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Frage an die Physiker: Wie kann im All eine Explosion erzeugt werden?

physik

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49 Antworten in diesem Thema

#1 Nightblast

Nightblast

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Geschrieben 16 April 2013 - 07:33

Hallo an alle Physik-Experten,

mich würde mal intressieren, wie im All künstlich Explosionen erzeugt werden können.

Die Ausbreitung von Druckwellen ist ja nach Meinung der meisten hier im Vakuum nicht möglich, ebenso sind Kernwaffen
nur bedingt wirkungsvoll, da sie nur im Radius der Explosion selber eine zerstörerische Wirkung durch die freigesetzte Energie haben.

Was meint Ihr dazu?

Viele Grüße

#2 Valerie J. Long

Valerie J. Long

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Geschrieben 16 April 2013 - 08:28

Ich ergänze mal ein paar Symptome:

Zeitgenössische Raketen arbeiten nach dem Verbrennungsprinzip und erzeugen damit Rückstoß. Der Impulserhaltungssatz funktioniert also - auch im Vakuum.

Klar ist, dass man einen Brennstoff braucht, der ohne Oxygen in der Umgebung auskommt - alle nötigen Reagenzien muss die Bombe mitbringen.

Wenn der Sprengkörper eine Hülle hat, und in dieser Hülle gezündet wird, kann die Substanz in dieser Hülle durchaus explosiv verbrennen und Druck aufbauen. Dieser Druck kann dann die Hülle aufsprengen und deren Teilchen einen Bewegungsimpuls verpassen.

Wie sieht es ohne Hülle aus, also bei einem festen Brennstoff? Auch dann pflanzt sich der Verbrennungsvorgang in der Substanz sehr schnell fort und kann einen gerichteten Impuls erzeugen. Zählt das als "Explosion", wenn die Verbrennung schnell genug voranschreitet?

Ach ja - die verbrennende Substanz erzeugt Gase, die sich ausbreiten und ganz zweifellos den Druck in der Umgebung zeitweilig erhöhen. Das ist ja im Vakuum kein Kunststück, wenn der Ausgangspunkt nahe Null ist. Natürlich kann dieser Druck sich schnell verteilen und wieder Richtung Null absinken - aber die Ausdehnung bei der Verwandlung von Fest oder Flüssig in Gasförmig bleibt.

Für die Dauer der Umwandlung steigt der Druck im Inneren des Gases also kurzzeitig über Null, so dass es auch eine "Schallgeschwindigkeit" geben muss, richtig?

Ich kann nur nicht sagen, wie hoch der Druck ist. Davon hängt die Schallgeschwindigkeit ab, und davon wiederum die Frage, ob es sich um eine Detonation, Explosion oder nur eine Deflagration handelt.

So, jetzt sind die Experten an der Reihe.

___

Ach ja, Kernwaffen: Die Wirkungen durch Hitze und Strahlung entfalten sich auch im Weltraum.

Bearbeitet von Valerie J. Long, 16 April 2013 - 08:29.

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#3 yiyippeeyippeeyay

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Geschrieben 16 April 2013 - 15:12

Entspr. dem Vorpost, und einiger SF-Romane die ich mag, empfehle ich Querdenken, und z.B. das Authoren-Augenmerk auf div. Laser-Arten zu fixieren: Wenn man genügend Energie auf ein feindliches Objekt fokussieren kann, kann man dieses ja gelich zum Explodieren (o.ä.) bringen. Und mit einem entspr. starken Laser geht das vielleicht effektiver/billiger im All als mit irgendeinem Torpedo o.ä.. Der Laser kann auch mittels Reflektion "zurückmelden" ob das Ziel überhaupt getroffen wurde, was ja bei den typischen Abständen aneinander vorbeifliegender Objekte im All schon die halbe Miete sein könnte... Eingefügtes Bild

Wenn die relative Geschwindigkeit sehr hoch ist, kommt ja evtl. auch Relativität ins Spiel; nicht all zu weit von "c" entfernt würde evtl. schon ein kleiner Meteorit reichen um ein wesentlich größeres Schiff zu atomisieren. (Massenzunahme.)

/KB (blokkt auch auf dt.)

Yay! SF-Dialog im November...

V.: Also, Schoch, woher hast du das?

S.: Es war plötzlich an meinem Schlafplatz.

V.: Wo schläfst du?

S.: [..] In einer Höhle an der Limmat.

V.: Hm.

S.: Es leuchtet im Dunkeln.

V.: (amüsiert) Würde mich nicht wundern.

(Elefantenfinder vs. baffer Ärztin, aus Elefant, Diogenes Verlag, Sn. 104/105, von Suter)

 


#4 Lucardus

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Geschrieben 16 April 2013 - 17:05

Hallo Nightblast, ich habe letztens schon einen Link gepostet, wo die allermeisten Fragen, die sich ein Autor in diesem Zusammenhange stellen kann bereits beantwortet werden.
Goodreads: Ich lese gerade" (sorry, nur für "Mitglieder" sichtbar)
Wer mal reinschauen will: http://www.goodreads.com/

#5 Valerie J. Long

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Geschrieben 16 April 2013 - 18:22

@yip, nur am Rande, und weil ich das Thema schon einmal ausführlicher beleuchtet habe: Ein Laser kann dem Gegner auch schön zeigen, wohin er selbst zielen muss.
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#6 yiyippeeyippeeyay

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Geschrieben 16 April 2013 - 18:28

Wenn das hier im SFN war, verlinke mal - habe ich leider wohl überlesen. (Sorry!) Aber müsste dann nicht ein Sensor genau da sein, oder zumindest wenige mm/cm entfernt, wo der Ur-Laserstrahl auftrifft?

/KB (blokkt auch auf dt.)

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#7 Valerie J. Long

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Geschrieben 16 April 2013 - 19:47

Wenn das hier im SFN war, verlinke mal - habe ich leider wohl überlesen. (Sorry!) Aber müsste dann nicht ein Sensor genau da sein, oder zumindest wenige mm/cm entfernt, wo der Ur-Laserstrahl auftrifft?

Neinnein, das ist ein Kapitel im "Kreuzzug der Löwin".

Es ist zunächst einmal, als ob man einen sehr starken Spot einschaltet - jedenfalls, wenn der Laser irgendeine nennenswerte Wirkung erzielen soll. Da der Weltraum nicht völlig leer ist (Voraussetzung für Bussard-Ramjets) trifft der Strahl auf seinem Weg das eine oder andere Partikel - was zum Einen den Weg des Strahls sichtbar machen kann und zum Anderen für Streuung sorgt. Den praktischen Versuch muss ich schuldig bleiben, aber wenn man einen Laserstrahl so gut bündeln und so viel Energie aufbringen kann, dass er über zigtausend Kilometer noch Wirkung erzielt, dann dürfte er immer noch einen Streukreis von Metern und nicht Zentimetern haben.
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#8 Nightblast

Nightblast

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Geschrieben 18 April 2013 - 09:34

Die Frage ist, ob der Laserstrahl wirklich eine so zerstörerische Wirkung entfalten kann, wie man in Filmen gesehen hat (Star Wars zb).

Normal könnte selbst ein Hochleistungslaser höchstens ein Loch, das so breit ist wie er selber, in Materie brennen, somit müsste, beispielsweise bei einem fremden Raumschiff, schon eine Treibstoffleitung oder ein Reaktor getroffen werden, um das Schiff schwer zu schädigen.

Wie sieht es denn mit Gauss-Kanonen und/oder Railguns aus? Diese sollten ja ebenfalls funktionieren, und deren Zerstörungswirkung stelle ich mir höher vor als bei einem Laser?

Bearbeitet von Nightblast, 18 April 2013 - 09:34.


#9 Naut

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Geschrieben 18 April 2013 - 12:08

Mit "Gauss-Kanone" meinst Du eine Coilgun?

Aber egal, alles, was eine materielle Ladung im All abfeuert, also Coil-, Rail- und sonstige Kanonen hat mit dem Rückstoß zu kämpfen, muss also diametral denselben Schub erzeugen. Das sollte man bedenken.

Bei "Laser"-Treffern (und damit meine ich alle Arten von "Energie"waffen, also auch Xaser und so) kann man die explosive Wirkung auch mit der lokalen Verdampfung getroffenen Materials erklären.

#10 C. J. Knittel

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Geschrieben 18 April 2013 - 12:12

Ist das nicht zu viel Realismus? Überall knallts, warum nicht auch in Deiner Geschichte? Wenn Du etwas realistisches schreiben willst, ist SF nicht das richtige Genre. Raumschiffe und Aliens sind auch nicht unrealistischer als Explosionen.

Bi-lal kaifa
(Mehr muss nicht gesagt werden)


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#11 Nightblast

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Geschrieben 18 April 2013 - 12:17

Mit "Gauss-Kanone" meinst Du eine Coilgun?

Aber egal, alles, was eine materielle Ladung im All abfeuert, also Coil-, Rail- und sonstige Kanonen hat mit dem Rückstoß zu kämpfen, muss also diametral denselben Schub erzeugen. Das sollte man bedenken.

Bei "Laser"-Treffern (und damit meine ich alle Arten von "Energie"waffen, also auch Xaser und so) kann man die explosive Wirkung auch mit der lokalen Verdampfung getroffenen Materials erklären.

Ja genau, die Coilgun meinte ich.
Mal angenommen, das magnetische Geschoss wird mit einer Sprengladung ausgestattet, welche aufgrund der Wucht der kinetischen Geschossenergie die Panzerung des feindlichen Schiffes durchschlägt und dann im Inneren des Raumschiffes (wo irdische Atmosphäre ist), gezündet wird?

Dem Rückstoßeffekt einer Coil- oder Railkanone kann bei einem auf einem Schiff montiertem Geschütz ja durch beispielsweise eine Schiene, auf der das Geschütz den Rückstoß abfangen kann, entgegengewirkt werden?

Ist das nicht zu viel Realismus? Überall knallts, warum nicht auch in Deiner Geschichte? Wenn Du etwas realistisches schreiben willst, ist SF nicht das richtige Genre. Raumschiffe und Aliens sind auch nicht unrealistischer als Explosionen.

Stimmt schon, meiner Meinung nach darf bei einer SF Geschichte ja ein bisschen Fantasy dabei sein.
Ich hatte ursprünglich die Idee, eine feindliche Flotte durch eine hinter einem Asteroidengürtel gezündete Kernwaffe, welche die Asteroiden in Shrapnelle verwandelt, zu vernichten, aber das verstößt leider doch gegen zu viele physikalische Gesetze, daher suche ich gerade nach einer Alternative Eingefügtes Bild

Und ich finde die Diskussion sehr intressant

Bearbeitet von Nightblast, 18 April 2013 - 12:18.


#12 Naut

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Geschrieben 18 April 2013 - 15:06

Ja genau, die Coilgun meinte ich.
Mal angenommen, das magnetische Geschoss wird mit einer Sprengladung ausgestattet, welche aufgrund der Wucht der kinetischen Geschossenergie die Panzerung des feindlichen Schiffes durchschlägt und dann im Inneren des Raumschiffes (wo irdische Atmosphäre ist), gezündet wird?

Jo, klingt gut für mich.

Dem Rückstoßeffekt einer Coil- oder Railkanone kann bei einem auf einem Schiff montiertem Geschütz ja durch beispielsweise eine Schiene, auf der das Geschütz den Rückstoß abfangen kann, entgegengewirkt werden?

Wohl nicht. Eher müsste man ein Raketentriebwerk in Gegenrichtung zünden, alternativ ein gleichgroßes Geschoss in Gegenrichtung abfeuern (was in Flottenverbänden eher unangenehm ausgehen kann.)

Ich hatte ursprünglich die Idee, eine feindliche Flotte durch eine hinter einem Asteroidengürtel gezündete Kernwaffe, welche die Asteroiden in Shrapnelle verwandelt, zu vernichten, aber das verstößt leider doch gegen zu viele physikalische Gesetze, daher suche ich gerade nach einer Alternative Eingefügtes Bild

*Muhaha* was für eine Idee! Das ähnelt dem Versuch, einen transatlantischen Flieger zu sabotieren, indem man mit einer Schrotflinte auf eine zufällig in der Nähe befindliche Ente schießt :)
Mein Tipp: Dichtere Masse als im Gürtel gibt es etwa in den Saturnringen.

Und ich finde die Diskussion sehr intressant

Auf jeden Fall!

#13 Ulrich

Ulrich

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Geschrieben 18 April 2013 - 15:26

Stimmt schon, meiner Meinung nach darf bei einer SF Geschichte ja ein bisschen Fantasy dabei sein.
Ich hatte ursprünglich die Idee, eine feindliche Flotte durch eine hinter einem Asteroidengürtel gezündete Kernwaffe, welche die Asteroiden in Shrapnelle verwandelt, zu vernichten, aber das verstößt leider doch gegen zu viele physikalische Gesetze, daher

Ein Asteroidengürtel ist nicht so dicht gedrängt, wie es in SF-Filmen gezeigt wird. Die Entfernung im Weltall sind viel größer. Ein Raumschiff wird nicht so dicht an einen Asteroiden herankommen, damit dahinter etwas explodieren kann.

#14 Guido Seifert

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Geschrieben 18 April 2013 - 15:27

Ist das nicht zu viel Realismus? Überall knallts, warum nicht auch in Deiner Geschichte? Wenn Du etwas realistisches schreiben willst, ist SF nicht das richtige Genre.

Eine apodiktische Aussage, die ich nicht teile und die die Liebhaber von Hard-SF ebenfalls nicht teilen dürften. Was soll das denn sein: "zu viel Realismus"? Es werden definitiv Bücher entlang des Hard-SF-Konzepts geschrieben: spekulative Ideen (so wie bei anderer SF auch), jedoch eingebettet in unser Verständnis von physikalischer Wirklichkeit.

#15 Guido Seifert

Guido Seifert

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Geschrieben 18 April 2013 - 15:38

Dem Rückstoßeffekt einer Coil- oder Railkanone kann bei einem auf einem Schiff montiertem Geschütz ja durch beispielsweise eine Schiene, auf der das Geschütz den Rückstoß abfangen kann, entgegengewirkt werden?

Eine interessante Frage. Ich würde Folgendes vermuten (bin leider-leider kein Physiker): Da eine Verbindung von Geschütz zur Lafette bestehen muss, wird unvermeidlich ein gewisser (kleiner) Betrag der kinetischen Energie auf die Lafette und damit auf das Schiff übertragen. Läuft das Geschütz ungefedert über die Lafette, wäre nicht viel gewonnen, da wir weder Gravitation noch Luftwiderstand haben - stieße das Geschütz am Ende der Bahn auf einen Bremsklotz, würde die kinetische Rückstoß-Energie (minus dem vermutlich kleinen Betrag an Reibungs/Wärme-Transformation) dennoch aufs Schiff übertragen. Wäre das Geschütz mit einer Feder gekoppelt, würde es beim Rücklauf an der Feder ziehen und somit ebenfalls kinetische Energie aufs Schiff übertragen. Ich könnte mir vorstellen, dass eine Impulsreduktion dadurch herzustellen wäre, so viel kinetische Energie wie möglich in Wärmeenergie zu transformieren. Wäre dies über ein "spezielle" Feder möglich?

#16 Nightblast

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Geschrieben 18 April 2013 - 20:19

Eine interessante Frage. Ich würde Folgendes vermuten (bin leider-leider kein Physiker): Da eine Verbindung von Geschütz zur Lafette bestehen muss, wird unvermeidlich ein gewisser (kleiner) Betrag der kinetischen Energie auf die Lafette und damit auf das Schiff übertragen. Läuft das Geschütz ungefedert über die Lafette, wäre nicht viel gewonnen, da wir weder Gravitation noch Luftwiderstand haben - stieße das Geschütz am Ende der Bahn auf einen Bremsklotz, würde die kinetische Rückstoß-Energie (minus dem vermutlich kleinen Betrag an Reibungs/Wärme-Transformation) dennoch aufs Schiff übertragen. Wäre das Geschütz mit einer Feder gekoppelt, würde es beim Rücklauf an der Feder ziehen und somit ebenfalls kinetische Energie aufs Schiff übertragen. Ich könnte mir vorstellen, dass eine Impulsreduktion dadurch herzustellen wäre, so viel kinetische Energie wie möglich in Wärmeenergie zu transformieren. Wäre dies über ein "spezielle" Feder möglich?

Ich (als Laie) halte das für durchaus glaubhaft. Man sieht es ja bereits an existierenden Geschützen, dass der Rückstoß durch den Lauf des Geschützes selber abgefangen wird (z.B. bei Panzern)
Warum eben nicht auch bei magnetischen Geschützen?

#17 methom

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Geschrieben 18 April 2013 - 20:37

Ich (als Laie) halte das für durchaus glaubhaft. Man sieht es ja bereits an existierenden Geschützen, dass der Rückstoß durch den Lauf des Geschützes selber abgefangen wird (z.B. bei Panzern)
Warum eben nicht auch bei magnetischen Geschützen?

Der Unterschied ist meines Erachtens, dass der Panzer durch seine Masse und die Erdanziehungskraft "stabilisiert" wird. Im Weltall hast du das nicht. Dein Raumschiff und das Geschoss drücken sich also gegenseitig voneinander weg.

Biom Alpha ist im Sonnensystem angekommen. Jetzt auf eigener Seite und auf Twitter @BiomAlpha


#18 Nightblast

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Geschrieben 18 April 2013 - 21:08

Der Unterschied ist meines Erachtens, dass der Panzer durch seine Masse und die Erdanziehungskraft "stabilisiert" wird. Im Weltall hast du das nicht. Dein Raumschiff und das Geschoss drücken sich also gegenseitig voneinander weg.

ich denke, man würde diesem Effekt entgegenwirken, indem man die Steuerung des Geschützes mit dem Antrieb verbindet und im Falle des Abfeuerns einen kurzen 'Schub' gibt, um das auszugleichen

#19 C. J. Knittel

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Geschrieben 18 April 2013 - 21:32

Oh ja, die Diskussion finde ich auch sehr interessant!

Ich fand deine Idee mit den Asteroiden sehr cool. Würde ich Laser oder Coilgun vorziehen. Einfach weil es irgendwie unerwartet wäre.

Aber wenn ich ein Raumschiff kommandieren würde, würde ich mich auf die guten alten Raketen verlassen! Eingefügtes Bild

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#20 Nightblast

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Geschrieben 18 April 2013 - 21:58

Problem ist bei Lasern, dass es sie nun mal schon in fast jedem SF-Buch gibt...

Und die Coil bzw Railguns sind einfach ziemlich unspektakulär, daher die Idee mit den Asteroiden. Geht aber leider auch nicht :)

#21 C. J. Knittel

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Geschrieben 18 April 2013 - 22:01

ich finds cool...

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#22 yiyippeeyippeeyay

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Geschrieben 18 April 2013 - 23:51

Wenn's mit "normalen" Dingen nicht geht, erfind doch etwas: Z.B. eine Singularitätsbombe, die hinter einem Asteroiden gezündet wird, und für eine kurze Zeit eine Singularität erzeugt, die starke Antigravitationswellen erzeugt. Diese reißen dann den Asteroiden auseinander, und "schieben" diverse Teile trichterartig weg von der Singularität, die dann wieder ins Nichts kollabiert. Nur eine wilde Idee...

P.S.: Gravitationswellen hat übrigens Einstein vorausgesagt, sind aber bis heute nie gemessen worden.

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V.: Also, Schoch, woher hast du das?

S.: Es war plötzlich an meinem Schlafplatz.

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#23 Naut

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Geschrieben 19 April 2013 - 07:49

ich denke, man würde diesem Effekt entgegenwirken, indem man die Steuerung des Geschützes mit dem Antrieb verbindet und im Falle des Abfeuerns einen kurzen 'Schub' gibt, um das auszugleichen

Liest hier eigentlich irgendwer, was ich schreibe? Genau das wäre so ziemlich die einzige Möglichkeit. Versuch mal, Dich auf ein Floß zu stellen und mit einer Luftpistole herumzuballern. Der Effekt im All ist viel schlimmer, weil das Floß immerhin noch Reibung gegen das Wasser erzeugt. Im All gibt's das nicht.

Federn am Lauf usw. dienen übrigens nur dazu, die Steilheit des Impulses abzudämpfen. Die Tatsache, dass die kinetische Energie irgendwo hinmuss, bleibt bestehen. Wer das nicht kapiert, sollte dringend mal Newtonsche Mechanik ganz am Anfang nachholen.

Ein Asteroidengürtel ist nicht so dicht gedrängt, wie es in SF-Filmen gezeigt wird. Die Entfernung im Weltall sind viel größer. Ein Raumschiff wird nicht so dicht an einen Asteroiden herankommen, damit dahinter etwas explodieren kann.

Sag ich doch! Saturnringe! Enten! Schrotflinte! (Mann, Mann, hier hört mir echt keiner zu ...)

Und ad Realismus: Unglaubwürdigen Hollywoodschrott gibt es schon genug. Auf diesen Haufen Dreck muss man nicht noch etwas dazutürmen.

*dampf* :)

#24 Trurl

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Geschrieben 19 April 2013 - 08:59

Sag ich doch! Saturnringe! Enten! Schrotflinte! (Mann, Mann, hier hört mir echt keiner zu ...)

Eingefügtes Bild Doch doch. Ich lese hier mit Vergnügen mit. Wollte schon fast etwas zur "Impulsreduktion" etwas schreiben.

Als physikalische Stichworte, die hier Anwendung finden, wären als erstes Newton's Drittes Gesetz zu nennen (Actio = Reactio) und den Satz von der Impulserhaltung. Nur so als Anregung. Eingefügtes Bild

LG Trurl
»Schau dir diese Welt nur richtig an, wie durchsiebt mit riesigen, klaffenden Löchern sie ist, wie voll von Nichts, einem Nichts, das die gähnenden Abgründe zwischen den Sternen ausfüllt; wie alles um uns herum mit diesem Nichts gepolstert ist, das finster hinter jedem Stück Materie lauert.«

Wie die Welt noch einmal davonkam, aus Stanislaw Lem Kyberiade
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#25 Nightblast

Nightblast

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Geschrieben 19 April 2013 - 09:53

Liest hier eigentlich irgendwer, was ich schreibe? Genau das wäre so ziemlich die einzige Möglichkeit. Versuch mal, Dich auf ein Floß zu stellen und mit einer Luftpistole herumzuballern. Der Effekt im All ist viel schlimmer, weil das Floß immerhin noch Reibung gegen das Wasser erzeugt. Im All gibt's das nicht.

Federn am Lauf usw. dienen übrigens nur dazu, die Steilheit des Impulses abzudämpfen. Die Tatsache, dass die kinetische Energie irgendwo hinmuss, bleibt bestehen. Wer das nicht kapiert, sollte dringend mal Newtonsche Mechanik ganz am Anfang nachholen.

Sag ich doch! Saturnringe! Enten! Schrotflinte! (Mann, Mann, hier hört mir echt keiner zu ...)

Und ad Realismus: Unglaubwürdigen Hollywoodschrott gibt es schon genug. Auf diesen Haufen Dreck muss man nicht noch etwas dazutürmen.

*dampf* Eingefügtes Bild

Haha stimmt ja alles :D aber der "Haufen Dreck" verkauft sich nun mal immer wieder, und mit einer spektakulären Szene, die gegen ein Paar Gesetzte verstößt, kann man so ne Geschichte für den Mainstream schon aufwerten. Wenn es allerdings wirklich gequirlter Humbug ist (das mit den Asteroiden) möchte ich drauf verzichten.

Wenn's mit "normalen" Dingen nicht geht, erfind doch etwas: Z.B. eine Singularitätsbombe, die hinter einem Asteroiden gezündet wird, und für eine kurze Zeit eine Singularität erzeugt, die starke Antigravitationswellen erzeugt. Diese reißen dann den Asteroiden auseinander, und "schieben" diverse Teile trichterartig weg von der Singularität, die dann wieder ins Nichts kollabiert. Nur eine wilde Idee...

P.S.: Gravitationswellen hat übrigens Einstein vorausgesagt, sind aber bis heute nie gemessen worden.

Daran hatte ich auch schon gedacht. Ich hab in meiner Geschichte bereits eine neue Substanz erfunden, welche als Treibstoff und Energielieferant dient. Ich könnte die Menschen beispielsweise den Bau einer solchen Bombe testen lassen, da die Substanz noch nicht besonders gut erforscht ist, eröffnet sie bis daher nicht bekannte physikalische Eigenschaften -> Bombe kann Druck-bzw Gravitationswellen erzeugen, welche Materie nicht verdampfen lässt, sondern 'nur' vor sich her schiebt.
Den Asteroidengürtel kann man ja als ungewöhnlich breit und dicht beschreiben, und dann den Feind in seine Nähe locken

Eingefügtes Bild Doch doch. Ich lese hier mit Vergnügen mit. Wollte schon fast etwas zur "Impulsreduktion" etwas schreiben.

Als physikalische Stichworte, die hier Anwendung finden, wären als erstes Newton's Drittes Gesetz zu nennen (Actio = Reactio) und den Satz von der Impulserhaltung. Nur so als Anregung. Eingefügtes Bild

LG Trurl

Intressant. Die Frage ist nur, ob der Impuls sich im Vacuum, wo er sich in alle Richtungen ausbreiten kann, konstant erhalten würde (über längere Strecken). Es geht in dem Artikel ja um Impulse in geschlossenen Räumen

#26 Trurl

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Geschrieben 19 April 2013 - 10:05

Intressant. Die Frage ist nur, ob der Impuls sich im Vacuum, wo er sich in alle Richtungen ausbreiten kann, konstant erhalten würde (über längere Strecken). Es geht in dem Artikel ja um Impulse in geschlossenen Räumen

Der Impulserhaltungssatz bezieht sich nur auf abgschlossene Systeme, wie das Raumschiff eines wäre. Sobald ein Geschoß das Raumschiff verläßt, reagiert es mit der äußeren Umgebung und kann seinen Impuls natürlich an andere Teilchen, Gasmoleküle zum Beispiel, oder ein anderes Raumschiff auf das es trifft, abgeben. Innerhalb dieses größeren Systems (letztlich das ganze Universum) wiederum bleibt der Gesamtimpuls aller Teilchen, aber ebenfalls konstant.

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#27 Naut

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Geschrieben 19 April 2013 - 12:08

Gut, um das nochmal kurz zusammenzufassen:

Wenn man einem anderen Schiff mit einem Projektil Schaden zufügen will, dann muss man dieses Projektil mit einer Menge Energie versehen. Das geht besser, wenn das Projektil schwer ist (leichte Projektile gehen auch, aber dann müssen sie sehr viel schneller sein). Also, muss dieses Projektil angeschoben werden.
Problem: Wenn ich eine Masse anschiebe, schiebe ich mich mit gleicher Kraft zurück. Wenn "ich" nun viel schwerer als das Projektil bin, ist das wg. der Massenträgheit kein Problem. Daher kann ich ein Huhn leicht umschubsen, einen Elefanten nicht so leicht. Außerdem verankert mich die Reibung auf der Erdoberfläche.
Wenn ich also mit einem Raumschiff ein projektil abschieße, das 1. schwer genug und 2. mit genug Energie versehen ist, um einem anderen Schiff zu schaden, dann muss ich 3. dieselbe Energie aufwenden, um mich in der Ruhelage zu halten. Andererseits wirkt meine Kanone nämlich wie ein Raketenantrieb.

Anders formuliert: Wäre das Projektil z.B. schwerer als mein Schiff (etwa eine Kugel aus Neutronium), dann würde ich nicht die Kugel abschießen, sondern mein Schiff in die Gegenrichtung schießen, es sei denn, ich sorge dafür, dass das nicht passiert.

Und zum Mythos "Das Publikum will es aber so": Nein. Dem Publikum ist das meistens völlig egal. Das Publikum will Gefühle, menschliches Drama ("Ich bin dein Vater, Luke."), Krawall, Sense of Wonder, riesige Raumschiffe, Sex, usw. Dabei ist es völlig egal, ob Laser leuchten oder Explosionen im Weltraum dröhnen. Die Tatsache, dass das oft so geschrieben wird liegt eher an der Unfähigkeit der Autoren sich über die einfachsten Sachverhalte der Realität zu informieren und damit klarzukommen. IHR LUSCHEN! ;)

#28 Ulrich

Ulrich

    Temponaut

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Geschrieben 19 April 2013 - 16:14

Hinzu kommt, welche Art von Raumschiffe verwendet werden. Diejenigen aus Star Trek, Star Wars und Perry Rhodan besitzen Energie in einem Maße, dass Richtungsänderungen augenblicklich gelingen. Da aber Raumschiffe in der Regel keine unendliche Energie besitzen, werden sie eher Bewegungspfade (Trajektorien) haben, für die sie möglichst wenig Energie aufwenden müssen. Daher werden auch sogenannte Startfenster zu anderen Planeten, wie bei Marsmissionen u.a., beachtet.
Eine Flotte in Richtung eines Asteroidengürtels zu drängen ist somit gar nicht leicht.

Aufgrund vorhersagbarer Trajektorien kann man aber bessere Abwehrmaßnahmen treffen, weil eine feindliche Flotte nicht von überall kommen kann.

#29 Guido Seifert

Guido Seifert

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Geschrieben 19 April 2013 - 17:53

Wie sähe es mit einem wahrhaften Brocken von Schiff aus? Etwa zwei bis drei Kilometer lang und 500 Meter dick - hier müsste bei Einsatz von Bordkanonen doch die Masseträgheit zu unserem Freud werden, oder? Weitere Überlegung: Navigations- und Taktikcomputer arbeiten zusammen, um auf automatische Weise eine annähernde Kurstabilität zu gewährleisten (sofern gewünscht). Befindet sich die Feindflotte beispielsweise backbord (natürlich backbord: sinister ;-)) werden schon "im Vorfeld" die Steuerborddüsen gezündet, so dass eine gleichmäßige (nicht gierende) Seitwärtsbewegung erzeugt wird, die in der Folge durch den Rückstoß der Backbordkanonen kompensiert wird. Die Schussreihenfolge dieser Kanonen wird dann so gestaltet, dass keine Gierung entsteht bzw. immer wieder ausgeglichen wird (Backbord-Bug-Kanonen - Backbord-Heck-Kanonen - Backbordkanonen mittschiffs).

#30 Valerie J. Long

Valerie J. Long

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Geschrieben 19 April 2013 - 18:57

Fünfzig Kilometer Durchmesser geben schon einen ganz guten Anker. Dann kann man sich leisten, ein paar Kilo Masse zu verschießen.

Aufgrund der geringen Reibung darf das Geschoss auch gern ein paar Stunden fliegen - oder vielleicht um einen Planeten herumschwingen, bevor es trifft?

So was kann ich bieten. ;-)
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