Brainstorming Brainstorming: Warum Habitate?

AW: Brainstorming: Warum Habitate?

Und das ist der Moment wo ich feststelle, daß ich die Relativitätstheorie seit 20 Jahren falsch verstehe...

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Für die Leute an Bord des Raumschiffes sind jegliche relativistsichen Effekte völlig latte, weil relativistsiche Effekte nur für einen Beobachter in einem anderen Inertialsystem stattfinden... Für die Besatzung vergeht die Zeit natürlich ganz normal...
 
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Das ganze spielt ausschliesslich in Habitaten. Das restliche Universum soll entweder unbesiedelt, unzugänglich oder mindestens schwer erreichbar (im Sinne von "jahrelange Reise") sein.
Wenn man mit einem Hard-SF Hintergrund spielt, kann man auch ohne Probleme im eigenem Sonnensystem bleiben.

Ein Habitat in Jupiterorbit ist halt wirklich weit weg. Allein bis zur Zone sind ca. 800 Millionen Km. Wenn man eine energiesparende Trajektion fliegt, deutlich mehr (Swing-By, Ausnützung der Lagrange-Punkte, Stellung der Planeten zueinander, ...). Ein aktueller Forschungssatellit braucht bis zum Jupiter 1,5 Jahre. Auch wenn man das Rad etwas weiter dreht, geht es nicht viel schneller. Und Personen über einen längeren Zeitraum zu transportieren ist ein großer Aufwand. Allein die Wasser/Sauerstoffreserven, die mitgeführt werden müssen sind enorm, von den Kosten ganz zu schweigen. Je nach Hintergrund kann es nicht unrealistisch sein, das es sich um einen Habitat handelt, das Autonom und auf mehrere Generationen ausgelegt ist. Es gibt keinen Personalaustausch, aber einen Informationsfluss.

@Zeit & Relativität
Solange man nicht weit fliegt und unter 14% der Lichtgeschwindigkeit bleibt, kann man es ignorieren.
 
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Warum Habitate...weil man hier relativ nahe an ein Stabiles Ökosystem heran kommt...dabei darf nicht vergessen werden auch das Ökosystem der Erde braucht eine ständige Energie Zufuhr über die Sonne.
 
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Warum Habitate...weil man hier relativ nahe an ein Stabiles Ökosystem heran kommt...dabei darf nicht vergessen werden auch das Ökosystem der Erde braucht eine ständige Energie Zufuhr über die Sonne.

Über das Thema hab ich auch schon nachgedacht. Wie ja zum Beispiel auch Silvermane schon angemerkt hat, verstehen viele Leute faslch, dass das Vakuum nicht kalt sondern eher temperaturlos ist, da kein Medium zum Wärmetransport da ist und somit nur über Abstrahlung Energie abgegeben werden kann. Sprich, Kühlung ist das eigentlich Problem.

Gleichzeitig wurde aber auch schon angemerkt, das Habitate eine permanente Energienachversorgung brauchen. Das wirkt auf mich ziemlich paradox.

Es ist ja bekannt, dass die meisten technischen Systeme Energie in Form von Abwärme verschwenden. Das Problem ist, dass sich in den meisten Systemen diese Abwärme nicht verhindern lässt. In Habitaten hat man nun das Problem, das man die Abwärme nicht los wird - aber warum sollte man? Letzten Endes müsste man doch nur die Abwärme wieder in Energie zurückkonvertieren und könnte sozusagen Energierecycling betreiben.

Das funktioniert auf der Erde nicht lokal, weil man dazu erstens die Abwärme mittels Isolation "einfangen" müsste, eine Überhitzung empfindlicher Bauteile durch gezielte Ableitung verhindern müsste und wenn das alles geklappt hat stellt sich immer noch die Frage, wie man Wärme effektiv in elektrische Energie verwandelt, die ja nunmal unsere bevorzugte Energieform ist.

In einem Habitat wiederum hat man diese Probleme alle nicht - das gesamte Habitat ist ein überschaubares, steuerbares, geschlossenes System und noch dazu bestmöglich isoliert. Die Ableitung kann erstmal ungerichtet erfolgen - also so, wie heute bei jedem normalen technsichen Gerät sowieso - und das Druckgefälle zwischen Habitat und Vakuum sorgt doch eigentlich für perfekte Möglichkeiten, Wärme in mechnische und von dort in elektrische Energie umzuwandeln.
 
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Steel Deep hatte eigentlich auch eine nette Grundidee für isolierte Habitate - die alte Vorstellung von der Gefängniskolonie. Nach einer erfolgreichen Revolte exisitiert zwar ein unabhängiges (da sich selbst versorgendes) Habitat, aber auf die Erde zurück kann niemand, da dies die neuerliche Inhaftierung (wenn nicht Hinrichtung) bedeuten würde.
(Den Las Vegas-Part lasse ich einmal aus.)

Zwar stellt sich die Frage, warum überhaupt Verbrecher auf den Mond (oder in die Oortsche Wolke) geschossen werden, aber das Zurückkehren und auch der Austausch mit der Erde oder besiedelten Planeten ist auf schöne Art und Weise limitiert.

mfG
ggb
 
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Es gibt kein absolutes Vakuum und alles andere hat eine Temperatur. Nur ist im Weltall die Teilchendichte so gering, dass man quasi in einer Thermoskanne sitzt. Abwärme kann daher nur über Strahlung geleistet werden, wofür man große Oberflächen braucht. Das sollte aber das geringste Problem bei einem Generationenschiff sein. Viel der Wärme nutzt man einfach als das: Wärme - Menschen mögen 20°C nunmal lieber als -230°C...
Für Stromerzeugung braucht man in der Regel allerdings ein starkes Temperaturgefälle. Dazu muss man nur genug Oberfläche schaffen, aber das sollte mit ein paar Radiatoren an der Außenhaut möglich sein. Wie gesagt, das sollte nur ein minderes technisches Problem sein.
 
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Es gibt kein absolutes Vakuum und alles andere hat eine Temperatur. Nur ist im Weltall die Teilchendichte so gering, dass man quasi in einer Thermoskanne sitzt. Abwärme kann daher nur über Strahlung geleistet werden, wofür man große Oberflächen braucht. Das sollte aber das geringste Problem bei einem Generationenschiff sein. Viel der Wärme nutzt man einfach als das: Wärme - Menschen mögen 20°C nunmal lieber als -230°C...
Für Stromerzeugung braucht man in der Regel allerdings ein starkes Temperaturgefälle. Dazu muss man nur genug Oberfläche schaffen, aber das sollte mit ein paar Radiatoren an der Außenhaut möglich sein. Wie gesagt, das sollte nur ein minderes technisches Problem sein.
Soweit ich weiß ist es so das Raumstationen und Raumschiffe ohne "Heizung" ein Problem bekommen, weil auch so schon genug wärme über die Metallische hülle abgegeben wird, selbst wenn nicht man kann immer noch Radiatoren
oder sowas verrücktes wie Kühllaser

Laserkühlschrank kühlt auf minus 65 Grad [Technik]

Los Alamos (USA) - Nur mit Licht kühlten amerikanische Forscher ein Stück Fluorid-Glas auf minus 65 Grad Celsius: ein Rekordwert für diese Technologie. Ganz anders als der klassische Küchenkühlschrank nutzten sie dazu einen Infrarot-Laser. So angeregt, erreichte das Glasstück nach rund zwei Stunden die tiefkalte Temperatur. Die Wissenschaftler berichten im Fachblatt "Applied Physics Letters" (Vol. 86, Art.Nr. 154107) über diesen Erfolg, der zur einfacheren Kühlung von Infrarotkameras oder Supraleitern führen könnte.

"Unser Ziel sind Laser-betriebene Kühlaggregate zu entwickeln, die kompakt verpackt Festkörper ohne Schwingungen abkühlen", sagt Richard Epstein vom Los Alamos Laboratory in New Mexico. Für ihren Prototyp nutzte die Forschergruppe einen acht Millimeter kleinen Zylinder aus Fluoridglas, das mit dem Element Ytterbium versetzt und in eine kleine Schachtel mit optischen Modulen kombiniert wurde. Das einfallende Infrarotlicht (1020 Nanometer Wellenlänge) wird dabei von dem Glasstück verschluckt. So angeregt, sendet es selbst wiederum Lichtteilchen über Fluoreszenz aus. Da die Energie dieser Photonen jedoch ein wenig über der der eingestrahlten Lichtteilchen liegt, muss diese Lücke geschlossen werden. Dazu dient die umgebende Wärme, die während der kühlenden Fluoreszenz nach und nach aus dem Fluorid-Glas abgezogen wird.

"Bisher ist der Kühleffekt durch die Reinheit des Materials limitiert", erklärt Epstein. Mit besseren Fluorid-Gläsern seien durchaus Temperaturen unterhalb von minus 173 Grad Celsius möglich. Theoretisch stoße diese Methode der Laser-Kühlung erst bei etwa minus 223 Grad an seine Grenzen. Die Vorteile dieses Lichtkühlschranks für kleine Glasblöcke liegen sowohl im Platz sparenden Aufbau als auch in der Vibrationslosigkeit des Verfahrens. Hochempfindliche, zuverlässig zu kühlende Kameras an Bord von Satelliten könnten daher die ersten Geräte sein, die von dieser Laserkühlung profitieren. (wsa050420jol1)

Autor: Jan Oliver Löfken
Quelle: Applied Physics Letters

ich sehe da vielmehr probleme in bezug auf strahlung!!! Aber wenn man Die habitate mit Mondgestein baut und mindestens 1-1,5m dicke hat geht das noch so...
 
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Die Lasertechnik bitte sofort wieder vergessen!
Das eignet sich für Kleinstmengen, die in einem Abschirmungsfeld geziehlt gekühlt werden. Dabei erzeugen die Laser deutlich mehr Abwärme!
Und ja: Raumschiffe kühlen aus und brauchen eine Heizung, weil IR-Strahlung als Verlust auftritt. Das Problem ist nicht, dass man Wärme gar nicht los wird, sondern, nicht schnell genug. Heutige Raumschiffe haben keine gewaltigen Reaktoren an Bord, die große Mengen an Abwärme produzieren, daher braucht man eine Heizung. Hat man so einen Reaktor (braucht man für ein Generationenschiff) ist die Heizung schonmal kein Problem mehr. Aber man erzeugt deutlich mehr Abwärme (außer man hat Technologie XY) die weg muss. Die kann man aber über große Radiatoren gezielt als IR-Strahlung loswerden. Ist etwas aufwand, aber sicherlich eins der kleinsten Probleme. Bietet sich höchstens als Plotaufhänger an: Meteorit hat Radiatoren zerstört: Reaktornotabschaltung: Notstromversorgung: Zeit drängt: Ersatzteile ranschaffen.
 
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Bietet sich höchstens als Plotaufhänger an: Meteorit hat Radiatoren zerstört: Reaktornotabschaltung: Notstromversorgung: Zeit drängt: Ersatzteile ranschaffen.

Was aber auch erstmal was ist das man wissen sollte. Ich für meinen Teil hab mich eigentlich noch nie damit befasst und finde es deshalb schon ziemlich interessant was hier so gesagt wird über diese Problematik.

Es ist trotzdem schade das sowas teilweise nirgends in einem Setting verankert wird und sei es auch nur als Plotidee.
 
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Ich verstehe immer noch nicht, warum man einerseits Energie mit einem Reaktor nachführen sollte und gleichzeitig Energie mittels Radiatoren loswerden sollte? Das ist typische Wegwerphilosophie. Wenn man von Habitaten oder Generationsschiffen spricht, geht man davon aus, dass man für Lebensmittel, Luft, Wasser, etc. einen geschlossenen, möglichst verlustfreien Kreislauf aufbauen sollte - aber an das Thema Energie geht man immer noch mit der vorne Reinschieben - hinten Rausblasen-Philosophie ran.
 
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Welche Wärme meinst du nutzen zu wollen?
Licht aus dem IR -Spektrum oder die Schwingungen der Teilchen die diese Strahlung verusacht?

Wärme ist einfach schwer nutzbar. Nutzbar sind nur wärme Unterschiede in der Luft(Windkraftwerk), im Wasser (Strömungskraftwerk), &c.

Peltierelemente funktionieren auch nur durch den Temepraturunterschied.

Das einzige was es geben könnte sind vielleicht Piezoelektrischeeffekte
ich weiß nicht ob es das für so kleine mini Bewegungen wie gibt.

Diese "Wärme" ist mehr eine Potentielle energie...sowas wie Lage Energie...wenn ich ein loch bis zum erdkern hätte könnte ich auch ne Menge meiner extrem hohen Lage energie nutzen...leider habe ich keins.

Und wenn du nichts hast wo die Wärmeenergie hin kann dann hast du auch pech!
 
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Das Problem ist einfach folgendes:
Der Reaktor macht mit Abwärme das ganze Habitat warm.
Danach hast du immer noch Restwärme. Zuviel!

Wärme lässt sich nur sehr schwer sinnvoll wieder in eine andere Energieform umwandeln.
Da geht SEHR viel verloren. Wenn man die Maschinen, die das machen, einfach durch mehr Reaktionsmasse durch den Reaktor ersetzt ist man auch auf lange Sicht effizienter dran.
 
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Aber ich hab doch noch einen zweiten Vorteil, nämlich den des Druckgefälles.

Mal ein ganz primitives Beispiel: Ich pumpe die Heissluft aus dem Reaktor in einen Druckbehälter, mit elastischer Grenzschicht. Diese setzte ich dem Vakuum aus. Durch das Drcukgefälle dehnt sich die elastische Membran Richtung Vakuum aus, dass Volumen im Behälter steigt. Dadurch kühlt die Luft im Behälter ab, während ich gleichzeitig kinetische Energie gewinne.

Ihb weiss, das ist impraktikabel und primitiv, aber ich habe mit dem Druckgefälle einen Efeekt, der Wärmeenergie lokal in kinetische Energie umwandelt, dass muss man doch nutzen können.
 
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Die Initialausdehnung ist eine einmalige Sache. Danach muss man den Druck ablassen (Gasverlust) oder warten bis das Gas seine Wärmeenergie an die Umgebung abgegeben hat (das sind Radiatoren effizienter).

Wärme ist die niedrigste Energieform und nur sehr schwierig (und verlustbehaftet) in andere Formen überführbar.
 
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Die Initialausdehnung ist eine einmalige Sache. Danach muss man den Druck ablassen (Gasverlust) oder warten bis das Gas seine Wärmeenergie an die Umgebung abgegeben hat (das sind Radiatoren effizienter).

Es geht hier aber eben darum keine Wärmeenergie abzugeben! Es geht hier nicht um Kühlung!

Du willst immer noch an einem Ende mit einem Reaktor Wärme erzeugen und am anderen Ende Energie mittels Radiatoren abgeben. (Wie oft hab ich das jetzt geschrieben?)

Es gibt hier weder irgendwo einen Überdruck der abgelassen werden müsste noch eine Wärmeenergie, die an die Umgebung abgegeben werden müsste. Die Kühlung funktioniert hier in einem geschlossenen System alleine basierend auf der Thermodynamik. Die Verwertung von Wärme scheitert primär daran, daß sie sich in die Umgebung verflüchtigt. Und genau das passiert in einem Habitat nicht. Und im übrigen funktioniert jedes von menschenhand bisher gebaute Kraftwerk über Wärme und Thermodynamik, ausser Photovoltaik.
 
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Es gibt hier weder irgendwo einen Überdruck der abgelassen werden müsste noch eine Wärmeenergie, die an die Umgebung abgegeben werden müsste. Die Kühlung funktioniert hier in einem geschlossenen System alleine basierend auf der Thermodynamik. Die Verwertung von Wärme scheitert primär daran, daß sie sich in die Umgebung verflüchtigt. Und genau das passiert in einem Habitat nicht. Und im übrigen funktioniert jedes von menschenhand bisher gebaute Kraftwerk über Wärme und Thermodynamik, ausser Photovoltaik.

Das problem ist die Abwärme aus Kernreaktoren...und Kraftwerken...

das hat nichts mit einem geschlossenem System zu tun...da kommt Energie in das System die vorher gebunden war
und produziert abwärme...in massen...weil es laut Thermodynamik keine Energieumwandlung gibt ohne das ein Teil der Energie bei der Umwandlung in Wärme umgewandelt wird. Das Problem ist das WÄRME selbst keinen Energie wert darstellt außer man kann damit z.b. unterschiedliche Wärme konzentrationen herbeiführen und so Medien in bewegung setzen= Bewegungsenergie = Strom
Oder Peltierelemente antreiben = strom
es braucht immer den UNTERSCHIED in der Temperatur der wenn er ausgeglichen wird Energie freisetzt.

Du brauchst entweder kühlung oder eine möglichkeit IR wellen direkt in strom umzuwandeln und auch das wäre eine Kühlung.
 
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Das problem ist die Abwärme aus Kernreaktoren...und Kraftwerken...
Welcher Kernreaktor? Welches Kraftwerk?

Steigt doch mal aus Eurem Hamsterrädchen. Ihr sagt die ganze Zeit, ich muss die Wärme des Kraftwerks loswerden und setzt dabei vollkommen selbstverständlich voraus, dass es ein Kraftwerk gibt, dass mehr Energie ins System einspeist, als benötigt wird, so daß man einen Teil der Energie via Abstrahlung wieder los werden muß. Aber ganau dagegen argumentiere ich doch! Wozu ein Kraftwerk, das mehr Energie erzeugt, als ich brauche, um mir dann einen Kopf zu machen, wie ich sie wieder loswerde?
 
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Das problem ist die Abwärme aus Kernreaktoren...und Kraftwerken...

Welcher Kernreaktor? Welches Kraftwerk?

Steigt doch mal aus Eurem Hamsterrädchen. Ihr sagt die ganze Zeit, ich muss die Wärme des Kraftwerks loswerden und setzt dabei vollkommen selbstverständlich voraus, dass es ein Kraftwerk gibt, dass mehr Energie ins System einspeist, als benötigt wird, so daß man einen Teil der Energie via Abstrahlung wieder los werden muß. Aber ganau dagegen argumentiere ich doch! Wozu ein Kraftwerk, das mehr Energie erzeugt, als ich brauche, um mir dann einen Kopf zu machen, wie ich sie wieder loswerde?

das Kraftwerk erzeugt die Energie für die Systeme des Habitats...Fabriken,Licht, &c.

Ein ewiger Kreislauf wie du ihn dir vorstellst ist nicht möglich...die Gesetze der Thermodynamik legen nahe das es ein Perpetuummobile nicht geben kann...
 
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das Kraftwerk erzeugt die Energie für die Systeme des Habitats...Fabriken,Licht, &c.

Ein ewiger Kreislauf wie du ihn dir vorstellst ist nicht möglich...die Gesetze der Thermodynamik legen nahe das es ein Perpetuummobile nicht geben kann...

Richtig, zusätzlich ist auch ein Habitat im Vakuum nicht perfekt isoliert. Dennoch meine ich, man müsste zumindest einen Großteil der Energie rückgewinnen können. Eben auch weil man den Vorteil hat, das einem ein Vakuum zur Verfügung steht, das man nicht künstlich herstellen muß...
 
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Welcher Kernreaktor? Welches Kraftwerk?

Steigt doch mal aus Eurem Hamsterrädchen. Ihr sagt die ganze Zeit, ich muss die Wärme des Kraftwerks loswerden und setzt dabei vollkommen selbstverständlich voraus, dass es ein Kraftwerk gibt, dass mehr Energie ins System einspeist, als benötigt wird, so daß man einen Teil der Energie via Abstrahlung wieder los werden muß. Aber ganau dagegen argumentiere ich doch! Wozu ein Kraftwerk, das mehr Energie erzeugt, als ich brauche, um mir dann einen Kopf zu machen, wie ich sie wieder loswerde?

Wo kommt denn in deiner Vorstellung die Energie her? Also der Strom für die Lampen und Computer, Sauerstoffaufbereitung, etc.

Wenn ich dich richtig verstanden habe, willst du nicht all zu High-Tech werden, d.h. möglichst ohne Deus-Ex-Machina auskommen. Dann kommst du aber an aktueller Kraftwerkstechnik nicht vorbei!

Mit Ausnahme von Fotovoltaik, Windkraf und Wasserkraft (welche alle im Tiefenraum nicht zur Anwendung kommen können nach heutigem Stand der Technik) funktionieren alle Kraftwerke so: eine Wärmequelle (Verbrennung, Kernreaktion) erzeugt Hitze. Diese erzeugt Dampf, der wiederum Turbinen antreibt, weil es ein Wärme und damit ein Druckgefälle gibt. Dieses Druckgefälle existiert nur so lange auf der anderen Seite (hinter der Turbine) gekühlt wird. Die Abwärme kann man zum heizen des Habitats nutzen, aber das alleine wird nicht reichen, daher zusätzliche Kühlung über Radiatoren.

Wenn du jetzt eine geniale Idee hast, wie man ohne Kühlung Strom erzeugen kann ohne Technologie X zu erfinden, dann lass hören. Entweder gewinnst du damit den Nobelpreis oder ich zeige dir auf, warum es nicht funktionieren kann.
Dein Vakuum-Balon-Ansatz funktioniert beispielsweise nicht! Um Strom zu erzeugen, müsste der sich kontinuierlich ausdehnen und kollabieren. Der Kollaps wird aber nur dann eintreten, wenn du entweder das Gas in den Raum entweichen lässt (dann brauchst gar keine Wärme mehr, aber gaaaaaaaanz viel Gas in groooooßen Tanks) oder das Gas sich abkühlt (dann ist dein Balon nur ein sehr schlechter Radiator).
 
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