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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

129 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Elektronentriebwerk, Ionentriebwerk ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

08.06.2021 um 01:54
Aber rein Hypothetisch waers schon interessant, das zuende zu schwurbeln- ob das Raumschiff zerbroeselt wie ein osteoporotischer Knochen oder vergast wie ein Vampir im Sonnenlicht! Man muss die Elektronen nur erstmal stark genug beschleunigt kriegen, das sie wirklich vom Objekt weg kommen und kein Vortex entsteht der sie wieder zurueckfuehrt.

:mlp:

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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

08.06.2021 um 02:02
@Syndrom: Die Anziehungskraft zwischen dem positiv geladenen Raumschiff und den emittierten Elektronen würde nach kurzer Zeit so brutal, dass es nicht mehr praktikabel möglich wäre, weitere Elektronen vom Raumschiff weg zu bewegen.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

08.06.2021 um 02:05
@uatu

Danke, sowas vermutete ich schon.

:mlp:


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 00:16
Kleines Gedankenexperiment, um die Kräfte zwischen den Ladungen in "gewöhnlicher" Materie zu erläutern: Nehmen wir an, es wäre möglich, die Protonen und die Elektronen eines einzelnen Wassertropfens vollständig voneinander zu trennen (die Neutronen legen wir beiseite, die werden nicht gebraucht), und dass es auf irgendeine Weise möglich wäre, die beiden resultierenden Gebilde zu stabilisieren, ohne sie elektrisch zu neutralisieren. Die Masse des Wassertropfens sei dabei auf 50 mg festgelegt (siehe hier).

Mit welcher Kraft würden sich die Protonen und die Elektronen eines einzelnen Wassertropfens bei einer Entfernung von 1000 Metern anziehen?

Da vermutlich nicht alle Leser mit der Angabe von Kräften in Newton vertraut sind, ist ausdrücklich auch die Angabe eines Gewichtsäquivalents (im Sinne von: die Kraft entspricht dem Gewicht von ...) zulässig.

Schätzungen sind ausdrücklich willkommen. Diejenigen, die genau wissen, wie man das Ergebnis berechnet, bitte ich vorerst um Zurückhaltung, bis zumindest ein paar Schätzungen eingegangen sind.

Es dürfte klar sein, dass ich die Frage nicht stellen würde, wenn das Ergebnis nicht ... bemerkenswert wäre. ;)


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 01:21
Zitat von uatuuatu schrieb:Kleines Gedankenexperiment, um die Kräfte zwischen den Ladungen in "gewöhnlicher" Materie zu erläutern: Nehmen wir an, es wäre möglich, die Protonen und die Elektronen eines einzelnen Wassertropfens vollständig voneinander zu trennen (die Neutronen legen wir beiseite, die werden nicht gebraucht), und dass es auf irgendeine Weise möglich wäre, die beiden resultierenden Gebilde zu stabilisieren, ohne sie elektrisch zu neutralisieren. Die Masse des Wassertropfens sei dabei auf 50 mg festgelegt (siehe hier).

Mit welcher Kraft würden sich die Protonen und die Elektronen eines einzelnen Wassertropfens bei einer Entfernung von 1000 Metern anziehen?

Da vermutlich nicht alle Leser mit der Angabe von Kräften in Newton vertraut sind, ist ausdrücklich auch die Angabe eines Gewichtsäquivalents (im Sinne von: die Kraft entspricht dem Gewicht von ...) zulässig.

Schätzungen sind ausdrücklich willkommen. Diejenigen, die genau wissen, wie man das Ergebnis berechnet, bitte ich vorerst um Zurückhaltung, bis zumindest ein paar Schätzungen eingegangen sind.

Es dürfte klar sein, dass ich die Frage nicht stellen würde, wenn das Ergebnis nicht ... bemerkenswert wäre. ;)
Die Energie, die man dafür benötigt, ist auch interessant...


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 10:15
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb am 14.05.2021:Sogar in Star Trek verwendet man den Begriff Impulstriebwerk, da das Prinzip auf der Impulserhaltung basiert. "Ionenantrieb" ist eher irreführend, zumal eh kaum jemand weiß, was Ionen sind ... okay, mit Impuls können diejenigen dann auch nicht viel anfange
Impulstriebwerk sagt irgendwie nur aus das es auf klassischen ruckstoss basiert.

Es heißt Ionentriebwerk weil man gasv ionisiert und beschleunigt.. Aber eigentlich ist der überbegriff elektrische Triebwerke.


Der Begriff ion sollte eigentlich mal im Unterricht der Mittelstufe gefallen sein.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 10:38
@PLUTO123

Bin neu hier auf allmy, mich würde interessieren ob Physiker hier unter den Diskutanten sind oder seid ihr alle Laien?


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 11:17
Zitat von FedaykinFedaykin schrieb:Es heißt Ionentriebwerk weil man gasv ionisiert und beschleunigt.. Aber eigentlich ist der überbegriff elektrische Triebwerke.
Das man es "Ionentriebwerk" nennt, ist mir klar. Ich halte diesen Begriff dennoch für irreführend, da er nichts über das eigentliche Antriebsprinzip aussagt.

Das Prinzip beruht nun mal auf der Impulserhaltung, d.h. beschleunige ich aus einem geschlossenen System heraus eine Masse, wird auf den Rest des Systems ein vom Betrag her gleich großer Impuls übertragen, nur in umgekehrter Richtung (Gesamtimpuls Null).

Dieses Prinzip ist im Grunde jedem bekannt, also warum zum Geier benennt man einen solchen Antrieb nicht nach dem Prinzip, auf dem er beruht?
Zitat von FedaykinFedaykin schrieb:Aber eigentlich ist der überbegriff elektrische Triebwerke.
Der Begriff "Elektrischer Antrieb" beschreibt auch nur einen Teil des Ganzen, da man elektrische Energie zur Beschleunigung der Ionen nutzt. Man nennt es ja auch nicht Katoden-Antrieb, auch wenn man eine Katode zur Ionisierung benutzt, oder Neutralisationsantrieb, da die Ionen quasi direkt nach der Ionisation wieder neutralisiert werden, etc...

Meiner Meinung nach sollte der Überbegriff "Impulsantrieb" für alle Antriebe gelten, die auf dem Prinzip beruhen, dass man Massen in eine Richtung beschleunigt, um den Rückstoß in die entgegen gesetzte Richtung als Antrieb zu nutzen. Um was für Massen es sich dabei handelt, oder auf welche Weise sie beschleunigt werden, ist dabei vollkommen Banane.

Ob ich nun aus der Ladeluke eines Raumschiffs ein Klavier werfe, einen Rauhaardackel oder ausgebrannte Warpspulen, spielt keine Rolle. Alles erzeugt einen nutzbaren Rückstoß und stellt damit ein Impulsantrieb dar ... "Klavierantrieb" klingt zudem nicht so toll :)

Ist aber nur meine persönliche Meinung...
Zitat von stone1.2stone1.2 schrieb:ob Physiker hier unter den Diskutanten sind oder seid ihr alle Laien?
Ich denke, es sind überwiegend Laien, vereinzelt wird man auch auf Fachleute treffen, ist aber eher selten.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 11:29
Zitat von uatuuatu schrieb:Schätzungen sind ausdrücklich willkommen.
Ich denke eine "Schätzung" ist in diesem Fall ungleich schwerer als es zu berechnen. Eine Schätzung ist im Grunde da angebracht, wo man auf Erfahrungswerte zurückgreifen kann.

Hier begeben wir uns nicht nur auf die Quantenebene, was schon kompliziert genug ist, sondern haben es auch noch mit Abständen zu tun (1000m), bei dem wohl kaum jemand Erfahrungen in Bezug auf Elektrische Anziehung hat.

Ich habe es inzwischen ausgerechnet, und kann nicht einmal beurteilen, was an dem Ergebnis nun bemerkenswert wäre. Nach deinem Beitrag erwartete ich zunächst eine vergleichsweise große Kraft, daher hat mich der errechnete geringe Wert auch etwas überrascht. :)

Aber warten wir mal die weiteren "Schätzungen" ab.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 11:57
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Ich denke eine "Schätzung" ist in diesem Fall ungleich schwerer als es zu berechnen.
Ganz meiner Meinung, lese mich grad dumm und dösig 😏

Da Du schreibst "geringer Wert“, überrascht es wirklich nicht, da es sich ja wie mit der Gravitation verhält, und die Anziehungskraft mit fortlaufendem Abstand quadratisch abnimmt, oder so, wenn ich das richtig verstehe.
Ausrechnen kann ich das nicht, die Formeln sind mir zu viel.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 12:03
Zitat von skagerakskagerak schrieb:Ausrechnen kann ich das nicht, die Formeln sind mir zu viel.
Das Coulombsche Gesetz ist von seiner Struktur her doch eher "einfach gestrickt". Die einzige Schwierigkeit war die Sache mit den Einheiten :)

Da musste ich tatsächlich länger überlegen, wie ich von V*A*s*m-1 auf N komme, der Rest ist doch nur Zahlen in den Taschenrechner tippen und ein paar Potenzregeln sollte man kennen.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 12:09
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Das Coulombsche Gesetz ist von seiner Struktur her doch eher "einfach gestrickt".
Das schon, ja.
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:der Rest ist doch nur Zahlen in den Taschenrechner tippen und ein paar Potenzregeln sollte man kennen.
Naja, bin wohl zu bequem dafür, und außerdem nur Hauptschüler, und sowieso schon paar Jahre her, was weiß ich davon wohl noch ^^

Mich interessiert jetzt auch umso mehr was an dem Ergebnis so besonders ist.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 12:21
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Ich denke, es sind überwiegend Laien, vereinzelt wird man auch auf Fachleute treffen, ist aber eher selten.
Danke für die Antwort, ich bin auch Laie, hab zwar in Physik maturiert und 3 Semester studiert, bin dann aber in die IT abgebogen. Verfolge aber das wissenschaftliche Geschehen seither.


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18.06.2021 um 12:25
Zitat von skagerakskagerak schrieb:Mich interessiert jetzt auch umso mehr was an dem Ergebnis so besonders ist.
Hier wurde ja bereits festgestellt, dass ein Ionenantrieb nur funktionieren kann, wenn die Ionen nach der Beschleunigung wieder neutralisiert werden. Würde man die Ionen einfach nur hinten raus schießen, käme es zu einer Aufladung, die den Ionenstrahl irgendwann so stark beeinflusst, dass es die Schubkraft aufheben würde.

Ich denke, uatu hat es interessiert, welche Kräfte da wirken müssen, damit so ein Ionenstrahl letztlich zum Raumfahrzeug zurück geleitet wird. Daraufhin hat er es vermutlich ausgerechnet, und war vom Ergebnis überrascht.

Das zeigt im Übrigen auch, wie selbstverständlich wir Dinge als gegeben hinnehmen, nur weil sie irgendwo schwarz auf weiß geschrieben stehen. Ich finde es Klasse, dass uatu solche scheinbaren Tatsachen auch mal hinterfragt und nachrechnet. Erinnert mich irgendwie an einen von mir hochgeschätzten Mitforisten aus einem anderen Forum. Der schrieb mal, dass er bei seinen Experimenten nichts als gegeben hinnimmt, und sogar die Fallbeschleunigung jedes mal neu experimentell ermittelt. :D


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 12:32
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Hier wurde ja bereits festgestellt, dass ein Ionenantrieb nur funktionieren kann, wenn die Ionen nach der Beschleunigung wieder neutralisiert werden. Würde man die Ionen einfach nur hinten raus schießen, käme es zu einer Aufladung, die den Ionenstrahl irgendwann so stark beeinflusst, dass es die Schubkraft aufheben würde.
Das hab ich soweit auch verstanden.
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Ich denke, uatu hat es interessiert, welche Kräfte da wirken müssen, damit so ein Ionenstrahl letztlich zum Raumfahrzeug zurück geleitet wird. Daraufhin hat er es vermutlich ausgerechnet, und war vom Ergebnis überrascht.
Mag sein, das negiere ich auch nicht.
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Ich finde es Klasse, dass uatu solche scheinbaren Tatsachen auch mal hinterfragt und nachrechnet.
Klar, vollkommen okay. Aber das kann @uatu ja nur selbst erläutern.

Ich will keinesfalls irgendwas anzweifeln.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 12:59
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Das Prinzip beruht nun mal auf der Impulserhaltung, d.h. beschleunige ich aus einem geschlossenen System heraus eine Masse, wird auf den Rest des Systems ein vom Betrag her gleich großer Impuls übertragen, nur in umgekehrter Richtung (Gesamtimpuls Null).
Ähem darauf basieren alle raumfahrantriebe auf Newtons 3. Gesetz.

Deshalb heißt es ja elektrische Triebwerke wovon der Ionenantrieb nur eines darstellt.

Wikipedia: Electrically powered spacecraft propulsion
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Impulsantrieb" für alle Antriebe gelten, die auf dem Prinzip beruhen, dass man Massen in eine Richtung beschleunigt, um den Rückstoß in die entgegen gesetzte Richtung als Antrieb zu nutzen. Um was für Massen es sich dabei handelt, oder auf welche Weise sie beschleunigt werden, ist dabei vollkommen Banane
Ähem es geht aber darum die abzugrenzen..

Deshalb auch eher die Form wie der Impuls Zustande kommt..

Denn deine Variante umfasst alles von der Flaschenrakete bis zum Photonentriebwerk.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 13:57
@Peter0167 & @andere Interessierte
Ich hab diesen Thread nur überflogen, es geht ja eher um Elektronenantrieb, wurde aber eh schon gesagt, dass das eher unrealistisch ist, aber habt ihr davon gehört oder gelesen:
https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/luftfahrt/ionen-lassen-ein-flugzeug-fliegen/
Passt zum Thema, denke ich.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 15:46
Zitat von uatuuatu schrieb:Mit welcher Kraft würden sich die Protonen und die Elektronen eines einzelnen Wassertropfens bei einer Entfernung von 1000 Metern anziehen?
Ich schätze um die 2,3019E-34 N...also ein Elektron zu einem Proton...jetzt braucht man die Menge der Atome.


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 15:57
Zitat von AbahatschiAbahatschi schrieb:jetzt braucht man die Menge der Atome
Genau genommen braucht man die Anzahl der Ladungen. Zudem fehlt eine Null hinter dem Komma deiner Schätzung :)


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Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

18.06.2021 um 16:00
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Genau genommen braucht man die Anzahl der Ladungen.
Sage ich doch..."was", wie "groß" ist ist ein Tropfen?
Zitat von Peter0167Peter0167 schrieb:Zudem fehlt eine Null hinter dem Komma deiner Schätzung :)
Computer sagt nein :D
*In meinem Excelblatt kommt es so raus.


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