Lässt sich mit einem Sonnensegel ein anderes Sternensystem ansteuern?

Hallo Zusammen,

ich habe vorhin folgenden Onlineartikel gelesen:
https://www.spektrum.de/news/leicht-leichter-raumschiff/1781181?utm_source=pocket-newtab-global-de-DE

Es geht darin um die Theorie eine kugelförmige ultraleichte Sonde durch den Strahlungsdruck der Sonne antreiben zu lassen, damit es diese innerhalb der nächsten 200 Jahre bis nach Proxima Centauri schafft. Das wäre dann quasi eine Art Sonnensegel.
Dass das ganze noch keine ausgereifte Theorie ist dürfte klar sein, einige Probleme werden auch im Artikel angesprochen.

Mir stellt sich jedoch die Frage nach der prinzipiellen Funktionalität dieses Antriebes. Irgendwann dürfte ja der Punkt erreicht sein an dem zumindest der Strahlungsdruck von Alpha Centauri A stärker als der unserer Sonne ist (Meiner Meinung nach nimmt der Strahlungsdruck mit der Entfernung quadratisch ab). Gleiches gilt natürlich auch für den Strahlungsdruck von Proxima Centauri (auch wenn der als Roter Zwerg deutlich schwächer strahlen dürfte). Spätestens in diesem Moment , wird die Sonde doch abgebremst und bewegt sich irgendwann wieder in unsere Richtung bis sie sich eingependelt hat. Wie soll es da überhaupt möglich sein auf diese Art in ein anderes Sternensystem zu fliegen?
Oder mache ich da einen Denkfehler?

@Bettman

Bettman schrieb:Oder mache ich da einen Denkfehler?

Ich denke du machst da einen Denkfehler.... ähm du hast da einen Denkfehler. So ist es richtig formuliert :D
Mit einem Sonnensegel kannst du nur soweit reisen, wie dich der Sonnenwind trägt.
Je weiter du dich vom Sonnensystem und somit von der Sonne entfernst, umso schwächer wird der Sonnenwind. Bis er irgendwann dich gar nicht mehr erreicht.
Du würdest also höchstens mit der Geschwindigkeit weiterreisen die du sonst mit Segel hättest.

Bettman schrieb:Mir stellt sich jedoch die Frage nach der prinzipiellen Funktionalität dieses Antriebes. Irgendwann dürfte ja der Punkt erreicht sein an dem zumindest der Strahlungsdruck von Alpha Centauri A stärker als der unserer Sonne ist

Und dann bremst es. Oder die segelstellung word verändert.

Grundsätzlich ging es da aber auch darum das Segel mit lasern zu beschleunigen.

Bettman schrieb:bewegt sich irgendwann wieder in unsere Richtung bis sie sich eingependelt hat. Wie soll es da überhaupt möglich sein auf diese Art in ein anderes Sternensystem zu fliegen?

Unwahrscheinlich.
Denn die beschleung von hier wird über kreisbahnen erfolgen...

Dann wirken noch andere Kräfte. Also müsste im Ziel genau das delta v aufgehoben werden

Niederbayern88 schrieb:wie dich der Sonnenwind trägt.
Je weiter du dich vom Sonnensystem und somit von der Sonne entfernst, umso schwächer wird der Sonnenwind. Bis er irgendwann dich gar nicht mehr erreicht.

Es geht Immer nur um Geschwindigkeitsanderung

Das Segel erfährt zwar keine Beschleunigung mehr aber es hält ja nicht an.

Niederbayern88 schrieb:Du würdest also höchstens mit der Geschwindigkeit weiterreisen die du sonst mit Segel hättest

Genau, deswegen ist der Begriff Reichweite etwas irreführend.


http://www.projectrho.com/public_html/rocket/slowerlight2.php#id--Go_Slow--Laser_Sail--Laser-Pushed_Lightsail


Eine interessante Seite für das Thema Raumfahrt generell

https://www.bernd-leitenberger.de/sonnensegel.shtml

@Fedaykin
Ich habe mal was auf Youtube gesehen im Bezug auf die Voyager Sonden.
Rein theoretisch erreichen sie das nächste Sternensystem weil ja nichts sie abbremst.
Wie ein ausgebreitetes Sonnensegel eventuell doch abbremensend wirkt, weiß ich leider nicht, weil ich der Auffassung bin, nur große Objekte mit einer Gravitation können was abbremsen

Niederbayern88 schrieb:Wie ein ausgebreitetes Sonnensegel eventuell doch abbremensend wirkt, weiß ich leider nicht, weil ich der Auffassung bin, nur große Objekte mit einer Gravitation können was abbremsen

Nun natürlich bremst es ab. Aber das variert ja.

Ganz einfach könnte natürlich zum zielstern die nicht reflektierte Seite ausgerichtet sein usw

@Fedaykin
Ein wenig stellt sich ja auch die Frage, ob sich so ein Sonnensegel einklappen lässt. Oder wie eben bei der Schifffahrt, das es sich einholen lässt. Weil dann könnte man ja den Schwung benutzen, denke ich mal.

Niederbayern88 schrieb:Ein wenig stellt sich ja auch die Frage, ob sich so ein Sonnensegel einklappen lässt

Es muss ja auch entfaltet werden.

Niederbayern88 schrieb:Weil dann könnte man ja den Schwung benutzen, denke ich mal

Theoretisch sicher.

Raw video: LightSail solar sail deployment test

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@Fedaykin
@Niederbayern88
Also eure Antworten finde ich schon etwas verwirrend. Habt ihr denn den verlinkten Artikel gelesen?
Es geht nicht um die Beschleunigung mittels eines gebündelten Strahls von der Erde. Es geht um die Beschleunigung eines kugelförmigen Gebildes im Weltraum mithilfe des Strahlungsdrucks der Sonne.

@Bettman

Niederbayern88 schrieb:Je weiter du dich vom Sonnensystem und somit von der Sonne entfernst, umso schwächer wird der Sonnenwind. Bis er irgendwann dich gar nicht mehr erreicht.

Hast du auch das gelesen?
Da ist es egal in welcher Form dein Sonnensegel ist.

Bettman schrieb:gebündelten Strahls von der Erde. Es geht um die Beschleunigung eines kugelförmigen Gebildes im Weltraum mithilfe des Strahlungsdrucks der Sonne.

Ist das selbe System.

Allerdings nur mit Sonne wäre es blöd bzgl der erreichbaren Geschwindigkeiten, dachte es geht um diese starshot Geschichte


Ach so, das ist noch ne Spur experimenteller

Eine Kugel aus dem Sonnensegel Stoff, quasi ohne Nutzlast.

Aber ja es gelten für die Kugel die gleichen Regeln.

Um zu sagen, ja der Strahlungsdruck von AC. Wird wie bremsen.

Der dürfte aber schwächer sein als der unsere Sonne, so daß sie vermutlich nicht gebremst wird

@Bettman

Nehmen wir theoretisch mal an, AC wäre unserer Sonne exakt gleich und sonst wären keine störenden Faktoren zu beachten, dann würde so ein Raumschiff, wenn es näherungsweise bei unserer Sonne startet beschleunigen, bis zur Hälfte des Weges. Es würde also immer schneller werden, allerdings immer "langsamer schneller" bis es in der Mitte des Weges wirklich gar nicht mehr schneller wird, sondern abbremst. Bei AC müßte es dann exakt zum Stillstand kommen, was real natürlich nicht geht, weil es ja auch nicht unmittelbar bei unserer Sonne starten kann. Aber näherungsweise kann man das wohl vernachlässigen.

Fedaykin schrieb:Ist das selbe System.

Genau das ist es nicht. Das Segel kann ich in dem Moment, in dem der Strahlungsdruck von vorn stärker als der von hinten ist, zusammenklappen.

@Tripane
Du hast natürlich Recht. Die Sonde kommt erst zum stehen wenn p_St dt von hinten auch dem Wert von vorn entspricht. Bei zwei Sternen mit gleicher Strahlungsintensität ist das im Idealfall (keine Außeneinflüsse) genau die Entfernung vor dem Stern, bei der die Sonde bei dem anderen gestartet ist.
Da die Strahlungsintensität von Proxima Centauri deutlich unter der unserer Sonne liegt, wird die Sonde dem Stern also sehr sehr nah kommen oder verglühen.
Eigentlich ganz logisch. Ich hätte mich nur fragen müssen wann die Sonde zum stehen kommt und zurückfliegt. Aber Das ist wie mit Achilles und der Schildkröte. Wenn man einmal den falschen Denkansatz gewählt hat kommt man schwer auf des Rätsels Lösung :D
Vielen Dank für deine Hilfe :) Das Rätsel ist gelöst und ich kann in Frieden schlafen :D

@Bettman

Freut mich, wenn ich was Nützliches beitragen konnte. :-)

Als absoluter Idiot auf diesem gebiet aber mal eine Frage.
Eine Kugel hat ja von jedem Blickwinkel die selbe Oberfläche zum "segeln" , also wird die irgendwann Gegendruck haben,
aber ein Segelschiff kann vor dem Wind kreuzen. Es fährt mit schräg gestellten Segeln einen Zickzack kurs und fährt damit effektiv gesehen gegen den Wind.
Ginge das mit Sonnensegeln auch ? dann wäre es ein Vorteil gegenüber einer Kugel

itfc schrieb:Ginge das mit Sonnensegeln auch ?

Ich kann es mir nicht vorstellen. Beim klassischen Seegelschiff liegt der Rumpf im Wasser und gibt durch seine Ausrichtung die Fahrtrichtung vor. Das Segel nutzt dann den Teil der Windkomponente der in Fahrtrichtung bläst (quasi wie wenn man einen Vektor zerlegt). Im Weltraum ist das aufgrund des fehlenden Widerstandes nicht möglich. Die Ausrichtung eines Rumpfes ist (insofern dieser überhaupt vorhanden ist) für die Flugrichtung völlig egal.

Bettman schrieb:Beim klassischen Seegelschiff liegt der Rumpf im Wasser und gibt durch seine Ausrichtung die Fahrtrichtung vor. Das Segel nutzt dann den Teil der Windkomponente der in Fahrtrichtung

Nur das der widerstand vom Wasser fehlt.
Im Prinzip dachte ich ( und weis es nicht) ob die Sonnenwindteilchen sozusagen abrallen und einen Drift diagonal erzeugen oder einfach eine Kleinere Fläche ( durch das querstellen des Sonnensegels) einfach wie ein gegenwind zurückdrücken?

Bettman schrieb:Genau das ist es nicht. Das Segel kann ich in dem Moment, in dem der Strahlungsdruck von vorn stärker als der von hinten ist, zusammenklappen.

Kann es muss es nicht..

Ist aber auch nur eine Variante des Systems.. Da es nicht reflektiert hat es sogar nur den halben Impuls

itfc schrieb:Ginge das mit Sonnensegeln auch ? dann wäre es ein Vorteil gegenüber einer Kugel

Ja I. Gewisser Weise... Aber dafür muss man das Segel steuern können

itfc schrieb:Ginge das mit Sonnensegeln auch ? dann wäre es ein Vorteil gegenüber einer Kugel

Das schließe ich aus, weil das Segelschiff einen Kiel hat und auch braucht. Hätte es den nicht, könnte es nicht gegen den Wind kreuzen und würde einfach in Windrichtung "geblasen" werden. Also kurz gesagt: Das Segel alleine reicht dafür nicht. Es braucht Segel und Kiel.

Bin da keine Fachfrau, aber soweit ich weiß, mußten die Kulturen in grauer Vorzeit, die bereits Boote bauten, denen aber die "höhere Technik" des Segelns noch fremd war, ihre Boote teilweise an Land zurückziehen (oder zerlegen und tragen) zum Ausgangspunkt, weil sie nicht eggen den Wind kreuzen konnten.

Von einem ähnlichen Projekt ist hier zu lesen: https://www.scinexx.de/dossierartikel/per-lichtsegel-zu-alpha-centauri/