RZ054 Space Elevator

Konzept und die mögliche Realisierung des Weltraumbahnhofs des 21. Jahrhunderts

Episode image for RZ054 Space ElevatorDie Raumfahrt stößt mit raketenbasierten Starts von Raumfahrzeugen auf große und bislang unüberwindliche Probleme. Um Orbits zu erreichen oder gar den Einfluss der Erdanziehung komplett zu verlassen ist der Anteil der Nutzlast bei dem tatsächlich beschleunigten Material nur sehr gering. Das macht die Raumfahrt teuer, aufwändig und gefährlich, setzt die Raumfahrzeuge schon beim Start großen Belastungen aus und wie auch viele gescheiterte Starts immer wieder gezeigt haben, sind hier dem Forschungstrieb der Menschheit große Grenzen gesetzt.

Doch eine Idee treibt die Wissenschaft von Anbeginn an um: was wäre, wenn man einen Fahrstuhl bauen könnte, der Material und Personen über ins All gespanntes Seil in die Höhe bringen könnte, das nur durch die Fliehkraft der Erde senkrecht über der Oberfläche steht? Die Beschränkungen der Raketenraumfahrt wären damit Geschichte, doch stellte das Konzept die Wissenschaft bislang noch vor unlösbare Herausforderungen.
Doch es gibt Licht am Ende des Tunnels und es scheint, als ob wir uns einer Zeit nähern, in der die notwendigen Schlüsseltechnologien für einen Weltraumfahrstuhl langsam zusammen kommen. Dies würde dann in der Folge der Menschheit einen direkten Zugang zum All ermöglichen, die nahezu alle heutigen technischen Realitäten in eine neue Dimension überführen könnten.

Dauer: 1 Stunde 34 Minuten

Aufnahme: Juni 2013


Markus Landgraf
ESOC, ESA

Im Gespräch mit Tim Pritlove erläutert ESA-Missionsanalyst Markus Landgraf den Stand der Technik, die noch erforderlichen technologischen Durchbrüche und die denkbaren Nutzungsszenarios eines Weltraumbahnhofs des 21. Jahrhunderts.

Intro

Probleme der Raketenraumfahrt

Gaia — Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski.

Der Weltraumturm

Weltausstellung Paris 1889

Ein Seil aus dem Orbit

Juri Nikolajewitsch Arzutanow — Jerome Pearson.

Ein Fahrstuhl ins All

Die Vision der Science Fiction

Arthur C. Clarke — Fahrstuhl zu den Sternen.

Energie aus dem All

Fahrgeschwindigkeit — Inkrementeller Aufbau.

Fahrstühle zu Bahnhöfen

Herausforderungen des Fahrstuhlbetriebs

Zerstörung des Seils — Wettereinflüsse — Bodenstation — RZ034 Space Situational Awareness — Asteroiden — An Elevator to Space: Markus Landgraf at TEDxRheinMain.

Internationale Aktivitäten

Rice University — International Space Elevator Consortium — Google X.

 

67 Gedanken zu “RZ054 Space Elevator

  1. Vielleicht eine kurze Anmerkung zu den “neuen Materialien”:

    Fullerene sind nicht über eine “Diamantbindung” verknüpft. Ein Fulleren ist ein Aromat, welcher, vereinfacht gesagt, über CC (C = Kohlenstoff) Doppelbindungen verknüpft ist. Beim Diamant hingegen handelt es sich im 3D vernetzte CC Einfachbindungen.

  2. Ist das Absicht, dass ich den Podcast nur mit aktiviertem JavaScript herunterladen kann? Ich verstehe ja, dass der Player ohne JS nicht funktioniert, aber der Download?!

  3. Sehr inspirierende Folge der Raumzeit: “Let’s take the next step to space.” Schade nur, daß Tims Atemgeräusche für solch ungeheure Entspannnung sorgen, daß ich diese Folge beim 2-ten Hören mit erhöhtem Konzentrationsgrad geniessen musste. . Hat der Levelator da versagt oder ist das Absicht? :-)

    • Neues Aufnahme-Setup, dass noch nicht ganz optimiert ist. Aber ich habe eine neue Version online gestellt, bei der die Störgeräusche deutlich geringer sein sollten. Lad noch mal runter und hör noch mal rein.

  4. Super thema . wann gibt es davon ein crowdfunding projekt ?
    selbst das kickstarter projekt open source death star erreichte bis jetzt schon eine stattliche summe. also warum nicht auch crowdfunding für wissenschaftliche sinnvolle sachen in betracht ziehen ? mit ähnlichem “wow-faktor” wie der totesstern ;)
    nicht das ich einen totestern will/mag aber auch solche umfänglichen projekte würden durchaus machbarkeit erreichen mit dem aufzug.

    • Der Death Star war ein gelungener Scherz bei dem manche Leute aus Spass 9001$ eingetragen haben weil sie dafür eh nie zu Kasse gebeten werden.
      Grundlagenforschung über Kickstarter zu finanzieren zu wollen scheint mir dagegen so machbar wie per Anhalter zum Mond zu fliegen, zwar zum jetztigen Zeitpunkt, ohne Weltraumlift…

      • Nuja, jeder kommt wohl früher oder später mal in Kontakt mit Kontextmenüs. Aber nicht jeder hat, kann oder darf JavaScript.
        Danke für die Antwort und bitte dreht. ;)

      • Zumindest in Chrome kann man an einen Link ein download=”” Attribut setzen um einen Download zu erzwingen wenn man drauf klickt. Ist Standard und wird hoffentlich bald auch von anderen Browsern unterstützt. Firefox kann’s auch, aber nur wenn der Download vom selben origin kommt, aus IMO dummen Gründen. Wenn man aber die Kontrolle über den Fileserver hat, dann kann man dort einfach content-disposition=”attachment” im Header setzen, dann wird auch per klick ein Download gestartet.

    • Da ich gerade diesen “Feedproxy”-Link sehe, möchte ich auch mal angemerkt haben, dass das genausowenig geht, wie dieser JavaScript-Pfusch. Wenn Google im Namen steht, ist die Seite natürlich geblockt. Eine zeitlang führten die zuvordersten Links auf der Updateseite der Metaebene-Webseite über Google. Ich weiß nicht, ob das immer noch so ist. Welchem Zweck das diente, erschließt sich mir auch nicht. Eine Datenkrake eignet sich jedenfalls nicht als CDN oder Statistikzähler, falls das dafür genutzt wurde.

  5. Mir ist nicht klar, wie der gegen impuls vom Seil auf die Erde übertragen werden soll.
    In dem Moment wo man etwas an dem Seil hochzieht, zieht man doch den Satelieten nach unten.

    • Das mit dem Impuls zur Erde war auch glaube nur die Grundidee die man hatte als man den Lift noch als hohen Turm bauen wollte. Zumindest war die Erklärung dazu ja ganz am Anfang als noch nicht über Seil/Orbitalstation die geredet wurde.

        • halt das seil doch einfach unten fest, verlänger es ein kleines stück mehr in den weltraum und schon ist es auf spannung. Je nachdem wie weit du das Seil verlängerst, kannst du unterschiedlich schwere Sachen unten dranhängen.

  6. wäre nicht ein Schritt, für die Raumfahrtagenturen, der irgendwann dahinfüren könnte, Mission zu fahren in denen lange, und somit möglichst leichte und Stabile Kabel gebraucht werden. Ich denke dabei z. B. an Künstliche Gravitation durch Rotation, wo man große durchmesser für die Rotation sprich lange Kabel benötigt.

  7. Hallo zusammen,

    am Äquator gibt es nicht, wie in der Folge behauptet, besonders wenig, sondern ganz im Gegenteil, besonders viele Gewitter:
    http://www.lightningsafety.com/nlsi_info/lightningmaps/world.jpg
    http://de.wikipedia.org/wiki/Innertropische_Konvergenzzone

    Das oben schon genannte möchte ich auch noch einmal unterstreichen: Die Kohlenstoff Atome in C-Nanotubes sind nicht mit Diamantbindungen (über sp^3 Hybridorbitale) sondern mit Graphit-analogen Bindungen (sp^2) verknüpft und bestehen aus Sechsecken, nicht aus Fünfecken:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_nanotube

    Dennoch eine sehr interessante und erhellende Folge. Ich hoffe sehr zu meinen Lebzeiten noch einen Space-Elevator sehen zu können.

    Gruß
    d.

  8. Schöner Stoff für Träume… H0ffe auch das noch miterleben zu dürfen!

    Im Podcast war die Rede davon, dass man sich im Weltraum nirgendwo abdrücken kann und man daher etwas hinten raus feuern müsste. Wie funktioniert das hinten raus feuern bei elektrischen Antriebssystemen? Oder werden diese nur zur Lagekorrektur verwendet?

  9. Was die Materialien betrifft: Wenn man ein Material hat, aus dem man einen Space-Elevator bauen kann, und bei dem der Herstellungsprozess so preiswert ist, dass man davon sinnvollerweise genug für einen solchen herstellen kann. Da fallen mir ein Haufen Dinge ein, die man damit anfangen könnte, bevor der Space-Elevator in Reichweite kommt. Wenn man möchte, das Forschungsinvestitionen in der Richtung laufen, muss man wohl vor allem auch die anderen Anwendungen im Auge behalten, die sich vermutlich schneller auszahlen.
    Man denke nur an Fulleren-Phaser verstärkten Kunststoff, Brückenbau, Luftfahrt Segelboote, die jeden Sturm überstehen und nicht zu vergessen: der Käseschneider mit dem man Metalle Zerteilen kann gehört wohl in jeden Werkzeugkasten.

    Naja dass es keine Millitärischen anwendungen gibt, ist wohl auch eher ein Wunschdenken.

  10. Wie würde man den das Problem der Drehimpulserhaltung bei einem Aufzug lösen? Wenn ich mich nach außen bewege nimmt ja meine geschwindigkeit sowie mein Abstand vom Erdmittelpunkt und damit mein Drehimpuls zu, diesen ausgleich müsste man ja dann doch wieder über Triebwerke oder ähnliches lösen.

    • Ich glaube, du hast gerade meine Frage beantwortet. der Seitliche Impuls ist das relevante. durch das gegensteuern der Bodenplattform wird der Gegenimpuls auf die Erde (bzw. Aufs Wasser) übertragen.

  11. Noch eine Korrektur: Die Geschwindigkeit mit der sich die Kabine bewegen kann wird durch die Korioliskraft begrenzt. Da sich der obere Punkt des Aufzugs absolut gesehen schneller bewegt (die Winkelgeschwindigkeit ist natürlich konstant) muss sie irgendwo beschleunigt werden. D.h. das Kabel wird wird beim Hochfahren nach ‘hinten’ gezogen und wenn die Kabine zu schnell nach oben fährt fällt das ganze um.

  12. juhu endlich ne neue folge. ich hatte schon wahrnehmungsstörungen lol.
    super thema, sehr spanned, find ich. den sound fand ich nur ein wenig zu hallig. buckminster fullers buch: Bedienungsanleitung für das Raumschiff Erde und andere Schriften kann ich nur sehr empfehlen. auch wenn es vielleicht ein wenig schwierig zu lesen sein könnte. da doch auch viele lateinische oder architektonische begriffe enthalten sind.

  13. Kann es sein das sich die Erde, durch eine nach außen stehende Masse, langsamer drehen wird? (so wie bei Pirouetten von Eisprinzessinnen)
    Wenn ein derart stabiles Seil ‘zerreißt’ und eigendynamisch schwingend mit vielleicht 1000 km/h über die Erdoberfläche rast, reicht es aus, dass man drüberhüpft? Hüpfen Bäume und Tiere mit?
    Hach ja, Fragen über Fragen …

    • nein weil der elevator ist ja ein von der erde unabhängiges konstrukt dessen Schwerpunkt im geostationaeren orbit liegt. die Verbindung mit der erde beschränkt sich auf ein mobiles Gegengewicht, das nur deswegen gebraucht wird weil man ja eine Nutzlast hochziehen will und deshalb für ein bisschen zug auf dem seil gesorgt hat indem man den schwerpunkt ein bisschen von der erde weggelagert hat indem man das seil ein bisschen länger ausgerollt hat wie oben schon erklärt wurde… ist auch der grund warum das seil am unteren und oberen Ende nur so dick sein muss dass es die Nutzlast tragen kann. qm stärksten ist Belastung wohl in der Mitte, weil da die beiden haelften des seils zusammenkommen und die eine nach aussen und die andere nach unten zi3ht..

  14. Hi Tim.
    Endlich mal wieder eine neue Folge :)
    Ist auch eine Episode über die verschiedenen
    Nebeln und Galaxien geplant?
    Beschäftige mich “dank dir” mittlerer weise
    mit der Astrofotografie :)

  15. Pingback: Neulich im Fahrstuhl « netzdings.de

  16. Hilfe! Hier ist ein Podcast über 1,5h für den ich genau gar nichts bezahle, den ich aber nicht so runterladen kann wie ich will – ist das blöd!
    Ohje – hier haben einige Sorgen..

    Ansonsten: Großartige Folge, sehr interessantes Thema sehr schön umgesetzt.
    Ich war sehr erstaunt, wie nah die Beschreibung des Lifts im Roman ‘Limit’ von F. Schätzing den Ausführungen kommt. Aber der ist euch beiden wohl kein Begriff bzw. sollt nicht Gegenstand des Podcast werden?.

    Vielen Dank & Grüße

  17. Aus irgendeinen Grund ist die Folge nicht in meinen Podcast Client. Auch nicht wenn ich z.B. auf’s OGG Feed wechsle. Vielleicht liegts an Amarok.

  18. Ein Thema, das leider überhaupt nicht angesprochen wurde, ist die Corioliskraft.

    Zumindest meinem Verständnis nach müsste ein Objekt beim Hochziehen einen beachtlichen spezifischen Impuls westwärts erfahren (4*pi*h / 1 Tag = 5.2km/s). Das liegt schon fast in der Größenordnung vom dem, was eine Rakete aufbringen muss.

    Kann dieses Problem mit einer Ankerstation gelöst werden (was ist dann mit dem anderen Ende des Seils), müsste man dazu einen Thruster zum Stationkeeping am Aufzug anbringen oder was wäre da geplant?

  19. Super Folge! Danke sehr.

    Seid ihr uns die Erklärung schuldig geblieben, warum ein 144.000km langes Seil besser ist als ein 36.000km Seil mit Gegengewicht? Falls nein, bei welchem Zeitpunkt wird das erläutert? Falls ja, könnte das jemand bitte kurz erläutern?

    • Ein starres Gegengewicht könnte nicht parallel zum Seil nach unten Stück für Stück herausgelassen werden und würde bei der Aufbauphase daher nicht als direktes Gegengewicht zum bisher ausgesetzten Seil dienen. Außerdem dient das externe Seil ja selbst als Startrampe für Deep Space Missionen – mit dem Schwung am Ende kommt man bis zum Saturn. Das wurde an verschiedenen Stellen diskutiert.

  20. Vielen Dank für diesen Podcast – ich habe viel gelernt. Allerdings befürchte ich auch, dass ich den 10-Jahres-Zähler ein paar Mal zurückgesetzt habe…

  21. ich habe mich gefreut das mal wieder eine sendung kam, anfangs hieß es ja mal alle 2 wochen, nun habe ich die Zeit regelmäßig podcasts zu hören und warte sehnsüchtig.

    Ein sehr interessantes Thema, ein paar schöne Denkanstöße enthalten.

    Aber leider diesmal fachlich nicht so hochwertig, entweder habe ich das falsch verstanden oder Herr Landgraf ist nicht ganz auf dem laufenden. Er hat behauptet so wie ich das verstanden habe das man keine Bilder von Exoplaneten machen kann, weil der Stern nicht abgedeckt werden kann, das ist aber falsch. Heute ist ein Artikel in der FAZ wo sie eine Infrarotaufnahme gemacht haben von einem Exoplaneten in 60Lj entfernung (3fache Masse des Jupiters auf einer Neptunbahn) und in der aktuellen Ausgabe von Sterne und Weltraum des Spektrumverlages gibt es eine aufnahme auf der gleich 4 Planeten zu sehen sind. Es ist also sehr wohl möglich Bilder von Exoplaneten zu machen und darüber kann man sogar die Zusammensetzung der Atmosphäre bestimmen (die bei den 4 Planeten erstaunlich verschieden ist).

    Zu den anderen Punkten haben meine Vorredner schon genug gesagt.

    Fals dir die Ideen ausgehen, hätte ich hier noch ein paar Vorschläge: mich würde noch sehr interessieren eine ausgabe zu Exoplaneten, damit beschäftige ich mich seit Jahren und es ist ein wunderbares Thema, außerdem wäre es sehr interessant etwas über Alma zu erfahren da das jetzt so gut wie fertig ist, aus aktuellem Anlass könnte man vllt etwas über den Rand des Sonnensystems machen auch wenn das eigentlich ein Nasathema ist oder aber VHE-Gammastrahlungsforschung mit dem H.E.S.S.-Teleskop in Namibia, ich weiß nicht genau ob DLR oder ESA dazu Experten haben aber auf jedenfall ist die Humboldt-Universität zu Berlin an dem Projekt beteiligt, 2 Wissenschaftler von der HU haben bereits mehrere Interessante vorträge dazu gehalten, deswegen würde es mich interessieren da noch mehr und vorallem tiefer zu erfahren.
    Ich freue mich über jede neue Folge, sie sind immer sehr interessant und erweitern meinen Horizont, finde ich toll das du das machst.
    Danke

  22. Ein sehr interessanter und inspirierender Podcast, danke! Es wurde nur eines nicht angesprochen, nämlich die für den Bau des Kabels benötigte Zeit. Selbst wenn man es schafft, eine unglaubliche Produktionsmaschine in den geostationären Orbit zu heben, die 1 km des Kabels pro Tag aus Nanoröhrchen produziert, wird es immer noch fast 100 Jahre dauern, bis das Kabel an der Erdoberfläche angekommen ist. Ich spreche leider der Menschheit die Fähigkeit ab, so langfristig zu planen und handeln.

  23. Vielen Dank für den tollen Podcast.

    Mich haben die Dimensionen, die großen sowie die kleinen, absolut fasziniert. Kaum vorstellbar dass aus den beschriebenen Nano-Partikeln ein so riesiges Gebilde werden soll.

    Ich hoffe es folgen noch weitere spannende Folgen von Raumzeit. :)

  24. Pingback: 1024.15 Der Swag heiligt die Mittel | 1024

  25. Pingback: Der Weltraumfahrstuhl-ein Zukunftsprojekt | spacefisch

  26. Wenn der Space-Elevator mal sicher funktioniert, wäre es eine Möglichkeit den Atommüll in den Weltraum zu transportieren und dann Richtung Sonne zu entsorgen.
    Man müsste für den Transport halt einen Super-Kastor bauen und den Atommüll jetzt rückholbar lagern.

    • Endlich mal jemand, der an die aktuellen Probleme denkt. Dem kann ich mich nur anschließen. Allerdings wäre es wünschenswert, dass eine derartige Entsorgung von Atommüll – und besser noch auch des überflüssigen Kohlendioxids – möglichst schnell erfolgt, nicht erst in 100 Jahren.

  27. Kann mich nur anschließen, eine der besten und spannendsten Folgen bisher! Dass sich das Konzept nie so richtig durchsetzen konnte, kann ich verstehen: Eine Rakete mit mit Feuerstrahl beflügelt die Phantasie natürlich stärker als ein… Fahrstuhl :)

    Was ich übrigens mal ein spannendes Thema fände, wären Raumanzüge: Wie waren die allerersten konstruiert, wie bewegt man sich da drin, wie waren die nationalen Unterschiede, usw. …

  28. Wow, sehr inspirierend. Das Thema ist von solcher Tragweite dass es förmlich nach einer weiteren Folge schreit.

    Schon klar dass in diesem Format vor allem die technischen Voraussetzungen und damit verbundenen zukünftigen Implikationen beleuchtet werden.

    Sehr interessieren würde mich eine Folge wo die politischen und wirtschaftlichen Interessen und Gegensätze herausgestellt werden. Mmn die größten Hemmnisse des Fortschritts.

    NASA unterstützt (externe) Forschungen im Bereich Weltraumlift mit ein paar Millionen (konnte nicht mehr herausfinden aber unter 10) Dollar. Bei einem Budget von über 17 Milliarden Dollar.

    Lockheed Martin, beauftragt mit der Entwicklung eines Space Shuttle Nachfolgers (Orion) bekommt ungleich mehr.

    Die Verflechtung von Militär und Wissenschaft und der dadurch gebremste technologische Fortschritt für die Zivilgesellschaft ist sicher eine interessante Folge.

    Ist es doch diese Fessel welche vor der Realisierung eines Projektes in der Größenordnung eines Weltraumliftes zu allererst durchschnitten werden muss.

    Du hast die dampfende Suppe vor dir und den Löffel in der Hand und einen Bärenhunger aber die Kindergartentante will lieber Lieder singen und Tiere aus Kastanien basteln.

  29. Ist es möglich, die Enden der Nanoröhrchen miteinander zu Kettengliedern zu verbinden? Dann würden die jetzigen Längen wenigen Millimetern ausreichen um eine stabile Kette zu bauen.

    Ansonsten würde mich auch das Verhältnis zwischen Raumfahrt und Militär interessieren. Der Panzer als Beispiel mag vielleicht Zufall sein, allerdings hätte Freud seine Freud dran… (oder nicht?)

    • kettenglieder würden bei metallen leidlich funktionieren-das bewährte verfahren nennt man Taue und hat eine bestimmte höchstgrenze wo dicke durch zugfestigkeit und eigengewicht eine grenze gibt.z.b. hängebrücken

  30. lockheed martin setzt einen tethered aerostat radar luftschiff ein-es ist im einsatz und durch ein carbon(kohlenstoff)kabel(teher) mit den boden verbunden-israel auch.der weltraumzeppelin wird mit einen tether kabel von einen satelliten ins all gezogen-irgendwann-und einen aufzug mit tether kabel wirds nie geben-ende geländer

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