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[Science-Fiction] Weltraum-Kolonisation

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Grey (away):

--- Zitat von: Feuersänger am  6.04.2013 | 11:21 ---- nebenbei sollte auch die Schwerkraft nicht zu hoch sein. Generell niedriger als auf der Erde. Unter anderem aus logistischen Gründen: es ist sauschwierig, hier vom Erdboden aus ins All zu gelangen, weil die Erde ein so tiefer steiler Schwerkraftbrunnen ist.

--- Ende Zitat ---
Und? Wir haben trotzdem jetzt schon die Technologie, unseren eigenen Schwerkraftbrunnen zu verlassen. Ich sehe keinen Grund zu der Annahme, daß die Technologie auf dem Weg zu kolonisierbaren extrasolaren Planeten wieder schlechter wird - um so mehr, wo bis zu deren Erreichung, egal auf welchem Weg, noch einiges an Zeit und Innovation ins Land gehen dürfte. Sprich, bewohnbare Welten mit mindestens Erdschwerkraft sollten für extrasolare Pioniere kein echtes Hindernis darstellen.

Zum Thema Gezeitenbindung: hier spielen immer auch andere Himmelskörper mit rein, die eine vollständige Gezeitenbindung an die Sonne verhindern können. An Merkur z.B. haben immer auch Venus und Erde gezerrt, so daß er jetzt in einer stabilen 3:2-Resonanz seinen Endzustand erreicht hat. (3 Eigenrotationen auf 2 Sonnenumrundungen.) Und die Venus ist gar gegenüber der Erde "gezeitengebunden" - in dem Sinne, daß sie bei ihrer Eigenrotation immer im Moment der größten Annäherung der Erde dieselbe Seite zuwendet.

Thema Magnetfeld bei Planeten von roten Zwergen: knifflig, in der Tat. Ich habe da selber schon mal über das Konzept nachgedacht, daß ein massereicher Planet auf einer nahen benachbarten Umlaufbahn durch seine Gezeiteneinwirkung das Innere des bewohnbaren Planeten weit genug durchquirlen könnte, daß es glutflüssig und in Rotation bleibt. Das wäre ein ähnliches Prinzip wie bei Io und ihren Nachbarmonden. Allerdings habe ich zu dem Thema noch nicht allzu sehr in die Tiefe recherchiert.

Ansonsten bleibt immer der gute, alte "Mond eines Gasriesen" (wie schon von dir angesprochen, Feuersänger), die Möglichkeit eines Doppelplaneten oder zumindest ein bewohnbarer Planet mit einem hinreichend großen Mond - ähnlich wie wir ihn haben. Daß die Erde überhaupt noch ein Magnetfeld hat, hängt afaik stark mit unserer fetten Luna zusammen.

Yerho:
Zur Anregung: Der Aufbau von Habitaten ist teils der Gegenentwurf, teils eine begleitende Maßnahme zum Terraforming. Letzteres benötigt vergleichsweise wenig Energie, dauert jedoch sehr lange; der Aufbau eines Habitats (egal ob nun planetar oder orbital) geht deutlich schneller, kostet aber massiv Energie. Der Rohstoffbedarf beider Verfahren nimmt sich nicht viel, auch die Zeit, bis man ab Beginn der Besiedlung so etwas wie Lebensqualität entwickelt hat, ist sehr vergleichbar.

Generell dürfte die Denke sein: Wenn ich eine Kolonie wegen der Rohstoffe gründe, sind vor Ort Rohstoffe vorhanden und wenn gerade kein passender Himmelskörper zur Stelle ist, dann setzt man einen künstliche Plattform ins All. Das hat Nachteile (keine solide Scholle, man ist den üblichen Gefahren des Weltraums ausgesetzt), hat aber auch massive Vorteil: Man kann das Ding dort platzieren, wo es im Querschnitt der Kategorien Bahnstabilität, Strahlenschutz, Energiedichte, Erreichbarkeit (und ggf. Verteidigung) etc. besonders günstig liegt. Vor allem aber spart man sich die (auf-) laufenden Kosten, die bei der Überwindung eines Schwerkraftbrunnens entstehen.

Der erste Schritt eines orbitalen Low-Level-Habitats wäre vermutlich die Positionierung mindestens eines Raumschiffs oder mehrerer Schiffe (Prinzip Wagenburg), welches die ersten Wohn- und Werkmodule bereitstellt. Dann wird kräftig ausgebaut: Hydroponische Anlagen, mehr Wohn- und Werkfläche, Dockanlagen und so weiter und so fort. Das ist in der Startphase sogar einfacher als ein planetares Habitat in lebensfeindlicher Umgebung, weil man für dieses erst einmal Bauteile auf die Oberfläche schaffen und diese zu einem ersten Komplex zusammenfügen muss - sofern es nicht möglich ist, ganze Raumschiffe zu landen. Diese Option steht bei Planeten/Monden/Asteroiden mit geringer Schwerkraft und dünner bis gar keiner Atmosphäre natürlich auch im Raum.

Je nachdem, wie organisiert und langfristig geplant Kolonisationsprojekte sind, wären Habitate auch der erste logische Schritt, um die langen Zeiträume des Terraformings zu überbrücken. Dann müssen die ersten Generationen in Habitaten leben, während der Planet langsam, aber stetig bewohnbar gemacht wird. Die Habitate sind dann nicht nur der erste Lebensraum, sondern liefern auch die Infrastruktur für das Terraforming und sind womöglich sogar politisch nötig, um überhaupt Homesteading betreiben zu können, also die gerade "in Arbeit befindliche" Welt für sich und/oder die eigene Nachkommenschaft zu sichern, damit nicht etwa andere ernten, wo man selbst gesät hat.

Hinzu kommt, dass Habitate grundsätzlich eine Rückversicherung sind. Die Besiedlung eines Planeten/Mondes ist (selbst ohne Terraforming) ein langwieriger Prozess und je länger er dauert, desto größer ist die Chance, dass irgend etwas nicht so klappt, wie es geplant war. Klimatische oder tektonische Entwicklungen sind nicht vollumfänglich berechenbar und wenn man nach einer Generation merkt, dass die vorher recht gemütliche Kolonie plötzlich sehr ungemütlich wird, hat man einen Rückzugsraum und wird nicht automatisch heimatlos.

Feuersänger:

--- Zitat von: Grey am  6.04.2013 | 11:57 ---Und? Wir haben trotzdem jetzt schon die Technologie, unseren eigenen Schwerkraftbrunnen zu verlassen.
--- Ende Zitat ---

Unter großen Mühen und noch größeren Kosten, mit Hilfe desintegrierender Totempfähle. Heutzutage kostet der Lift ca $10.000/kg. Selbst wenn die nächste Generation chemisch angetriebener Lifter (z.B. Skylon) diese Kosten zehnteln könnte, wäre das für extensiven Verkehr immer noch viel zu teuer.

Wahr ist: damit ein Raumfahrtszenario mit Kolonien und so weiter überhaupt möglich wird, muss bereits der Lift von der Erde aus spottbillig werden im Vergleich zu heute. Im Endeffekt braucht man SSTOs mit Masseverhältnis nicht größer als 4. Das ist ohne Kernenergie sicher nicht machbar. Eine realistische Option wäre z.B. eben LANTR, das nuklearen und chemischen Antrieb verbindet.

Nichtsdesotrotz wird so ein Kombiantrieb in jedem Fall komplexer, massiver und teurer sein als ein rein chemischer Antrieb. Wenn ich also für meine Kolonie die Wahl zwischen zwei Welten habe, die sich bei ansonsten vergleichbaren Bedingungen allein in der Schwerkraft deutlich unterscheiden, müsste ich schon sehr bescheuert sein, um diejenige mit dem höherem G-Faktor zu wählen.


--- Zitat ---Zum Thema Gezeitenbindung: hier spielen immer auch andere Himmelskörper mit rein, die eine vollständige Gezeitenbindung an die Sonne verhindern können.

--- Ende Zitat ---

Das ist schon interessant. Lässt sich aber vermutlich nicht im voraus berechnen, oder?
Nebenbei fällt mir noch ein, dass unsere Gasriesen zwei "Sätze" Monde zu haben scheinen: einmal die inneren Monde, die meist uhrwerkartig und in Bahnresonanzen zueinander umlaufen und natürlich rotationsgebunden sind, und dann lange lange nichts, und viel weiter draußen dann weitere Monde, die nicht rotationsgebunden, aber meist sehr klein sind und auch nicht selten stark elliptisch und/oder retrograd umlaufen, also irregulär sind.
Gibt es einen bestimmten Grund für die enorme Lücke zwischen den inneren und äußeren Monden?


--- Zitat --- Daß die Erde überhaupt noch ein Magnetfeld hat, hängt afaik stark mit unserer fetten Luna zusammen.

--- Ende Zitat ---

Ist das so? Ich hatte es genau anders in Erinnerung, nämlich dass unser Mond die Erdrotation enorm runtergebremst hat, und wir deswegen unsere 24-Stunden Tage haben und nicht 8 Stunden oder so. Auf die Schnelle hab ich nur diesen Artikel gefunden, da steht zwar alles Mögliche warum Luna für uns unverzichtbar ist, aber von Magnetfeld ist nicht die Rede:
http://www.n-tv.de/wissen/frageantwort/Was-waere-die-Erde-ohne-Mond-article6627551.html

Nichtsdestotrotz können wir wohl in unseren Forderungskatalog übernehmen: wenn die neue Welt ein eigenständiger Planet ist, braucht sie vermutlich einen ordentlichen Mond. Ist die Welt selber ein Mond, hat sich das natürlich erledigt.

vanadium:

--- Zitat von: Grey am  6.04.2013 | 11:57 ---Daß die Erde überhaupt noch ein Magnetfeld hat, hängt afaik stark mit unserer fetten Luna zusammen.

--- Ende Zitat ---
mMn hängt das mit dem rotierenden aus Eisen bestehenden Erdkern zusammen.
(Quelle: irgend eine der 200+ alpha-Centauri-Folge mit Lesch; bitte selber suchen  ;) )

[In wie weit das "Durchkneten" des Erdinnern durch die Gezeitenkräfte des Mondes und die Radioaktivität im Innern der Erde das völlige Erkalten bisher hinausgezögert haben und in welcher Relation zueinander, weiß ich nicht. Der Beitrag der Radioaktivität ist da aber mit Sicherheit nicht zu vernachlässigen. Hab hier keine Angaben zu Zeiträumen; wenn es mit/ohne Mond mehr als 109 Jahre sind, wär es so oder so egal. Und wenn sich die Erde als erkaltete, starre Kugel dreht, ist immer noch ein mag.Feld da.]

edit: diverse Anmerkungen.

Feuersänger:
Weil's grad auf N24 kommt: auch Ganymed hat sein eigenes Magnetfeld, selbst als rotationsgebundener Mond und vermutlich ohne _flüssigen_ Eisenkern.
Jupiter hat aber halt auch einen ziemlich ekligen Strahlungsgürtel, nebst seiner noch ekligeren Schwerkraft. Letztere ist dafür verantwortlich, dass es in Sachen delta-V teurer ist, zum Jupiter zu fliegen, als zum fast doppelt so weit entfernten Saturn.

Darum wäre innerhalb unseres Sonnensystems Saturn bzw seine Monde ein interessantes Ziel in Punkto Kolonisation, wenn man es z.B. auf He-3 abgesehen hat. Als Bonus gibt es Wasser in Hülle und Fülle in den Ringen.

Für extrasolare Kolonien auf Gasriesenmonden wären dementsprechend auch eher kleinere Gasriesen vorzuziehen, keine Superjovianer. (Es sei denn, man ist über Fragen wie delta-V Budgets vollkommen erhaben.) Aber in erster Linie geht ja darum, dass solche Riesenplaneten überhaupt habitable Monde haben können; der Rest ist eine Frage der Technik.

edit:
Achja, ganz vergessen. Yerhos Habitat-Ausführungen sind natürlich auch interessant. Aber sie sollen natürlich nur eine Übergangslösung sein, schließlich wollen wir ja letzten Endes exotische Freiluftwelten, und nicht immer und immer wieder die gleichen Habitate nach Standardgrundriss.
Nach SF-Nomenklatur unterscheidet sich ein Habitat von einer Raumstation in erster Linie durch den Zweck: eine Raumstation dient z.B. als Militärbasis, Handelsposten, Forschungseinrichtung oder sonstwas. Ein Habitat ist einfach nur zum Wohnen. ;)

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