een raket in de ruimte krijgen

[Anoniem: 146396]

Gisterenavond had ik een discussie met een vriend van me die beweerde dat een raket, om weg te geraken van de aarde, een snelheid nodig heeft van 11 km/s of 28000 km/u.
Volgens mij is dit dus niet waar en daarom hebben we gewed voor een duvel

Mijn redenering is als volgt:
1) hoe verder je je van de aarde bevindt, hoe kleiner de aantrekkingskracht (g=9.81 N/kg op het aardoppervlak). Dus een lichtjaar van de aarde verwijderd zal de aantrekkingskracht bijna 0 zijn.

2) hoe verder je je van de aarde bevindt, hoe minder luchtweerstand je ondervindt (want de aantrekkingskracht daalt dus de druk daalt + er zijn minder bovenliggende deeltjes die drukken op de onderliggende deeltjes dus de druk daalt weer)
Sterker nog: eenmaal je uit de dampkring bent is de wrijvingskracht 0 want je beweegt in het vacuüm (behalve misschien wat ruimtestof of wat het ook mag noemen)

3) dus de totale kracht die op een raket plaatsvindt is (1) aantrekkingskracht van de aarde (2) wrijvingskracht (indien je je nog in de dampkring bevindt, eveneens naar aarde toe gericht) (3) stuwkracht door de motoren die water afstoten (=kracht van aarde weggericht)

4) dus mijn redenering: als de stuwmotoren van een raket het vermogen (=kunnen waterdeeltjes snel genoeg afstoten) hebben om los te raken van de grond, waar de aantrekkingskracht en wrijvings"coëfficient" van de lucht grootst zijn dan bezitten ze genoeg kracht om, gelijk waar tov de aarde (geen rekening houdend met andere grotere planeten bvb de zon natuurlijk) in gelijk welke richting te bewegen

PS: 5) en hoe langer de raket vliegt, hoe minder brandstof ze heeft, hoe minder ze weegt, dus bijgevolg hoe minder aantrekkingskracht


Waar ik wel kan inkomen is dat om een voorwerp de ruimte in te schieten (dus zonder blijvende aantrekkingskracht (edit: moet aanDRIJVING zijn)) je wel een bepaalde snelheid nodig hebt om aan de aantrekkingskracht van de aarde te ontsnappen, maar dat is hier niet van toepassing op een raket

Wat denken jullie daarvan? (& voor de geloofwaardigheid liefst bij vermelden of je iets van natuurkunde kent)

tnx

[Osiris]

Bekijk http://nl.wikipedia.org/wiki/Ontsnappingssnelheid maar eens..

11,1 km/s is blijkbaar voor een niet-voortgedreven object, wat dus niet geldt voor een raket Volgens mij krijg je een raket wel van zn grond als ie maar meer dan 9,81 N/kg aan stuwing lang genoeg kan volhouden

[Initial G]

Je hebt die duvel al te pakken want een snelheid van 28001Km/h is ook genoeg

[Remy]

Laten we eens kijken wat de mensen die het voor het echie doen, ervan zeggen, NASA zelf dus

Escape velocity is the speed that an object needs to be traveling to break free of a planet or moon's gravity well and enter orbit. For example, a spacecraft leaving the surface of Earth needs to be going 7 miles per second, or nearly 25,000 miles per hour to enter orbit

7 mijl = ongeveer 11,2 km ja, blijkbaar klopt dat ook voor een raket

Since escape velocity depends on the mass of the planet or moon that a spacecraft is blasting off of, a spacecraft leaving the moon's surface could go slower than one blasting off of the Earth, because the moon has less gravity than the Earth. On the other hand, the escape velocity for Jupiter would be many times that of Earth's because Jupiter is so huge and has so much gravity.

[Osiris]

Remy schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 13:36:
Laten we eens kijken wat de mensen die het voor het echie doen, ervan zeggen, NASA zelf dus


[...]
7 mijl = ongeveer 11,2 km ja, blijkbaar klopt dat ook voor een raket
[...]

Vergeet niet dat het dan om een onaangedreven object gaat, zoals een kogel, voetbal, tennisbal of whatever je de ruimte in wilt schoppen/krijgen.. De Space Shuttle gaat echter geen 11,1 km/s

[GlowMouse]

7 mijl = ongeveer 11,2 km ja, blijkbaar klopt dat ook voor een raket

Dat is om in een baan rond de aarde te komen op bepaalde hoogte toch?

Als je constant met 1m/s van de aarde afbeweegt kom je uiteindelijk ook wel in de ruimte terecht; het duurt alleen wat langer, en al die tijd moet je voor een flinke stuwkracht zorgen.

[Remy]

Daar heeft NASA het niet over, Osiris, ze zeggen 'spacecraft' En wie zegt dat ik het over de Space Shuttle heb? Aangedreven of onaangedreven dondert niet in dit geval: het gaat om de snelheid die je nodig hebt om de aarde achter je te laten, aandrijving is dan nog niet aan de orde.

De situatie in de TS z'n 1e alinea heeft het over een raket die weg moet geraken van de aarde: en dat is precies wat de escape velocity-page van NASA beschrijft Die factoren genoemd in de TS veranderen natuurlijk als je hoogte toeneemt: maar je begint op de aarde zelf, en daar gaat zijn weddenschap over.

[Osiris]

Remy schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 13:43:
Daar heeft NASA het niet over, Osiris, ze zeggen 'spacecraft' En wie zegt dat ik het over de Space Shuttle heb? Aangedreven of onaangedreven dondert niet in dit geval: het gaat om de snelheid die je nodig hebt om de aarde achter je te laten, aandrijving is dan nog niet aan de orde.

De situatie in de TS z'n 1e alinea heeft het over een raket die weg moet geraken van de aarde: en dat is precies wat de escape velocity-page van NASA beschrijft Die factoren genoemd in de TS veranderen natuurlijk als je hoogte toeneemt: maar je begint op de aarde zelf, en daar gaat zijn weddenschap over.

De TS heeft gewed dat, ik quote, "een raket, om weg te geraken van de aarde, een snelheid nodig heeft van 11 km/s of 28000 km/u."
Verder quote ik:

ra·ket (de ~, ~ten)
    1 cilindervormig projectiel of ruimtevaartuig, dat door de reactie van een naar achteren gerichte ontploffing wordt voortbewogen
    2 vuurpijl
    3 kruisbloemige plant van het geslacht Sisymbrium
    4 [Belg., inf.] racket

Het gaat hier dus wél om een aangedreven projectiel (aangenomen dat die maat geen botanicus is), waarbij de snelheid van 11 km/s dus totaal niet aan de orde is
Althans, laat ik dat even nader verklaren. De snelheid van de raket t.o.v. de aarde heeft niets te maken met 11 km/s, maar de totale energie die er nodig is om de raket van de aarde te verwijderen is wél even groot als de kenetische energie die het object zou hebben bij 11 km/s. Echter, om het nog maar eens te benadrukken, de raket zal die snelheid nooit bereiken.

[ Voor 14% gewijzigd door Osiris op 17-08-2005 13:47 ]

[GlowMouse]

For example, a spacecraft leaving the surface of Earth needs to be going 7 miles per second, or nearly 25,000 miles per hour to enter orbit

Wordt hier een baan rond de aarde mee bedoelt?

De beredenering van de TS klopt volgens mij.

[Remy]

Osiris schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 13:45:
...

In zo'n geval moet de TS eens met de formules die hier staan aan de gang: alle constanten en variabelen worden genoemd, en ook een paar handige voorbeelden mbt de planeten:

The escape velocity from a position in a field with multiple sources is derived from the total potential energy per kg at that position, relative to infinity. The potential energies for all sources can simply be added. For the escape velocity this results in the square root of the sum of the squares of the escape velocities of all sources separately.

For example, at the Earth's surface the escape velocity for the combination Earth and Sun is √(11.2² + 42.1²) = 43.6 km/s. As a result, to leave the solar system requires a speed of 13.6 km/s relative to Earth in the direction of the Earth's orbital motion, since the speed is then added to the speed of 30 km/s of that motion.

[GlowMouse]

Daar heeft NASA het niet over, Osiris, ze zeggen 'spacecraft' En wie zegt dat ik het over de Space Shuttle heb? Aangedreven of onaangedreven dondert niet in dit geval: het gaat om de snelheid die je nodig hebt om de aarde achter je te laten, aandrijving is dan nog niet aan de orde.

Het is de vraag of het bij de TS daarover gaat. In zijn beredenering gebruikt de TS al een motoraangedreven raket. En aangedreven of onaangedreven dondert wel. Vergelijk het met de vraag 'welke snelheid moet een auto hebben om in Zuid-Frankrijk te komen?' Als je hem niet aandrijft moet die snelheid erg groot zijn, met aandrijving mag de snelheid 1km/h zijn.

[Anoniem: 146396]

Wat die vriend van me bedoelt is net zoals remy: "aangedreven of niet aangedreven doet er niet toe, die 11 km/s MOET je halen om van de aarde weg te raken".

Daar ben ik het dus niet mee eens, want (zoals ook osiris en glowmouse waarschijnlijk willen zeggen) van zodra je de stuwkracht hebt om 1m/s op te stijgen vanop het aardoppervlak (heeft dus nix met propellers die lucht "wegduwen" te maken) heb je ook de kracht om weg te raken van de aarde (mits je genoeg "brandstof" hebt)

maar de totale energie die er nodig is om de raket van de aarde te verwijderen is wél even groot als de kenetische energie die het object zou hebben bij 11 km/s. Echter, om het nog maar eens te benadrukken, de raket zal die snelheid nooit bereiken

>> hier zit wel iets in

[Dido]

Anoniem: 146396 schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 13:30:
Gisterenavond had ik een discussie met een vriend van me die beweerde dat een raket, om weg te geraken van de aarde, een snelheid nodig heeft van 11 km/s of 28000 km/u.

Om te beginnen is 11 km/s een klein beetje meer dan 28000 km/u.
(Ik dacht 40000 km/u te herinneren, en even rekenen levert dat ook op.)

De quote van de NASA lijkt me aan duidelijkheid verder weinig te wensen over te laten: ze stellen dat een spacecraft (En daar valt een raket ook onder, een spaceshuttle ook) een ontsnappingssnelheid dient te halen van ruweg 7 mijl per seconde. Of het ding wordt aangedreven of niet is niet relevant, want een steen wordt ook aangedreven voordat hij die snelheid bereikt.

Punt is, dat als de raket de 40000 km/u niet haalt, dat hij terugsodemietert als zijn aandrijving stopt (al kan het even duren). Als hij die snelheid wel haalt, dan valt hij nooit meer terug naar aarde, en is dus "ontsnapt".

Anoniem: 146396 schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 14:18:
Wat die vriend van me bedoelt is net zoals remy: "aangedreven of niet aangedreven doet er niet toe, die 11 km/s MOET je halen om van de aarde weg te raken".

Daar ben ik het dus niet mee eens, want (zoals ook osiris en glowmouse waarschijnlijk willen zeggen) van zodra je de stuwkracht hebt om 1m/s op te stijgen vanop het aardoppervlak (heeft dus nix met propellers die lucht "wegduwen" te maken) heb je ook de kracht om weg te raken van de aarde (mits je genoeg "brandstof" hebt)

Lees: oneindig veel brandstof.
Om aan het zwaartekrachtveld te ontsnappen is gewoon die snelheid nodig, of je die uit een raketmoter haalt of een elastiekje dondert niet

Je kunt niet stellen dat je aan de zwaartekracht ontsnapt bent als je tergvalt als je je motor uitzet. En dat gebeurt altijd, tenzij je snelheid hoog genoeg is. (Al is in de praktijk de kans groot dat je een ander - sterker - zwaartekrachtveld tegen komt op een gegeven moment.)

[ Voor 34% gewijzigd door Dido op 17-08-2005 14:24 ]

[RAF1]

Hoe we het kinderen bij de ESA proberen duidelijk te maken http://www.esa.int/esaKIDSnl/SEMB94XDE2E_Liftoff_0.html

PS Waarom als het over ruimtevaart gaat is het meteen de NASA? In Europa hebben we de ESA.

[ Voor 28% gewijzigd door RAF1 op 17-08-2005 14:31 ]

[Dido]

Wat is het verschil tussen de 28000 km/u uit de TS en de ESA site, en de 11,1 m/s (=ongeveer 40000 km/u) uit andere bronnen

[Mx. Alba]

Als er in het hele universum alleen maar de aarde zou zijn, dan zou je inderdaad zo hard moeten gaan om eraan te ontsnappen. Maar dat is niet zo. In de praktijk kan je ontsnappen als je een aandrijving hebt die je een versnelling van meer dan ~10m/s² geeft met genoeg brandstof om op een plek te komen waar een ander hemellichaam je even sterk aantrekt dan de aarde. Of zelfs slechts een aandrijving die je éénmaal een stootje geeft tot 1km/u en die dan slechts sterk genoeg is om de zwaartekracht van de aarde te compenseren, zodat je effectief met 1km/u naar zo'n evenwichtspunt tussen twee zwaartekrachtvelden toegaat - en 1km/u is dan dus voldoende snelheid om te ontsnappen, mits je de aandrijving hebt om die snelheid vast te houden tot je bij een neutraal punt bent.

[ Voor 37% gewijzigd door Mx. Alba op 17-08-2005 14:50 ]

[RAF1]

Dido schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 14:38:
Wat is het verschil tussen de 28000 km/u uit de TS en de ESA site, en de 11,1 m/s (=ongeveer 40000 km/u) uit andere bronnen

Het gaat erom dat hier zo moeilijk gedaan wordt over een onderwerp dat zelfs simpel en duidelijk aan kinderen kan worden uitgelegd.

[Osiris]

Dido schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 14:21:
[...]

Lees: oneindig veel brandstof.
Om aan het zwaartekrachtveld te ontsnappen is gewoon die snelheid nodig, of je die uit een raketmoter haalt of een elastiekje dondert niet

Je kunt niet stellen dat je aan de zwaartekracht ontsnapt bent als je tergvalt als je je motor uitzet. En dat gebeurt altijd, tenzij je snelheid hoog genoeg is. (Al is in de praktijk de kans groot dat je een ander - sterker - zwaartekrachtveld tegen komt op een gegeven moment.)

Die 11,1 km/s is puur voor bij het aardoppervlak. Zodra je een 'normale' hoeveelheid brandstof meeneemt (dus niet oneindig), dan kom je bijvoorbeeld op hoogte X, waarbij een lagere ontsnappingssnelheid geldt.

[Dido]

RAF1 schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 15:00:
Het gaat erom dat hier zo moeilijk gedaan wordt over een onderwerp dat zelfs simpel en duidelijk aan kinderen kan worden uitgelegd.

Dat ben ik op zich met je eens, maar ik snap dit verschil dan weer niet. Als het zo simpel is, waarom spreken de ESA en de NASA elkaar dan (schijnbaar?) tegen? Ze zeggen wel hetzelfde, maar gebruiken een andere waarde.

[Osiris]

Dido schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 14:38:
Wat is het verschil tussen de 28000 km/u uit de TS en de ESA site, en de 11,1 m/s (=ongeveer 40000 km/u) uit andere bronnen

Het is 11,1 km/s en niet km/u Hm wacht, na berekening bedoelde je dat waarschijnlijk ook...

Verder heeft de ESA 't over een omloopbaan en niet over ontsnapping aan het gravitatie-veld

[ Voor 24% gewijzigd door Osiris op 17-08-2005 15:07 ]

[Dido]

Osiris schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 15:06:
Het is 11,1 km/s en niet km/u Hm wacht, na berekening bedoelde je dat waarschijnlijk ook...

psies, dat zeg ik

Verder heeft de ESA 't over een omloopbaan en niet over ontsnapping aan het gravitatie-veld

NASA heeft het ook over "in orbit", dus een omloopbaan. Toch noemt NASA 7 mijl (~11 kilometer ~ 40000 km/u) en ESA 28000 km/u (~ 7,8 km/s).

Nu ik dit trouwens zo bekijk zou ik haast denken dat er ergens een vertaalslag mijl/kilometer gemist is. Zou niet de eerste keer zijn dat zo'n slag gemist wordt

[Osiris]

Mjah, maar toch lijkt t me ook een "foutje" (bewust?) van NASA, aangezien je 'in orbit' nog langer niet van de aarde weg bent

Mental note: nooit naar de ESA stappen voor een ruimte-reisje

[ Voor 32% gewijzigd door Osiris op 17-08-2005 15:16 ]

[RobIII]

Nog een bronnetje of 2...

1. http://science.howstuffworks.com/rocket3.htm en http://science.howstuffworks.com/rocket4.htm
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Escape_velocity

Zonder me verder teveel in de discussie te willen mengen Dit is niet zo mijn kaasje

[ Voor 90% gewijzigd door RobIII op 17-08-2005 15:24 ]

[Anoniem: 146396]

Blijkbaar zijn we het er nog niet over eens

Die 11,1 km/s is puur voor bij het aardoppervlak. Zodra je een 'normale' hoeveelheid brandstof meeneemt (dus niet oneindig), dan kom je bijvoorbeeld op hoogte X, waarbij een lagere ontsnappingssnelheid geldt.

Daar dacht ik dus ook aan: als je met een tank brandstof op 1000 000 km van de aarde komt (veronderstel dat de aarde de enige planeet is in het heelal), dan zal de aantrekkingskracht van de aarde bvb 0.001 N/kg zijn. Als je op dit punt nog bvb 1/3e van de brandstoftank vol is en de snelheid van de raket werd teruggedreven naar 0, dan kan ik niet vatten waarom je niet terug zou kunnen versnellen om weg te raken naar de aarde, zonder terug op aarde te vallen als je tank leeg is.

Anders uitgelegd: Als je nu "de ontsnappingssnelheid" haalt op 1 m van het aardoppervlak (en luchtweerstand = 0), ZONDER blijvende aandrijving, dan raak je uit de aantrekkingskracht van de aarde. Na x seconden bevind je je op 1000 000 km van de aardbol, en zal je snelheid aanzienlijk afgenomen zijn (bvb 1000km/u) (door de aantrekkingskracht (cfr. negatieve versnelling) maar zal je toch nog ontsnappen aan de aantrekkingskracht van de aarde (volgens wikipedia en nasa etc.)
Dus als je vanop de aarde 1000 km/u vliegt naar de ruimte, en je kan die snelheid blijven behouden (=aandrijven) tot op 1000 000 km van de aarde (brandstof moet dus niet oneindig zijn) dan raak je dus ook weg van de aarde, zonder 11.1km/s te moeten behalen

vanavond maak ik een tekeningetje en scan ik het in

PS: ik ben geen natuurkundige, dus ik kan er natuurlijk ook helemaal naast zitten, maar tot nu toe heeft nog niemand me kunnen overtuigen van mijn "foutheid"

[Dido]

Ok, ik denk dat daramee inderdaad het verschil tussen de 40000 en 28000 verklaard is: tegen dat een raket 28000 km/u haalt zit ie zo hoog dat hij voor die hoogte de ontsnappingssnelheid heeft gehaald en dus geen aandrijving meer nodig heeft om te ontsnappen. Als je het ding aan de oppervlakte een snelheid van 40000 km/u geeft geldt hetzelfde.

Het hele stuk tot aan het behalen van 28000 km/u wordt dus gebruikt om het ding te versnellen. Vanaf dat punt hoeft hij echter niet meer versneld te worden, en is er sprake van een voorwerp zonder aandrijving. Ik denk dat je best met een lagere versnelling zou kunnen werken, zodat je pas hoger op een lagere ontsnappingssnelheid komt, maar dat kost je waarschijnlijk meer brandstof (anders hadden die rocket scientist het ook wel bedacht!).

Om je ontsnappingssnelheid op nul te krijgen moet je (theoretisch) oneindig hoog komen en heb je dus wel oneindig veel brandstof nodig.

[RAF1]

Ze beginnen het te begrijpen.

Waarom denken jullie dat de ideale lanceerbasis (op aarde) zo dicht mogelijk bij de evenaar moet zijn, en dat er met de draaing van de aarde mee gelanceerd wordt.

[Confusion]

Je kan beter in termen van energie dan in termen van snelheid denken. Een voorwerp met een snelheid van 11 km/s heeft voldoende kinetische energie om de (negatieve) potentiele energie te overwinnen die het voorwerp in het zwaartekrachtsveld van de aarde heeft. Een raket heeft minder initiele kinetische energie, maar wel een heleboel 'chemische' energie aan boord, die wordt omgezet in kinetische energie en vervolgens weer wordt omgezet 'ter opheffing van' de potentiele energie.

[GlowMouse]

RAF1: het lijkt me niet nodig om steeds te praten over kinderen. Op natuurkundig gebied ben ik toch vrij op de hoogte, en je aangedragen artikel van de ESA beschrijft iets anders als wat gevraagd wordt.

De vraag is: heb je een bepaalde snelheid nodig om aan het zwaartekracht van de aarde te ontsnappen, en zoja, hoe groot is die?

Uit het artikel van de ESA:

Raketten hebben zoveel brandstof nodig om de zwaartekracht van de aarde te kunnen overwinnen. Pas als zij een snelheid van 28 000 km per uur bereiken, gaan zij snel genoeg om in een omloopbaan te kunnen komen.

Met andere woorden: die 28 000km/h is echt om in een omloopbaan te komen. In een omloopbaan geldt:
G*m_aarde*m_raket/r² = m_raket*v²/r
ofwel:
G*m_aarde /r = v²
v is de snelheid die overblijft na een hoop kinetische energie te hebben omgezet in hoogte-energie.

Om op het aardoppervlak in een baan rond de aarde te komen is een snelheid nodig van:
F_c = F_z
mv² / r = m*g
v = wortel(g*r) = wortel(9,8*6378000) = 7905m/s (ofwel 28462 km/h)


Maar dit is volkomen irrelevant, omdat je juist aan het zwaartekrachtveld wilt ontsnappen. Als iemand mij kan uitleggen waarom dat niet lukt met een constante 1m/s (afgezien van het praktische bezwaar van te weinig brandstof), zou dat mij erg verbazen.

[Osiris]

Dido schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 15:57:
Het hele stuk tot aan het behalen van 28000 km/u wordt dus gebruikt om het ding te versnellen. Vanaf dat punt hoeft hij echter niet meer versneld te worden, en is er sprake van een voorwerp zonder aandrijving. Ik denk dat je best met een lagere versnelling zou kunnen werken, zodat je pas hoger op een lagere ontsnappingssnelheid komt, maar dat kost je waarschijnlijk meer brandstof (anders hadden die rocket scientist het ook wel bedacht!).

Hoe bedoel je 'best met een lagere versnelling zou kunnen werken'? Alsof de Space Shuttle 11,1 km/s gaat bij start Dat hele 11,1 km/s is slechts theorie, in praktijk niet haalbaar..

[GlowMouse]

Nog een quote van de door Osiris eerder genoemde pagina:

De term ontsnappingssnelheid lijkt te suggereren dat er een minimumsnelheid nodig is om van de aarde weg te komen. Voor objecten die worden aangedreven is theoretisch geen minimumsnelheid nodig.

Ziedaar

[Anoniem: 146396]

Een gratis duvel smaakt nog eens beter dan een gewone

[Mx. Alba]

Anoniem: 146396 schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 18:38:
Een gratis duvel smaakt nog eens beter dan een gewone

Tenzij degene die de duvel aanbiedt een bad loser is, en ff schudt voor gebruik

[Anoniem: 26306]

Ik had begrepen dat 28.000 km/h nodig is om in een omloopbaan te komen, en dat 40.000 km/h de echte ontsnappingssnelheid is, waarmee je kunt gaan waar je wilt. Als je er ergens tussenin zit, dan lijkt me dat je in een elliptische baan terecht komt.

[Anoniem: 146396]

kan het niet zijn dat men de raketten probeert zo rap mogelijk aan 28 km/s te doen vliegen omdat je dan het beste rendement hebt? (hoe trager, hoe meer verlies want hoe langer je in een sterker "aantrekkings-kracht-veld" blijft)

Wat ik niet versta is dat ze de raketten al zo'n hoge snelheid geven voordat ze de dampkring verlaten. (de luchtweerstand is dan zo enorm groot)
Misschien omdat ze zich dan meer kan "afstoten" tegen onze planeet? (of is dit niet van toepassing als er enkel gas tussen de raket en onze aardbol zit?)

[RAF1]

GlowMouse schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 18:18:

Maar dit is volkomen irrelevant, omdat je juist aan het zwaartekrachtveld wilt ontsnappen. Als iemand mij kan uitleggen waarom dat niet lukt met een constante 1m/s (afgezien van het praktische bezwaar van te weinig brandstof), zou dat mij erg verbazen.

Omdat de aantrekkings kracht van de aarde groter is.

[Nick The Heazk]

Jooster schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 20u12

kan het niet zijn dat men de raketten probeert zo rap mogelijk aan 28 km/s te doen vliegen omdat je dan het beste rendement hebt? (hoe trager, hoe meer verlies want hoe langer je in een sterker "aantrekkings-kracht-veld" blijft)

Hoe trager je opstijgt hoe meer brandstof je nodig hebt om je snelheid te onderhouden (om ervoor te zorgen dat je aan de aarde ontsnapt). Hoe meer brandstof je mee hebt hoe zwaarder dat je bent. Hoe zwaarder je bent hoe moeilijker je aan de zwaartekracht kunt ontsnappen dus hoe meer brandstof je nodig hebt ....

Waarom denk je dat de brandstoftank en stuwraketten aan de buitenkant van de raket zitten? Ze moeten in zo'n kort mogelijke tijd die 40.000km/h bereiken. Na enkele minuten hebben ze die snelheid bereikt en vallen de stuwraketten en brandstoftank van de Space Shuttle (bij de Sojoezen valt de raket van achter naar voren uit elkaar). Op dat moment is er geen aandrijving meer. De Shuttle/Sojoez bevindt zich hoog genoeg om te profiteren van de verminderde zwaartekracht van de aarde.

[Osiris]

RAF1 schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 08:22:
[...]


Omdat de aantrekkings kracht van de aarde groter is.

Euhm, hij heeft het over 1 m/s van de aarde afbewegen. Dús dat je een grotere kracht dan de zwaartekracht opwekt

Nick The Heazk schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 09:38:
[...]

Waarom denk je dat de brandstoftank en stuwraketten aan de buitenkant van de raket zitten? Ze moeten in zo'n kort mogelijke tijd die 40.000km/h bereiken. Na enkele minuten hebben ze die snelheid bereikt en vallen de stuwraketten en brandstoftank van de Space Shuttle (bij de Sojoezen valt de raket van achter naar voren uit elkaar). Op dat moment is er geen aandrijving meer. De Shuttle/Sojoez bevindt zich hoog genoeg om te profiteren van de verminderde zwaartekracht van de aarde.

/me Zucht *... Een raket hoeft die 40.000 km/h NIET te halen... Die 40.000 km/h is slechts een manier/eenheid van energie die nodig is om van de aantrekkingskracht te ontsnappen bij een niet-voortgedreven projectiel. Een spaceshuttle of andere raket levert die energie continu in plaats van in 1 stoot.

[ Voor 62% gewijzigd door Osiris op 18-08-2005 09:53 ]

[RAF1]

[quote]Osiris schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 09:49:
[...]

Euhm, hij heeft het over 1 m/s van de aarde afbewegen. Dús dat je een grotere kracht dan de zwaartekracht opwekt
[...]
In dat geval zijn er alleen practische bezwaren. Theoretisch is dat gewoon mogelijk

[ATS]

Wat iedereen schijnt te vergeten in dit verhaal (en ik denk dat een deel van de verwarring daar uit voortkomt) is het volgende:
Je hebt een snelheid nodig om in een baan om de aarde te komen. Ik heb het dan niet zozeer over een verticale, maar over een horizontale snelheid. Heb je die snelheid niet, dan val je terug naar de aarde. In principe zou je met een zeer lage snelheid je van de aarde af kunnen bewegen ("1 m/s"), en eenmaal op de juiste hoogte vaart gaan maken in horizontale richting.
Wat er gebeurd bij een baan om de aarde is eigenlijk dat je constant versneld wordt ("valt") in de richting van de aarde. Als je nu zorgt dat je zo snel gaat dat die kracht je baan precies de kromming geeft die je nodig hebt om op de zelfde hoogte te blijven, dan zit je in een baan. Die snelheid is voor elke hoogte anders natuurlijk. Een leuk effect krijg je als je zorgt dat je baan op een kleine 36.000 km boven de aarde ligt. Wat er dan gebeurt is dat je snelheid zodanig is dat je precies een dag nodig hebt om rond de aarde te komen. Aangezien de aarde zelf ook in een dag rond haar as draait, krijg je het effect dat je boven hetzelfde punt blijft hangen: een geostationaire baan. Je snelheid is dan.... juist de 11.000 km/h (en een beetje) die eerder genoemd is in deze thread. Nogmaals: dit is dus een snelheid parallel aan het aardoppervlak, niet loodrecht erop!

Dat het mogelijk is om met een lagere snelheid de ruimte te bereiken wordt aangetoond door het idee van de 'space-elevator': een lift naar de ruimte. Hier wordt serieus over nagedacht en onderzoek naar gedaan. Het zou een goedkope manier leveren om onderdelen, mensen en satelieten naar de ruimte te krijgen.

edit: ohja, je wilde weten wat de achtergrond was van de posters. Ik heb een propadeuse technische natuurkunde.

[ Voor 5% gewijzigd door ATS op 18-08-2005 10:24 ]

[Dido]

Osiris schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 09:49:
/me Zucht *... Een raket hoeft die 40.000 km/h NIET te halen... Die 40.000 km/h is slechts een manier/eenheid van energie die nodig is om van de aantrekkingskracht te ontsnappen bij een niet-voortgedreven projectiel. Een spaceshuttle of andere raket levert die energie continu in plaats van in 1 stoot.

De ontsnappingssnelheid wordt dus kleiner naarmate je verder wegkomt. (Mijn eerdere verhaal is overigens onzin, want die 40000 km/u aan de oppervlakte zal niet veel afgenomen zijn na 100 km omhoog.).
Er zal dus een moment komen dat je ontsnappingssnelheid daadwerkelijk die 1 m/s is. Op dat moment heb je geen brandstof meer nodig om aan de zwaartekracht te ontsnappen.

Tot dat moment heb je brandstof nodig om die 1 m/s vol te houden.

Als ik met 1 m/s ga, dan doe ik er al bijna 28 uur (!) over om op 100 kilometer hoogte te komen. Daar is een bepaalde hoeveelheid brandstof voor nodig. Zonder het in detail uit te rekenen, de brandstof die nodig is voor de tweede 14 uur moet ik de eerste 14 uur als dead weight meenemen. Daar is die eerste 14 uur flink extra brandstof voor nodig, en ik kan me voorstellen dat dat meer is dan de hoeveelheid extra dead weight. Hetzelfde gaat op als ik naar kleinere intervallen kijk, en dus heb ik dan nooit genoeg brandstof bij me.

Een (overdreven?) getallenvoorbeeld: Om een voorwerp van 100 kilo 10 uur omhoog te tillen met 1 m/s heb ik 1000 kilo brandstof nodig. Ik moet dus 1100 kilo omhoog brengen, daar is 11000 kilo brandstof voor nodig, maar die moet ook omhoog, daar heb ik alleen al 110000 kilo brandstof voor nodig... etc.
Als ik echter mijn raket genoeg versnel, dan raak ik snel genoeg veel gewicht kwijt dat ik niet meer omhoog hoef te brengen.
Je hoeft niet die 40000 km/u te halen, maar als je dat zou doen (dicht bij het oppervlak), dan hoef je er geen energie meer aan toe te voegen. Ben je al verder weg, dan wordt die benodigde snelheid lager, maar dan moet je daar dus wel eerst zien te komen

Overigens is dit allemaal vrij theoretisch, want een spaceshuttle ontsnapt helemaal niet aan het aantrekkingsveld van de aarde. Dat is negens voor nodig.

[Dido]

ATS schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 10:22:
Dat het mogelijk is om met een lagere snelheid de ruimte te bereiken wordt aangetoond door het idee van de 'space-elevator': een lift naar de ruimte. Hier wordt serieus over nagedacht en onderzoek naar gedaan. Het zou een goedkope manier leveren om onderdelen, mensen en satelieten naar de ruimte te krijgen.

Ik denk dat de verwarring zit in de formulering van de TS: "Om weg te komen van de aarde".

Bedoel je daarmee "ontsnappen aan het zwaartekrachtveld van de aarde" dan heb je een ontsnappingssnelheid nodig. Die neemt af met de afstand, maar bij een te lage initiele snelheid is onmogelijk veel, of wellicht theoretisch oneindig veel brandstof nodig. (neem het grensgeval van 0 m/s: oneindig veel brandstof nodig om "boven" te komen, ga dan heel langzaam, 0,00001 m/s, dan lukt het ook niet. Er is dus altijd een minimum snelheid nodig. Iets zegt me dat die flink boven de 1 m/s ligt zolang je onder de 100 km zit )

Of bedoel je "op een van te voren bepaalde hoogte komen"; dan hoef je geen ontsnappingssnelheid te halen, maar zijn er waarschijnlijk optimale strategien om zulks te doen met zo min mogelijk brandstof, en een daaraan gekoppelde minimum (en wellicht maximum) snelheid.

Of bedoel je "in een baan om de aarde komen"; in dat geval is er een exacte snelheid die je moet halen, omdat je anders terugvalt of "uit de bocht vliegt".

[Osiris]

Dido schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 10:34:
[...]

De ontsnappingssnelheid wordt dus kleiner naarmate je verder wegkomt. (Mijn eerdere verhaal is overigens onzin, want die 40000 km/u aan de oppervlakte zal niet veel afgenomen zijn na 100 km omhoog.).
Er zal dus een moment komen dat je ontsnappingssnelheid daadwerkelijk die 1 m/s is. Op dat moment heb je geen brandstof meer nodig om aan de zwaartekracht te ontsnappen.

Tot dat moment heb je brandstof nodig om die 1 m/s vol te houden.

Als ik met 1 m/s ga, dan doe ik er al bijna 28 uur (!) over om op 100 kilometer hoogte te komen. Daar is een bepaalde hoeveelheid brandstof voor nodig. Zonder het in detail uit te rekenen, de brandstof die nodig is voor de tweede 14 uur moet ik de eerste 14 uur als dead weight meenemen. Daar is die eerste 14 uur flink extra brandstof voor nodig, en ik kan me voorstellen dat dat meer is dan de hoeveelheid extra dead weight. Hetzelfde gaat op als ik naar kleinere intervallen kijk, en dus heb ik dan nooit genoeg brandstof bij me.

Een (overdreven?) getallenvoorbeeld: Om een voorwerp van 100 kilo 10 uur omhoog te tillen met 1 m/s heb ik 1000 kilo brandstof nodig. Ik moet dus 1100 kilo omhoog brengen, daar is 11000 kilo brandstof voor nodig, maar die moet ook omhoog, daar heb ik alleen al 110000 kilo brandstof voor nodig... etc.
Als ik echter mijn raket genoeg versnel, dan raak ik snel genoeg veel gewicht kwijt dat ik niet meer omhoog hoef te brengen.
Je hoeft niet die 40000 km/u te halen, maar als je dat zou doen (dicht bij het oppervlak), dan hoef je er geen energie meer aan toe te voegen. Ben je al verder weg, dan wordt die benodigde snelheid lager, maar dan moet je daar dus wel eerst zien te komen

Overigens is dit allemaal vrij theoretisch, want een spaceshuttle ontsnapt helemaal niet aan het aantrekkingsveld van de aarde. Dat is negens voor nodig.

Ik snap 't wel en je verhaal is ook compleet logisch, maar sommigen in dit topic denken somehow nog steeds dat een raket 40.000 km/h móet halen om te kunnen ontsnappen. Da's uiteraard onzin.
En verder is 't uiteraard niet meer dan logisch dat je zo snel mogelijk probeert te acceleren, wegens het brandstof-meezeul-probleem. Ik denk echter niet dat een mens/kunstmaan een acceleratie van 0 tot 40.000 km/h in 0,000001 seconde grappig vind

[Dido]

Osiris schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 10:47:
Ik denk echter niet dat een mens/kunstmaan een acceleratie van 0 tot 40.000 km/h in 0,000001 seconde grappig vind

offtopic:
Ik zou het meer dan grappig vinden als iemand het me voor kon doen (en dan niet op mezelf).

Maar een kunstmaan mag niet ontsnappen, lijkt me, en als je wel wilt ontsnappen is de snelheid die je op 100 km hoogte wilt hebben niet veel lager dan die 40000 km/u (je bent net een dikke 1,5 % verder van het middelpunt van de aarde als op 0 meter hoogte).

[ Voor 29% gewijzigd door Dido op 18-08-2005 10:56 ]

[GlowMouse]

Een (overdreven?) getallenvoorbeeld: Om een voorwerp van 100 kilo 10 uur omhoog te tillen met 1 m/s heb ik 1000 kilo brandstof nodig. Ik moet dus 1100 kilo omhoog brengen, daar is 11000 kilo brandstof voor nodig, maar die moet ook omhoog, daar heb ik alleen al 110000 kilo brandstof voor nodig... etc.
Als ik echter mijn raket genoeg versnel, dan raak ik snel genoeg veel gewicht kwijt dat ik niet meer omhoog hoef te brengen.

Dat ligt er maar net aan hoe hard je het naar achteren schiet. Er geldt behoud van impuls, en als je pingpongballetjes maar snel genoeg naar achteren schiet kom je uiteindelijk ook in de ruimte terecht. Nadeel is dat het snel naar achteren schieten veel energie kost, maar zodra kernfusie mogelijk is, is dat geen probleem meer.

Ik denk echter niet dat een mens/kunstmaan een acceleratie van 0 tot 40.000 km/h in 0,000001 seconde grappig vindt

x = 0,5*a*t² = 0,5*v_eind*t = 0,5*(40000/3,6)*0,000001 = 0,0055m
K = 0,5*m*v² = 0,5*80*(40000/3,6)² = 4,9*10⁹J
F = W/s = 4,9*10⁹ / 0,000001 = 4,9*10¹⁵N

Stel dat hij een raakvlak van 2m² heeft met zijn stoel, wat overdreven is, wordt er 2,5*10¹¹N/cm² op hem uitgeoefend. Dat is vergelijkbaar met 25.000.000 auto's van 1000kg per vierkante centimeter huid.

[Dido]

GlowMouse schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 17:41:
Dat ligt er maar net aan hoe hard je het naar achteren schiet. Er geldt behoud van impuls, en als je pingpongballetjes maar snel genoeg naar achteren schiet kom je uiteindelijk ook in de ruimte terecht. Nadeel is dat het snel naar achteren schieten veel energie kost, maar zodra kernfusie mogelijk is, is dat geen probleem meer.

De werking van een raketmotor berust niet volledig op de wet van behoud van impuls, en ik zie niet hoe je met kernfusie een raketmotor zou aandrijven. (In principe zou het dan nu al kunnen met kernsplijting).

Het probleem is gesteld uitgaande van huidige aandrijfsystemen, en dus een raketaandrijving. Een aandrijving die gebaseerd is op een systeem dat veel minder geewicht aan brandstof vergt verschuift mijn berekening aanzienlijk, maar een feit blijft dat er een minimum snelheid is om weg te komen, als je eronder blijft heb je meer brandstof nodig dan je mee kunt nemen om die extra brandstof te vervoeren. (Al kigt die minimumsnelheid misschien wel heel erg laag als je kernfusie op de een of andere manier direct in verticale beweging om kunt zetten.

[Anoniem: 146396]

ik gok dat kernfusie eerst zal gebruikt worden om elektriciteit goedkoop te maken en zo water te splitsen in diwaterstof- en dizuurstofgas

en van die aandrijving: als je motoren, met wat voor aandrijving dan ook (diwaterstofgas, hydrazine, kaliumchloraat+suiker, whatever ...) het vermogen bezitten om je toestel + brandstof (iets meer brandstof dan benodigd om het toestel+brandstof te versnellen naar 28km/s) een beetje in de lucht te krijgen vanaf de lanceerbasis, dan kan je loskomen van de aarde

[Osiris]

Dido schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 20:39:
[...]

De werking van een raketmotor berust niet volledig op de wet van behoud van impuls, en ik zie niet hoe je met kernfusie een raketmotor zou aandrijven. (In principe zou het dan nu al kunnen met kernsplijting).

Uit zn krachten gegroeide ionen-motor? Ik weet 't ook niet, maar door kernfusie krijg je natuurlijk wel een ultieme bende aan energie en wellicht worden de reactoren dusdanig klein dat ze in een raket passen.

[GlowMouse]

Gebruik kernfusie om energie op te wekken, en verzin wat waarmee je snel pingpongballetjes af kunt schieten. Energie heb je genoeg, dus efficient hoeft het niet te zijn. Span bijvoorbeeld een sterke veer en schiet ze daarmee weg, of maak een soort centrifuge waarmee je ze eerst versnelt en later wegschiet.

De werking van een raketmotor berust niet volledig op de wet van behoud van impuls

Hij schiet toch spul hard naar achteren?

[Dido]

Anoniem: 146396 schreef op vrijdag 19 augustus 2005 @ 00:18:
en van die aandrijving: als je motoren, met wat voor aandrijving dan ook (diwaterstofgas, hydrazine, kaliumchloraat+suiker, whatever ...) het vermogen bezitten om je toestel + brandstof (iets meer brandstof dan benodigd om het toestel+brandstof te versnellen naar 28km/s) een beetje in de lucht te krijgen vanaf de lanceerbasis, dan kan je loskomen van de aarde

Klopt, 11,1 km/s is al genoeg. Maar jij bedoeld waarschijnlijk de 28000 km/u die genoemd is om in een baan te komen.

Je hebt het dan nog steeds over raketaandrijving, en als je een relatief klein stuk boven het aardoppervlak met 28000 km/u gaat, en dan stopt met aandrijven (je brandstof is op!) dan val je uiteindelijk weer terug. Pas als je een klein stukje boven het aardoppervlak met 40000 km/u gaat val je nooit meer terug.

Als je extra brandstof mee wilt nemen is het met een raketmotor helaas zo dat je daarvoor weer (daarbovenop) extra brandstof nodig hebt om dat mee te krijgen. Nou zal 28000 km/u genoeg zijn voor praktische toepassingen, want we willen meestal in een baan komen.

Die baan bereik je echter met 28000 km/u horizontaal tov het aardoppervlak, en is niet relevant voor de discussie.

GlowMouse schreef op vrijdag 19 augustus 2005 @ 00:26:
Hij schiet toch spul hard naar achteren?

Nopes, dat "laat ie toevallig achter".
Door de verbranding zetten de gassen uit, er ontstaat overdruk in de ontbrandingskamer, en die druk oefent een kracht uit. De achterkant van de verbrandingskamer is open, dus wordt daar geen kracht op uitgeoefend, maar op de voorkant wel. Daardoor beweegt de raket.
De vergelijking met pingpongballen gaat daar mank. Die gaat wel op voor andere (futuristische) aandrijvingssystemen die inderdaad puur op impuls werken.

Als een raket impuls zou gebruiken om vooruit te komen zou het genoeg zijn om de brandstof onverbrand naar buiten te spuiten, waarom zou je het verbranden? Het enige dat dan telt is tenslotte de massa die je wegspuit. Je zou verbranding kunnen gebruiken om de zooi weg te spuiten, maar goed. Het is wel het principe van de fles met water en een luchtbel die onder druk wordt gezet. Heel effectief op hele korte stukjes, maar het kost je belachelijke hoeveelheiden massa om echt hoog te komen.

[Anoniem: 146396]

Zorgt verbranding niet voor een overdruk
en die overdruk ervoor dat de deeltjes elkaar sneller (harder) afstoten (cfr. sterkere veer tussen de deeltjes)
en is die korte afstoting dan geen impuls?

maar het kost je belachelijke hoeveelheiden massa om echt hoog te komen.

Hoe groter de druk (=>afstoting=>sterekere "veertjes") hoe sneller je zal gaan met dezelfde massa-afstoting. Dus kernfusie zal voor een zodanige temperatuurstijging zorgen dat de druk enorm veel zal stijgen en dan zullen de helium-deeltjes die gevormd worden waarschijnlijk al genoeg zijn om er een stuk meer mee te versnellen dan 9.81m/s². Maar tegen dat dit gebeurt moeten we in een kleine motor een "activeringsenergie" kunnen opwekken van meer dan 1miljoen °C (want zo krijg je plasma en zo kunnen de deeltjes "fusioneren" als ik het me goed herinner) en daarom denk ik dat kernfusie eerst (onrechtstreeks) de ruimtevaart zal beïnvloeden (bvb om chemische energie op te wekken).
Het handige aan diwaterstof en dizuurstofgas is dat ze weinig activeringsenergie nodig hebben, dat ze een enorme exothermische reactie veroorzaken (ze hebben ooit een meteorietinslag gesimuleerd door kogeltjes in een heel dikwandige kanon af te schieten met als aandrijving diwater-endizuurstof) EN dat de "uitlaatgassen" H2O zijn (= zwaar =meer snelheid voor de raket)

[Mx. Alba]

Idd. Ook een raketmotor functioneert door impuls. Door de verhitting van de verbrandingsgassen gaan de moleculen sneller bewegen -> meer impuls. Die verbrande deeltjes worden dus heel erg hard naar achteren gegooid, waardoor de raket een daaraan tegenovergestelde impuls krijgt. De conussen van de raketmotoren zijn zo gevormd dat een zo groot mogelijk deel van de verbrandingsgassen zo recht mogelijk naar achteren uitgestoten worden, zodat de raket zoveel mogelijk nuttige impuls (recht naar voren) krijgt.

[ATS]

Dido schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 20:39:
[...]ik zie niet hoe je met kernfusie een raketmotor zou aandrijven. (In principe zou het dan nu al kunnen met kernsplijting).

OK. Even uitgaande van een lichte kernfusiereactor, zie ik verschillende opties:

1) in de start zou je alvast gebruik kunnen maken van een soort van railgun of andere E/M constructie; en daar heb je je eigen powersupply nog niet voor nodig (immers: als jij een kleine reactor aan boord kan hebben, dan kan electriciteit geen enkel probleem zijn op de grond).
2) in de atmosfeer zou je een soort van electisch aangedreven straal of scramjet motor kunnen gebruiken. In plaats van brandstof gebruik je, pak hem beet, lasers, microgolven of wat voor andere manier om de lucht te verhitten (direct de luchtstroom door je reactor heen?)
3) Er zijn manieren om E/M velden te gebruiken om gassen in beweging te krijgen; misschien kan je daar nog wat mee
4) Buiten de atmosfeer kan je misschien wel iets met ionen denk ik, al levert dat niet veel voortstuwing
5) fusie bommetjes afgooien achter je

[MSalters]

Een kernfusiebron kan wel een ionenmotor aandrijven. Het grootste probleem met de huidige ionenmotoren is dat de ionen niet snel genoeg gaan. Als je zoveel energie in een ion pompt dat het de lichtsnelheid gaat benaderen, dan neemt de schijbare massa toe. (Lorentz factor) en daarmee de impuls per massaeenhied. Dat betekent dat je (veel) meer impuls uit een kilo reactiemassa kunt halen.

[Anoniem: 958]

Anoniem: 146396 schreef op woensdag 17 augustus 2005 @ 13:30:
Gisterenavond had ik een discussie met een vriend van me die beweerde dat een raket, om weg te geraken van de aarde, een snelheid nodig heeft van 11 km/s of 28000 km/u.
Volgens mij is dit dus niet waar en daarom hebben we gewed voor een duvel

Gefeliciteerd, volgens mij heb jij gewonnen. Een raket kan met elke snelheid (< c) de aarde verlaten. Met 10 km/uur kan dus ook, zolang je maar op elk moment een kracht ondervindt die de zwaartekracht, wrijving en evt. andere krachten precies opheft, zul je met een constante snelheid bewegen. Als de beginsnelheid 10 km/uur is, hou je die en verlaat je uiteindelijk de Aarde met 10 km/uur.

[Anoniem: 146396]

ja, ik heb hem ondertussen al gekregen.
En smaken dat'ie deed

[ Voor 12% gewijzigd door Anoniem: 146396 op 22-08-2005 19:08 ]

[Rey Nemaattori]

Dido schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 20:39:
De werking van een raketmotor berust niet volledig op de wet van behoud van impuls, en ik zie niet hoe je met kernfusie een raketmotor zou aandrijven. (In principe zou het dan nu al kunnen met kernsplijting).

Misschine het idee van ionene aandrijving? Daar worden met behulp van zonnelicht ionen naar achteren geschoten door een electrisch veld. Beetje het zelfde idee als in een CRT, maar dan groter harder en langer

Dido schreef op donderdag 18 augustus 2005 @ 20:39:
Het probleem is gesteld uitgaande van huidige aandrijfsystemen, en dus een raketaandrijving. Een aandrijving die gebaseerd is op een systeem dat veel minder geewicht aan brandstof vergt verschuift mijn berekening aanzienlijk, maar een feit blijft dat er een minimum snelheid is om weg te komen, als je eronder blijft heb je meer brandstof nodig dan je mee kunt nemen om die extra brandstof te vervoeren. (Al kigt die minimumsnelheid misschien wel heel erg laag als je kernfusie op de een of andere manier direct in verticale beweging om kunt zetten.

Met kernfissie zou je misschien moeten overwegen om een gecontroleerde kernexplosie te maken die je de lucht in knalt. Net zoiets als een atoombom, maar dan kleiner. Tenslotte zijn huidige system ook niets meer dan een gecontroleerde explosie, dus zou het ook met kernenergie kunnen.

Met kernfusie zou eenzelfde idee kunnen doen: Waterstofplasma onder druk(let wel heel veel druk) en hele hoge temperatuur laten fuseren terwijl je een kleine opening laat in het magnetischveld waardoor het steeds heter wordende plasma naarbuiten kan stromen etc etc.

Wat ik me dan affvraag is of je je lading / bemanning niet compleet aan barrels bombardeert met met
losse neutronen en radioactivestraling, waar de meeste boordcomputers etc niet zo blij van worden....

ATS schreef op vrijdag 19 augustus 2005 @ 21:08:
OK. Even uitgaande van een lichte kernfusiereactor, zie ik verschillende opties:

1) in de start zou je alvast gebruik kunnen maken van een soort van railgun of andere E/M constructie; en daar heb je je eigen powersupply nog niet voor nodig (immers: als jij een kleine reactor aan boord kan hebben, dan kan electriciteit geen enkel probleem zijn op de grond).
2) in de atmosfeer zou je een soort van electisch aangedreven straal of scramjet motor kunnen gebruiken. In plaats van brandstof gebruik je, pak hem beet, lasers, microgolven of wat voor andere manier om de lucht te verhitten (direct de luchtstroom door je reactor heen?)
3) Er zijn manieren om E/M velden te gebruiken om gassen in beweging te krijgen; misschien kan je daar nog wat mee
4) Buiten de atmosfeer kan je misschien wel iets met ionen denk ik, al levert dat niet veel voortstuwing
5) fusie bommetjes afgooien achter je

In de atmosfeer zou ik gewoon booster scramjets gebruiken(mits je minstens halvewege mach 1 bent met je raildevice), die kun je namelijk gewoon afstoten en scramjets electrisch maken is vragen om enorm veel rendements verlies.

Vergeet niet dat een scramjet booster maar half zo groot hoeft te zijn als de huidige om even veel kracht te kunnen leveren: De helft van de brandstof zit al in de lucht waar ie door heen vliegt Dat betekend dus dat je veel krachtigere boosters kan maken(even groot als nu, die veel meer per seconden kunnen verbranden etc) waardoor je snelelr accelereert.

Eenmaal buiten de atmosfeer(les boven de 50-60km oid) moet je overgaan op conventionele raketbrandstoffen daar je nogsteeds luchtweerstand hebt en ionen aandrijving zich niet zo gek lekker voelt in zo'n omgeving. Het hoeft niet lang te zijn natuurlijk, bovendien kun je met de hitte van de raketten alvast de kernfusiebrandstof voorverwarmen

Eenmaal buiten(lees geostationaire hoogte oid), liefst buiten de van allen gordels zodat je ionen niet je equipment op lagere hoogtens perforeren kun je overgaan op ionen aandrijving. In het begin kun je een hele hoop energie uit zonnepanelen halen maar als je verder van de zon afkomt zul je toch over moeten op je fusie.

Fusiebommen gooien lijkt me een slecht idee tenzij je aliens tegenkomt die op je schieten

MSalters schreef op vrijdag 19 augustus 2005 @ 22:16:
Een kernfusiebron kan wel een ionenmotor aandrijven. Het grootste probleem met de huidige ionenmotoren is dat de ionen niet snel genoeg gaan. Als je zoveel energie in een ion pompt dat het de lichtsnelheid gaat benaderen, dan neemt de schijbare massa toe. (Lorentz factor) en daarmee de impuls per massaeenhied. Dat betekent dat je (veel) meer impuls uit een kilo reactiemassa kunt halen.

De reden dat ionen motoren niet zo gek sterk zijn lijtk me eerder door een tekort aan energie: er zijn geen vaartuigen met een kernreactor aan boord op gestegen met ionen aandrijving. De huidige galileo had een ionenen aandrijven, en die heeft het ook goed gedaan, maar moest zijn energie putten uit zijn zonnepanelen waardoor je gewoon beperkt bent in je vermogen. Eenmaal een kernreactor aanboord kun je je electische velden bijna oneindig opvoeren(wat je reactor produceert is je limiet, een beetje fissie reactor prodeceert flink wat megawatts )

Overigens ga ik uit van fissie, da's wat realistischer dan een tokamak van 4-6 meter doorsnede in een baan om de aarde te brengen.....

[Dido]

Rey Nemaattori schreef op maandag 22 augustus 2005 @ 21:05:
De reden dat ionen motoren niet zo gek sterk zijn lijtk me eerder door een tekort aan energie: er zijn geen vaartuigen met een kernreactor aan boord op gestegen met ionen aandrijving. De huidige galileo had een ionenen aandrijven, en die heeft het ook goed gedaan, maar moest zijn energie putten uit zijn zonnepanelen waardoor je gewoon beperkt bent in je vermogen. Eenmaal een kernreactor aanboord kun je je electische velden bijna oneindig opvoeren(wat je reactor produceert is je limiet, een beetje fissie reactor prodeceert flink wat megawatts )

Overigens ga ik uit van fissie, da's wat realistischer dan een tokamak van 4-6 meter doorsnede in een baan om de aarde te brengen.....

Ik kan me vergissen (en dat zal ik ook best wel doen), maar ik dacht dat de truck met fissie nog steeds gebaseerd was op de stoommachine... je produceert warmte, daarmee verhit je water tot stoom, en dat pers je door turbines. Die turbines drijven dynamo's aan, en dan pas heb je electrische energie.

Dat allemaal inbouwen in iets kleiners dan 4-6 meter lijkt me knap. (In onderzeeers wordt het gebruikt, maar die hoeven niet de lucht in gestuurd te worden.)

[Anoniem: 146396]

ze zouden beter een fusiekreactor in verschillende delen naar boven brengen en die achteraf monteren.
Maar dan vraag je je af of dit wel de moeite is?

[Toiletman]

Anoniem: 958 schreef op maandag 22 augustus 2005 @ 16:06:
[...]

Gefeliciteerd, volgens mij heb jij gewonnen. Een raket kan met elke snelheid (< c) de aarde verlaten. Met 10 km/uur kan dus ook, zolang je maar op elk moment een kracht ondervindt die de zwaartekracht, wrijving en evt. andere krachten precies opheft, zul je met een constante snelheid bewegen. Als de beginsnelheid 10 km/uur is, hou je die en verlaat je uiteindelijk de Aarde met 10 km/uur.

Wederom wordt het juiste antwoord maar eens herhaald. Je moet in termen van energie denken... ik zou vooral Dido willen vragen op te passen met de stelligheid waarmee je (onjuiste) beweringen doet... je bent nog een modje ook, dus mensen zullen sneller dingen van je overnemen...

Het gaat in deze vraag in essentie om energie, dus zo snel mogelijk kappen met dat gezeur over snelheden, dat heeft er allemaal niets mee te maken. De aarde wekt een zwaartekrachtveld op, wat zich in theorie oneindig uitstrekt... voor praktische doeleinden is dat veld al snel te verwaarlozen, maar theoretisch zou je nog steeds uit kunnen rekenen met wat voor kracht de aarde aan een speldenknopje aan de andere kant van het universum trekt.
Om een massa door dit veld te bewegen heb je een bepaalde hoeveelheid energie nodig, je wint immers aan potentiële energie, mits je van de aarde af beweegt natuurlijk. De tweede (geloof ik) hoofdwet van de thermodynamica leert ons dat energie niet verloren kan gaan of uit het niets kan ontstaan, dus deze energie zal ergens vandaan moeten komen.
De gebruikelijke manier waarmee wij objecten van onze aarde afhelpen is door chemische energie om te zetten in kinetische energie. Als jij dus zorgt dat je meer chemische energie bij je hebt dan de potentiële energie die je gaat winnen door te bewegen door het zwaartekrachtveld van de aarde dan gaat dat altijd goed... bij welke snelheid dan ook. Natuurlijk speelt er ook nog een vervelende energie-dissiperende kracht een rol... de wrijving van de atmosfeer, maar ook hier geldt: als je maar meer energie meeneemt dan je dissipeert gaat dat goed.
En ja, bijna al onze voortdrijvingsmechanismen zijn gebaseerd op de wet van impulsbehoud... als je een heleboel olifanten langzaam uit je raket duwt, of wat minder pingpongballets met de helft van de lichtsnelheid wegschiet, je zal er zelf impuls (en dus snelheid) aan winnen. Een alternatief is het opwekken van een krachtveld buiten je ruimtevaartuig, maar hoe dat zou moeten weet niemand... tenminste, zonder een space-elevator aan te leggen.
Het klopt trouwens wel dat de meeste manieren om elektriciteit op te wekken nog altijd zijn gebaseerd op een stoomcyclus om de warmte die vrijkomt bij chemische of nucleaire om te zetten in kinetische energie die kan worden gebruikt om generatoren aan te drijven. Uitzonderingen hierop zijn zonne- en wind-energie. En natuurlijk is het knap om zoiets in te bouwen in 4-6 meter... maar 30 jaar geleden waren computers ook een tikkie groter dan nu....
Een leuke manier om units de ruimte in te schieten is trouwens met een enorme gauss rifle... op aarde geef je het object dan al alle kinetische energie die het nodig heeft om in een baan te geraken door hem te versnellen in een enorm magnetisch veld.

[Rey Nemaattori]

Dido schreef op maandag 22 augustus 2005 @ 21:34:
[...]

Ik kan me vergissen (en dat zal ik ook best wel doen), maar ik dacht dat de truck met fissie nog steeds gebaseerd was op de stoommachine... je produceert warmte, daarmee verhit je water tot stoom, en dat pers je door turbines. Die turbines drijven dynamo's aan, en dan pas heb je electrische energie.

Dat allemaal inbouwen in iets kleiners dan 4-6 meter lijkt me knap. (In onderzeeers wordt het gebruikt, maar die hoeven niet de lucht in gestuurd te worden.)

Laadruim van de shuttle is meer dan genoeg voor een kleine fissie reactor met turbinesysteem etc. Je hebt het niet over een 600+MW kerncentrale... maar een klein gebeuren, voldoende om het schip aan te sturen... enkele megawatts lijkt me meer dan voldoende..

Het enige waar je echt druk over hoeft te maken is de koeling van het geheel...

De voyagers beschikten al over een fissie syteem om hun apparatuur aan de praat te houden....

[blobber]

Rey Nemaattori schreef op zondag 28 augustus 2005 @ 11:42:
[...]
De voyagers beschikten al over een fissie syteem om hun apparatuur aan de praat te houden....

De Voyagers beschikken niet over een nuclear fission systeem, maar over thermokoppels, aangedreven door warmte die door radioactief verval wordt opgewekt, zie Hier voor meer info .

Daar is tijdens de lancering nog heel wat over te doen geweest door zowel de Russen als de milieugroeperingen omdat er een behoorlijke hoeveelheid plutonium omhoog ging.

[ Voor 26% gewijzigd door blobber op 28-08-2005 12:31 ]

[MSalters]

De Russen? Die hebben een complete werkende reactor omhoog geschoten, die gingen echt niet over een thermonucleair systeem zeuren.

De truc met fissie (trucks met fissie zijn echt SF, en met de gemiddelde vrachtwagenchauffeur lijkt dat me ook geen goed idee ) is nu nog een stoomreactor ja. Je reactieproducten (die de energie wegdragen) zijn neutronen. Die kun je lastig sturen. Dat is op zich het probleem niet. Die warmte kun je wel kwijt (ruimte is 3K of zo). Hoe zet je die energie om in snelheid? Je hebt genoe energie, maar je hebt impuls nodig. De meevaller is dat je kilo's radioactief materiaal hebt die je toch zover mogelijk weg wil hebben. Met al die energie is dat makkelijk geregeld.

[Anoniem: 146396]

als je radio-actief afval gebruikt als afstoting voor je raket dan komt die gegarandeerd op de aarde terecht. Wat je wel zou kunnen is ter plaatse ("on-the-fly" ) je water opsplitsen in rakentbrandstof. Dit zorgt natuurlijk voor een enorm slecht rendement door het gewicht van de reactor, maar wel voor meer veiligheid aangezien je pas op het allerlaatste moment je 2*H2 en O2 maakt. Tenzij het kleine beetje plutonium op zich nog gevaarlijker is? (is kleiner dus kan waarschijnlijk ook "praktisch" onverwoestbaar gemaakt worden)

Dan nog een fusie fusie-reactor kunnen inbouwen in je auto en we kunnen het milieu terug op peil brengen

[Rey Nemaattori]

blobber schreef op zondag 28 augustus 2005 @ 12:27:
[...]

De Voyagers beschikken niet over een nuclear fission systeem, maar over thermokoppels, aangedreven door warmte die door radioactief verval wordt opgewekt, zie Hier voor meer info .

Daar is tijdens de lancering nog heel wat over te doen geweest door zowel de Russen als de milieugroeperingen omdat er een behoorlijke hoeveelheid plutonium omhoog ging.

Radioactiefafval splijt toch ook? Of je d'r een complete reactor ombouwt, of niet, het blijft een fissiebron. Alleen minder geavanceerd

MSalters schreef op zondag 28 augustus 2005 @ 23:53:
Die warmte kun je wel kwijt (ruimte is 3K of zo). Hoe zet je die energie om in snelheid? Je hebt genoe energie, maar je hebt impuls nodig. De meevaller is dat je kilo's radioactief materiaal hebt die je toch zover mogelijk weg wil hebben. Met al die energie is dat makkelijk geregeld.

De ruimte is 3k, maar je hebt niets om die warmte aan af te geven, behalve door straling, en da's niet zo bijster efficient.

[Anoniem: 9942]

Radioactiefafval splijt toch ook? Of je d'r een complete reactor ombouwt, of niet, het blijft een fissiebron. Alleen minder geavanceerd

Over het algemeen zal men geen isotoop gebruiken die vervalt door kernsplitsing, maar zal men een alfa- of betastraler nemen. Van splitsing word je namelijk niet blij ivm de hoeveelheid shielding die je moet toepassen om de vrijkomende neutronen en gammastraling op te vangen.

[Anoniem: 144879]

Een vraagje: waarom test je het niet gewoon?

[Rey Nemaattori]

Anoniem: 9942 schreef op maandag 29 augustus 2005 @ 13:17:
[...]


Over het algemeen zal men geen isotoop gebruiken die vervalt door kernsplitsing, maar zal men een alfa- of betastraler nemen. Van splitsing word je namelijk niet blij ivm de hoeveelheid shielding die je moet toepassen om de vrijkomende neutronen en gammastraling op te vangen.

Dat lijkt me ook makkelijker dan een paar meter dikke betonnen wand

Anoniem: 144879 schreef op woensdag 31 augustus 2005 @ 12:10:
Een vraagje: waarom test je het niet gewoon?

[Anoniem: 24670]

erg interessant, aangezien ik zelf ook bezig ben met dit project.
Ik zit mezelf alleen af te vragen, stel je zit op een hoogte van 200km, en je zet je complete motor uit, val je dan kei hard naar beneden?
Of is das pas onder de 100km of boven de 500km?

ik las in andere topic dat waar je ook bent, en je motor loslaat dat je keihard naar beneden valt.
De satellieten die momenteel om de aarde zweven, staat daar ook de motor van aan?

[Anoniem: 26306]

Anoniem: 24670 schreef op zondag 28 mei 2006 @ 21:33:
erg interessant, aangezien ik zelf ook bezig ben met dit project.
Ik zit mezelf alleen af te vragen, stel je zit op een hoogte van 200km, en je zet je complete motor uit, val je dan kei hard naar beneden?
Of is das pas onder de 100km of boven de 500km?

ik las in andere topic dat waar je ook bent, en je motor loslaat dat je keihard naar beneden valt.
De satellieten die momenteel om de aarde zweven, staat daar ook de motor van aan?

In principe vallen satellieten niet naar beneden.
In praktijk is het echter zo dat de meeste satellieten heeeel langzaam wat naar beneden zakken. Soms vindt er een correctie plaats door een zetje te geven met de raketmotor, en als er bijvoorbeeld met een spaceshuttle onderhoud plaatsvindt, gebeurt het weleens dat de shuttle de satelliet in een iets hogere baan brengt.
Maar satellieten vallen niet naar beneden, en dat komt door hun snelheid. Die is precies zo dat de satelliet in een stabiele baan rond de aarde is. Doordat de satelliet in het (bijna) luchtledige zweeft, is er (bijna) geen wrijving, en verliest hij dus niets van zijn snelheid of hoogte.

Of je op 200km als een baksteen naar beneden valt is afhankelijk van je hoek- of boogsnelheid.

Het liefst wil je natuurlijk zo weinig mogelijk brandstof gebruiken, en dat betekent dat je een minimum aan weerstand wilt. Je brengt een satelliet dus zo hoog dat deze op eigen kracht kan blijven werken zolang dat gepland is. Dus als je iets 10 jaar in de ruimte wilt hebben, moeten de wetenschappers bepalen hoe hard en hoe hoog het ding dan moet worden afgeschoten.

[Maasluip]

Anoniem: 24670 schreef op zondag 28 mei 2006 @ 21:33:
erg interessant, aangezien ik zelf ook bezig ben met dit project.
Ik zit mezelf alleen af te vragen, stel je zit op een hoogte van 200km, en je zet je complete motor uit, val je dan kei hard naar beneden?
Of is das pas onder de 100km of boven de 500km?

ik las in andere topic dat waar je ook bent, en je motor loslaat dat je keihard naar beneden valt.
De satellieten die momenteel om de aarde zweven, staat daar ook de motor van aan?

Lees even wat na over ruimtebanen, zwaartekracht en voorwaartse snelheid, want uit je post blijkt dat je daar nog nooit van gehoord hebt

Simpel gezegd: een satelliet (die in een baan rond de aarde draait) valt altijd net de aarde voorbij.

Elk object is onderhevig aan zwaartekracht. Om in een baan rond de aarde te blijven moet je je voorwaartse snelheid aanpassen zodat de daling die je ondervindt door de aantrekkingskracht wordt "opgeheven" door de voorwaartse snelheid die je maakt (vandaar "de aarde voorbij vallen")
Hoe dichter je bij de aarde bent, hoe hoger je voorwaartse snelheid moet zijn. Daarom draait de Space Shuttle een paar keer per dag om de aarde, hangt een geostationaire satelliet stil boven een punt en draait de maan in 29 dagen om de aarde.

Interessante dingen om te lezen bij Wikipedia:
Orbit
Baan (hemellichaam)
Wetten van Kepler

Omdat in de ruimte niets is (het is een vacuum, of bijna iig) word je ook niet afgeremd. In principe behoud je dus de snelheid die je hebt zolang je niet wordt aangetrokken door een zwaartekrachtsveld (dat niet haaks op je voortbewegingsrichting staat).
Satellieten hebben dus niet constant een motor aan, maar als je in een lage baan om de aarde bent zul je wrijving ondervinden en zal je baan vervallen (lees: je valt terug naar de aarde). Dat is bijvoorbeeld met Mir gebeurd in 2001. Als je dan niet regelmatig eens de motor aan zet is dat je lot.

[ Voor 3% gewijzigd door Maasluip op 29-05-2006 08:09 ]

[Opi]

Deze kick voegt weinig toe aan een discussie die al bijna een jaar geleden gestopt is. Ik sluit dit topic. De topickicker raad ik aan de links van de poster onder mij even te bekijken.