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Eis ein Baustoff für Raumschiffe ? - oder: Oumuamua der Eishybrid

69 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Eis Oumuamua Raumschiff ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Eis ein Baustoff für Raumschiffe ? - oder: Oumuamua der Eishybrid

18.04.2018 um 19:29
Eine Raumstation aus Kohlefasereis o. Glasfaser kann ich mir schon vorstellen, gut 2m Aussenhuelle sind ein guter Strahlenschutz und mechanisch muss es ja "nur" unsere 1bar Atmosphaerendruck halten.
Als Bodenstartfaehiges Raumschiff waers rein Gewichtsmaessig und der Vibrationsanfaelligkeit echt Humbug.


:pony:

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22.04.2018 um 15:46
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 18.04.2018:Aber aus Eis sollen richtig gute Ersatzteile herstellbar sein?
Ja, für ein Eisschiff sicherlich. Eine schwerwiegende Beschädigung der Außenhülle lässt sich auf einem Metallschiff ohne passende Ersatzteile kaum reparieren, auf einem Eisschiff dagegen kann man sich diese Ersatzteile selbst herstellen. Man könnte auch mit geringem Energieaufwand Schweissen, vielleicht bei einer Temperatur von nur 5° Celsius...

Ein Raumschiff von der Erde, das für Menschen gebaut wurde, wird aber nicht allein aus Eis bestehen...
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 18.04.2018:Erneut, das hatten wir schon. Eis ist mechanisch extrem viel schwächer als Metalle. Und eine Verbesserung der Meterialeigenschaften um einen Faktor von mehreren hundert wirst du auch mit noch so cleveren Beimischungen nicht erreichen können.
Es soll das Metall ja auch nicht eins zu eins ersetzen; es muß sich in eigenen Konstruktionen bewähren, wo seine besonderen Eigenschaften zur Geltung kommen. Wer bei den Baustoffen umdenkt, muß auch bei den Raumschiffen umdenken...
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 18.04.2018:Was eine Papprakete genauso kann. Dennoch hat es seinen Grund, das niemand versucht Weltraumraketen aus Pappe/Gras/Bambus oder Eis zu bauen.
Ich bin sicher, das so etwas schon mal versucht wurde. Es ist einfach zu verlockend, mit billigen Baustoffen in den Weltraum zu fliegen. In der Pionierzeit der Raumfahrt gab es bestimmt so einige "krude" Ideen, von denen wir heute nichts mehr wissen...
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 18.04.2018:Das hat nichts mit verbieten zu tun, sondern damit wie sich Meteorite verhalten. Entgegen der weitläufigen Meinung nehmen Meteoriten beim durchqueren der Atmosphäre nur in der äußeren Schichte Wärme auf (da diese Durchquerung schnell von statten geht) und kühlen daher schnell aus. Und derImpakt selbst ist ein Einzelereignis, das entsprechend wenig geeignet ist, um den Meteoriten langfristig so heiß zu halten das er sich gleich Kilometerweit ins Eis durchschmelzt.
Aber die kinetische Energie muß beim Aufprall auf die Oberfläche ja irgend wohin. Es macht einen großen Unterschied, ob man einen Asteroiden einfach so auf die Oberfläche "wirft", oder ob er mit einer extrem hohen Eigengeschwindigkeit aufprallt, wobei letzteres wahrscheinlicher ist...
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 18.04.2018:Ich stelle nur deine fragwürdigen Szenarien in Frage, mit denen du versuchst Umstände zu konstruieren in denen deine Zielstellung einen Sinn ergibt.
Ja, natürlich, aber diese "Szenarien" sollen ja dazu beitragen, über etwas nachzudenken, was unter normalen Umständen fragwürdig erscheint. Und mit allen Ergebnissen zu jedem Teil des Szenarios kommt man auch den anderen Teilen ein wenig näher, bis zu einem (natürlich rein hypothetischen...) Bau einer Alien-Sonde, die wahrscheinlich nur ein Asteroid ist...


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22.04.2018 um 18:40
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Ich bin sicher, das so etwas schon mal versucht wurde. Es ist einfach zu verlockend, mit billigen Baustoffen in den Weltraum zu fliegen. In der Pionierzeit der Raumfahrt gab es bestimmt so einige "krude" Ideen, von denen wir heute nichts mehr wissen...
Nö, warum sollte man davon nix Wissen? Welche Pionierzeit meinst du? Wer Ahnung von Raketentechnik hatte wusste auch um die Problematik des Fertigungsmaterials


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22.04.2018 um 20:11
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Ja, für ein Eisschiff sicherlich. Eine schwerwiegende Beschädigung der Außenhülle lässt sich auf einem Metallschiff ohne passende Ersatzteile kaum reparieren, auf einem Eisschiff dagegen kann man sich diese Ersatzteile selbst herstellen. Man könnte auch mit geringem Energieaufwand Schweissen, vielleicht bei einer Temperatur von nur 5° Celsius...
Also ein paar Metallplatten über ein Loch zu schweißen erfordert nun nicht gerade außergewöhnlich komplexe Werkzeuge.
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Es soll das Metall ja auch nicht eins zu eins ersetzen; es muß sich in eigenen Konstruktionen bewähren, wo seine besonderen Eigenschaften zur Geltung kommen. Wer bei den Baustoffen umdenkt, muß auch bei den Raumschiffen umdenken...
Und die besonderen Eigenschaften von Eis sind einer Verwendung als Strukturmaterial eben nicht sonderlich zuträglich.
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Ich bin sicher, das so etwas schon mal versucht wurde. Es ist einfach zu verlockend, mit billigen Baustoffen in den Weltraum zu fliegen. In der Pionierzeit der Raumfahrt gab es bestimmt so einige "krude" Ideen, von denen wir heute nichts mehr wissen...
Was für eine Frühzeit von der wir nichts mehr wissen? Die frühe Raumfahrt war klar in staatlicher Hand, und die hatte für Krude Ideen nicht viel übrig.
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Aber die kinetische Energie muß beim Aufprall auf die Oberfläche ja irgend wohin.
Tut sie auch, in Form von aufgeworfenen Material (in Form eines Einschlagskraters) und einer Erschütterungswelle die sich durch den Planeten ausbreitet.
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Ja, natürlich, aber diese "Szenarien" sollen ja dazu beitragen, über etwas nachzudenken, was unter normalen Umständen fragwürdig erscheint.
Ja, aber genau das ist doch eher falsch herum. Ist es nicht sinnvoller, erst ein Problem zu stellen und dann nach einer Lösung zu suchen als eine Lösung zu proklamieren und dann nach einen passenden Problem zu suchen?


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30.04.2018 um 02:33
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 22.04.2018:Was für eine Frühzeit von der wir nichts mehr wissen? Die frühe Raumfahrt war klar in staatlicher Hand, und die hatte für Krude Ideen nicht viel übrig.
Zitat von FedaykinFedaykin schrieb am 22.04.2018:Nö, warum sollte man davon nix Wissen? Welche Pionierzeit meinst du? Wer Ahnung von Raketentechnik hatte wusste auch um die Problematik des Fertigungsmaterials
Es geht um den Zeitraum, als die Russen mit "Sputnik 1" den ersten Satelliten in den Orbit geschossen haben, bis zum Ende der Apollo-Missionen. In dieser Zeit war es relativ einfach für jedes Projekt, das nur irgendwie etwas mit dem Weltraum zu tun hatte, eine Finanzierung zu erhalten. Diese Projekte sind sicher nicht alle für die Öffentlichkeit dokumentiert worden, und wenn dann findet sich vielleicht nur noch etwas in einigen staubigen Aktenschränken; es fehlt vielleicht am nötigen Personal und am Willen, das Material für die Internetgemeinde aufzubereiten; und wenn sich doch jemand darum bemüht hat, dann geistern die Daten vielleicht nur noch auf alten Disketten durch die Lagerräume oder sie liegen vergessen in den Dateien der Bürokraten. Aber ich mag mich irren. Vielleicht sind sie auch zugänglich. Irgendwo...
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 22.04.2018:Also ein paar Metallplatten über ein Loch zu schweißen erfordert nun nicht gerade außergewöhnlich komplexe Werkzeuge.
Das ist keine qualifizierte Reperatur für ein teures und komplexes Weltraumgefährt, nicht einmal für ein Raumschiff, das überwiegend aus Metall besteht; einfache Metallplatten sind in den allerseltensten Fällen das passende Ersatzteil, und man kann es auch kaum durch "Schmieden" in die gewünschte Form bringen. Potentielle Raumfahrer müssten hier wohl auch gelernte Hufschmiede sein. Aber wenn eine Reperatur trotzdem gelingt, dann hat man eine "Unwucht" erzeugt, eine Art "Metallbeule", die eine Kursabweichung bewirkt, die man ständig korrigieren muß...
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 22.04.2018:Und die besonderen Eigenschaften von Eis sind einer Verwendung als Strukturmaterial eben nicht sonderlich zuträglich.
Der simple Baustoff "Pykrete" besteht aus Wassereis und Sägespähne (oder Altpapier...) und hat eine Festigkeit, die der von Beton nahekommt. Es könnte durchaus möglich sein, hier mit besonderen Materialverbünden noch höhere Festigkeiten zu erreichen. Angesichts des simplen Grundstoffes Eis, ist die Forschung hier auch nicht besonders teuer oder aufwendig, oder jedenfalls nicht zu Anfang. Vielleicht könnten hier Kohlefasern die Eigenschaften des Eises weiter verbessern; es käme da auf einen Versuch an...

Auch reines Eis wird ja schon als Baustoff verwendet, wenn auch nur für Iglus. "Pykrete" findet zuweilen eine ähnliche Verwendung. Ein Gemisch aus Eis und Aluminiumnanopartikeln ist ein sehr leistungsfähiger Brennstoff, der in mittelfristiger Zukunft in der Weltraumfahrt eine große Rolle spielen könnte. Eis hat ein großes Potential, in welcher Form auch immer. Es muß nur geweckt werden, und das kann man nur, wenn man es versucht. Hier einfach ein voreiliges Urteil zu fällen, ist weder wissenschaftlich noch nützlich...

Das scheint die NASA ähnlich zu sehen, zumindestens für den Mars...

Ein Wettbewerb der Nasa hatte das Ziel, aus dem für Raumfahrer frei verfügbaren Material auf dem Mars eine Behausung zu bauen, und ja, eines der Materialien war Eis; gewonnen hat hier auch ein "Design-Eishaus", das Funktionaliät und Ästhetik miteinander in Einklang bringt...

https://www.trendsderzukunft.de/eis-haus-aus-dem-3d-drucker-gewinnt-nasa-wettbewerb-als-beste-marsbehausung/

Ich dachte ehrlich gesagt nicht an eine Marsstation, sondern eher an Raumschiffe, eine Basis auf Ceres, frei schwebende Stationen im Orbit um die Gasplaneten und an Raumsonden; aber wenn eine Eiskonstruktion auf dem Mars funktioniert...
Warum nicht ?
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 22.04.2018:Ja, aber genau das ist doch eher falsch herum. Ist es nicht sinnvoller, erst ein Problem zu stellen und dann nach einer Lösung zu suchen als eine Lösung zu proklamieren und dann nach einen passenden Problem zu suchen?
Das Problem ist hier, ein Raumschiff zu bauen, das überwiegend aus Eis besteht, und die Szenarien sollten nur verdeutlichen, warum es nötig sein könnte, auf Eis zurückzugreifen; das Eis auch dann ein guter Baustoff sein könnte, wenn man genug anderes Material zur Verfügung hat, ist hier aber das Wunschergebnis...
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 22.04.2018:Tut sie auch, in Form von aufgeworfenen Material (in Form eines Einschlagskraters) und einer Erschütterungswelle die sich durch den Planeten ausbreitet.
Dann hoffe mal auf den "Asteroideneinschlag deiner Träume". Ich glaube, das sich ein großer Asteroid eher (kilometer)tief in den angeschmolzenen Untergrund eingraben würde, wo man ihn vielleicht irgendwann mit unendlicher Mühe aus dem Eis herausklopfen könnte. Vor kurzem wurde übrigens in der Antarktis ein Krater entdeckt, der auf den Einschlag eine größeren Asteroiden hindeutet; dieser hat die mehrere hundert Meter dicke Eisschicht problemlos durchschlagen...


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Eis ein Baustoff für Raumschiffe ? - oder: Oumuamua der Eishybrid

30.04.2018 um 07:59
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Es geht um den Zeitraum, als die Russen mit "Sputnik 1" den ersten Satelliten in den Orbit geschossen haben, bis zum Ende der Apollo-Missionen. In dieser Zeit war es relativ einfach für jedes Projekt, das nur irgendwie etwas mit dem Weltraum zu tun hatte, eine Finanzierung zu erhalten. Diese Projekte sind sicher nicht alle für die Öffentlichkeit dokumentiert worden, und wenn dann findet sich vielleicht nur noch etwas in einigen staubigen Aktenschränken; es fehlt vielleicht am nötigen Personal und am Willen, das Material für die Internetgemeinde aufzubereiten; und wenn sich doch jemand darum bemüht hat, dann geistern die Daten vielleicht nur noch auf alten Disketten durch die Lagerräume oder sie liegen vergessen in den Dateien der Bürokraten. Aber ich mag mich irren. Vielleicht sind sie auch zugänglich. Irgendwo...
Also über das Reisbrett hinaus kann es nicht wirklich gekommen sein, wenn es derart vergessen sein soll.
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Das ist keine qualifizierte Reperatur für ein teures und komplexes Weltraumgefährt, nicht einmal für ein Raumschiff, das überwiegend aus Metall besteht; einfache Metallplatten sind in den allerseltensten Fällen das passende Ersatzteil, und man kann es auch kaum durch "Schmieden" in die gewünschte Form bringen.
Aber ein Eisblock, ungefähr in die Richtige Form gesschmolzen ist eine qualifizierte Reperatur für ein teueres und komplexes Weltraumgefährt?
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Der simple Baustoff "Pykrete" besteht aus Wassereis und Sägespähne (oder Altpapier...) und hat eine Festigkeit, die der von Beton nahekommt. Es könnte durchaus möglich sein, hier mit besonderen Materialverbünden noch höhere Festigkeiten zu erreichen. Angesichts des simplen Grundstoffes Eis, ist die Forschung hier auch nicht besonders teuer oder aufwendig, oder jedenfalls nicht zu Anfang. Vielleicht könnten hier Kohlefasern die Eigenschaften des Eises weiter verbessern; es käme da auf einen Versuch an...
Erneut, das hatten wir schon. Mag sein, das sich mit Materialverbünden bessere Eigenschaften erreichen lassen, aber sicher nicht um einen Faktor von mehreren Hundert. Und wenn du Kohlefaser ins Spiel bringst, sind doch eher die Kohlefasern das tragende Material und das Eis ist nichts weiter als Füllmaterial.
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Auch reines Eis wird ja schon als Baustoff verwendet, wenn auch nur für Iglus. "Pykrete" findet zuweilen eine ähnliche Verwendung.
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Ein Wettbewerb der Nasa hatte das Ziel, aus dem für Raumfahrer frei verfügbaren Material auf dem Mars eine Behausung zu bauen, und ja, eines der Materialien war Eis; gewonnen hat hier auch ein "Design-Eishaus", das Funktionaliät und Ästhetik miteinander in Einklang bringt...
Dir sind die Unterschiede in den Anforderungen zwischen einen Gebäude das Stationär auf einem Planeten steht, und einer Rakete, die von einem Planeten startet bewusst?
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Vor kurzem wurde übrigens in der Antarktis ein Krater entdeckt, der auf den Einschlag eine größeren Asteroiden hindeutet; dieser hat die mehrere hundert Meter dicke Eisschicht problemlos durchschlagen...
Hast du diesbezüglich einen Namen so dass ich mich selbst entsprechend erkundigen kann?


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Eis ein Baustoff für Raumschiffe ? - oder: Oumuamua der Eishybrid

30.04.2018 um 08:50
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Es geht um den Zeitraum, als die Russen mit "Sputnik 1" den ersten Satelliten in den Orbit geschossen haben, bis zum Ende der Apollo-Missionen. In dieser Zeit war es relativ einfach für jedes Projekt, das nur irgendwie etwas mit dem Weltraum zu tun hatte, eine Finanzierung zu erhalten. Diese Projekte sind sicher nicht alle für die Öffentlichkeit dokumentiert worden, und wenn dann findet sich vielleicht nur noch etwas in einigen staubigen Aktenschränken; es fehlt vielleicht am nötigen Personal und am Willen, das Material für die Internetgemeinde aufzubereiten; und wenn sich doch jemand darum bemüht hat, dann geistern die Daten vielleicht nur noch auf alten Disketten durch die Lagerräume oder sie liegen vergessen in den Dateien der Bürokraten. Aber ich mag mich irren. Vielleicht sind sie auch zugänglich. Irgendwo...
Also nein, so war das dann auch nicht. Und auch dort hat man nicht jeden Unsinn verfolgt. Belege für deine Hypothese wirst du nicht finden. Und doch es müssten so ziemlich alle Dokumente vorliegen.

Ich weiß nicht was du noch erwartest.


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04.05.2018 um 15:45
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 08.04.2018:Ich würde aber nicht alleine auf Kohlefasern setzen, sondern eher auf einen mehrschichtigen Materialmix...
Ich würde aber nicht alleine auf Kohlefasern setzen, sondern eher auf einen mehrschichtigen Materialmix...

Und kannst du auch begründen, warum darin überhaupt Eis verwendet werden soll? Wo doch Kohlefaser in jeder Hinsicht das besser geeignete Material ist?
Also ihr redet hier über Materialien für Raumschiffen, so von wegen Eis, Metall und Kohlefaser.

Fang wir mal bei den Grundlagen an:

Eis, hat eine hohe Dichte, somit schon im Grundsatz für die Raumfahrt recht ungeeignet. Denn umso mehr Masse ich von einem Himmelskörper wegbewegen muss, umso mehr Treibstoff benötigt man. Wo man dann eben auch bei Säurefestigkeit wäre, auch müssen gewisse Fluchtgeschwindigkeiten erreicht werden, was bei Himmelskörpern mit Atmosphäre auch Reibung erzeugt, was Wärme erzeugen würde, somit ist Eis relativ ungeeignet für Raumschiffe.

Dann erzählst du @Taln.Reich etwas von Kohlefasern. Ok, mag sein.

Kohlefasern werden aufwendig durch die Pyrolyse von kohlenstoffhaltigen Materialien, beispielsweise Polyacrylnitril hergestellt. Kohlefasern weisen in Faserrichtung eine hohe Zugfestigkeit auf, sind jedoch als solches nicht Formstabil.
Diese Kohlefasern kann man dann beispielsweise zu Matten verweben und die dadurch entstehenden Matten in eine Negativform legen oder um diese Negativform wickeln. Diese Matten sind entweder vorher schon mit Harz getränkt (Prepräg) oder müssen in der Form mit Harz "gestopft" werden. Dieses Harz muss dann unter Druck, Vakuum und/oder Wärme, z.B. in einem Autoklaven "verbacken", sprich ausgehärtet werden um CFK (Kohlenstoff verstärkten Kunststoff), sprich einem formstabilen Werkstoff zu erhalten.
Der Werkstoff CFK, hat den Vorteil eine hohe Zugfestigkeit, ein hohes E-Modul und eine geringe Dichte zu haben.
Nachteil ist beispielsweise die geringe Schlagfestigkeit und Biegefestigkeit von CFK. Auch Problematisch wirkt sich aus das das (jeweilig genutzte Harz) bei etwa 180-250 Grad verdampft, was zwangsläufig zu Delaminationen, sprich zur Schwächung des Bauteils führt. Reparaturen bei laminierten Werkstoffen sind zeitaufwendig und kompliziert.

Dann Metallmix, hierbei gibt es einige Möglichkeiten Metalllegierungen in der Raumfahrt zu nutzen, zum Beispiel Aluminiumlegierungen oder Titanlegierungen. Wobei eben jedes Metall und dessen jeweilige Legierung Vor- und Nachteile zum jeweiligen legierten Element (Metall) bietet.

Wobei natürlich die Reparaturmöglichkeiten bei einer Metallstruktur weitaus einfacher sind, als wenn man ein laminiertes Material verwendet darstellt. So kann man bei einer (beschädigten) Metallstruktur (beispielsweise) mit Dopplern
oder aber bei Haarrissen mit Rissstopbohrungen Reparaturen durchführen, bei laminierten Kunststoff wird das ganze schon schwieriger/aufwendiger, hierbei kann man bei kleineren Beschädigungen (Faserausriss) mit Harz arbeiten, wenn mehrere Lagen beschädigt sind (z.B. Delamination, Lufteinschlüsse) oder aber Haarrisse festgestellt werden, muss man bei einem laminierten Werkstoff wie z.B. CFK die einzelnen Lagen einzeln abtragen und neu aufbauen, sehr Aufwendig und sehr kompliziert für die die dann die Statik berechnen müssen und für die die die Reparatur ausführen müssen.


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04.05.2018 um 15:59
Zitat von berlinandiberlinandi schrieb:Auch Problematisch wirkt sich aus das das (jeweilig genutzte Harz) bei etwa 180-250 Grad verdampft, was zwangsläufig zu Delaminationen, sprich zur Schwächung des Bauteils führt. Reparaturen bei laminierten Werkstoffen sind zeitaufwendig und kompliziert.
sollte heissen,


Auch Problematisch wirkt sich aus, dass das (jeweilig genutzte) Harz bei etwa 180-250 Grad verdampft, was zwangsläufig bei Hitzeeinwirkung/Wärmeeinwirkung ab cirka 180-230 Grad zu Delaminationen führen kann, sprich zur Schwächung des Bauteils führen kann. Reparaturen von laminierten Werkstoffen sind zeitaufwendig und kompliziert.


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04.05.2018 um 16:14
Zumal die Materialauswahl, sprich welche FVK (faserverstärkte Kunststoffe), welche Metalle und deren jeweiligen Legierungen man nutzt bei jedem einzelnen Bauteil vom jeweiligen Zweck abhängig ist.

So hat eine Aluminium-Titan Legierung andere Vor- und Nachteile als eine Alu-Silizium Legierung.

Auch bei CFK kann man die Eigenschaften unterschiedlich gestalten, abhängig vom Harz, der Gewebestruktur, wie man die Lagen gegeneinander verlegt usw..

Aber für sowas ist der jeweilige Konstrukteur und Statiker zuständig, der das ganze festlegen und durchrechnen muss, z.B. mit CATIA.


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04.05.2018 um 20:47
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 30.04.2018:Erneut, das hatten wir schon. Mag sein, das sich mit Materialverbünden bessere Eigenschaften erreichen lassen, aber sicher nicht um einen Faktor von mehreren Hundert. Und wenn du Kohlefaser ins Spiel bringst, sind doch eher die Kohlefasern das tragende Material und das Eis ist nichts weiter als Füllmaterial.
Was trägt den so eine einfache Kohlefaser? Sowas schon einmal in der Hand gehabt? Eine Kohlefaser wird immer nur im Materialverbund mit Harz (z.B. "gebacken " und ausgehärtet) wirklich tragfähig und wirklich sinnvoll einsetzbar sein. Eine Kohlefaser an sich hat keine/ oder nur wenig Tragfestigkeit, lediglich eine hohe Zugfestigkeit in Faserrichtung. Sinnvoll einsetzbar ist das ganze nur (beispielsweise) mit ausgehärteten Harz (z.b Autoklav) also als Verbundwerkstoff (FVK) wirklich sinnvollbar anwendbar.

Das ganze kann man dann noch mit Aluminium- oder Titanplatten zu einem Hybridwerkstoff verbinden, ähnlich wie GLARE wo man GFK ( ein Verbundwerkstoff) und Aluminium mit einander verbindet.

Wikipedia: Glasfaserverstärktes Aluminium

Auch kann man zum Beispiel ein GFK, AFK oder GFK oder ähnliches, also (mindestens) zwei Platten Faserverbundwerkstoff mit einer Füllstoffeinlage aus irgendwelchen Schaumwerkstoffen oder Wabenstrukturen zu einer sogenannten Sandwichplatte zusammen"bauen", nennt sich dann Sandwichbauweise.


Wikipedia: Sandwichplatte mit Wabenkern


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04.05.2018 um 21:12
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 18.04.2018:erneut, es ist nicht nötig, Metall zu schmelzen um es umformen zu können, während Metalle zugleich wesentlich vielseitiger und Leistungsstärker sind.
Was nun Metall schmelzen oder umformen? Umformen bedeutet in der Metalltechnik ein plastischen Werkstoff in eine andere Form zu bringen (siehe DIN 8580). Sobald man bei einem Metall/Metalllegierung eine Schmelze hat, kann man (beispielsweise)noch Gießen, sprich man benötigt eine Gießform um die Schmelze in die gewünschte Form zu bringen.


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04.05.2018 um 21:36
Zitat von Taln.ReichTaln.Reich schrieb am 22.04.2018:Also ein paar Metallplatten über ein Loch zu schweißen erfordert nun nicht gerade außergewöhnlich komplexe Werkzeuge.
Er redet von der "Aussenhüllen", sprich der Beplankung.
Zitat von wolf359wolf359 schrieb am 22.04.2018:Ja, für ein Eisschiff sicherlich. Eine schwerwiegende Beschädigung der Außenhülle lässt sich auf einem Metallschiff ohne passende Ersatzteile kaum reparieren, auf einem Eisschiff dagegen kann man sich diese Ersatzteile selbst herstellen. Man könnte auch mit geringem Energieaufwand Schweissen, vielleicht bei einer Temperatur von nur 5° Celsius...
Willst du jetzt wirklich eine druckbeaufschlagte Beplankung schweißen? Mein ja nur so von wegen Gefügeveränderungen am geschweißten Material, Druckbeaufschlagung und "Sollbruchstellen". Eine Variante mit Dopplern wäre viel sinnvoller (und fachmännischer).


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06.05.2018 um 11:05
Zitat von wolf359wolf359 schrieb am 30.04.2018:Der simple Baustoff "Pykrete" besteht aus Wassereis und Sägespähne (oder Altpapier...) und hat eine Festigkeit, die der von Beton nahekommt. Es könnte durchaus möglich sein, hier mit besonderen Materialverbünden noch höhere Festigkeiten zu erreichen. Angesichts des simplen Grundstoffes Eis, ist die Forschung hier auch nicht besonders teuer oder aufwendig, oder jedenfalls nicht zu Anfang. Vielleicht könnten hier Kohlefasern die Eigenschaften des Eises weiter verbessern; es käme da auf einen Versuch an...
Welche "Festigkeit" weißt denn Pykrete genau auf? In wiefern hast du Ahnung von Beton, das du diese Baustoffe miteinander vergleichen kannst?

Auch hier die Frage, was erhoffst du dir durch die Zugaben von Kohlefasern? Eine einzelne Kohlefaser kann lediglich Zugkräfte aufnehmen. Oder redest du von einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, dann aber mal konkret auf die Matrix eingehen.

Mal ne Kohlefaser in der Hand gehabt? Oder doch nur Hauptsache man bring Kohlefasern in Spiel, bzw in die Diskussion.

Wenn ihr hier so über Kohlefasern reden wollt, dann klärt einen doch mal auf.


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06.05.2018 um 16:47
@berlinandi

Man könnte es so formulieren. Der TE sucht eine problematische Situation in der es am sinnvollsten ist ein Raumschiff zu bauen, welches überwiegend aus Eis bzw Eisverbundstoffen besteht.


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12.05.2018 um 18:58
Zitat von BruderchorgeBruderchorge schrieb am 06.05.2018:Man könnte es so formulieren. Der TE sucht eine problematische Situation in der es am sinnvollsten ist ein Raumschiff zu bauen, welches überwiegend aus Eis bzw Eisverbundstoffen besteht.
Und warum kommt man da mit Kohlefaser/Kohlenstofffasern? Um eine einfache Kohlefaser herzustellen benötigt man eine Pyrolyse, für eine Pyrolyse benötigt man sehr viel Wärme und Inertrgas. Dann kann man diese Fasern einzeln in Eis (Matrix) "einbettten", soll genau was bringen?

Um einen Kohlefaserverbundwerkstoff (CFK) herzustellen benötigt man die aus der Pyrolyse hergestellten Kohlenstofffasern, welche man verwebt, dann zu Matten (Gelege oder Gewebe), Fliesse oder ähnliches weiterverarbeitet, diese kann man dann nehmen und in eine Form legen/drapieren und mit Harzen zu einem Verbundwerkstoff verarbeiten. Dies funktioniert jedoch nur wenn man die Kohlefasern und die Harze unter Druck, Vakuum in einem Autoklaven "verbäckt". Das ganze ist jetzt ganz vereinfacht dargestellt, weil man die Eigenschaften von CFK unheimlich viel durch den Harzen, Legerichtungen, Gewebestruktur, Gelegestruktur und so weiter verändern kann. Jeder der einmal beispielsweise verschiedene Gelege/Gewebe/Harz Kombinationen gebohrt und verarbeitet hat wird dies bestätigen können.

Wenn man das ganze reparieren möchte, so von wegen die einzelnen Lagen ausschleifen, neu aufbauen, die Statik muss das ganze neu berechnen, wird mir recht geben das die gesamte Thematik CFK sehr umfangreich und am Ende sehr aufwendig ist.


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12.05.2018 um 20:20
@Taln.Reich

a)
Es geht zuerst einmal nur um das Prinzip, und da erscheinen Kohlefasern doch ein interessantes Material zu sein, mit dem man praktische Versuche "in Sachen Eis" anstellen kann. Pykrete ist ja auch nur eine einfache Mischung aus Eis und Sägespähne oder eben aus Eis und Altpapier. Letzere Mischung könnte sogar noch stabiler sein. Wie sich Kohlefasern in Eis verhalten und ob sie einen Gewinn in Sachen Stabilität und Temperaturbeständigkeit bedeuten, können nur praktische Versuche ergeben...

Ich meine Niemand würde auf die Idee kommen, das Eis und Sägespähne oder gar Altpapier eine sehr stabile Mischung ergeben, die sogar in gewissen Grenzen Kugelfest ist. Die Außenwände von Raumschiffen könnten aus einem ähnlichen Material gefertigt werden, und böten damit einen gewissen Schutz gegen Minmeteoriten, und eine Außenhülle, die man bei kleinen Beschädigungen auch mit einer einfachen "Materialzugabe" zukitten könnte...

Es ist eben etwas, das der Forschung und Erprobung bedarf; im Netz jedenfalls wird man lange und vergeblich nach Antworten suchen, und wenn, dann fallen sie eher skurril aus. Trotzdem ist die Suche nicht ergebnislos. Es gibt da eine türkische Eisspezialiät, die sehr zäh ist und nur sehr langsam schmilzt; es handelt sich um eine Mischung mehr oder weniger schwer erhältlicher Bestandteile, also im Prinzip um komplexe organische Verbindungen. Und es gibt einen Stoff aus Erdbeeren, bei dem zufällig entdeckt wurde, das er Milcheis härtet und unempfindlicher gegen Wärme macht...

Von diesen "Speiseeisvarianten" zu hitzfesten Beschichtungen oder zumindestens sehr stabilen Materialien ist es sicher ein weiter Weg, aber wenn wir von dem ausgehen, was wir auf unserer Beispielwelt Titan zur Verfügung haben, dann herrscht dort zumindestens kein Mangel an organischen Molekülen; ja es könnten dort auch Varianten existieren, die es auf der Erde nicht gibt. Dazu könnten nicht nur Metallmeteorite Material liefern, sondern auch Steinmeteorite, die eine gewisse Vielfalt an Siliziumverbindungen mitbringen; so ist zumindestens genug Material vorhanden, um zu experimentieren...

Wenn es nur um Raumschiffe geht, die vielleicht im All konstruiert werden, dann kann man sich mit fertigen Mischungen behelfen, die auf der Erde erforscht und erprobt wurden und diese mit Eis aus dem All kombinieren, wenn wohl auch erst in ferner Zukunft. Ein Sinn, Raumschiffe oder Stationen aus Eis zu fertigen liegt darin, mit den vor Ort erhältlichen Materialien auzukommen, und da bietet es sich meines Erachtens schon die Möglichkeit an, das man sie im Falle von Eis mit gewissen Zugaben "veredelt", damit sie sie ihren Zweck am Ort der Bestimmung auch optimal erfüllen...

Ab einer bestimmten Menge an benötigtem Material, bei der Fertigung besonders großer Objekte zum Beispiel, ist es schon von Vorteil, wenn man nicht alles von der Erde aus ins All befördern muß, und mit einfachen Dingen viel erreicht...

Raketen aus Eismischungen herzustellen, ist immer eine grenzwertige Erfahrung und könnte die "Ice-Tech" an den Rand ihrer Möglichkeiten bringen, aber wenn davon ausgeht, das man den Treibstoff durch "Alice", also Eis mit Aluminium-Nanopartikeln, ersetzen kann und ein Großteil der Rakete aus einer besonders stabilen und hitzefesten Eis-Außenschicht besteht, während man das Triebwerk aus einem anderen Stoff, wie zum Beispiel einer Art Keramik fertigt, wenn man eine hitzefeste Innenschicht im Treibstofftank für "Alice" hinbekommt, dann hat man eine Rakete, die einschließlich Treibstoff überwiegend aus Eis bestehen könnte. Der Vorteil liegt darin, das man durch ein Allerweltsmaterial wie Eis, andere seltene Rohstoffe und technisch komplexe Materialien einsparen könnte.

Allerdings wären diese Eismischungen an sich auch eine Art "High-Tech"-Material. Um so eine Rakete zu entwickeln bräuchte es sicher einige Jahre oder Jahrzehnte, und dazu wären Mischungen nötig, die wir heute noch nicht kennen; und der Erfolg ist nicht garantiert...

b)
Oumuamua ist ein interstellarer Asteroid, der aber auch eine Raumsonde einer Alien-Zivilisation sein könnte. Ja, ich weiß, die alte Leier vom außerirdischen Einfluß durch High-Tech-Alien-Schiffe, aber ich denke, das eine Alien-Sonde auch nur eine einfache zweckgemäße Konstruktion sein könnte, die einst von einer Zivilisation erbaut wurde, die vom technischen Stand her gesehen nur etwas weiter war, als wir. Vielleicht war es auch eher ein idealistisches Projekt, eine Raumsonde Jahrtausende jahre lang zu einem fernen Sonnensysten wie den unseren zu schicken, oder aber es gibt da andere Motivationen von denen wir nichts wissen, oder aber ich hatte nur einen seltsamen Traum...

Jedenfalls denke ich, das wir so etwas wie eine Raumsonde in dieser Art auch schon bauen könnten...


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Eis ein Baustoff für Raumschiffe ? - oder: Oumuamua der Eishybrid

12.05.2018 um 20:23
Was erhofft man sich konkret davon einzelne Kohlefasern mit Eis zu kombinieren?


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Eis ein Baustoff für Raumschiffe ? - oder: Oumuamua der Eishybrid

12.05.2018 um 20:37
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Ich meine Niemand würde auf die Idee kommen, das Eis und Sägespähne oder gar Altpapier eine sehr stabile Mischung ergeben, die sogar in gewissen Grenzen Kugelfest ist. Die Außenwände von Raumschiffen könnten aus einem ähnlichen Material gefertigt werden, und böten damit einen gewissen Schutz gegen Minmeteoriten, und eine Außenhülle, die man bei kleinen Beschädigungen auch mit einer einfachen "Materialzugabe" zukitten könnte...
Erneut, wir hatten das schon mehrmals. Auch mit noch so cleverer herummischung wirst du nicht auf eine Verbesserung der Materialeigenschaften um einen Faktor von mehreren hundert kommen.
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Wenn es nur um Raumschiffe geht, die vielleicht im All konstruiert werden, dann kann man sich mit fertigen Mischungen behelfen, die auf der Erde erforscht und erprobt wurden und diese mit Eis aus dem All kombinieren, wenn wohl auch erst in ferner Zukunft. Ein Sinn, Raumschiffe oder Stationen aus Eis zu fertigen liegt darin, mit den vor Ort erhältlichen Materialien auzukommen, und da bietet es sich meines Erachtens schon die Möglichkeit an, das man sie im Falle von Eis mit gewissen Zugaben "veredelt", damit sie sie ihren Zweck am Ort der Bestimmung auch optimal erfüllen...
Im Weltraum gibt es auch reichlich Metallmeteorite, die für die Verwendung im Weltraum benutzt werdne könnten wenn man den soweit ist.
Zitat von wolf359wolf359 schrieb:Der Vorteil liegt darin, das man durch ein Allerweltsmaterial wie Eis, andere seltene Rohstoffe und technisch komplexe Materialien einsparen könnte.
Raumfahrt ist eine Hochleistungsdisziplin. Da orientiert man sich nicht daran was selten oder häufig ist, sondern was überhaupt für die Rolle geeignet ist.


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Eis ein Baustoff für Raumschiffe ? - oder: Oumuamua der Eishybrid

12.05.2018 um 20:38
Zitat von berlinandiberlinandi schrieb:Was erhofft man sich konkret davon einzelne Kohlefasern mit Eis zu kombinieren?
Wolf359 will nur irgendwie seine fragwürdige Fixierung darauf, Eis als wesentliches Strukturmaterial bei der Konstruktion eines Raumschiffes zu verwenden durchdrücken.


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