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[SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie

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Chaos:

--- Zitat von: Camouflage am 29.07.2008 | 20:34 ---(wie hoch war doch noch der Wirkradius der Zar-Bombe, die  um den Faktor 10 Stärker war, in der Atmosphäre gezündet wurde und vor allem ihre Energie zum Teil in direkt wirkender, weireichender Strahlung freigesetzt hat?)

--- Ende Zitat ---

Bei 50-57 Megatonnen Sprengkraft 4,6 km Radius des Feuerballs, Verbrennungen 3. Grades bei Menschen in 100 km Umkreis, Schäden durch Druckwelle in 1000 km Umkreis, die Druckwelle war noch bei der dritten Erdumrundung messbar. Die Stärke der Erschütterung (bei Zündung 4,2 km über dem Erdboden) war 5-5,25 auf der Richterskala. Sagt jedenfalls Wikipedia.

Ebenfalls laut Wikipedia hat die Bombe während der "ca. 39 Nanosekunden" langen Spaltungs- und Fusionsreaktion durchschnittlich 5,4*10^24 Watt erzeugt, was 1,4% der Energieerzeugung der Sonne entspreche.

Kein Wunder, das dieses Ding der typischen männlichen (ich schließe mich da selbst nicht aus) Vorliebe für dicke Wummen gerecht wird. >;D

Feuersänger:

--- Zitat von: Camouflage am 29.07.2008 | 20:53 ---Linearflug oder halt äquivalente Möglichkeiten, wie Hyperspace etc. sind nur dann problematisch, wenn es keine Möglichkeit gibt ein Schiff im FTL-Flug zu orten.
--- Ende Zitat ---

Ach, das meinst du damit. Da FTL immer reine Magie ist und zwangsläufig die uns bekannten Naturgesetze bricht, ist es wichtig, die FTL-Prinzipien so unintrusiv wie möglich zu halten. Es heisst oft, dass FTL gleichbedeutend mit Zeitreisen ist, was ich selber zwar nicht kapiere und nicht nachvollziehen kann, aber auch nicht ausprobieren möchte.
Als Faustregel bleibt zu sagen: je weniger ein Schiff bzw. die Besatzung während der FTL-Reise machen kann, desto weniger ungewollte Nebenwirkungen können sich ergeben. Als unintrusivste FTL-Form hat sich daher der "Sprung" herausgestellt, da hier im Gegensatz zum "Flug" nicht viel in der Realität herumgepfuscht werden kann.


--- Zitat ---Sind Sprünge eigentlich anmessbar? Wenn ja, wie weit? Wie genau?
--- Ende Zitat ---

Was meinst du mit "anmessbar"?


--- Zitat ---Was die STL-Antriebe angeht:
Ionenstrahltriebwerke: Energie aus Fusionsreaktoren oder ähnlichen Stromquellen, leicht ionisierbares Gas als Stützmasse, das nach dem Prinzip des Teilchenbeschleunigers mit fats Lichtgeschwindigkeit ausgestoßen wird.
--- Ende Zitat ---

Das ist die Crux. Wenn du mal zu den ersten paar Seiten des Threads zurückblätterst, wirst du sehen, dass ich ursprünglich Ionentriebwerke mit ve= 0,3c als STL-Antrieb vorgesehen hatte. Durfte mich aber dann von vielen Seiten/Personen belehren lassen, dass das nicht klappen kann. Die theoretisch maximal erreichbare Ausströmgeschwindigkeit der Ionen ist um Größenordnungen geringer, und dabei handelt es sich nicht um technische, sondern um physikalische Beschränkungen. Wie Feynman schon sagte: Nature cannot be fooled.

Ionenantriebe sind super effizient, Wirkungsgrad ca. 96%, alles ganz famos, aber sie können aus physikalischen Gründen keinen hohen Schub haben. Daraus folgt, es könnte evtl schon Schiffe mit Ionenantrieb geben, aber das sind dann keine schnellen Torchships sondern eher automatisierte Robo-Vehikel (Frachter und ähnliches), die nicht schnell sondern nur möglichst wirtschaftlich sein müssen.

Daher bin ich jetzt für die "Brenner" eben doch wieder auf thermische Raketen nach o.g. Prinzip umgeschwenkt, die ebenfalls die "Asche" des Reaktors als Stützmasse recyceln, und dabei sofort die thermische Energie nutzen können. Die restliche Abwärme wird auch noch so gut wie möglich in Sekundärkreisläufen ausgenutzt (Wärmekraftmaschinen / thermoelektrische Generatoren), und der endgültige Rest schließlich ins All abgestrahlt.
[Nebenbei: es mag dabei erstaunen, dass der ideale Wirkungsgrad für diese Wärmekraftmaschinen bei 25% liegt, da hier die geringste Radiatorenfläche benötigt wird.]

Im Übrigen liefern Fusionsreaktoren auch keinen elektrischen Strom frei Haus, sondern thermische Energie, die erst mühsam in Elektrizität umgewandelt werden muss. Was den Wirkungsgrad gleich wieder deutlich senkt. So ungefähr auf 24%. Und das ist noch besser als thermoelektrische Generatoren, die nach momentanem Stand der Dinge Wirkungsgrade von 3-8% haben, und nichtmal theoretisch viel Aussicht auf Besserung besteht.

Bringt mich aber nochmal auf ein gutes Thema: wie kommt ein Raumschiff an elektrischen Strom?
* zum einen, wie angedeutet, indem man die Haupttriebwerke anzapft. Das funzt natürlich nur, wenn die Haupttriebwerke auch laufen. Durch das von mir postulierte Funktionsprinzip dieser Reaktoren ist "Leerlauf" nicht möglich; entweder ist das Triebwerk aus oder es wird Schub entwickelt. Das Schiff braucht also auf jeden Fall ein Hilfstriebwerk / APU.
* Vergesst Solarzellen, diese liefern nur wenige Kilowatt pro m², und auch das nur in Sonnennähe. Im äußeren System kommt da nicht mehr viel dabei rum, selbst wenn die Photovoltaik noch Riesenfortschritte in Punkto Wirkungsgrad machen sollte.
* Brennstoffzellen: die wären evtl eine Möglichkeit, _falls_ man es schafft, ihr Leistungsgewicht ("Alpha") _deutlich_ zu verbessern. Ich habe keine Ahnung, was da theoretisch möglich wäre. Ihr Vorteil wäre, dass man z.B. bei einer H2O-Brennstoffzelle das Produkt (Wasser) bei Gelegenheit (wenn die Haupttriebwerke laufen) wieder in seine Edukte auspalten und diese dann wieder verwenden kann.
* Gasturbinen oder ähnliche Verbrennungsgeschichten haben zwar interessante Alpha-Werte (Kradmotoren entwickeln z.B. locker 1kW/kg und drüber), das ist aber mechanische Energie, die erst wieder in elektrische Energie umgewandelt werden müsste, außerdem brauchen die Dinger Unmengen Brennstoff.
* Fission: es gibt bereits heute Fissionsreaktoren, die wiegen eine halbe Tonne und leisten über Monate hinweg ein Megawatt. Thermische Energie, versteht sich, muss auch erst wieder umgewandelt werden (Turbine, Generator), mit den entsprechenden Wirkungsgraden. Und dann hat man dabei natürlich noch den ganzen Radioaktivitätsscheiss.
* Fusion, zu guter Letzt, gibt es bekanntlich in vielen Geschmacksrichtungen. Erstrebenswert ist in erster Linie ein Prozess mit niedriger Aktivierungsenergie. Will man sich die Alpha dabei nicht durch Strahlenschutz ruinieren, muss man einen Prozess wählen, der keine Neutronen produziert. Blöderweise schließt das eine das andere so ziemlich aus. Man kann also nur hoffen, dass in dieser fernen Zukunft auch die Initialisierung des 3He-3He-Prozesses in miniaturisierten Anlagen problemlos möglich ist (z.B. durch Myonenkatalyse), da dies der einzige komplett "saubere" Prozess ist. Am Rande sei erwähnt, dass 3He sehr selten ist und aufwendig raffiniert werden muss. Genauer gesagt muss man ca. 1 Million Tonnen (!) natürliches Helium auf 3K abkühlen, um 1 Tonne 3He abscheiden zu können.
Auch hier ist, wie gesagt, die entstehende Energie wieder thermischer Natur und muss noch in Elektrizität umgewandelt werden.
* Oder man baut "einfach" einen kleineren Konversionsreaktor, der so konstruiert ist, dass er zur Stromerzeugung taugt; ist halt im Prinzip eine Frage des Beschlusses, ob man so eine Lösung zulässt. Möchte ich eigentlich vermeiden, wenn es geht.

Sonst noch Vorschläge?
Und fällt noch wem irgendwas in Sachen STL-Brennstoff ein?

Camouflage:

--- Zitat von: Feuersänger am 30.07.2008 | 04:08 ---Was meinst du mit "anmessbar"?
--- Ende Zitat ---

Um mal ein Beispiel aus der "etablierten" SF zu bringen, bei Perry Rhodan erzeugen Sprünge Gravitationsschockwellen, die noch auf Lichtjahre hinweg geortet werden können. D.h. wenn z.B. die Sprungreichweite begrenzt ist könnte man auf diese Art feststellen, wenn sich z.B. im Nachbarsystem die Invasionsflotte zum Orientierungshalt sammelt

Feuersänger:
Hm, das würde ja dann bedeuten, dass sich diese Gravitationsschockwellen mit Überlichtgeschwindigkeit ausbreiten. Und dabei auch noch so gewaltig sind, dass sie 10LJ entfernt noch nachweisbar sind. Wie gewaltig müssen die Schockwellen eigentlich sein, und wie wirken sie sich im Ursprungssystem aus?

Insgesamt bin ich skeptisch. Diese Schockwellen bedeuten im Prinzip eine Art FTL-Kommunikation, bzw genauer gesagt im Umkehrschluss FTL-Sensoren. Und weiß der Geier was sie sonst noch für Implikationen mit sich bringen. Daher denke ich, man ist auf der sicheren Seite, wenn man sie nicht zulässt.

Aber was mir noch zu FTL eingefallen ist, um die Sache etwas interessanter zu machen - ich hab das auch aus einem Computerspiel, aber hab bisher davor zurückgeschreckt, das einzubinden:
es gebe verschiedene FTL-Antriebsklassen. Vielleicht haben sie auch unterschiedliche Baugrößen. Jedenfalls ermöglichen bessere Klassen weitere Sprünge pro Schiffsmasse. In der Praxis läuft das also für die meisten Schiffe auf ähnliche Reichweiten hinaus. Wenn man aber Antriebsklasse und Schiffsmasse clever aufeinander abstimmt, kann man weiter springen.
Und jetzt der Knackpunkt: ein Maximalsprung benötigt immer die gleiche Reisezeit, bessere Antriebe sind also effektiv schneller. Das bedeutet nun, dass ein schnelles Schiff ein langsameres Schiff überholen und vor diesem am Ziel eintreffen kann.

Zur Veranschaulichung: ein 300PS Sportwagen kommt in 3 Stunden auf der Autobahn viel weiter als ein 300PS Lastwagen. Ein 26PS Trabi hingegen kommt etwa genauso weit wie ein 300PS Lastwagen.

Da müsste man dann nur noch eine Formel finden, die Schiffsmasse, Reichweite und Antriebsmasse in Zusammenhang bringt. Um die Sache interessanter zu machen, sollte das auch nicht unbedingt linear skalieren.

Das sollte eine neue taktische Dimension und eröffnen und eine größere Varianz zwischen den Schiffstypen ermöglichen.

Pyromancer:

--- Zitat von: Feuersänger am 30.07.2008 | 13:10 ---es gebe verschiedene FTL-Antriebsklassen. Vielleicht haben sie auch unterschiedliche Baugrößen. Jedenfalls ermöglichen bessere Klassen weitere Sprünge pro Schiffsmasse. In der Praxis läuft das also für die meisten Schiffe auf ähnliche Reichweiten hinaus. Wenn man aber Antriebsklasse und Schiffsmasse clever aufeinander abstimmt, kann man weiter springen.
Und jetzt der Knackpunkt: ein Maximalsprung benötigt immer die gleiche Reisezeit, bessere Antriebe sind also effektiv schneller. Das bedeutet nun, dass ein schnelles Schiff ein langsameres Schiff überholen und vor diesem am Ziel eintreffen kann.

Zur Veranschaulichung: ein 300PS Sportwagen kommt in 3 Stunden auf der Autobahn viel weiter als ein 300PS Lastwagen. Ein 26PS Trabi hingegen kommt etwa genauso weit wie ein 300PS Lastwagen.

Da müsste man dann nur noch eine Formel finden, die Schiffsmasse, Reichweite und Antriebsmasse in Zusammenhang bringt. Um die Sache interessanter zu machen, sollte das auch nicht unbedingt linear skalieren.

Das sollte eine neue taktische Dimension und eröffnen und eine größere Varianz zwischen den Schiffstypen ermöglichen.

--- Ende Zitat ---

Traveller macht das z.B. so. Vielleicht kannst du dir da ein paar Inspirationen holen.

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