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[SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Funktionalist:
--- Zitat von: Feuersänger am 17.06.2010 | 00:14 ---Thema Sonnenwind oder meinetwegen auch andere kosmischen Strahlungsstürme: da müsste man auch von vier Radiatoren mindestens zwei einfahren.
--- Ende Zitat ---
oder wegklappen, sodass sie die große Flächen in Fahrtrichtung zeigen. Das wäre dann ein abwägen zwischen den Risiken. Bei drei Segeln ist das nicht so schön.
Aber die dreiergruppierung sieht natürlich nett aus und wenn die Radiatoren wie Federn aussehen, dann können sie auch so gebaut sein, dass zwei der drei Radiatoren die subpanele im rechten Winkel stehen haben und so weniger von der gegenseitigen Abwärme und der des ersten Segels getroffen werden.
rechte Winkel sind aber auf jedenFall praktischer, vor Allem da nichts dagegen spricht die Segeln zum entladen abzukoppeln...
ArneBab:
--- Zitat von: Feuersänger am 16.06.2010 | 16:23 ---Dann gibt es noch als Konzept sog. Curie-Point Radiatoren, die ähnlich wie Tröpfchenradiatoren funktionieren, aber mit Metallpulver als Kühlmittel arbeiten. Der Curiepunkt ist die Temperatur, an dem ein Metall seine magnetischen Eigenschaften verliert. Was man also macht: man bläst das heiße Pulver (jenseits der Curie-Temperatur) ins All, dort strahlt es Wärme ab, und sobald die Temperatur unter den Curiepunkt gesunken ist, wird es von Magnetfeldern wieder eingefangen und in den Kühlkreislauf zurückgeführt.
Ein erstes Google-Fu deutet darauf hin, dass es Metallverbindungen mit Curietemperaturen um 1500K gibt. Allerdings steht da natürlich nichts zu deren Emissivität. Aber es wäre einer näheren Überprüfung würdig.
--- Ende Zitat ---
Das Konzept finde ich klasse! Außerdem hat es den Vorteil, dass den Radiator anzuwerfen gleich einen Spieltechnischen Effekt hat: Wenn du jetzt beschleunigst, ist dein Radiator weg.
Zum Abstrahlverhalten: Bei Kugeln ist auch die Abstrahlung Kugelförmig. Es geht also nur darum, wieviel Prozent des Abstrahwinkels von anderen Kügelchen und dem Schiff eingenommen wird.
Und das ist (ohne es nachgelesen zu heben) eigentlich nur davon abhängig, wie stark du dein Magnetfeld drehst (d.h. wie weit die Kugeln von deinem Schif wegkönnen und trotzdem in sinnvoller Zeit zurückkommen).
Feuersänger:
--- Zitat von: ArneBab am 17.06.2010 | 09:49 ---Das Konzept finde ich klasse! Außerdem hat es den Vorteil, dass den Radiator anzuwerfen gleich einen Spieltechnischen Effekt hat: Wenn du jetzt beschleunigst, ist dein Radiator weg.
--- Ende Zitat ---
Nicht unbedingt. Man kann den Radiator zum Beispiel so aufbauen:
--- Code: --- [.....[
}=====|>
[.....[
--- Ende Code ---
Wobei in dem Fall die [ Emitter und Kollektor darstellen. Der Abstand zwischen den beiden [ [ muss so gewählt sein, dass die Partikel auf dem Weg zum Kollektor ihren Curiepunkt unterschreiten. Bei geradliniger Beschleunigung kann das System so ausgelegt sein, dass man da gar nichts verliert. Nur wenn man seitlich beschleunigt, muss man mit Schwund rechnen (wenn das Magnetfeld die abgelenkten Partikel nicht rechtzeitig einfängt).
--- Zitat ---Zum Abstrahlverhalten: Bei Kugeln ist auch die Abstrahlung Kugelförmig. Es geht also nur darum, wieviel Prozent des Abstrahwinkels von anderen Kügelchen und dem Schiff eingenommen wird.
--- Ende Zitat ---
Das ist ein echter Nachteil, genau wie bei Tröpfchenradiatoren: Kugeln haben die kleinste Oberfläche pro Volumen. Und von dieser Oberfläche interferiert auch noch die Hälfte mit den Nachbarn.
Im Wesentlichen kann man für CP-Radiatoren die gleichen Berechnungen verwenden wie für LqD-Radiatoren. Da gibt es einen Online-Rechner: http://www.5596.org/cgi-bin/dropletradiator.php
Aber Obacht, da ist ein dicker Kommafehler drin: die berechnete Kapazität ist in KILOWATT, nicht in Megawatt wie dort angegeben. Also im Geiste immer das Komma drei Stellen nach links schieben.
ArneBab:
--- Zitat von: Feuersänger am 17.06.2010 | 10:42 ---Das ist ein echter Nachteil, genau wie bei Tröpfchenradiatoren: Kugeln haben die kleinste Oberfläche pro Volumen. Und von dieser Oberfläche interferiert auch noch die Hälfte mit den Nachbarn.
--- Ende Zitat ---
Wenn du das allerdings so aufbaust, dass du einen heißen, rotierenden Hüllenabschnitt hast, auf dem die Partikel mit einem Magnetfeld gehalten werden (bzw. an zwei Stellen), dann wird dein Verlust durch erneute Absorption viel geringer sein.
Wenn das Magnetfeld gerade ausreicht, um sie auf der Hülle zu halten, beschreiben sie kleine Bögen über dem Magneten, wenn sie die Curie-Temperatur überschreiten. Auf die Art ist der Winkel, in dem ihre Abstrahlung das Schiff trifft, deutlich geringer.
Wenn die Teilchen groß genug sind, sollte der Energietransport in dem Teichen langsam genug sein, dass sie sich ein gutes Stück von dem Magneten lösen, bevor sie wieder ferromagnetisch werden. Ist dein Magnetfeld schwach genug, könnten sie sich so vielleicht (rechne ich gerade noch) mehrere Schiffsdurchmesser vom Schiff entfernen und so viel mehr von ihrer Energie ins All abstrahlen.
Das Problem ist allerdings, dass sie beim zurückfallen einiges an kinetischer Energie mitbringen würden. Es sollte lösbar sein, wenn statt Kugeln kleine Plättchen genutzt werden. Die Oberfläche der Radiators muss dann allerdings so rauh sein, dass die Plättchen nicht anhaften.
Nehmen wir an, dass der Radiator aus einem Stabmagneten besteht (Spule).
Sobald ein Teilchen nun die Curie-Temperatur überschreitet, löst es sich von der Oberfläche des Magneten und treibt in die Leere.
Wenn es dann wieder kühl genug ist und in das Magnetfeld gerät, wird es wieder angezogen und fällt auf einen der Magnetpole zurück.
Dabei gibt es zwei Fälle:
1. Das Teilchen ist noch im Feld.
2. In der Zeit über der Curie-Temperatur ist es aus dem Bereich des starken Magnetfelds gekommen.
Im ersten Fall wird das Teilchen recht schnell wieder herein gezogen.
Im zweiten Fall wird es etwa eine halbe Umdregung des Radiators lang frei nach außen treiben und dann wieder eingefangen werden.
!! Alle Rechnungen ohne Gewähr, ich arbeite leider aktuell nicht in der Raumfahrt sondern mache für meine Diplomarbeit Flüssigkeitssimulation !!
v = 2πR·ω
T = 1/ω
Flugzeit: t ~ 1/2 T
Abstand vom Schiff beim Wiedereinfang nach etwas über 1/4 Umdrehung: v·t = 2πR·1/2, also etwas mehr als den vierfachen Radiator-Radius. In dem Abstand nimmt der Radiator dann nur noch etwa 46° des Abstrahlwinkels ein.
2·arcsin(R/(R + 4R))/(2π) · 360°
Dann treibt das Teilchen noch ein Stück raus (ballistische Bahn), bis es wieder nach innen auf den Magneten fällt.
Das Magnetfeld eines Stabmagneten in 4R Abstand habe ich jetzt nicht im Kopf. Es ist aber auf jeden Fall deutlich geringer als am Magneten, so dass das Teilchen je nach Stärke noch einiges an weiterer Flugbahn haben dürfte (und weit unter die Curie-Temperatur sinken kann, auch wenn dadurch die individuelle Abstrahlung deutlich sinkt).
Auf die Art werden die Teichen gleichzeitig recht breit gestreut, so dass deutlich weniger abgestrahlte Energie von anderen Teilchen wieder absorbiert werden dürfte.
Wenn die Teilchen in abgesenkten Teilen der Hülle lagern (Hohlraum), könnten sie beim sich lösen zusätzliche Temperatur aufnehmen und so ein gutes Stück über die Curie-Temperatur erhitzt werden.
Die Leistung des Magneten ließe sich auch noch berechnen, aber ich denke, inzwischen sind genug unsichere Faktoren drin, um das sinnlos zu machen :)
Kurz noch Beispielzahlen: Nehmen wir an, dass wir Kobalt nehmen:
* Schmelzpunkt: 1768 K (da sollten wir drunter bleiben, sonst haftet es an der Hülle oder bildet Kugeln mit viel zu geringer Oberfläche)
* Curie-Temperatur: 1388 K
Das schöne hier ist, dass die Abstrahlung von einem recht großen Raumabschnitt aus in alle Richtungen geht. So wird die effektive Oberfläche des Radiators massiv erhöht.
PS: Die Abstrahlung wächst mit T⁴, so dass mit nur 200 K über der Curie-Temperatur herausgeschleuderte Kobalt-Partikel fast doppelt so viel abstrahlen würden. Das heißt, vermutlich werden sie am Auftreffpunkt gesammelt (z.B. über ein einfaches bewegtes Band), aufgeheizt und dann bei etwa 1700 K nach außen geschleudert.
Das wären immerhin am Anfang der Bahn 1700⁴ · 5.68·10⁻⁸ = 474 kW/m² (von denen aber mehr wieder absorbiert wird)
und am Curie-Punkt noch 210 kW/m²
PPS: Noch praktischer könnte das über eine kurze Spule gehen (Ring), bei der die Kobaltplättchen am Rand der Spule herausgeschleudert werden, wo das Magnetfeld geringer ist.
ArneBab:
--- Zitat von: Feuersänger am 16.06.2010 | 16:23 ---
--- Code: --- ooo[][][]
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ooo[][][]
--- Ende Code ---
--- Ende Zitat ---
Was spricht dagegen, die vorderen Frachtmodule durch zwei Landeschiffe und ein eigenes Steuertriebwerk zu ersetzen?
Das erlaubt dann das steuern in 3 Dimensionen, und zur Not könnte das eine Steuertriebwerk die gesamte Steuerung übernehmen, wenn das Segment (oder ein Teil der Fracht) rotiert werden kann (würde aber sehr langsam reagieren).
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