Schon sehr schön auch wenn ich es nicht ganz nachgerechnet habe.
Wenn Du mal eine einfach Sache so zum Frühstück nebenbei rechnen willst und paar nette Bildchen zu machst, wäre das cool:
Die Frage ist, kann ein Körper mit einem Sonnensegel auf 0,9c – 0,9c beschleunigt werden. Es soll schon wer damit fliegen, und die Person muss eine Weile an Bord überleben können. Es macht wohl kaum Sinn mit weniger als 1.000kg zu rechnen. Vermutlich wird sich keine Lebensform mit weniger zufrieden geben. Gehen wir positiv an die Sache ran und rechen mit 100kg bis 1.000kg und setzen mal 500kg für die Gesamtmasse des Raumschiffes an. Da braucht man nun nicht wilde Konstruktionen um das Segel so leicht wie möglich zu machen, ob das nun 1kg oder 0,1kg Masse hat, ist bei 500kg egal. Mal ein paar Formeln um eine vernünftige Basis zu schaffen Erstmal die Energie, im Erdabstand zur Sonne beträgt die abgestrahlte Energie 1355 W/s*m².
(1) E = 1/2mv² = 1355 W/sm²
Die die Schubkraft errechnet sich so:
(2) F = mv
Aus (1) und (2) folgt:
(3) F = 2E/v
Es gilt v = c = 299792458 m/s. Für 1 m² ergibt das eine Schubkraft von:
(4) F = 2 E/v = 2 ∙ 1355 / 299792458 = 0.00000904 N/m²
Bei 1 km² sind das 9.04 N. Die Energie ist abhängig von dem Abstand zur Sonne es gilt:
(5) E = 1355 W/s/m² / (Erdentfernung/Abstand)²
Die Beschleunigung ist abhängig von der Masse die zu beschleunigen ist, es gilt:
(6) a = r * Ps / pa
a: Beschleunigung [m/s²]
r: Die Reflektion des Segels.
Ps: Strahlungsdruck In der Nähe der Erde = 0.00000904 N/m²
pa: Die Flächendichte des Körpers = Masse/Segelfläche [Kg/m²].
Ps ist abhängig vom Abstand zur Sonne:
(7) Ps = 9.04 ∙ 10-6 ∙ (Abstand Erde Sonne /Abstand Körper Sonne)²
Quelle:
http://www.allmystery.de/themen/uf38972-107#id9117872
Verfasst: Mittwoch 26. Dezember 2012, 05:59