudo-realistischen Krempel an, den die Ingenieure und Naturwissenschaftler hier im Forum dann für Dich passend erklären sollen.

Prinzipiell habe ich kein Problem damit, jemandem den einen oder anderen Sachverhalt zu erklären. Aber hier nimmt es zusehends überhand, ständig kommst Du mit den widersinnigsten Ideen an, die der gesunde Menschenverstand auch ohne Kenntnisse der elementaren klassischen Mechanik, ohne lineare Algebra und ohne Infinitesimalrechnung als Blödsinn zu enttarnen vermag. Okay, dafür muss man vielleicht einmal kurz aus seiner Kreativitätsstimmung hinaus gleiten und den rational denkenden Teil des Gehirns anschalten. Aber auch das sollte keine Unmöglichkeit sein.

Wenn man Dir einen Sachverhalt erklärt, dann merkst Du irgendwann "Ah so geht's nicht", aber anstatt dann Dir die Mühe zu verstehen, warum es nicht geht, ignorierst Du einfach das Geschriebene und machst mit etwas neuem weiter, was genau so wenig funktioniert, weil es ja doch wieder auf denselben Fehlannahmen beruht.

Wie stellst Du Dir Dein weiteres Vorgehen vor? Willst Du jetzt so weitermachen und Dir jedes Detail von der Tanelorn-Science-Crew absegnen lassen? Es soll doch eigentlich Dein Spiel sein, und es soll Dir und Menschen wie Dir Spaß machen, dieses Spiel zu spielen. Dafür brauchst Du diesen ganzen wissenschaftlichen Krempel aber garnicht, verstehen tut den Deine Zielgruppe wahrscheinlich sowieso nicht und Du als Autor kannst es auch nicht rüberbringen, weil Du selber keinen Plan hast. Wo willst Du also damit hin, frage ich Dich?

Feuersänger:
*Arrrrgh* kacke, schon ne halbe Seite geschrieben und dann mit nem unbedachten Tastendrück alles gelöscht, ich dreh durch. Also nochmal von hinten nach vorne.

@TW:
Die Pläne etc. sollen natürlich möglichst bald kommen, aber dazu muss ich ja erstmal wissen, wie ein Schiff aussehen soll. Jetzt habe ich aber schon bald alles notwendige zusammen. ;)

@Haukrinn:
Wenn du nicht mehr mitmachen magst, dann lass es eben bleiben. Ich hatte wie auch TW den Eindruck, es macht euch Spaß, mit sowas rumzurechnen. Aber davon abgesehen, dass ich zu den Manövrierjets nochmal nachgefragt habe (und das eigentlich nicht aus designtechnischer Notwendigkeit, sondern eher eigenem Interesse), weiß ich echt nicht, was du jetzt mit "fortgesetzten Fehlannahmen" meinst und was für Ideen sonst noch so widersinnig sein sollen. Zumal ich in den letzten Tagen eigentlich nur noch solche Technologien diskutiert habe, die auch auf Project Rho im "realistischen" Teil stehen (das schließt den variablen Schub mit ein).
Ich versuche ja wenigstens, gelehrig zu sein, und nicht auf Holzwegen zu beharren ("Ich will aber mein Uboot"). So hat sich das technologische Konzept seit Beginn des Threads schon ein gutes Stück verändert, ohne dass ich dafür das Settingkonzept grundlegend kompromittiert hätte. Das war möglich durch viel konstruktives Feedback. Mehr als dieses Feedback annehmen kann ich nicht.

So, jetzt geht's weiter mit dem lustigen Teil:

@Anima:

--- Zitat von: Anima am  9.02.2008 | 17:58 ---Ich habe dann Flugzeiten von 1-2 Wochen, je nachdem ob ich mich treiben lasse oder die ganze Zeit beschleunige.
Nur mal als Vergleich damit du siehst in was für Dimensionen ich denke.
--- Ende Zitat ---

Mhm, du nimmst also eine Massenratio von ca. 4:1 an. Da wirkt sich dann der Spritverbrauch schon ganz enorm auf die Berechnungen aus. Wenn du übrigens Triebwerke mit variablem Schub hast, wird ein brachistochroner Flug mit geringer Beschleunigung immer effizienter sein als ein insgesamt gleich schneller Flug mit stärkerer Beschleunigung und Gleitphase.


--- Zitat ---Warum ist es denn mehr Handwavium wenn ich eine Sprungtechnologie habe die es erlaubt nach Belieben zwischen den Sprungpunkten hin und her zu springen. Du musst dein Handwavium noch mehr ausbauen um zu verhindern das das möglich ist.
--- Ende Zitat ---

Och, das ist kein Problem. Man kann z.B. sagen, dass die Sprungpunkte sowas wie Tunneleinfahrten sind, und jeder Tunnel führt natürlich nur zu einem bestimmten Ziel. Um also von System A zu System C zu gelangen, muss man u.U. erst nach System B springen und dort mit STL zum nächsten Sprungpunkt fliegen. Das ist alles kein zusätzliches Handwavium, sondern lediglich Definition des vorhanden FTL-Konzepts. So zum Beispiel wird es in Privateer (1+2) gehandhabt.

Bei systeminternen FTL-Sprüngen macht sich ein Kausalitätsproblem bemerkbar, welches zwar bei großen Distanzen ebenfalls da ist, aber dort aufgrund des "echten" Zeitrahmens vernachlässigbar ist (sein muss, sonst können wir das ganze Spiel knicken, weil es ein einziges Zeitreisegehetze wäre). Im Wesentlichen läuft es wohl darauf hinaus, dass man schon vor der Abfahrt ankommt, und so unlösbare Paradoxa versursacht.
http://www.physicsguy.com/ftl/html/FTL_part4.html#chap:unsolvableparadoxes

Das ganze ist ziemlich verschachtelt und zumindest für mich nicht ohne weiteres nachvollziehbar, daher vertraue ich mal dem Fachmann. Bei Distanzen von mehreren Lichtjahren und ohne FTL-Funk kann man da noch einigermaßen drüber hinwegwischen, aber bei wenigen AU kann man da womöglich in Teufels Küche kommen, und das Risiko möchte ich nicht eingehen.


--- Zitat ---Im übrigen solltest du dein Raumkampfkonzept noch einmal überdenken, bei Sprungantrieben werden alle Raumkämpfe an eben diesen Punkten geführt werden, da es die einzigen Eingänge für Gegner sind. Das ändert natürlich die Taktik erheblich.
--- Ende Zitat ---

Dazu hatte ich ja schonmal was geschrieben: es sei möglich, dass man mit genügend Skill aus voller Fahrt springt, und seine Geschwindigkeit relativ zu den Sprungpunkten beibehält. Man kann also z.B. mit 5000km/s in ein System einspringen, was verhindert, dass man dort eine "Sitting Duck" ist, und stattdessen auflauernde Schiffe zu einer Verfolgungsjagd zwingt.
Wäre dieser "Vektorübertrag" nicht möglich, dann hättest du recht, dann müssten sich die Wachschiffe nur rund um den Sprungpunkt auf die Lauer legen und könnten jedes feindliche Schiff sofort zu Schlacke ballern.


--- Zitat ---Anders sieht es natürlich aus wenn du überall in ein System reinspringen kannst, solange du nur weit genug von Gravitationsschächten entfernt bist.
--- Ende Zitat ---

Das würde bedeuten, dass ein militärischer Angriff auf ein System absolut unaufhaltsam wäre. Die Angreifer müssten nur an mehreren Orten gleichzeitig einspringen und dann volle Pulle auf das Missionsziel zuhalten (Werften, Planeten). Einholbar wären sie für die Verteidiger (die zu 99,99% zum Eintrittszeitpunkt weit entfernt sein werden) nur, wenn die Angreifer zur Erfüllung der Mission abbremsen müssten. Wollen sie aber das Ziel nur bombardieren, geht das genausogut bzw. noch besser im Vorbeiflug - und da können sie einfach nicht aufgehalten werden.
Wäre so eine Art der Kriegführung möglich, lägen im Nullkommanichts alle Systeme in Schutt und Asche, und es gibt keine raumfahrende Zivilisation mehr, also auch kein Setting für uns. Daraus schließen wir, dass diese Taktik in unserem Setting nicht funktionieren kann, und deswegen beliebige Sprungaustrittspunkte nicht möglich sind.


--- Zitat ---Die Limitation für dein Torchship ist der Schmelzpunkt deines Antriebs. Und natürlich hast du das selbe Problem bei deinem Reaktor. Und natürlich gibt es da auch noch Energetische Grenzen, blöde Relativitätstheorie.
--- Ende Zitat ---

Bezüglich der Hitze schau ich mir nochmal die Rho-Daten an, aber da bin ich auch bereit, eben wieder zugunsten der SF zu "wischen": Magnetfelder können eben den Kontakt von heißer Materie mit den Wänden verhindern. Energiereiche Strahlung wird entweder reflektiert oder in elektrische Energie umgewandelt, oder eine Kombination aus beidem.

Da fällt mir ein, dass man auch noch irgendeine Art Sekundärsystem braucht, falls mal der "Torch-"prozess zusammenbrechen sollte. Fusion zum Beispiel braucht ja erstmal eine ordentliche Aktivierungsenergie, es ist also fraglich, ob diese überhaupt mit Bordmitteln in Gang gesetzt werden könnte. Und wenn nicht, müsste der Antrieb noch irgendeinen Backupbetrieb ermöglichen, z.B. als NTR (und dafür muss man dann ständig Plutonium mitschleppen, just in case) oder richtig Low-Tech als chemischer Antrieb mit dem Wasserstoff(isotop) und mitgeschlepptem Flüssigsauerstoff (was allerdings nur für eine minimale delta-v reichen kann).
 

--- Zitat ---Problematisch ist aber eigentlich nicht das Fusionsmaterial für den Reaktor, sondern deine Reaktionsmasse. Davon brauchst du viel mehr.
--- Ende Zitat ---

Die Masse muss man natürlich mit rumschleppen, allerdings ist man da ja auf keine chemische Reaktion angewiesen, sondern muss nur irgendein Gas thermisch auf Touren bringen. Dafür hatte ich ursprünglich in erster Linie Quecksilber vorgesehen, da kann man in einem kompakten Kubikmeter glatt 14 Tonnen von unterbringen. Nimmt also nicht viel Platz weg.

Da ich jetzt aber vom Ionenantrieb runter bin, und erstmal versuchen will, mit Fusion auszukommen, kann man sich das Quecksilber unter Umständen komplett schenken. Die Energie kommt aus der Fusion leichter Kerne, wie z.B. Deuterium zu Helium, und eben diesen "Abfall", also Helium, kann man als Reaktionsmasse verwenden - es muss nur die Ausströmgeschwindigkeit und Masse so aufeinander abgestimmt werden, dass die Energie genau aufgeht. Wenn wir das nun auf Eulenspiegels Rechenbeispiel bezüglich der perfekten Ausströmgeschwindigkeit anwenden, erhalten wir den halben Treibstoffverbrauch, also doppelte Brenndauer.
Lediglich für den "Low Gear" mit hohem Schub braucht man extra Reaktionsmasse, und da kann man wieder das kompakte Quecksilber nehmen (vorheizen und gasförmig einspritzen) - voilà, Nachbrenner. Aber davon braucht man dann nicht viel, es langt ein kleiner Zusatztank.
Allerdings ist so der Massemindestdurchsatz durch die Fusionsreaktion festgelegt, man kann also nicht beliebig weit "hochschalten". Da werd ich mir die Zahlen nochmal genauer ansehen.

Wasserstoff und seine Isotope sind halt das genaue Gegenteil von Quecksilber; man braucht mords Tanks, in denen dann ein paar Kilo Wasserstoff gespeichert werden können. Entweder als Druckwasserstoff, da ist die technische Stellschraube der Druck - heutiger Stand der Dinge ist 700 bar. Oder alternativ als Flüssigwasserstoff, da muss man die Temperatur ca. <20K gewährleisten. Das wäre zwar im Weltraum grundsätzlich nicht schwierig, aber wehe es schießt jemand auf die Tanks (explodiert dann zwar nicht, aber ist halt einfach weg). Und selbst dann ist die Dichte von Flüssigwasserstoff nur lausige 71kg/m³. Drittens Speicherung in Metallhydriden - wieder sehr schwer.

Gerade lese ich aber in der großen W, dass es jetzt eine neue Methode mit Graphit-Nanophasern geben soll, das könnte die Lösung sein: ein Gramm Kohlenstoff bindet 30 Liter Wasserstoff. Ersetzt man noch den Wasserstoff komplett durch Deuterium, sind das umgerechnet 5 Gramm Deuterium bzw. 7,5g Tritium pro Gramm Kohlenstoff. Über die Dichte dieser Fasern habe ich allerdings keine zuverlässigen Informationen. Die normale Dichte von Graphit ist 2,25g/cm³; nehmen wir also mal für die Fasern 1g/cm³ an, wäre das 1t Kohlenstoff pro Kubikmeter, die 5 Tonnen Deuterium oder 7,5 Tonnen Tritium binden (vorausgesetzt die schweren Isotope lassen sich genauso dicht binden wie normaler Wasserstoff). Damit kann man was anfangen.
(Diese Fasern sind aber nicht beliebig wieder aufladbar, also wird man zum Betanken der Raumschiffe einfach die kompletten Blöcke auswechseln). Wieder mal ein technologischer Durchbruch unserer Zeit, an dessen schiere Möglichkeit noch vor wenigen Jahren niemand gedacht hätte.

So! Die Kuh ist vom Eis. ;)

Als Fusionsprozess der Wahl, man ahnt es, bietet sich daher die Deuterium-Tritium-Fusion an, da sie den größten Wirkungsquerschnitt besitzt, pro Fusion fast soviel Energie wie D-He3 liefert, dabei aber mit obiger Methode die Wasserstoffisotope leichter zu speichern sein dürften. Aus der Energieausbeute ergibt sich eine maximale Ausströmgeschwindigkeit von 8,7%c = 26.100km/s - mehr geht nicht (Quelle: Project Rho). Daraus ergibt sich ein minimaler Massedurchsatz von ca. 3g/s pro Terawatt. Immer angenommen, dass man auch jeden einzelnen Kern fusioniert.

Wer die Zahlen vergleicht, wird hier feststellen, dass das stark von den zuvor genannten idealen 720TJ/kg abweicht - dies bezog sich aber auf die Proton-Proton-Reaktion mit noch höherem Massendefekt, die aber auch wesentlich schwerer zu initiieren ist als die D-T-Reaktion. Wenn wir nun als SF annehmen, dass sich auch diese im Raumschiffmaßstab reproduzieren lässt, ließe sich damit eine maximale Ausströmgeschwindigkeit von 11,7%c erzielen (35.100m/s), bei nur 1,6g/TJ.

Naja, das ist einerseits eine Frage des Beschlusses, welchen SF-Level man zugrunde legen will. Andererseits bekäme man so wieder weniger Brennstoff unter, nämlich 2,5 Tonnen Wasserstoff pro Kubikmeter. Man muss also weniger Masse mitschleppen, aber rein vom Volumen her käme die Energiedichte ungefähr aufs Selbe raus.


--- Zitat ---Deine Heatsinkidee ist gut, so denkt ein Raketentechniker, wie kann man aus jedem Gramm alles rausholen was nur irgendwie geht. Natürlich ist damit Schluss sobald du keine Masse mehr in deinem Heatsink hast. Aber es ist sicher sehr praktisch.
--- Ende Zitat ---

Klar verbraucht sich das, aber gerade im Gefecht mit eingefahrenen Radiatoren kann diese Reserve den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten. Fragt sich nur noch, ob es dazu sinnvoller ist, ein möglichst dichtes Element zu verwenden (weil man davon bei gegebenem Volumen mehr mitschleppen kann), oder eines mit möglichst hoher spezifischer Wärmekapazität.


--- Zitat ---Zu deinem Beiboot, die grundlegende Idee ist gut. Es hapert nur an einem Detail. Es wird nicht das Kommandmodul sein, das ist nämlich ganz tief in den Eingeweiden deines Schiffes vergraben. Such dir ein anderes Modul.
--- Ende Zitat ---

Für große Schiffe, ja. Bei kleineren Schiffen (nennen wir die Klasse "Personal Transportation") dürften aufgrund der Abmessungen die "Eingeweide" schonmal gar nicht so tief werden.


--- Zitat ---Die Gänge sind auch sehr lustig, für ein Langstreckenkriegsschiff sicher eine Investition wert. Die meisten Schiffe werden aber darauf verzichten werden, da ein solcher Mechanismus einfach anfälliger und wartungsintensiver ist.
--- Ende Zitat ---

Das wäre schon so eine Tech, die ich für die Protagonisten verfügbar machen würde, einfach weil sie praktisch ist. Irgendwelche fetten Frachter brauchen das sicher nicht, wobei das Gros der interplanetaren Fracht wohl eher auf automatisierten Robo-Frachtern mit minimalem Antrieb auf Hohmann-Bahnen unterwegs sein dürfte. Also so das Zeug, was sich zu stehlen nicht lohnt. Bemannte Frachter werden wohl eher für Eilgut bzw. besonders kritische Ladungen verwendet werden. Wenn die Fracht nur wichtig und wertvoll genug ist, wird man auch den Frachter mit einem flexibleren Antrieb ausstatten.


--- Zitat ---Hast du dabei eigentlich schon daran gedacht das das Schiff mit einer VR gesteuert wird, also per Verdrahtung? Bei deinem Techlevel wäre das doch durchaus angebracht.
--- Ende Zitat ---

Wenn du damit eine Riggerkontrolle à la Shadowrun meinst, ja, daran habe ich gedacht. Ist nur eine Frage des Beschlusses, wie teuer und invasiv diese Ausrüstung dann ist, also sprich, wer mit so etwas ausgestattet ist (bzw. sein will). Der durchschnittlicher Frachterpilot wird es nicht brauchen, aber Militärpiloten, Söldner, Kopfgeldjäger und Konsorten werden das ganz toll finden. Hmmm jetzt wo du's sagst... mit der Verdrahtung würde man sich freilich das Display sparen.

[EDIT: Fusionsabschnitt]

Samael:

--- Zitat von: Turning Wheel am  9.02.2008 | 20:23 --- Aber nur für all die plausibel, die sich mit höherer Mathematik auskennen und eine Stunde nachrechnen.

--- Ende Zitat ---

Das war bisher höchstens Oberstufenmathe hier. ;)

Haukrinn:

--- Zitat von: Turning Wheel am 10.02.2008 | 16:57 ---Wenn Du wüsstest was ich für Noten im Mathe-LK hatte... :-(

--- Ende Zitat ---

Hmm, dann sollten aber vielleicht eher andere Leute beurteilen, ob die Mathematik hier anspruchsvoll ist oder nicht.  ;)

Settembrini:
Habe ich schon erwähnt, daß Feuersänger das Rad erneut erfindet?

Fire, Fusion & Steel, gibt´s alles schon.

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