Raketenphysik mit Taschenlampen - Schub und Delta-v einer Imalent DT70

[Dagor]

Die meisten von euch sind sich sicher einig: "Taschenlampen sind keine Raketenphysik". Das möchte ich gerne ändern.

Wie vielleicht manche von euch wissen, haben Photonen einen winzigen Impuls. Dieser kann z.B. in der Raumfahrt mit großen Sonnensegel als Antrieb für kleine Satelliten genutzt werden:
https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnensegel_(Raumfahrt)

Mit Fremdlicht Segeln kommt für Flashys aber natürlich nicht in Frage. Wir haben schließlich eigene Lichtquellen.
Der TK70-Smiley demonstriert schon seit langem, dass man eine Taschenlampe als Antrieb nutzen könnte:

Es stellt sich also die Frage: Wie viel Schubkraft und wie viel Delta-v hat eine Taschenlampe wirklich?
Für viel Schubkraft brauchen wir viel Licht und für viel Delta-v brauchen wir zusätzlich möglichst wenig Masse.
Als Beispiel habe ich daher meine Imalent DT70 genommen.

Ich rechne hier mit zwei Vereinfachungen:
1. Ich gehe von monochromatischem Licht mit einer Wellenlänge von 555nm aus, da ich keine Lust habe, über das Spektrum einer weißen LED zu integrieren.
2. Ich gehe davon aus, dass das Licht gerade aus der Lampe kommt

Die Ergebnisse werden also nicht perfekt sein, aber wenn ich mich nicht verrechne, sollte das Ergebnis wenigstens grob in der richtigen Größenordnung liegen.



Im ersten Schritt berechnen wir die Energie eines Photons mit einer Wellenlänge von 555 nm:

Hierfür müssen wir nur die Frequenz mit der Planck-Konstante multiplizieren:
Energie = Frequenz * Planck-Konstante
E = f * h

Die Frequenz lässt sich als Produkt von Wellenlänge und Lichtgeschwindigkeit errechnen:
Frequenz = Wellenlänge * Lichtgeschwindigkeit
f = λ * c
c = 299792458 m/s
f = 555 nm * 299792458 m/s
f = 5,4017*10^14 Hz

Die Planck-Konstante ist wie der Name schon sagt eine Naturkonstante:
h = 6,62607 * 10^-34 J*s

Damit können wir nun die Energie eines Photons berechnen:
E = f * h
E = 5,4017*10^14 Hz * 6,62607 * 10^-34 J*s
E = 3,5792 * 10^-19 J
E = 357,92 zJ

Ein Photon mit einer Wellenlänge von 555nm hat also eine Energie von knapp 358 Zeptojoule.
Das ist nicht sehr viel, aber mehr als nichts.



Im zweiten Schritt können wir nun den Impuls eines Photons mit einer Wellenlänge von 555nm berechnen:

Der Impuls ist das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit:
Impuls = Masse * Geschwindigkeit
p = m * v

Ruhemasse hat ein Photon zwar natürlich nicht aber wir können einfach mit der Energie und der Lichtgeschwindigkeit rechnen:
Energie = Masse * Lichtgeschwindigkeit^2
E = m * c^2
Masse = Energie / Lichtgeschwindigkeit^2
m = E / c^2

In die Impulsgleichung einsetzen:
Impuls = (Energie / Lichtgeschwindigkeit^2) * Geschwindigkeit
p = (E / c^2) * v

Die Geschwindigkeit des Photons ist natürlich die Lichtgeschwindigkeit also können wir für v einfach c einsetzen und kürzen:
p = E / c
p = 3,5792 * 10^-19 J / 299792458 m/s
p = 1,1939 * 10^-27 N*s
p = 0,0011939 yNs

Unser 555nm-Photon hat also einen Impuls von knapp 0,0012 Yoktonewtonsekunden.
Gewaltig. Wir sollten lieber ein paar Photonen mehr nehmen.



Also rechnen wir nun den Schub von einem Lumen mit einer Wellenlänge von 555nm aus.

Bei einer Wellenlänge von 555nm entspricht ein Lumen einem Lichtstrom von 4,11*10^15 Photonen pro Sekunde. Also können wir einfach den Impuls einen Photons mit dieser Photonenemissionsfrequenz multiplizieren:
Schub = Impuls pro Photon * Photonenemissionsfrequenz
F = 1,1939 * 10^-27 N*s * 4,11 * 10^15 Hz
F = 4,907 * 10^-12 N
F = 4,907 pN

Unser 555nm-Lumen hat also einen Schub von ca. 4,9 Pikonewton.
Langsam werden die Zahlen größer. Das ist sehr schön, aber wir brauchen trotzdem mehr Licht.



Das war es nun mit genauen Werten. Jetzt wird es etwas dreckiger, da nun die oben erwähnten Vereinfachungen dran sind.


Jetzt schätzen wir den maximalen Schub einer Imalent DT70. Dazu gehen wir von einem Lichtstrom Φ von 12000 Lumen aus (der vereinfacht monochromatisch mit 555nm genau nach vorne aus der Lampe kommt) und rechnen aus dem zuvor berechneten Schub eines Lumens hoch:

F_DT70 = Φ_DT70 * F_1lm / 1 lm
F_DT70 = 12000 lm * 4,907 * 10^-12 N / 1 lm
F_DT70 = 5,888 * 10^-8 N
F_DT70 = 58,88 nN

Eine Imalent DT70 hat also einen maximalen Schub von knapp 59 Nanonewton.
Langsam kommen wir zu alltäglichen Einheitenvorsätzen!

Kurz zum Vergleich: die erste Stufe einer aktuellen Falcon 9 von SpaceX hat einen Startschub von 7,6 Meganewton. Das entspricht nur etwa 129 Billionen Imalent DT70. Da die DT70 tailstandtauglich ist und die Falcon 9 Erststufe sogar im Tailstand landen kann, halte ich diesen Vergleich für angemessen.



Zu guter Letzt können wir noch das Delta-v der Imalent DT70 berechnen:
Delta-v = (Lichtmenge * Schub pro Lichtstrom ) / Masse

Die Lichtmenge habe ich aus dem Laufzeitdiagramm aus meinem Review errechnet. Da die Messungen jeweils 10 Sekunden auseinander liegen, habe ich alle Messwerte mit 10s multipliziert und dann aufsummiert.

Lichtmenge = 26,533 Megalumensekunden
Masse = 0,618 kg

Delta-v = (Lichtmenge * Schub pro Lichtstrom ) / Masse
Delta-v = (26533000 lm*s * 4,907 * 10^-12 N/lm) / 0,618 kg
Delta-v = 0,00021 m/s
Delta-v = 0,21 mm/s
Delta-v = 1,26 cm/min
Delta-v = 75,6 cm/h
Delta-v = 0,000756 km/h

Wenn man die DT70 also in einem stabilen Orbit, in dem sie nicht mehr gegen die Erdanziehung ankämpfen muss, aussetzt (z.B. aus der ISS), würde sie sich nach Ende der Leuchtzeit mit einer Geschwindigkeit von 75,6 Zentimetern pro Stunde vom Startpunkt wegbewegen!
Das ist schon deutlich sichtbar!


Der Wert erscheint mir sehr hoch. Kann es wirklich sein, dass die DT70 so viel Schub und Delta-v hat, oder habe ich mich verrechnet?
Alle Hobbyzahlenschubser sind herzlich eingeladen, meine Rechnung zu kontrollieren, zu verbessern und zu erweitern.

Falls meine Werte stimmen sollten, sollte vielleicht mal jemand eine DT70 mit zur ISS nehmen und das ausprobieren.
Danach wäre es dann wohl Zeit für die erste mehrstufige Taschenlampe.

 

[Tombstone]

Und das machst Du um 04:52 Uhr?

Reschbeggd...

Ich hänge gerade noch ein bisschen bei Deinen 26533000 lm×s... Du musst ja das Integral unter dem Graphen ansetzen... der läuft aber über 3 Stunden... müsste es dann nicht 1/3 sein...?

 

[tino79]

Das geile am TLF ist dass Du irgendwann an dem Punkt bist dass Du denkst bekloppter geht es nun wirklich nicht mehr. Du kannst Dir aber gewiss sein dass Du ab da nicht lange warten musst bis hier jemand kommt der Dir zeigt dass Du mit dieser Einschätzung das Beklopptheitspotential der TLF-Mitglieder um Welten unterschätzt hast

Leute, weitermachen

 

[casi290665]

Ich fühle mich auf einmal wieder ganz normal, der Nagel in meinem Kopf hat sich scheinbar ziemlich stark verkleinert...

Zu diesen Raketenwissenschaftlichen Atomphysikberechnungen kann ich jedoch nichts beitragen ( frage mich gerade, ob das nun gut oder schlecht ist...)

Gruß
Carsten

 

[djmykemyers]

ymmd!!!

Wie geil ist das denn !? Und dann zum Schluss noch .... mehrstufige Taschenlampe ROFL !!!!

 

[Phantom]

Leuchtzeit mit einer Geschwindigkeit von 75,6 Zentimetern pro Stunde vom Startpunkt wegbewegen!
Das ist schon deutlich sichtbar!


Der Wert erscheint mir sehr hoch. Kann es wirklich sein, dass die DT70 so viel Schub und Delta-v hat, oder habe ich mich verrechnet?
Alle Hobbyzahlenschubser sind herzlich eingeladen, meine Rechnung zu kontrollieren, zu verbessern und zu erweitern.

Einen Fehler finde ich auf die schnelle: Das Licht geht nicht nur in direkte Richtung weg, sondern du hast einen gewissen Abstrahlwinkel, jeweils mit einer gewissen Intensität.

Ein Photon, das zB im 30° Winkel in "Flugrichtung" wegfliegt, trägt dann nur noch mit rund 86% ihres eigentlichen Schubes zur Geschwindigkeit bei. Bei 45° sind es nur noch gute 50%...

 

[Xandre]

Kommen im stabilen Orbit mehr Lumen aus der Lampe ?

Sollten eigentlich ,da das Problem mit der Wärmeabfuhr geringer ist ?

Gruß Xandre

 

[Phantom]

Kommen im stabilen Orbit mehr Lumen aus der Lampe ?

Unwesentlich... theoretisch ist zwischen Glas und LED Vakuum, doch wie viel Verluste hat man hier durch die Luft?

Sollten eigentlich ,da das Problem mit der Wärmeabfuhr geringer ist ?

Bei -273°C sollte es da keine Probleme geben

Ich fürchte aber, dass es eher Probleme gibt, die Lampe überhaupt zum Leuchten zu bringen


Gehen wir von Normaltemperatur im Orbit aus, ist das Kühlproblem größer: Es gibt nur Wärmestrahlung, aber keinen konvektiven Wärmeübergang.

 

[0kay]

Das nächste Mal beim Forentreffen am See setzen sich alle in einen Angelkahn und schalten ihre Lampen ein.
Nach hinten gerichtet, nicht nach vorn und dann schauen wir mal wie es abgeht

 

[schopi68]

Bei -273°C sollte es da keine Probleme geben

Ich fürchte aber, dass es eher Probleme gibt, die Lampe überhaupt zum Leuchten zu bringen


Gehen wir von Normaltemperatur im Orbit aus, ist das Kühlproblem größer: Es gibt nur Wärmestrahlung, aber keinen konvektiven Wärmeübergang.

Jetzt stellt sich die Frage, wie viel der Wärme einer Taschenlampe (im atmosphärischen Betrieb) über Wärmestrahlung und wie viel über Konvektion abegführt wird. Überwiegt die Konvektion (wovon ich momentan ausgehe), wird die Lampe auch bei (anfänglich) -273°C schnell überhitzen.

 

[diam0nd]

You Made my day. Hammer!!!

Mehrstufige Taschenlampe. Ich hau mich weg!!

 

[Dagor]

Ich hänge gerade noch ein bisschen bei Deinen 26533000 lm×s... Du musst ja das Integral unter dem Graphen ansetzen... der läuft aber über 3 Stunden... müsste es dann nicht 1/3 sein...?

Hier mal die ersten 2 Minuten:

Zeit	Prozent	Lumen	Lumensekunden
0:00:00	100	12000	120000
0:00:10	98,39108911	11806,93069	118069,3069
0:00:20	97,4009901	11688,11881	116881,1881
0:00:30	96,90594059	11628,71287	116287,1287
0:00:40	99,25742574	11910,89109	119108,9109
0:00:50	98,39108911	11806,93069	118069,3069
0:01:00	98,26732673	11792,07921	117920,7921
0:01:10	97,77227723	11732,67327	117326,7327
0:01:20	97,52475248	11702,9703	117029,703
0:01:30	97,27722772	11673,26733	116732,6733
0:01:40	96,90594059	11628,71287	116287,1287
0:01:50	96,53465347	11584,15842	115841,5842

Ich habe jeden einzelnen Messwert mit 10s multipliziert. Wenn die Lampe 10s lang einen Lichtstrom von 12000 Lumen hat, hat man in diesen ersten 10 Sekunden eine Lichtmenge von 120000 Lumensekunden. Diese ganzen Teilmengen kann man dann einfach aufsummieren.
Die Zeit ist da also schon drin. Daher muss man die Leuchtdauer nicht noch ein zweites Mal einrechnen.

Einen Fehler finde ich auf die schnelle: Das Licht geht nicht nur in direkte Richtung weg, sondern du hast einen gewissen Abstrahlwinkel, jeweils mit einer gewissen Intensität.

Ein Photon, das zB im 30° Winkel in "Flugrichtung" wegfliegt, trägt dann nur noch mit rund 86% ihres eigentlichen Schubes zur Geschwindigkeit bei. Bei 45° sind es nur noch gute 50%...

Dieser Fehler ist eine absichtliche Vereinfachung (siehe roter Text ). Einen Korrekturfaktor könnte man dafür aber noch ausrechnen. Der dürfte wohl so grob um 0,6 bis 0,8 liegen. Das Ergebnis wird dadurch zwar kleiner aber bleibt in einer ähnlichen Größenordnung.

Die zweite Vereinfachung dürfte aber einen genau gegenteiligen Effekt haben. Licht mit 555nm ist am effizientesten. Wenn das Licht kurzwelliger oder langwelliger wird, braucht man mehr Watt um auf ein Lumen zu kommen, da das Lumen über die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges definiert ist und das Auge für grün am empfindlichsten ist. Weißes Licht mit einem Lumen dürfte also einen größeren Impuls als grünes Licht mit einem Lumen haben. Auch hierfür könnte man einen Korrekturfaktor ausrechnen, den ich jetzt aber nicht Pi mal Daumen schätzen möchte.

Meine Hoffnung ist, dass sich diese Vereinfachungen gegenseitig halbwegs ausgleichen. Und wenn mein Ergebnis um 50% daneben liegt, ist das ja auch nicht so schlimm. Hauptsache die Größenordnung stimmt.

Kommen im stabilen Orbit mehr Lumen aus der Lampe ?

Die Flugbahn ist dafür ja relativ egal. Wenn würde nur die Flughöhe einen Einfluss haben. Die Reichweite dürfte aufgrund der sehr geringen Luftdichte minimal größer sein, aber die ist uns ja egal, es interessiert nur was die Taschenlampe unmittelbar verlässt und einen Rückstoß gibt.

Jetzt stellt sich die Frage, wie viel der Wärme einer Taschenlampe über Wärmestrahlung und wie viel über Konvektion abegführt wird. Überwiegt die Konvektion (wovon ich momentan ausgehe), wird die Lampe auch bei (anfänglich) -273°C schnell überhitzen.

Wenn man sich anguckt, wie sehr sich die Kühlung durch Ventilatoren oder Wasser verbessert, würde ich schätzen, dass der Anteil der Wärmestrahlung vernachlässigbar ist. Die Lampe wird also ein massives Temperaturproblem haben. Das ist mir nun aber für die Theorie erstmal egal. Die Lebensdauer der Lampe ist ja irrelevant, so lange sie eine Runde durchhält. Danach hat sie ihren "Treibstoff" verbraucht.

Deine -273°C stimmen aber nicht. In einer Höhe von ca. 400 km liegt die Temperatur bei ca. 1100°C. Die ist aufgrund der sehr geringen Dichte aber relativ vernachlässigbar.

 

[schopi68]

Wenn man sich anguckt, wie sehr sich die Kühlung durch Ventilatoren oder Wasser verbessert, würde ich schätzen, dass der Anteil der Wärmestrahlung vernachlässigbar ist. Die Lampe wird also ein massives Temperaturproblem haben. Das ist mir nun aber für die Theorie erstmal egal. Die Lebensdauer der Lampe ist ja irrelevant, so lange sie eine Runde durchhält. Danach hat sie ihren "Treibstoff" verbraucht.

Deine -273°C stimmen aber nicht. In einer Höhe von ca. 400 km liegt die Temperatur bei ca. 1100°C. Die ist aufgrund der sehr geringen Dichte aber relativ vernachlässigbar.

Ich vermute, es ist nur eine Frage von Minuten, ehe die LEDs überhitzen und das Zeitliche segnen. Weiterhin sinkt ja auch die Lichtleistung mit steigender Temperatur.
Die Temperaturangabe war ja nicht von mir.

Wäre doch jetzt gleich die nächste Herausforderung: Anhand des Stefan-Boltzmann-Gesetzes und der daraus resultierenden abgestrahlten Wärmeenergie die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs der Taschenlampe zu errechnen. (zzgl. Taschenlampenmasse und deren Erwärmung, von der Energie nicht abgestrahlte, d.h. in Wärme umgewandelte Energie, Wärmeerzeugende Verluste im Akku).

 

[Dagor]

Und dann zum Schluss noch .... mehrstufige Taschenlampe ROFL !!!!

Wenn dir das schon gefällt, wird dir sicherlich auch mein Plan zur Steuerung gefallen:
Ein Reaction Control System (RCS) aus sechzehn 5mm-LEDs!

Das ganze kann dann ähnlich aussehen wie die "Thruster Quads" am Apollo Lunar Module bzw. wie die RV-105 RCS Thruster Blöcke in Kerbal Space Program. Man verteilt auf Höhe des Schwerpunkts (der sich ja zum Glück nicht verändert) vier Module aus je 4 LEDs rund um das Raumschiff. Es zeigt jeweils eine LED nach vorne, eine nach hinten und jeweils eine zu den beiden Seiten. So lässt sich das Raumschiff in alle Richtungen bewegen und um alle Achsen drehen, je nachdem welche LEDs man gleichzeitig ansteuert.

Wäre doch jetzt gleich die nächste Herausforderung: Anhand des Stefan-Boltzmann-Gesetzes und der daraus resultierenden abgestrahlten Wärmeenergie die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs der Taschenlampe zu errechnen.

Nur zu!

 

[light-wolff]

Jetzt schätzen wir den maximalen Schub einer Imalent DT70. Dazu gehen wir von einem Lichtstrom Φ von 12000 Lumen aus (der vereinfacht monochromatisch mit 555nm

Nimm eine Olight, da passt die Näherung mit 555nm (Grün) besser ;-)

Da die DT70 tailstandtauglich ist und die Falcon 9 Erststufe sogar im Tailstand landen kann, halte ich diesen Vergleich für angemessen.

Vom Landen im Tailstand sind lt. Must inzwischen wieder abgekommen - der Aufwand lohnt wohl nicht.

 

[18650™]

Eine Imalent DT70 hat also einen maximalen Schub von knapp 59 Nanonewton.

Ich denke, ab sofort ist es auf jeden Fall sinnvoll, diese Kennzahl bei zukünftigen Reviews mit anzugeben. Und die Hersteller müssen auch in die Pflicht genommen werden, aus Sicherheitsgründen neben Leuchtstufen und Lauftzeiten bitte auch den Rückstoß auf die Schachteln aufzudrucken. Nicht, dass jemand durch herumfliegende Lampen verletzt wird... Oder Genitalprellungen durch sich selbst in der Hosentasche anschaltende EDCs erleidet...

PS: Sehr geiler Thread übrigens, erinnert mich an Randall Munroe/XKCD und die Reihe "What if..." - aktuell kümmert er sich um die (wie immer hypothetische) Frage, ob man mittels "electrofishing" auch Wale betäuben kann...

 

[schopi68]

Aber mal was ganz anderes... wäre es nicht viel effizienter, die abgestrahlte Lichtenergie mit einer Solarzelle die an einer Stange hinter der Taschenlampe befestigt ist aufzufangen und damit einen Propeller anzutreiben?

 

[Dagor]

Vom Landen im Tailstand sind lt. Must inzwischen wieder abgekommen - der Aufwand lohnt wohl nicht.

Echt? Davon habe ich noch nichts gehört. Hast du eine Quelle dazu? Das hat doch gut funktioniert und war der Hauptvorteil der Falcon 9.

Flug 37 ist jedenfalls vor einem Monat noch auf einem Drohnenschiff gelandet und Flug 38 ist vor 3 Wochen nicht gelandet, weil der komplette Treibstoff gebraucht wurde, um die große Nutzlast in einen geostationären Transferorbit zu bekommen.

Ich denke, ab sofort ist es auf jeden Fall sinnvoll, diese Kennzahl bei zukünftigen Reviews mit anzugeben.

Da sollten dann aber auch Spektrum und Lichtbild korrekt eingerechnet werden. Grob geschätzte Werte lohnen in einem Review nicht wirklich. Das muss dann schon mit anderen Lampen vergleichbar sein.

Und die Hersteller müssen auch in die Pflicht genommen werden, aus Sicherheitsgründen neben Leuchtstufen und Lauftzeiten bitte auch den Rückstoß auf die Schachteln aufzudrucken.

Auja, maximaler Schub und Delta-v sollten in der ANSI FL-1 Spec ergänzt werden.

Aber mal was ganz anderes... wäre es nicht viel effizienter, die abgestrahlte Lichtenergie mit einer Solarzelle die an einer Stange hinter der Taschenlampe befestigt ist aufzufangen und damit einen Propeller anzutreiben?

Ein Propeller bringt nur dann etwas, wenn er auch etwas wegschaufeln kann. Dafür brauchst du also eine dichte Atmosphäre.

 

[tino79]

Ein Propeller im luftleeren Raum? Der dreht sich zwar aber gibt keinen Vorschub.

Dann doch lieber ein kleines Loch in die Tailcap und die Akkus ausgasen lassen

 

[schopi68]

Nene, ihr habt da was falsch verstanden. Der Propellor soll zwischen Solarzelle und Lichtaustritt. Damit kann er dann die Photonen nachbeschleunigen und einen zusätzlichen Schub verleihen.

 

[Dagor]

Damit kann er dann die Photonen nachbeschleunigen und einen zusätzlichen Schub verleihen.

Photonen kann man nicht nachbeschleunigen. Photonen sind keine Tachyonen. Die können "nur" Lichtgeschwindigkeit.

Propeller und Solarzellen würden in diesem Setup aber das Raumschiff bremsen, da sie einen Teil der Photonen absorbieren und so Schub in die Gegenrichtung erzeugen.

 

[KakophonieInMoll]

Die ganze Rechnung lohnt nicht. Damals im Studium machten wir das Gedankenexperiment, ob der Lichtblitz eines Atomblitzes einen umwerfen würde, mit der Annahme man würde nicht eingeäschert, oder dem Einfluß der Druckwelle ausgesetzt. Die Antwort war nein, es reicht nicht. Da wird eint Taschenlampe dann in den Ungenauigkeiten der Welt eingehen...

 

[schopi68]

Tachyonen wären ja auch völlig ungeeignet. Die haben zeitliche Probleme und würden vermutlich mit dem Propeller kollidieren. Ausserdem wären sie ja nur vor dem Einschalten der Lampe da.

Man könnte Propellor und Solarzellen ja mit einer spiegelnden Schicht versehen, dann gäbe es keine Absorbtion und alle würde wieder einwandfrei funktionieren.

Alternativ: Mir geht gerade durch den Kopf, ob man nicht den klassichen Antrieb mit der Katze und der Butter hier auch nutzen könnte. Bzw. das Prinzip: Motten fliegen ja immer vom Licht weg. Also vorne an der Lampe noch ein paar Motten anbringen. Die würden dann das von den Spiegeln reflektierte Licht voll abbekommen und ihrem Fluchtinstikt folgend mit maximaler Kraft zusätzlichen Schub erzeugen.

 

[18650™]

Photonen kann man nicht nachbeschleunigen. Photonen sind keine Tachyonen. Die können "nur" Lichtgeschwindigkeit.

Komm jetzt hier nicht mit Theorie, du unterschätzt unsere Modder hier - mit Tailcapfeder brücken, Widerstandsmod, Frontglas weglassen etc. holen die da sicher noch was raus...

PS: Unbedingt hochstromfähige Akkus verwenden. Sonst gewinnt man sicher kein TaLa-Rennen.

 

[Dagor]

Die ganze Rechnung lohnt nicht. [...] Da wird eint Taschenlampe dann in den Ungenauigkeiten der Welt eingehen...

Anscheinend lohnt es ja doch. Ein Geschwindigkeitsunterschied von 75 cm/h wäre schon sichtbar. Und das ist eine Lampe, die überhaupt nicht für diese Anwendung optimiert ist! Damit kann man zwar nichts sinnvolles anfangen, aber wenn ich mich nicht verrechnet habe, funktioniert es wenigstens. Man könnte also z.B. eine seeehr langsame, ferngesteuerte Taschenlampe für gelangweilte Weltraumtouristen bauen.
@LED LENSER: das wäre eine Marktlücke, die ihr bei Gelegenheit füllen könntet. Der Weltraumtourismus ist ja gerade in der Startphase.

Man könnte Propellor und Solarzellen ja mit einer spiegelnden Schicht versehen, dann gäbe es keine Absorbtion und alle würde wieder einwandfrei funktionieren.

Eine Solarzelle, die alles reflektiert, erzeugt aber keinen Strom. Also ist beides nur unnötiger Ballast, der das Delta-v senkt.

Alternativ: Mir geht gerade durch den Kopf, ob man nicht den klassichen Antrieb mit der Katze und der Butter hier auch nutzen könnte.

Ist Blödsinn und funktioniert nicht. Hier geht es zwar auch um Blödsinn, aber um funktionierenden Blödsinn!

Bzw. das Prinzip: Motten fliegen ja immer vom Licht weg. Also vorne an der Lampe noch ein paar Motten anbringen. Die würden dann das von den Spiegeln reflektierte Licht voll abbekommen und ihrem Fluchtinstikt folgend mit maximaler Kraft zusätzlichen Schub erzeugen.

Motten können mit ihren Flügeln aber auch nur etwas in einer dichten Atmosphäre ausrichten.
Die nötigen Mottenraumanzüge wären also das kleinere Problem.

 

[Sonnen]

Aber nicht lang da ihr der Saft ausgeht, vielleicht sollte man ein großes Solarpaneel nehmen und dort einfach 100 DT70 oder mehr dran machen und über das Paneel versorgen (die Lampe müsste dann noch etwas umgebaut werden), könnte das eine billige Konkurrenz für das Ionen-Triebwerk sein ?.. Welche ja auch mit zurückgelegter Strecke immer höhere Endgeschwindigkeit erreicht ?

 

[KakophonieInMoll]

Ein Geschwindigkeitsunterschied von 75 cm/h wäre schon sichtbar.

Naja da überholt einen ja das langsamste Stück Weltraum Schrott. Letztlich dehnt sich das Universum fast schneller aus bei solch gigantischen Geschwindigkeiten....

 

[LED]

Wenn du da jetzt noch eine Materie-Antimaterie-Reaktor rein baust, der die Lampe für einige Jahre mit Energie versorgt, kommst du am Ende aber noch mit ordentlicher Geschwindigkeit raus

 

[Dagor]

Aber nicht lang da ihr der Saft ausgeht, vielleicht sollte man ein großes Solarpaneel nehmen und dort einfach 100 DT70 oder mehr dran machen und über das Paneel versorgen

Ja, mit Solarmodulen und Lampen hat man im Prinzip unendlich viel Delta-v, wenn man nicht gegen den Strahlungsdruck der Sonne anfliegen will. Den Schub wird man zwar nicht besonders hoch kriegen, da das Raumschiff durch die Solarmodule schwerer werden würde, aber das ist ja nicht schlimm. Angenommen das Tala-Raumschiff befindet sich in einem Orbit um die Sonne: Einfach ein großes Solarpanel an die Seite, das zur Sonne ausrichten (die einen dann sogar noch ein bisschen nach außen drückt) und dann nach hinten leuchten. So kann man seinen Orbit ganz langsam immer größer ziehen. Der Schub wird zwar mit steigendem Abstand zur Sonne immer weiter sinken, aber ja, das sollte funktionieren. Die Frage ist nur: Was macht man, wenn die Sonne zu weit weg ist? Wählt man den Kurs so, dass man sich von Stern zu Stern hangelt und überall ein bisschen mehr Geschwindigkeit aufnimmt?

Der einzige Grund, der mir einfällt, weshalb man das wohl nicht in die Praxis umsetzen wird, ist, dass das einfach viel zu lange dauern würde, bis das Raumschiff irgendwo ankommt, wo man mit einem Ionentriebwerk nicht hinkommen würde.

Naja da überholt einen ja das langsamste Stück Weltraum Schrott.

Ist doch egal. Man will ja kein Rennen gegen Weltraumschrott veranstalten sondern einfach nur eine Lampe von A nach B leuchten.

 

[Sonnen]

Der Schub wird zwar mit steigendem Abstand zur Sonne immer weiter sinken, aber ja, das sollte funktionieren. Die Frage ist nur: Was macht man, wenn die Sonne zu weit weg ist? Wählt man den Kurs so, dass man sich von Stern zu Stern hangelt und überall ein bisschen mehr Geschwindigkeit aufnimmt?

Der einzige Grund, der mir einfällt, weshalb man das wohl nicht in die Praxis umsetzen wird, ist, dass das einfach viel zu lange dauern würde, bis das Raumschiff irgendwo ankommt, wo man mit einem Ionentriebwerk nicht hinkommen würde.

Dann halt nur bis zum Mars, bis dorthin sollte die Sonnenenergie genügen.
Und wenn dort mal irgendwann eine Kolonie errichtet wurde gibt dann die "Tala Line"..

 

[Dagor]

Und wenn dort mal irgendwann eine Kolonie errichtet wurde gibt dann die "Tala Line"..

Für sehr langsame Versorgungsflüge könnte das vielleicht sogar funktionieren. Die Navigation dürfte bei dem minimalen Schub aber sehr schwierig werden, da man nicht gezielt an bestimmten Stellen signifikant beschleunigen bzw. bremsen kann. Daher bin ich mir nicht sicher, wie man ein Raumschiff da navigieren würde, so dass man sein Ziel trifft und dort in einen stabilen Orbit gelangen kann und nicht bloß einen Swing-by macht und wieder wegfliegt.

 

[schopi68]

Ist Blödsinn und funktioniert nicht. Hier geht es zwar auch um Blödsinn, aber um funktionierenden Blödsinn!

Solange die Lampe - selbst unter der Annahme sie wäre ein schwarzer Strahler - sich mit ihren gut 200Watt im Vakuum auf grob überschlagen 900-1000°C aufheizt, ist das hier aber kein funktionierender Blödsinn...

Korrektur: °K, nicht °C

 

[Dagor]

Solange die Lampe - selbst unter der Annahme sie wäre ein schwarzer Strahler - sich mit ihren gut 200Watt im Vakuum auf grob überschlagen 900-1000°C aufheizt, ist das hier aber kein funktionierender Blödsinn...

Man kann den Schub ja drosseln und/oder Abkühlungspausen machen, damit die Lampe die Wärme langsam abstrahlen kann.

 

[schopi68]

Man kann den Schub ja drosseln und/oder Abkühlungspausen machen, damit die Lampe die Wärme langsam abstrahlen kann.

Ja... Du musst grob gerechnet unter 6 Watt kommen, das dürfte etwa 300 Lumen entsprechen. Damit sind wir dann nur noch bei einem Geschwindigkeitszuwachs von 0,63cm/h pro Stunde Brenndauer.

 

[Dagor]

Damit sind wir dann nur noch bei einem Geschwindigkeitszuwachs von 0,63cm/h pro Stunde Brenndauer.

Mit ein bisschen Geduld schafft man auch so noch ein paar Meter.

Man sollte eine Raumschifflampe also so konstruieren, dass sie eine möglichst große Oberfläche hat, damit sie viel Wärme abstrahlen kann.

 

[0kay]

Also lieber einen Baustrahler mit Cobb-LED...

 

[Dagor]

Solange die Lampe - selbst unter der Annahme sie wäre ein schwarzer Strahler - sich mit ihren gut 200Watt im Vakuum auf grob überschlagen 900-1000°C aufheizt, ist das hier aber kein funktionierender Blödsinn...

Wie wäre es evtl mit HIDs? Die dürften doch thermisch unempfindlicher sein?

 

[tino79]

Aber auch da schmelzen Dir die Lötstellen weg