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Leben ohne Sonne möglich?

198 Beiträge, Schlüsselwörter: Zukunft, Sonne, Planeten

Leben ohne Sonne möglich?

30.07.2016 um 10:06
@BioGenEthiker

Verstehe. Aber wie willst du die Gezeiten auf Europa denn in nutzbare Energie umwandeln? Dazu müsstest du dann, sofern vorhanden, irgendwelche unterseeischen Hitzequellen nutzen. Oder Strömungen des Wassers anzapfen, wenn denn welche vorhanden sind. Allerdings wissen wir nicht, ob und wieviele unterseeische Vulkane vorhanden sind und schon gar nicht ob es dort Wasserströme gibt, die man großtechnisch anzapfen kann.

Außerdem ist da noch das Problem mit Jupiters Strahlungsgürtel, der auf der Oberfläche der Monde, bis auf Kallisto, extrem tark ist und starken Schutz erfordert. Würde man Habitate also auf Kallisto bauen und Maschinen den Fusionskraftstoff vom Planeten holen lassen, könnte man dieses Problem weitgehend umgehen.
BioGenEthiker schrieb:Wie sieht es mit Europa und Ganymed auf längere Sicht aus? Bleiben die auch in ihren Orbits oder gelangen sie in eine chaotische Phase mit offenem Ausgang?
Um ehrlich zu sein, dass weiß ich nicht.


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30.07.2016 um 11:02
@Gim
Gim schrieb:Aber wie willst du die Gezeiten auf Europa denn in nutzbare Energie umwandeln?
Nutzbar ist ja bereits der aufgeheizte Ozean, der zur Oberfläche hin ein Temperaturgefälle von ca. 150 Kelvin aufweist. Diese Differenz ließe sich über Wärmetauscher als Energiequelle erschließen. Darüber hinaus könnte man natürlich auch den Ozeanboden als Wärmequelle im Sinne von Geothermie nutzen. Und dann sind da noch die Gezeitenbewegungen der Eiskruste selber, die mechanische Energie liefern, welche über Wasserströmungen nach Art eines Gezeitenkraftwerks angezapft werden könnten.

Problematisch ist natürlich die Platzierung der Habitate. Da die Oberflächenbedingungen zu unwirtlich sind, müsste man auf die Unterseite der Eisschicht ausweichen - vielleicht eine Art großer Schwimmblasen, die aufgrund ihres Auftriebs ohne Energieaufwand an Ort und Stelle verbleiben, nachdem man sie im Eis verankert hat. Die Energieversorgung könnte - was die Elektrizität betrifft - über die Oberseite mit Hilfe dicker Kabel erfolgen. Die Kraftwerksanlagen befänden sich dann auf der Oberfläche.

Hier habe ich übrigens noch ein paar Anregungen für ein Terraforming der Galileischen Monde gefunden:

https://www.univie.ac.at/physikwiki/images/c/cf/Eismonde2_WS201314.pdf

Das wäre dann die weitergehende und aufwändigere Variante, da hier noch atembare Atmosphären erzeugt werden sollen, aber die Idee mit den schwimmenden und aufblasbaren Kontinenten fand ich schon recht originell und auf die Verhältnisse von Europas Eisunterseite übertragbar.


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30.07.2016 um 12:23
Ein Leben ohne Sonne wäre durchaus möglich, ansonsten werden wir es nicht schaffen unser Sonnensystem je zu verlassen oder je die Randgebiete zu besiedeln.


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30.07.2016 um 15:06
@taren

Das ist ein klassischer naturalistischer Fehlschluss. Du schließt vom Sein aufs Sollen. Dabei packst Du in den Imperativ des Verlassenmüssens die Prämisse und schließt auf die Wahrheit der Prämisse - tautologisch also.

Also: Wenn es nicht möglich wäre, ohne Sonne zu überleben, dann können wir nicht die Randgebiete des Sonnensystems besiedeln bzw. darüber hinaus andere Sterne erreichen.

Oder: Wenn es gelingen soll, die Randgebiete des Sonnensystems zu besiedeln usw. , dann muss es (als Voraussetzung dafür) möglich sein, ohne Sonne zu überleben.

Nicht aber so: Es soll gelingen, die Randgebiete des Sonnensystems zu besiedeln usw. , also ist es möglich, ohne Sonne zu überleben.

Letzteres wäre dann ein Fakt, der sich aus dem Sollen ergibt. Und das ist logisch unzulässig geschlossen.

Abgesehen davon ist es natürlich wünschenswert, dass die Menschheit einst in der Lage sein wird, die Erde und nachfolgend das Sonnensystem zu verlassen, wenn die Lebensbedingungen ungemütlich werden. Aber wie ich bereits schrieb, vergeht bis dahin noch sehr viel Zeit mit sehr vielen Chancen und Risiken, die dieses Szenario entweder möglich werden lassen oder unmöglich. Mal sehen ...


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30.07.2016 um 15:16
@BioGenEthiker
BioGenEthiker schrieb:Nutzbar ist ja bereits der aufgeheizte Ozean, der zur Oberfläche hin ein Temperaturgefälle von ca. 150 Kelvin aufweist. Diese Differenz ließe sich über Wärmetauscher als Energiequelle erschließen.
Okaay, ich war nie besonders gut in Sachen Thermodynamik und den damit verbundenen Anwendungen, aber wie geht das denn konkret? Würde man mit einem Wärmetauscher nicht einfach etwas anderes erhitzen? Falls ja, könnte man das zwar als Heizung verwenden, aber doch sonst keine höherwertige Energie gewinnen, oder? Sorry, falls ich auf dem Schlach stehe.

Selbst wenn man damit heizen kann, braucht man ja noch Licht für die Photosynthese. Die ist bei Jupiter nämlich nicht mehr hinreichend vorhanden.
BioGenEthiker schrieb:Hier habe ich übrigens noch ein paar Anregungen für ein Terraforming der Galileischen Monde gefunden:
Ich habe eben mal einen Blick drübergeworfen und musste dabei schmunzeln, weil die Dame ähnliche Ideen hatte wie ich für den Mars. Allerdings sind ihr auch ein paar Patzer unterlaufen.

Sie schreibt unter anderem, dass die Monde ihre Atmosphären behalten können, weil sie so weit von der Sonne entfernt sind. Das ist so nicht korrekt. Sie behalten ihre Atmosphäre, weil es dort so kalt ist, was eben durch die Ferne zur Sonne verursacht wird. Wenn man aber die Atmosphären aufheizt, verliert man diesen Vorteil. Die Sonnenferne bringt dann auch nichts mehr, weil die Atmosphäre durch die Hitze dennoch entweicht. Natürlich würde dies sehr lange dauern - selbst unser Mond könnte eine atembare Atmosphäre für Jahrtausende behalten.

Außerdem scheint sie zu ignorieren, wie gering die Oberflächengravitation ist. Einer dauerhafte Besiedlung ist damit sowieso unsinnig, und für temporäre behasungen würden dann auch wieder abgeschlossene Habitate reichen, weswegen man auf eine Atmosphäre und einen Treibhauseffekt verzichten könnte.

Spannend fand ich aber ihre Idee, die Mond ins innere Sonnensystem zu verschieben. Ich hatte damals die Idee, Merkur sowie die großen Monde abzutragen und mit dem Mars kollidieren zu lassen, um so seine Masse und damit auch seine Gravitation zu erhöhen. Insgesamt kommt man damit aber nur auf ca 60% der Oberflächengravitation der Erde, wodurch dieses Unterfangen also sinnlos ist.

Für das Abtragen des Planeten Merkur bräuchte man ca. 10 000 Jahre, wenn man mit Massebeschleunigern und Solarenergie mit einem Wirkungsgrad von 50% rechnet. Das Abtragen der Monde wäre ungleich schwieriger, weil die Solarkonstante da draußen so unglaublich mieserabel ist. Ich habe nie gerechnet, wie lange man bräuchte um die großen Monde abzutragen, ich schätze aber, dass es mehrere Millionen Jahre dauern würde, wenn man nicht noch andere Energiequellen als die Sonne erschließen würde.


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30.07.2016 um 15:33
@Gim
Gim schrieb:Würde man mit einem Wärmetauscher nicht einfach etwas anderes erhitzen?
Man könnte z.B. die gewonnene Wärme dazu nutzen, um heraufgepumptes Ozeanwasser zum Sieden zu bringen und mit dem Dampf Turbinen antreiben, die dann wieder Elektrizität erzeugen, welche über Kabel in die Habitate geleitet wird, in denen sich dann z.B. Lampen befinden, mit denen Gewächshäuser beleuchtet werden. Dann hätte man einen geschlossenen Kreislauf, indem man die Wärme anzapft, die über Gezeitenreibung durch Jupiter und die anderen vorbeiziehenden Monde generiert wird.
Gim schrieb:Allerdings sind ihr auch ein paar Patzer unterlaufen.
Ja, das mit den Atmosphären fand ich auch etwas zu optimistisch gedacht. Stickstoff als Puffergas ist zu leicht, aber auch wenn man z.B. CO2 als Puffergas nehmen würde, was schwer genug wäre, würde der zum Atmen benötigte Sauerstoff dennoch entweichen, da die Gravitation nicht ausreicht, um ihn dauerhaft mit 0,2 bar Partialdruck zu halten.

Monde verschieben - na ja, ein reichlich riskantes Unterfangen ... Schon die Bereitstellung der Anschubenergie lässt in mir abenteuerliche Phantasien aufkeimen ... :D


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30.07.2016 um 15:49
@BioGenEthiker

Okay, vielleicht bin ich ja einfach nur zu blöd, aber wäre der Wirkungsgrad bei so einer geringen Temperaturdifferenz nicht extrem mies? Oder kann man mittels eines Wärmetauschers auch höhere Temperaturdifferenzen erzeugen, als die usprüngliche Differenz? Sorry, falls meine Fragen einfältig sind, aber wie gesagt, mein Wissen bezüglich solcher Wärmemaschinen ist begrenzt.
BioGenEthiker schrieb:Stickstoff als Puffergas ist zu leicht, aber auch wenn man z.B. CO2 als Puffergas nehmen würde,
Kohlendioxid ist aber kein Puffergas, es sei denn, du willst da oben nur Algen züchten. Stickstoff Argon oder ähnliches ist daher zwangsläufig notwendig, da reine Sauerstoffatmosphären oder hochprozentige Kohlendioxid/sauerstoffgemische nicht praktikabel sind.

Wie dem auch sei... Grundsätzlich könnte man schon Atmosphären um die Monde packen, man müsste sie nur dauerhaft regenerieren, zum Beispiel mit Gas von der Venus oder möglicherweise von den äußeren Planeten. Ansonsten hast du aber recht, die Gravitation auf den Monden ist echt zu gering.
BioGenEthiker schrieb:Monde verschieben - na ja, ein reichlich riskantes Unterfangen ... Schon die Bereitstellung der Anschubenergie lässt in mir abenteuerliche Phantasien aufkeimen ...
Naja, geht schon, wenn man sie in Stücken in das innere Sonnensystem schickt. Dauer halt nur ein bisschen.


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30.07.2016 um 16:14
@Gim
Gim schrieb:wäre der Wirkungsgrad bei so einer geringen Temperaturdifferenz nicht extrem mies?
Na ja, 150 Kelvin ist ja nicht gerade wenig. Wenn man das Wasser nutzt, das über die Spalten ohnehin von allein nach oben vordringt, spart man sich einen erheblichen Teil der Pump-Energie. Außerdem wären dann die Wärmeverluste in engeren Grenzen, weil die Leitungen nicht unnötig lang werden, so dass über die Wandungen dann nur wenig Wärme abgegeben wird. Nötig zur Dampferzeugung sind ja nur 100 Kelvin - also etwa zwei Drittel der maximal möglichen Wärmeausbeute.

Mit dem Gegenstromprinzip ist ein Wirkungsgrad von über 90 Prozent durchaus drin:

Wikipedia: Wärmeübertrager#Leistungsf.C3.A4higkeit_eines_W.C3.A4rme.C3.BCbertragers
Gim schrieb:Kohlendioxid ist aber kein Puffergas, es sei denn, du willst da oben nur Algen züchten.
Na ja, als Atemgas ist der Sauerstoff-Partialdruck entscheidend. CO2 ist aus unserer Sicht über die Atmung nicht mehr verwertbar, darum als Puffergas geeignet. In größerem Zusammenhang natürlich nicht, da es in die biologischen Stoffkreisläufe eingeht, wenn man von einer Biosphäre ausgeht. Insofern war das von meiner Seite zu kurz gedacht.
Gim schrieb:Naja, geht schon, wenn man sie in Stücken in das innere Sonnensystem schickt.
Na ja, auch das Zerstückeln ist eine recht aufwändige Angelegenheit ...


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30.07.2016 um 16:37
@BioGenEthiker
BioGenEthiker schrieb:CO2 ist aus unserer Sicht über die Atmung nicht mehr verwertbar, darum als Puffergas geeignet.
Das versuche ich dir doch die ganze Zeit zu sagen, genau so ist es nicht lol. Zu hohe Konzentration an Kohlendioxid sind erstickend, deswegen ist es eben nicht als Puffergas für eine Atmosphäre für Sauerstoffatmer geeignet, mit Ausnahme für diverse Algen. Wenn die CO2-Konzentration in deinem Blut zu hoch wird, (was durch einen zu hohen Partialdruck hervorgerufen wird), dann gehst du drauf, dasselbe gilt auch für die meisten Tiere und Pflanzen.

CO2 im Blut löst auch den Erstickungsreflex aus. Schau mal dieses Video an:

Youtube: Derzeit normale Schlachtung in Deutschland - Schweine ersticken qualvoll

Du kannst dies auch selbst testen, einfach 10 Sekunden mit möglichst tiefer Atmung hyperventilieren und dann die Luft anhalten. Du kannst die Luft länger anhalten, nicht weil mehr Sauerstoff im Blut gelöst wäre, sondern weil das CO2 herausgelöst würde. Es dauert länger bis zum Erstickungsreflex.


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30.07.2016 um 16:50
@Gim

O.K., Du hast mich überzeugt. :)

Dann wäre zu überlegen, welche Puffergase außer Stickstoff geeignet wären. Argon scheidet aus, da es als einatomiges Gas ebenfalls zu leicht ist, um auf einem Mond gehalten zu werden. Schwefeloxide und Stickstoff-Oxide sind giftig, Schwefelhexafluorid ist als Treibhausgas unübertroffen, aber mit 0,8 bar Partialdruck vielleicht doch etwas aufwändig in der benötigten Menge herzustellen. Da wird es dann wohl allmählich eng mit praktikablen Alternativen zu Stickstoff ...


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30.07.2016 um 17:10
@BioGenEthiker

Naja, so schlecht erscheint mir Stickstoff jetzt nicht. Vergleicht man Ganymed mit Titan, dann zeigt sich, dass sie sich nicht so sehr voneinander unterscheiden. Ganymed hat eine Oberflächentemperatur von -160°C, Titan von -180°C. Die Schwerebeschleunigung ist dafür bei Ganymed etwas höher.

wollte man die Monde aufheizen, würden sie ihre Atmosphären beide für längere Zeit behalten, aber irgendwann verlieren. Unabhängig vom Puffergas wäre so ein Unterfangen sinnlos, weil auch der Rest der Atmosphäre verschwindibus geht. Man müsste sie also zwangsläufig immer ersetzen, oder halt sowas wie Glaskuppeln auf der Oberfläche bauen. Dann spielt auch das Puffergas keine so große Rolle mehr, auch wenn sich Stickstoff weiterhin für den Stickstoffkreislauf von Organismen anbietet.

Schwefelhexafluorid ist großartig und kann dabei helfen, den Energiebedarf der Kuppeln zu verringern, weil weniger Wärme verloren geht. Das könnte man weiter ausbauen, indem man möglichst große Kuppeln baut. Herstellen könnte man es auf Io, und dann auf die anderen Monde exportieren.

ungelöst wären aber weiterhin die Probleme mit der geringen Schwerkraft. Die Planeten direkt zu besiedeln wäre insofern sinnvoller, als dass auf den meisten eine erdähnliche Schwerkraft herrscht, mit Ausnahme von Merkur, Mars und Jupiter. Auf den äußeren Planeten müsste man dann sowas wie fliegende oder schwimmende Städte errichten. Aber das geht schon viel zu weit in Richtung Science-Fiction.


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30.07.2016 um 17:16
@Gim
Gim schrieb:Aber das geht schon viel zu weit in Richtung Science-Fiction.
Ja sicher, aber man kann ja mal ein wenig spekulieren.
Gim schrieb:ungelöst wären aber weiterhin die Probleme mit der geringen Schwerkraft.
Dann vielleicht doch lieber rotierende Hohlzylinder aus Asteroiden bauen? Das käme vielleicht preiswerter als ein Terraforming von großen Monden.


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Micha007
ehemaliges Mitglied

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30.07.2016 um 17:25
BioGenEthiker schrieb:Dann vielleicht doch lieber rotierende Hohlzylinder aus Asteroiden bauen?
Warum aus Asteroiden? Dann doch eher sowas.


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30.07.2016 um 17:25
@BioGenEthiker
BioGenEthiker schrieb:Dann vielleicht doch lieber rotierende Hohlzylinder aus Asteroiden bauen? Das käme vielleicht preiswerter als ein Terraforming von großen Monden.
das wäre die logische Alternative. Zumal man damit die Fläche viel effizienter nutzen kann, als wenn man Himmelskörper direkt bewohnt. Und damit wären wir wieder beim eigentlichen Thema, nämlich ob man ohne Sonne leben kann. Die Zylinder wären wohl maßgeblich auf Sonnenenergie angewiesen, es sei denn, man will in einer Schachtel mit Kunstbeleuchtung wohnen. Letzten Endes würde dieses Knozept auf eine Dysonsphäre aus unzähligen O'Neill-Zylindern hinauslaufen.

@Micha007

ich glaube er meint damit, künstliche Raumstationen bauen, und das Material aus Asteroiden beziehen.


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30.07.2016 um 17:31
@Micha007

Ja, entweder so etwas, wobei Asteroiden als Rohstoffquelle vernutzt werden, oder aber einen Asteroiden aushöhlen und nach und nach zu einem rotierenden Habitat umbauen. Das spart einen Teil des Aufwands zur Fertigung der Außenwände.


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30.07.2016 um 17:33
@Gim
Gim schrieb:Die Zylinder wären wohl maßgeblich auf Sonnenenergie angewiesen, es sei denn, man will in einer Schachtel mit Kunstbeleuchtung wohnen.
Wenn es in einer sehr fernen Zukunft nötig sein sollte, das Sonnensystem zu verlassen, muss man die Distanz zu den nächsten Sternen wohl oder übel mit Kunstlicht überbrücken. Aber ich denke, dass man das so simulieren kann, dass es der Illusion einer echten Sonne gerecht wird - inklusive Sonnenuntergang am Meer ... :D


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