Delftse onderzoekers testen 'lichtzeilen' voor aandrijving van ruimtevaartuigen

Vier wetenschappers van de TU Delft voeren deze week experimenten in een gewichtloze omgeving uit, waarbij grafeen wordt getest als eventueel geschikt materiaal voor een lichtzeil. Dit is een scherm dat via het aanstralen van licht voortstuwing in de ruimte kan leveren.

De wetenschappers hopen met dit GrapheneX-project aan te tonen dat het zeer dunne materiaal geschikt is om lichtzeilen van te maken. Bij het experiment zal het GrapheneX-team gebruikmaken van de zogeheten valtoren van het ZARM, in het Duitse Bremen, waar een gewichtsloze toestand kan worden nagebootst.

De zeilen die uit grafeen bestaan, worden samen met lasers en camera's in een speciale capsule geladen. Deze wordt door een katapult naar de top van de toren gekatapulteerd. Door het vacuüm in de toren kan de capsule zowel omhoog als omlaag bewegen, zonder wrijving of luchtweerstand, precies zoals dat in de ruimte ook is. De zwaartekracht zal in de toren uitkomen op een miljoenste van de normale zwaartekracht op aarde. In de 146 meter hoge toren is voor de duur van 9,3 seconden gewichtsloosheid.

Tijdens de versnelling van de capsule worden de lichtzeilen in de capsule losgelaten en komen ze in een bijna gewichtloze vrije val. Op dat moment wordt een laser geactiveerd die op het grafeen wordt gericht; de druk die daarmee wordt gegenereerd zal in kaart worden gebracht. De wetenschappers willen onder meer testen wat de impact is van verschillende kleuren laserlicht, zodat duidelijk wordt waarmee de impuls van het licht op het grafeen wordt overgedragen. De experimenten duren tot 17 november.

De lichtzeilen kunnen in theorie voor aandrijving van ruimtevaartuigen zorgen, met behulp van licht dat afkomstig is van de zon of lasers op aarde. Als licht door een oppervlak wordt geabsorbeerd of gereflecteerd, oefent het een kracht uit die het oppervlak van de lichtbron wegduwt. Deze stralingsdruk is echter zeer zwak; de stralingsdruk van hoogenergetisch laserlicht dat de grafeenmembranen aanstraalt, zou de lichtzeilen ongeveer 2 millimeter moeten verplaatsen. Mede door dit kleine effect moeten lichtzeilen uiteindelijk heel groot worden en ook heel licht. Grafeen is daarvoor heel geschikt, omdat het slechts één atoom dik is.

Er zijn ook andere technologieën die worden ontwikkeld om ruimtevaartuigen met zeilen via de zon aan te drijven. Finse onderzoekers hebben in september een plan ontwikkeld om nanosatellieten aan te drijven door de protonen in zonnewind. Deze worden opgevangen door een elektrisch geladen aluminium draad met een lengte van 20 kilometer. De theorie is dat als protonen als onderdeel van de zonnewind op de draad botsen, de positief geladen deeltjes in de draad en de protonen uit de zonnewind elkaar afstoten. De inkomende protonen dragen dan hun momentum over, wat zorgt voor de aandrijving.

Reacties (85)

[KoploperMau]

Tom Scott heeft een video gemaakt over de toren waar dit getest wordt, als je wilt zien hoe zo'n experiment gaat, is dit wel interessant kijkvoer.

Het lijkt me zeer interessant om te weten wat dit precies doet. Onthoud dat je in een vacuüm niet veel nodig hebt om iets een snelheid te geven. Richt voor langere tijd een laser op een ruimteschip en na verloop van tijd zul je toch redelijk snel gaan en als je nog niet te ver weg bent kan je blijven versnellen. Mooi onderzoek, benieuwd of dit mogelijk een voortstuwingstechniek kan worden in de ruimte.

Zou je ook een laser op je eigen ruimtevaartuig kunnen monteren en deze met zonne-energie op ditzelfde zeil kunnen laten schijnen? Beetje het ventilator op een vlot principe.

[Blokmeister]

Zou je ook een laser op je eigen ruimtevaartuig kunnen monteren en deze met zonne-energie op ditzelfde zeil kunnen laten schijnen? Beetje het ventilator op een vlot principe.

Absoluut! Dit licht absorberen geeft dezelfde stuwkracht als het licht uitzenden. Leuk daaraan is dat als je een spiegel op je schip monteert in plaats van een zwart scherm, je het licht weer terugkaatst, en daarmee twee keer de stuwkracht meekrijgt!

Dit schendt de wet van behoud van energie trouwens niet. De energie die je meekrijgt gaat dan zitten in de roodverschuiving (door Doppler shift) van het teruggekaatste licht. Roodverschoven licht heeft een lagere energie.

[koelpasta]

Absoluut! Dit licht absorberen geeft dezelfde stuwkracht als het licht uitzenden.

Klinkt als onzin.
Is precies hetzelfde idee als jezelf aan je sokken omhoogtrekken....

[Reactie gewijzigd door koelpasta op 23 juli 2024 14:55]

[Blokmeister]

Het werkt natuurlijk niet als je met een ventilator in je eigen zeil blaast. Dat is inderdaad hetzelfde als jezelf aan je sokken omhoog trekken. Je trekt je armen even hard omlaag als dat je je voeten aan je sokken omhoog trekt. De netto kracht is dus nul.

Echter kan je wel zeilen door wind te absorberen, maar ook door een grote ventilator op je boot te zetten, en naar achter te blazen. Als je met je hovercraft precies in de zeilen van een schip blaast, dan blaas je dat schip even hard vooruit, als dat je jezelf vooruit blaast. Elke actie (het vooruit blazen van jouw hovercraft) heeft een even grote en tegenovergestelde reactie (het 'achteruit' blazen van het schip).

[thoenk]

Blokbuster en Koelpasta, jullie zitten er beiden naast. Het is weldegelijk mogelijk om te bewegen door met een ventilator in een zeil te blazen waarbij ze beiden op het zelfde voertuig/boot staan. Sterker nog, je gaat bewegen in de richting waarin je blaast. Het klinkt gestoord, werkt echt.

Het antwoord schuilt in het feit dat je luchtdruk opbouwt aan de kant van de ventilator. Dit drukverschil zorgt voor een kracht (F = P *A, kracht is druk * opp), waardoor het voertuig beweegt.
Voorbeeldje van willekeurig jijbuis filmpje:
https://youtu.be/JifXETbaMCI.

[Blokmeister]

In het simpele geval werkt dat niet. De ventilator wekt die druk namelijk op, en veroorzaakt hetzelfde drukverschil F=PA de andere kant op. Op het moment dat het zeil zo gevormd is dat het wat wind van de ventilator terugkaatst de anderekant op, dan hou je netto wat kracht over waardoor de boot vooruit gaat. Gaat er echter wind van de ventilator langs het zeil, dan hou je netto kracht achteruit over.

[Grrrrrene]

Dat is een vraag geweest in de Nationale Wetenschapsquiz in 1997 (waarom weet ik dat in godsnaam? )

Dat werkt dus wel degelijk: de boot gaat vooruit als je er een ventilator op richt die zich op de zeilboot bevindt.

Bron (uit Google Webcache): lange link (vraag 3)

En dat werkt dus ook met een laser die je achteruit richt. Dat is dan een soort "raketmotor" waar fotonen uitkomen. Nadeel is wel dat je lang niet zoveel fotonen hebt dan een ster (zon) van relatief dichtbij afgeeft.

[Reactie gewijzigd door Grrrrrene op 23 juli 2024 14:55]

[Blokmeister]

Ah right! Dat is dus inderdaad precies wat ik zei. Als het zeil de wind naar achter kaatst, gaat de boot vooruit.

[dikkepaddestoel]

Theorie blijft een benadering van de werkelijkheid.

Hier een voorbeeld op een iets grotere schaal door Mythbusters: https://www.youtube.com/watch?v=uKXMTzMQWjo

[CivLord]

In feite is dit wat er gebeurt bij thrustreversers op een straalmotor. De naar achteren gerichte stuwkracht wordt weerkaatst door een in de straalstroom geplaatste barrière, waardoor er voldoende stuwkracht wordt gereflecteerd om een vliegtuig af te kunnen remmen.

[koelpasta]

Ja, dat snap ik. Maar dit ging om licht en een lichtzeil.

[irritantrotjoch]

Ik denk van niet, aktie is reactie.

[kwinvdv]

De geflecteede fotonen die de ruimte in worden weerkaatst zullen wel bijdragen als voortstuwing. Dit is omdat fotonen wel een impuls hebben, hoewel ze geen massa hebben. Maar dan kan je net zo goed de laser direct de ruimte in richten. Het reflecteren van externe fotonen geeft echter een twee keer zo grote impuls verandering aan het ruimte vaartuig (aangenomen dat geen foton wordt geabsorbeerd).

[Nox]

Alleen als je naar achteren schijnt Maar je zet met dit systeem de ventilator aan wal en een zeil op je schip.

[Kain_niaK]

Wow, maar een ding snap ik niet. Wanneer de capsule bijna boven is remt hij toch af om eventjes helemaal tot stilstand te komen (ten opzichte van de observer) en dan krijgt hij weer snelheid. Er zijn natuurlijk geen andere krachten die op de capsule inwerken maar betekend het dan dat ook al gaat de snelheid naar nul en weer naar 9,81 meter per seconde per seconde. Is de vertraging op het einde dan exact hetzelfde als versnelling na los laten (als ze dat zo zouden doen want nu is er natuurlijk geen loslaten) maar dan andersom?

[tympie]

Ik snap niet zo wat je nu precies vraagt. De snelheid gaat natuurlijk nooit naar x m/s^2 (want dat is een eenheid van versnelling), en na loslaten is er gewoon een constante, naar beneden gerichte versnelling (de 9.81m/s^2 door de zwaartekracht).
De capsule wordt omhoog geschoten met een katapult. Vanaf het moment dat hij los is van de katapult, is de capsule in vrije val. Ook al lijkt dat misschien niet zo omdat hij in het begin nog omhoog gaat. Het is dus ook niet dat de capsule "bijna boven afremt om eventjes helemaal tot stilstand te komen, en dan weer snelheid krijgt". Je denkt in termen van versnellen en vertragen, maar dat is niet handig (kun je bijvoorbeeld nog verder vertragen als je snelheid 0 is?). Snelheid en versnelling hebben een richting. In dit geval is het erg simpel, want er is maar 1 dimensie relevant (hoogte). Een positieve waarde voor de snelheid betekent dat de hoogte toeneemt (de capsule gaat omhoog), een negatieve waarde dat deze afneemt. De capsule krijgt door de katapult een beginsnelheid v0 mee (omhoog, dus >0m/s), en vanaf dat moment van loslaten wordt zijn snelheid gegeven door v(t)=v0+g*t, met g de versnelling van de zwaartekracht: -9.81m/s^2 (naar beneden gericht, dus negatief). Vanaf dat moment versnelt de capsule dus met g (vrije val), en is er binnen het referentiekader van de capsule dus gewichtloosheid. Het afschieten met een katapult verschilt in die zin dus niet van het simpelweg loslaten van een object bovenin de toren (dan is v0=0m/s). Maar omdat je dus ook al gedurende de beweging naar boven gewichtloosheid hebt, heb je meer tijd voor je experimenten (of hoef je een minder hoge toren te bouwen).

[CivLord]

Maar omdat je dus ook al gedurende de beweging naar boven gewichtloosheid hebt, heb je meer tijd voor je experimenten (of hoef je een minder hoge toren te bouwen).

Dat. En omdat je je experiment van onder in de toren omhoog schiet, heb je boven in de toren geen faciliteiten nodig om je experiment omhoog te takelen, klaar te maken en te laten vallen. Dat maak de toren ook een stuk eenvoudiger en goedkoper om te bouwen.

[r.stanneveld]

Da's al wat jaartjes oud met die laser.
Je word er aleen wel duizelig van
https://www.youtube.com/watch?v=XhUasBcoj-Q

[TWyk]

Je beseft het niet maar als je een zaklamp vast hebt dan wordt je achteruit gedrukt door de tegendruk van de fotonen die je zaklamp verlaten op je zaklamp.

[ikwilwp8]

E=mc2 heeft volgens mij niets te maken met de potientiele chemische energie. Lichter worden ze dus niet.

[Aikon]

Heeft het ook niet, maar wel met de opgeslagen energie.

[Nystran]

Ik weeg mijn batterijen ook altijd om te kijken of er nog prik in zit

[TWyk]

* TWyk leest nog een keer Zeil 25 van Jack Vance. uit 1962 (!)
Beste SciFi short story over een Zonnezeil.

[Reactie gewijzigd door TWyk op 23 juli 2024 14:55]

[tw_gotcha]

the nano flower van Hamilton. Aan het eind van het boek wordt ook een zonnezeil gebruikt

ik lees op wiki dat de theorie uit eind 19e eeuw is en het eerste theoretische bewijs 1911. ze waren toen zoveel slimmer dan ik nu😉

[Reactie gewijzigd door tw_gotcha op 23 juli 2024 14:55]

[TWyk]

Toch is er pas in 2010 een solar sail aangedreven ruimtevaartuig gelanceerd:
https://en.wikipedia.org/wiki/IKAROS

[5pë©ïàál_Tèkén]

Super idee maar hoe ga je die zeilen repareren in de ruimte? 3D (of moet ik zeggen 2D) grafeenprinters in de ruimte? Of zelf repair?

[Cranzai]

Self-repair lijkt me pittig voor grafeen zeilen. Dat omdat het materiaal zich niet uiterst eenvoudig laat vormen, want het is maar enkele molecuul lagen dik. Die dikte maakt het ook moeilijke de huidige technieken voor self-repair die we nu hebben toe te passen. Veelal wordt er bij zelf repair gebruik gemaakt van "pockets" met "repair material" dat bij blootstelling door een beschadiging aan het oppervlak reageert tot een "reparatie". Zo'n pocket systeem lijkt me lastig te plaatsen. Tenzij je mogelijk zeilen van carbonanotubes wil maken wat enkele mogelijkheden levert. Enige obstakel is dan nog om grafeen te kunnen vormen uit reacties aan de randen van het gat.

[Reactie gewijzigd door Cranzai op 23 juli 2024 14:55]

[SSDtje]

Zelfde wat ik dacht toen ik dit artikel eenmaal gelezen had.
Hier kun je namelijk enorme afstanden mee gaan afleggen, zonder enige brandstof, nou ja licht als "brandstof" dan.
En mocht deze test nu de verwachte stuwkracht genereren, en er wellicht dus een echt prototype van ontwikkeld gaat worden, lijkt me het wel zo handig inderdaad, om iets van een systeem te hebben wat deze zeilen onderweg kan repareren.
Met als die micro kometen heb je het zeil immers zo vol gaten zitten, wat nu ook niet gewenst is lijkt me.
Anyhow, ik ben enorm benieuwd wat dit gaat uithalen in elk geval, en blijf dit dan ook zeker nog even volgen.

Edit: Typo

[Reactie gewijzigd door SSDtje op 23 juli 2024 14:55]

[Nox]

Zodra de maximum potentiele snelheid is gehaald heb je niet veel meer nodig, in het vacuum rem je niet echt af. Wat kleine stuurraketten en that's it.

[kritischelezer]

Als leek: er is toch aantrekkingskracht van hemellichamen, of moet je er dan ¨vlakbij¨ zijn om deze invloed te merken.

[JDVB]

Dat lijkt mij nou ook een serieus probleem. Als je dichtbij de zon bent om veel effect van het zonnescherm te hebben ben je dus ook dichtbij zodat je effect van de aantrekkingskracht van de zon hebt. Dan moet de voortstuwing van het zonnescherm dus groter zijn dan de aantrekkingskracht van de zon.

In dit experiment gaat het enkel om de voortstuwing, niet om de tegengestelde kracht van de aantrekkingskracht van de zon. Als je kijkt met welke snelheden planeten om de zon vliegen, maar door de aantrekkingskracht van de zon toch in een baan daaromheen blijven, kan ik me er weinig bij voorstellen dat je met 2mm verplaatsing in 10 seconden voldoende tegenwicht kunt bieden aan de zwaartekracht van ons zonnestelsel. Nu is de kracht van de zwaartekracht omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand, al lijkt me dat ook van toepassing op de sterkte van het licht.

Vandaar dus ook dat ze streven naar een praktisch gewichtsloos zonnescherm. Al zul je toch stevigheid in zo'n scherm moeten hebben om de kracht over te brengen naar het te versnellen object, wat weer meer massa met zich mee zal brengen. Het versnellen van een loshangend doek ik een gewichtsloze toestand waarbij de zwaartekracht velden genegeerd worden zal dus nietszeggend zijn.

[Reactie gewijzigd door JDVB op 23 juli 2024 14:55]

[Freee!!]

Die tegengestelde kracht van de aantrekkingskracht van de zon wordt opgeheven doordat het vaartuig met lichtzeil zich in een omloopbaan om de zon (eerst de aarde) bevindt. Naarmate de snelheid toeneemt, wordt die omloopbaan ruimer.

[MSalters]

De maximale snelheid is c, de lichtsnelheid. Dat is logisch voor een zonnezeil. Maar die snelheid bereik je niet binnen een eindige tijd, omdat je versnelling steeds lager wordt.

[Verwijderd]

Super idee maar hoe ga je die zeilen repareren in de ruimte? 3D (of moet ik zeggen 2D) grafeenprinters in de ruimte? Of zelf repair?

Ach als ze een paar honderd vierkanten kilometer groot zijn en er komt een gaatje in.... wat maakt dat dan uit? Reparatie van een membraan van een dergelijke dikte is mogelijk.

[Peoplen]

Wat maken een paar kleine gaatjes van mini asteroïden uit? Dit zeil zal niet zoals een windzeil veel voortstuwing verliezen door wat gaatjes.

Zou een zeil misschien gebruikt kunnen worden om een slingshot te kunnen krijgen van de zon? Het zeil zou als isolatie kunnen worden gebruikt tussen het ruimtevaartuig en de warmte van de zon (zoals James Webb) en het zeil gelijktijdig gebruiken om te accelereren, dicht bij de zon. Dit in combinatie met de enorme zwaartewacht van de zon, zou een voertuig tot enorme snelheden moet kunnen brengen.

[Euronitwit]

Stel de zon staat aan de linkerkant van de baan.

Je wilt dus eerst aan de wind naar de zon zeilen met de zeilen aan de rechterkant
Daarna volgens jouw idee moeten de zeilen naar de andere kant worden verplaats om tussen het voertuig en de zon te komen. Het zeil duwt het voertuig naar rechts en zal ook om het voertuig heen bollen wat o.a. de communicatie met aarde kan verstoren.
Voorbij de zon moet het zeil weer naar de rechterkant gebracht worden voor het halve windse en later het voorde windse rak.

Twee keer het zeil verplaatsen lijkt mij niet ideaal als het al mogelijk is.


marijn78 dat heet halve wind.
Uitleg zeil standen t.o.v. windrichting

[Reactie gewijzigd door Euronitwit op 23 juli 2024 14:55]

[JDVB]

halve wind is totaal iets anders als halve zon. Bij wind geldt iets als onderdruk achter het zeil, dat lijkt me bij zonnestralen niet van toepassing. Ook heb je niet iets als een zwaard dat zijwaartse verplaatsing ongedaan zou maken.
Het effect is dan dus dat je zeil op je koers richting de zon je afremt. De enig juiste positie van je zeil is dan dus haaks op de zon zodat je niet afgeremd wordt.

Nu is de aantrekkingskracht van de zon significant groot en net als de intensiteit van haar light omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand. De voortstuwingskracht van het zeil moet dus groter zijn dan de zwaartekracht.

Om van een groot zeil de voortstuwing op te kunnen vangen heb je een forse en dus ook zware constructie nodig, welke door de zon aangetrokken zal worden. Een significante kracht met een arm van kilometers zal immers toch een enorm groot moment geven wat opgevangen moet worden. Immers, moment = kracht * arm.

Nu is het maar zeer de vraag of de benodigde constructie licht genoeg kan zijn om een netto verschil (voortstuwing minus zwaartekracht) kan maken op het te versnellen object. Persoonlijk betwijfel ik dat.

[Freee!!]

Je vergeet even dat je al een snelheid hebt (omloopbaan) van waaruit je versnelt.

[Verwijderd]

Een slingshot van de zon is volgens mij niet mogelijk voor reizen binnen het zonnestelsel. Want de snelheid wordt gestolen van de snelheid die het gepasseerde hemellichaam heeft ten opzichte van de zon. En de zon staat stil ten opzichte van de zon. Dus er kan niets gestolen worden.

Voor reizen tussen sterren is het in theorie wel mogelijk. De zon heeft immers wel een snelheid ten opzichte van het centrum van de melkweg. Dus daar kan iets van af gesnoept worden. Het zet alleen geen zoden aan de dijk.

Voor zowel alle planeten als de zon geldt dat het punt van de dichtste nadering, of dan nu tijdens een ellipsvormige baan is of een fly-by, wel hét moment is waarop de voortstuwing het meest effectief zal zijn. Voor de duidelijkheid: Dat heeft niets met een slingshot te maken.

Als je tijdens zo'n dichtste nadering gebruik wil maken van een zeil heb je volgens mij het probleem dat je evenwijdig aan het zon-oppervlak wilt versnellen. Dan komen de lichtstralen dus van onderen, dus een hoek van 90 graden. Dat lijkt me niet handig.

[MSalters]

Zou een zeil misschien gebruikt kunnen worden om een slingshot te kunnen krijgen van de zon?

Nee - een slingshot kan niet rondom de zon omdat het ruimtevartuig zelf in een baan rond de zon zit. Bij het verlaten van een baan rond de aarde kun je wel een slingshot rond de maan maken, en eenmaal in een baan rondom de zon kun je slingshots rond planeten maken.

De truc van een slingshot is dat je de kinetische energie van de maan of planeet overdraagt aan je ruimteschip.

[Verwijderd]

Als het vrijwel geen dikte heeft, zou je meerdere zeilen mee kunnen nemen en evt een zeil, net als een oude filmprojector, kunnen doorrollen.

[Kain_niaK]

Interessante vraag want de ruimte is erg leeg, toch zweeft er hier en daar een atoompje. De ruimte is echter zo groot dat de kans dat iets je zonescherm raakt natuurlijk heel erg klein is. Een paar atoompjes die een een atoom dik zeil op een pittige snelheid raakt kan toch al wat schade doen denk ik? Of misschien heb ik het helemaal fout, ik werk dan ook niet bij de NASA.

[CivLord]

Hoe groter de snelheid, des te kleiner de schade aan dunne barrière. Vergelijk het met een plaat piepschuim. Wanneer je die aan twee kanten vast pakt en met je vinger in het midden drukt, gaat de plaat doormidden. Wanneer je er met een even dikke kogel op schiet, heb je een klein rond gaatje.

Zo gaat het ook met atomen en stofdeeltjes die tegen het zonnezeil aanbotsen. Ze laten een minuscuul gaatje achter, dat op het totale oppervlak van het zeil verwaarloosbaar is.

[Verwijderd]

Eén atoom dik? Of een molecuul?

[Bart ®]

Als ik het plaatje zo zie, dan is de molecuulstructuur plat, dus één atoom dik is gelijk aan één molecuul dik.

[.oisyn]

In een metaalrooster spreek je niet echt van moleculen.

[Verwijderd]

Ah, ok. Maar als ik het goed begrepen heb is de ruimte tussen al die atomen vooral lege ruimte. Waar botsen die lichtdeeltjes dan tegen aan? Gaan er ook een paar tussendoor?

e:typo

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 14:55]

[MSalters]

Het grootste deel van de fotonen gaat er doorheen, tenminste voor zichtbaar licht. Om minder dan 50% van de fotonen door te laten heb je 10-20 lagen nodig. (Optical transmittance of multilayer graphene,
SHOU-EN ZHU, SHENGJUN YUAN and G.C.A.M.JANSSEN, 2014)

[.oisyn]

Fotonen hebben interactie met de electronenwolk, dus die gaan er zeker niet dwars doorheen (althans, het is natuurlijk wel afhankelijk van hun golflengte)

[Bart ®]

Klinkt leuk, zo'n zeil voor de voortstuwing, je zou >10% van de lichtsnelheid kunnen halen. Maar hoe rem je af als je in de buurt van je bestemming bent?

[Verwijderd]

Door het licht van de ster waar je heen vliegt te gebruiken om te remmen. Op dit moment echter zijn de meeste plannen alleen om ergens heel snel heen te gaan er dan wat metingen te doen, niet om er tot stilstand (als er zoiets is in de ruimte) te komen.

[irritantrotjoch]

De eerstvolgende ster staat best wel ver weg.

[.oisyn]

Maar waarom zou je eerder willen stoppen?

[theMob]

Met het licht van de ster waar je naartoe gaat?

[DigitalExorcist]

Remmen is voor watjes...

[Peatsmoke]

De kop schept bij mij dan toch weer een beetje het beeld van VOC-schepen in de tijd dat we de wereld nog aan het verkennen waren.
Ik ben natuurlijk een absolute leek op dit gebied en mijn kennis van ruimtevaarttechnologie gaat niet verder dan wat op Discovery en soortgelijke zenders te zien is, maar ik heb toch mijn vragen bij aandrijving op lichtenergie.

In de buurt van zonnen kun je natuurlijk altijd wel redelijk wat energie slurpen, maar de ruimte tussen de sterren/zonnen is zoveel groter, dat ik wel mijn vraagtekens heb.

[koelpasta]

In de buurt van zonnen kun je natuurlijk altijd wel redelijk wat energie slurpen, maar de ruimte tussen de sterren/zonnen is zoveel groter, dat ik wel mijn vraagtekens heb.

Aah, je maakt de fout te denken dat reizen naar andere sterren uberhaupt realistisch is met onze technologie.
Dat is niet zo. Andere sterren zijn echt heeeel ver weg.
We mogen al blij zijn als we de komende pakumbeet 100 jaar de planeten die dicht bij de aarde staan een beetje fatsoenlijk kunnen bereiken.

[RocketKoen]

Er zijn genoeg mogelijkheden.
- Iemand vindt (per ongeluk) een warp of FTL aandrijving uit.
- We vinden een stargate in een geheime kamer van een piramide.
- We vinden een manier om mensen een paar honderd jaar in te vriezen (en daarna succesvol ontdooien).

Technologie kan enorm hard gaan. De raket is zo'n beetje uitgevonden tijdens WO2. In 1961 zat Yuri in een baan om de aarde. En in 1969 stond Neil op de maan.
Toen de lol daar van af was kakte het tempo weer een beetje in. Maar de laatste tijd schijnt er wel een race naar Mars te zijn ontstaan.

[Durandal]

Je eerste punt is niet gebaseerd op onze kennis van de natuurwetten, die al vrij aardig uitgediept is. Mocht je al zoiets als warp kunnen maken dan is daar enorm veel energie voor nodig.
De maanlandingen waren natuurkundig gezien niet nieuw. We wisten sinds Newton al precies hoe het gedaan moest worden. Het was een kwestie van de wil, en het geld, en hier en daar wat nieuwe technieken uitvinden.

Vwb je tweede punt; ze hebben net een nieuwe 'kamer' gedetecteerd in de pyramide van Cheops geloof ik. Ik zou een ticket naar Egypte boeken en je schep mee nemen

Mensen invriezen zie ik als enige techniek nog wel als mogelijkheid. Diverse diersoorten kan je invriezen en leven vrolijk verder als ze ontdooit zijn. Zelfs hogere levenvormen. Er zijn ook al mensen langere tijd onderkoeld geweest zonder zuurstof en die zijn daar niet aan gestorven.
De medische wetenschap gaat snel dus dat zie ik nog wel gebeuren.

[Euronitwit]

Je eerste punt is niet gebaseerd op onze kennis van de natuurwetten, die al vrij aardig uitgediept is. Mocht je al zoiets als warp kunnen maken dan is daar enorm veel energie voor nodig.

En waar baseer jij dat op?

Zwaartekracht is nog steeds een vrij onbegrepen wet. https://nl.wikipedia.org/wiki/Zwaartekracht
Misschien als we de zwaartekracht kunnen nabootsen/zelf maken hebben we ook een warp achtige aandrijving.

[Durandal]

[...]

En waar baseer jij dat op?

https://en.wikipedia.org/...2.80.93energy_requirement

En als je benieuwd bent wat die benodigde 700kg materie inhoudt;

... note that "the mass-energy equivalent" of 700 kg (which I don't believe for a second, I suspect you need much more) essentially means you need 350 kg of antimatter to combine with 350 kg of matter. From here: http://www.centauri-dreams.org/?p=22962 they note that the current cost of producing 1 gram of antimatter is about $100 trillion. But, with completely unsupported optimistic estimates, you might get that down to $10 billion per gram. So, with the most wild-eyed pie-in-the-sky estimates, fuel alone will cost you $3.5 quadrillion — roughly the entire economic output of the world for forty years. Good luck with the Kickstarter!

[Reactie gewijzigd door Durandal op 23 juli 2024 14:55]

[CivLord]

Technologie kan enorm hard gaan. De raket is zo'n beetje uitgevonden tijdens WO2. In 1961 zat Yuri in een baan om de aarde. En in 1969 stond Neil op de maan.

De essentials van de rakettechnologie waren tijdens WO2 al een halve eeuw bekend. Alleen werd er toen pas serieus geld aan ontwikkeling uitgegeven, waardoor het binnen een paar jaar van een hobbyproject naar een geducht wapen ontwikkeld kon worden. Dat maakt de prestaties sindsdien uiteraard niet minder indrukwekkend.

Toch is alles wat we nu bereikt hebben in rakettechnologie een eeuw geleden eenvoudig te voorspellen geweest door simpele extrapolatie van de toenmalige technologie. De echte revolutie door de ruimtevaart zit in de miniaturisatie van elektronica, waardoor een paar ton metaal en elektronica in een baan om de aarde veel meer kan dan wat ze toen voor mogelijk hadden kunnen houden. Maar de technologie om die paar ton daar te krijgen is het resultaat van goed voorspelbare evolutie, hoe verschrikkelijk ingewikkeld het ook is om het exact goed te krijgen.

Hoewel er nog wel wat te fine-tunen valt en het wat goedkoper wordt om een bepaalde lading de ruimte in te krijgen en naar andere planeten te brengen, zitten we nu wel redelijk tegen het maximum haalbare van de rakettechnologie aan. Willen we meer dan zullen we toch een fundamenteel andere technologie moeten gebruiken.

[Peatsmoke]

Dat maakt het duidelijker.
Je zou bijna vergeten dat er nog vier of vijf planeten zijn in ons zonnestelsel waar we zo goed als niks vanaf weten.

[Blokmeister]

Oh wat gaaf! Degene in het filmpje is een directe collega van mij, ze heeft er al veel over verteld. De mensen die hieraan werken, doen eigenlijk net als ik onderzoek in moleculaire electronica. Dit hebben ze als vrijdagmiddagproject bedacht, en ze werken er zo nu en dan aan. Het is zover ik weet bedoeld als fundamenteel onderzoek, en ze hebben een klein beetje budget weten te krijgen uit het grote Europese Graphene Flagship-fonds, zodat ze dit kunnen testen.

Het idee is om te kijken of het schieten met een kleine laser daadwerkelijk genoeg stuwkracht geeft om (dacht ik) een TEM-grid (een heel dun koperen plaatje met gaatjes erin) met grafeen erop enigszins te kunnen bewegen.

Het leuke aan grafeen voor zonnezeilen is dat het superdun, maar wel supersterk is. Daarmee is het dus ongelofelijk licht, en makkelijk mee de ruimte in te nemen. Voor een zonnezeil is grafeen dus uitermate geschikt. De toepassing is erg leuk, maar voor mij (en ik denk ook voor hen) zit het gave vooral in het bouwen van een hele opstelling, die naar een enorme vacüumbuis in Duitsland brengen, en hem vervolgens honderdvijftig meter de lucht in te schieten, waarna hij met een noodvaart weer naar beneden valt, en die val hopelijk overleeft.

[MMeijkamp]

Toch jammer dat het nog lang zal duren totdat dit concept op grote schaal kan worden toegepast, de grootste stukken grafeen die momenteel zonder mankementen kunnen worden geproduceerd zijn hooguit een paar cm2.

Ik dacht overigens dat grafeen doorzichtig was? Hoe moet licht zo'n lichtzeil voortstuwen als het licht er dwars doorheen gaat?

[MSalters]

't Is niet perfect doorzichtig. Vandaar ook de complexe meting. Als het niet zo doorzichtig was geweest, hadden ze niet bij 0g hoeven meten.

[Inproba]

Doet me denken aan een aflevering van ST:DS9:
http://memory-alpha.wikia.com/wiki/Solar_sail

[Brontosaurus1]

Hoe nauwkeurig is de verplaatsing te meten?
Als je bijvoorbeeld al een onzekerheid hebt van centimeters in de positie door het lanceren, dan is die 2 mm niet te onderscheiden.