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Pen & Paper - Rollenspiel => Pen & Paper - Rollenspiel- & Weltenbau => Thema gestartet von: Feuersänger am 25.01.2008 | 13:14

Titel: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 25.01.2008 | 13:14
Cut to the Chase: hier geht es zu einer vorläufigen Zusammenfassung der bisherigen Erkenntnisse:
http://tanelorn.net/index.php/topic,39467.msg1673617.html#msg1673617 (Update: 22.3.13)

Ich mach mir grad ein paar Gedanken zu einem relativ konventionellen SF-Setting. Es soll so die üblichen Verdächtigen bedienen: Schiffe jeder Größenordnung vom Raumjäger/flitzer bis zum Großkampfschiff/Superfrachter, FTL-Reisen zumindest für die dicken Pötte, etc. Das Feeling soll so in die Richtung von Frontier gehen (allerdings ganz woanders in der Galaxie stattfinden und nichts mit der Erde zu tun haben). Also mit Trampfrachtern, Raumkämpfen und dem ganzen pipapo.
Dabei geht es mir nicht um die Implementierung mit irgendeinem Würfelsystem, das ist b.a.w. völlig uninteressant.

Dabei wär mir wichtig, dass die ganze Technologie einigermaßen plausibel, im Sinne von vorstellbar ist, na jedenfalls einigermaßen nachvollziehbar. Um die Suspension of Disbelief zu erleichtern. Nun wollte ich mal eure Meinung zu diversen Problemen einholen.

Problem 1:

Ich habe mir z.B. überlegt, dass die Energiequelle für FTL-Reisen nach Art der "romulanischen künstlichen Quantensingularität" funzen könnte: es wird "einfach" Materie zertrahlt, und der Massendefekt nutzbar gemacht. Eine bessere Energiequelle kann es gar nicht geben. Als Brennstoff nimmt man möglichst dichte Elemente, z.B. Quecksilber (bequem zu handhaben, da bei Normalbedingungen flüssig, man muss also nicht mit einem Hochofen im Schiff durchs All sausen).

Allerdings habe ich mal spaßeshalber nachgerechnet und festgestellt, dass selbst bei einem Treibstoffanteil von 50% der Startmasse (also z.B. 50 Tonnen Schiff, 50 Tonnen Sprit) bei einer Reise von 10 Lichtjahren (braucht man schon, wenn man von einem System zum anderen springen will) extrem wenige Joule pro Tonne und Kilometer zur Verfügung hat. Die genau Zahl hab ich jetzt vergessen, aber es war in etwa so, als könnte ein normaler Mensch mit einem Fahrrad im Handumdrehen auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen.
Darum wird es wohl eher darauf hinauslaufen, dass die Energie nur dazu dient, ein Sprungtor zu öffnen, während die eigentliche Reise per künstlichem Wurmloch ohne großen weiteren Energieaufwand abläuft. Was wiederum die Frage aufwirft, ob dann nicht egal welche Strecke mit dem gleichen Energieaufwand zu bewältigen ist.

Problem 2:

Weniger ein Problem als eher eine Geschmacksfrage. Es geht um das Design von kleinen Raumschiffen. Im Weltall ist ja bekanntlich Aerodynamik nicht gefragt. Da aber das Flugmodell sich an die klassische Newtonmechanik halten soll, sind einfach irgendwelche Klötze auch nicht unbedingt optimal.
Also vielleicht mal als Prämissen:
* der Schub der einzelnen Triebwerke sei etwa proportional zu ihrer Baugröße. Sprich, man kann nicht ein 1m langes Triebwerk bauen, das genauso stark ist wie ein 20m langes Teil.
* Die Unterlichttriebwerke (und alle anderen Schiffsysteme) werden mit dem gleichen Treibstoff befeuert, der auch für FTL verwendet wird. Wie dabei nun die Energie konkret umgewandelt wird, ist jetzt erstmal nicht so wichtig (sollte aber dann später auch noch erklärt werden).

Ich dachte da an einen relativ kompakten Rumpf, mit diversen "Auslegern" für die Steuerdüsen. So nach dem Hebelprinzip - je weiter weg vom Schwerpunkt die (Antriebs)Kraft wirkt, desto stärker ist der Effekt (also desto wendiger ist das Schiff).

Außerdem stellt sich die Frage nach Haupt- und Bremstriebwerken. Der Pilot soll ja nicht das Schiff um 180° drehen müssen, um effektiv abbremsen zu können. Wir sind es vom Autofahren her gewöhnt, dass die Bremsen stärker sind als der Motor. Da sehe ich keine Möglichkeit, das auf den Raumflug zu übertragen. Da kann ich mich nun nicht entscheiden:
- wenn die Bremsraketen (also nach vorne gerichtet) stärker wären, würde man ja rückwärts beschleunigen und vorwärts bremsen wollen. Also Unsinn.
- wenn der Retro-Schub gleich stark wäre wie der Hauptschub, hätte man zwar diese Klippe umschifft, aber würde zu jedem Zeitpunkt viel tote Masse mit sich herumschleppen (da ja die beiden Triebwerke auch gleich groß sein müssten). Das wirkt wiederum wenig ökonomisch.
- ist jedoch der Retro-Schub deutlich schwächer (wie bei den Frontier-Schiffen), muss man entweder im Vorwärtsflug nach 1/3 der Strecke zu bremsen anfangen (Flug dauert ewig), oder doch wieder das Schiff auf die altmodische Art umdrehen und mit den Haupttriebwerken bremsen.

Momentan befriedigt mich keine dieser Lösungen. Fällt euch noch was ein?
Und kennt ihr vielleicht Beispiele von SF-Raumschiffen, die diese Wunschkriterien bereits ungefähr erfüllen?
Heissen Dank.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Imion am 25.01.2008 | 13:45
Das Ganze IMHO YMMV.

Zu 1:
Also ich mag den 'klassischen' Warp-Drive nicht, frag mich nicht warum, ist einfach so. Ausser dem kommt dabei IMHO noch der Energieaufwand das Schiff im Subraum/wherever zu halten zusätzlich zum Energieaufwand für die Beschleunigung dazu (man ganz aussen vor, dass du dabei reactionless drives für bräuchtest).

Ich persönlich würde das Sprungtriebwerk vorziehen.
Dafür bräuchte man dann relativ grosse Capacitor-Bänke (wie zum Teufel heisst capacitor noch mal auf deutsch? naja, egal) falls deine Energiequelle nicht genug in aussreichend kurzer Zeit abgeben kann.

Für den Sublicht-Teil wären dann auch wieder reactionless-drives zu empfehlen, es sei denn du möchtest massig Reaktionsmasse mit dir rumschleppen.

Könntest du das Problem nochmal präzisieren? Ich denke, dass in deinem letzten Absatz die Lösung schon steckt ;).

Zu 2:
Warum sind die Klötze denn suboptimal bzgl Newtonscher Mechanik? Falls sie in keine Atmosphäre kommen, wäre ja die Kugel wg Oberfläche/Volumen-Verhältniss zu bevorzugen.

Am sinnigsten erscheint mir eine Hauptrichtung in die die Triebwerke ausgerichtet sind. Wie du schon gesagt hast, sind die anderen Optionen nicht gerade eingänglich (jedenfalls IMHO).

Als Optionen gäbs noch Light/Mag-Sails, bei denen (jetzt mal vereinfacht gesagt) der 'Sonnenwind' bzw die Magnetfelder der Planeten für Schub genutzt werden. Da ist aber die Ausbeute an Beschleunigung nicht gerade üppig. Für small crafts dann doch eher nichts.

Alternativ könntest man auch ein Gravitationsfeld in gewünschter Flugrichtung vors Schiff projizieren und es dann zum Ziel hin 'fallen' lassen. Das würde (bei einigermassen harter SF) entweder bedeuten, dass das Schiff recht gross, oder die Technologie extrem weit vortgeschritten ist.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Tequila am 25.01.2008 | 13:52
Zu den Bremstriebwerken:

Warum die Triebwerke an sich nicht schwenkbar gestalten, so das diese je nach Bedarf (Also Beschleunigen/Abbremsen) ausgerichtet werden?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Imion am 25.01.2008 | 13:57
Zu den Bremstriebwerken:

Warum die Triebwerke an sich nicht schwenkbar gestalten, so das diese je nach Bedarf (Also Beschleunigen/Abbremsen) ausgerichtet werden?

Wenn man diese schwenken will, 'schwenkt' das Schiff mit (jedenfalls nach Newton ;)).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Tequila am 25.01.2008 | 14:02
Wenn man diese schwenken will, 'schwenkt' das Schiff mit (jedenfalls nach Newton ;)).

Was man aber durch kleine Steuerdüsen ausgleichen könnte....jedenfalls in meiner physikalisch unterbelichteten kleinen Kasperwelt *g*
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 25.01.2008 | 14:08
zu 1)
Also ich finde "Materie zerstrahlen" jetzt nicht unbedingt realistisch oder Suspension of belief fördernd.
OK, man könnte sagen, dass die Materie in Quanten umgewandelt wird und diese extrem schnellen Quanten werden dann genutzt, um eine elektrische Spannung (also elektrische Energie) aufzubauen.
Oder durch das Materie zerstrahlen wird Wärme freigesetzt und man nutzt den Wärmeunterschied, um Energie zu erzeugen.

Ansonsten hier meine favorisierten Energequellen:
- Kernkraftwerk
- Fusionsgenerator
- Solarenergie
- Solarwind

OK, das klingt jetzt nicht alles so super High-End SF. Aber ich persönlich kann mir eher vorstellen, dass man damit genügend Energien erzeugt als durch "Materie zerstrahlen".

zu 2)
Das mit dem Hebelgesetz sehe ich genau so.
Man könnte sich für die Konstruktion des Raumschiffes jetzt zwei Sachen überlegen:
a) Es gibt ein Haupttriebwerk im Heck des Raumschiffes, das für die Beschleunigung zuständig ist und Steuerungstriebwerk an den Seiten, die für das Wenden zuständig sind.
b) Es gibt nur Steuerungstriebwerke an den Seiten und wenn man beschleunigen will, nutzt man ebenfalls diese.

Vorteile von a): Das Schiff ist stabiler und wird durch Beschleunigung nicht so extrem belastet. Man spart also Material für die Stabilität des Schiffes.
Vorteil von b): Man braucht keine Hecktriebwerke. Das heißt, man spart Material für zusätzliche Triebwerke. Außerdem kann man so noch schneller drehen.

Je nachdem, wie lang die Strecke ist, die sie mit Sublicht fliegen, würde ich tatsächlich dazu raten, das Schiff zu wenden und rückwärts zu bremsen. - Das sollte die Flugzeit verkürzen, nur unwesentlich mehr Treibstoff kosten und falls du keine echte künstliche Schwerkraft kennst, hast du so den Vorteil, dass du Beschleunigung bzw. Abbremung als künstliche Schwerkraft nutzen kannst.

zum Sprit:
Ich würde mal schätzen, dass deine Sublichttriebwerke ganz normale Impulstriebwerke sind. (Das heißt, man beschleunigt Materie und "wirft" diese dann durch die Triebwerke nach hinten heraus. - Aufgrund der Impulserhaltung wird dadurch das restliche Schiff beschleunigt.)
Dafür brauchst du halt irgendeine Masse, die man aus dem Triebwerken verlieren kann. (Und diese Masse wir bei Raketen als Treibstoff bezeichnet.)

Um ein Wurmloch zu öffnen, brauchst du wahrscheinlich eher wenig, schnelle Teilchen, sondern viel Energie. - Hier würde man als Treibstoff also irgendeinen Stoff verwenden, der viel Energie erzeugt. (Aber das hängt natürlich davon ab, wie du dir ein "Wurmloch öffnen" genau vorstellst. - Da Wurmloch öffnen auf alle Fälle sehr sehr High End ist, kannst du dir das im Prinzip vorstellen, wie du willst.)

Ich würde daher raten, zwei verschiedene "Treibstoffe" mitzuführen:
a) Einmal Treibstoff für die Impulstriebwerke
b) Einmal Stoff, um die Stromgeneratoren für das Wurmloch anzutreiben.

(und evtl. c): Materie, die man zum Aufbau des Wurmloches benötigt als dritter "Treibstoff".)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Imion am 25.01.2008 | 14:08
Was man aber durch kleine Steuerdüsen ausgleichen könnte....jedenfalls in meiner physikalisch unterbelichteten kleinen Kasperwelt *g*

Sicherlich. Obs wirtschaftlich ist, steht aber auf einem anderen Blatt. Mit dem Schub, den du auf diesen Lageausgleich aufwendest, lässt sich das ganze Schiff drehen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Tequila am 25.01.2008 | 14:12
Sicherlich. Obs wirtschaftlich ist, steht aber auf einem anderen Blatt. Mit dem Schub, den du auf diesen Lageausgleich aufwendest, lässt sich das ganze Schiff drehen.

Das ist aber ein doofes Argument (wenn es stimmt*g*)

Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 25.01.2008 | 14:14
@ Imion
Nicht wirklich: Triebwerke verbrauchen sicherlich weniger Masse als das restliche Raumschiff. Daher braucht man auch weniger Energie, um das Schiff ruhig zu halten, wenn man die Triebwerke dreht, als das ganze Raumschiff zu drehen.

Und wenn die Steuertriebwerke auch gleichzeitig die Haupttriebwerke darstellen, dann kann man diese auch drehen, ohne dass sich ein Impuls auf das Schiff überträgt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Hr. Rabe am 25.01.2008 | 14:18
Aber die dicken Böller von Haupttriebwerken um das ganze Schiff zu manövrieren istz doch irgendwie auch doof, oder?

Was ich mir vorstellen könnte wären Haupttriebwerke, die einfach bidirektional betrieben werden können.
Ich nehme einfach mal an, daß der Hauptschub eines halbwegs wenigen Schiffes ohnehin im Masseschwerpunkt des Schiffes angreift, da reicht es doch, wenn man vorne auch nochmal eine Triebwerksöffnung hat und den Schub zum bremsen einfach umkehren kann, oder?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Imion am 25.01.2008 | 14:31
@ Imion
Nicht wirklich: Triebwerke verbrauchen sicherlich weniger Masse als das restliche Raumschiff. Daher braucht man auch weniger Energie, um das Schiff ruhig zu halten, wenn man die Triebwerke dreht, als das ganze Raumschiff zu drehen.

Nein. Es dauert bei gleichem Impuls nur länger, bis sich die grössere Masse in gewünschter Position befindet. (Keine Reibung und so weiter).

Und wenn die Steuertriebwerke auch gleichzeitig die Haupttriebwerke darstellen, dann kann man diese auch drehen, ohne dass sich ein Impuls auf das Schiff überträgt.

Ich weiss nicht genau, wie du Steuerungstriebwerke definierst. So wie beim Shuttle (eigentlich nur Öffnungen durch die Reaktionsmasse ausgestossen wird, oder doch die Ausleger-Variante? bei der Ausleger-Variante bin ich mir nicht sicher, aber ich vermute mal, das sich die Masse des Triebwerks (insgesamt) höher als die das 'Zentral'-Triebwerks ist.
Und eine Übertragung des Impuls durch 'Drehung' dieser Ausleger hast du in jedem Fall (vgl Gyroskop).

Nachtrag: inwieweit sich die Ausleger überhaupt relativ zur Flugrichtung drehen lassen, weiss ich nicht (Actio=Reactio). Vllt ein physikalisch mehr Bewanderter?

Aber die dicken Böller von Haupttriebwerken um das ganze Schiff zu manövrieren istz doch irgendwie auch doof, oder?

Was ich mir vorstellen könnte wären Haupttriebwerke, die einfach bidirektional betrieben werden können.
Ich nehme einfach mal an, daß der Hauptschub eines halbwegs wenigen Schiffes ohnehin im Masseschwerpunkt des Schiffes angreift, da reicht es doch, wenn man vorne auch nochmal eine Triebwerksöffnung hat und den Schub zum bremsen einfach umkehren kann, oder?

Sicherlich. Obs wirtschaftlich ist, steht aber auf einem anderen Blatt....

Moment, das hatten wir doch schon mal ;)

mit deinem 'bidirektionalem' Triebwerk könnte man zwar auf den selben 'Tank' zugreifen, du wendest aber trotzdem Masse (und Geld) für etwas auf, das (IMHO) vollkommen unnütz ist. Da nehmen ich persönlich lieber ein bisschen mehr Reaktionsmasse mit um zwischendurch mein Schiff zu rotieren, als das Zusatzgewicht an Reaktionskammer, Treibstoffleitungen, 'Einspritzung', Austrittsöffnung, vllt noch extra Rechner zur Kontrolle.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Sharrow am 25.01.2008 | 14:40
Für das Wenden eines Raumschiffes reicht eigentlich ein Gasfeuerzeug. Im Raum gibt es keine Reibung und eine Drehbeschleunigung benötigt selbst so gut wie keine Energie. Auch muss das Haupttriebwerk nicht die ganze Zeit an sein, sondern nur beim Beschleunigen. Danach fliegt das Raumschiff von selbst in der selben Geschwindigkeit auf einer geraden Linie beliebig lange weiter. Die 'Reibung' die durch Partikel oder Photonen entsteht, ist wirklich minimal.

Gravitationsfelder von Sonnen sind ein viel größeres Problem. Die lenken einem nämlich ständig vom Kurs ab. Innerhalb von Sonnensystemen natürlich deutlich stärker als außerhalb im freien Raum. Gute Navigationssysteme berechnen den effizientesten weg durch diese Felder, aber trotzdem muss ständig korrigiert werden. Im Endeffekt heißt das bei statischen Hauptantriebssystemen, das man nie in Flugrichtung guckt, sondern in die Richtung, in die man korrigieren muss, damit der Schubvektor die Gravitation ausgleicht.

Wenn ich ein kleines Raumschiff bauen würde, hätte das einen Hauptantrieb hinten, der für schnelle Beschleunigung zuständig ist und einem auch von ner Planetenoberfläche weg bekommt. Diese wär leicht schwenkbar (-10° bis 10°) um leichte Abweichungen auszugleichen. Voll schwenkbar wäre, ohne das ganze Schiff zu drehen, kaum machbar. Dafür sind Steuerdüsen da, die möglichst weit weg vom Schwerpunkt des Schiffes angebracht sind. Darum hätte das Schiff auch sowas wie Flügel. Auch praktisch in einer Atmosphäre. Zum bremsen reichen die Steuertriebwerke aber nicht aus, dafür würde ich eine Schubumkehr (http://de.wikipedia.org/wiki/Schubumkehr) ins Haupttriebwerk einbauen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Sharrow am 25.01.2008 | 14:45
Übrigens eine Sache, die mich in Computerspielen immer gestört hat. Wenn ich in einem Raumjäger sitze, mit maximalem Schub durch leeren Raum düse, alle meine Waffen nach vorne zeigen und hinter mir jemand an meinem Schweif hängt und mir den Arsch weg schießt... Was hindert mich daran, mein Haupttriebwerk auszuschalten, die bereits aufgebaute Fluggeschwindigkeit bei zu behalten, mit den Steuerdüsen das ganze Schiff um seinen Schwerpunkt herum zu drehen und meinen Verfolger abzuschießen?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Imion am 25.01.2008 | 14:49
Übrigens eine Sache, die mich in Computerspielen immer gestört hat. Wenn ich in einem Raumjäger sitze, mit maximalem Schub durch leeren Raum düse, alle meine Waffen nach vorne zeigen und hinter mir jemand an meinem Schweif hängt und mir den Arsch weg schießt... Was hindert mich daran, mein Haupttriebwerk auszuschalten, die bereits aufgebaute Fluggeschwindigkeit bei zu behalten, mit den Steuerdüsen das ganze Schiff um seinen Schwerpunkt herum zu drehen und meinen Verfolger abzuschießen?

Die fehlende Physik-Engine des Spiels?  ;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 25.01.2008 | 15:12
Nein. Es dauert bei gleichem Impuls nur länger, bis sich die grössere Masse in gewünschter Position befindet. (Keine Reibung und so weiter).
Nein.
Wenn ich mir es etwas länger überlege, dann braucht man sogar keinerlei Schubdüsen, um das Raumschiff auszurichten: Man muss die Haupttriebwerke halt bloß nicht um 180°, sondern vielleicht um 200° oder so drehen. Dann zeigen sie in Flugrichtung und man kann abbremsen, ohne Schubdrüsen verwendet zu haben.

Zitat
Ausleger-Variante? bei der Ausleger-Variante bin ich mir nicht sicher, aber ich vermute mal, das sich die Masse des Triebwerks (insgesamt) höher als die das 'Zentral'-Triebwerks ist.
Und eine Übertragung des Impuls durch 'Drehung' dieser Ausleger hast du in jedem Fall (vgl Gyroskop).
Ich meinte die Auslegervariante. Und eine Übertragung des Impulse hast du nur, wenn man nur das Triebwerk auf einer Seite dreht.
Wenn man beide Triebwerke dreht, können sie ruhig einen Impuls übertragen, da sich die Impulse gegenseitig aufheben.

Zitat
Nachtrag: inwieweit sich die Ausleger überhaupt relativ zur Flugrichtung drehen lassen, weiss ich nicht (Actio=Reactio). Vllt ein physikalisch mehr Bewanderter?
Wo siehst du jetzt Probleme? In der Stabilität?

Ansonsten sollten während der Drehung die Triebwerke nicht unbedingt eingeschaltet sein.

Wenn ich ein kleines Raumschiff bauen würde, hätte das einen Hauptantrieb hinten, der für schnelle Beschleunigung zuständig ist und einem auch von ner Planetenoberfläche weg bekommt. Diese wär leicht schwenkbar (-10° bis 10°) um leichte Abweichungen auszugleichen.
Alternativ könnte man auch 4 Haupttriebwerksöffnungen bauen und kleine Korrekturen dadurch durchführen, dass man einige Öffnungen leicht schließt. (Wenn man zum Beispiel nach rechts fliegen will, dann sind die beiden rechten Triebwerke nur zu 90% offen und es strömt mehr Gas aus den beiden linken Triebwerken.)

Zitat
Voll schwenkbar wäre, ohne das ganze Schiff zu drehen, kaum machbar.
Wobei hier dann wieder der Verwendungszweck des Raumschiffes gefragt ist: Wen man einfach nur Sachen transportieren will, ist es ja vollkommen egal, in welche Richtung das Raumschiff schaut. - Wichtig ist bloß, in welche Richtung das Triebwerk schaut.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 25.01.2008 | 15:24
Übrigens eine Sache, die mich in Computerspielen immer gestört hat. Wenn ich in einem Raumjäger sitze, mit maximalem Schub durch leeren Raum düse, alle meine Waffen nach vorne zeigen und hinter mir jemand an meinem Schweif hängt und mir den Arsch weg schießt... Was hindert mich daran, mein Haupttriebwerk auszuschalten, die bereits aufgebaute Fluggeschwindigkeit bei zu behalten, mit den Steuerdüsen das ganze Schiff um seinen Schwerpunkt herum zu drehen und meinen Verfolger abzuschießen?

Das funktioniert bei einigen Spielen:
Frontier, Frontier II, Edge of Chaos, sowie VegaStrike und dessen Ableger sind jetzt die, die ich kenne.

Bei den aufgepeppten OpenGL-Versionen Frontier und Frontier II kann man sogar per Ziffernblock jeden einzelnen Thruster separat ansprechen. In EOC geht das auch standardmäßig. Da sind Manöver möglich, da schlackerst du mit den Ohren! :d

In VegaStrike et al kann man nur die "Flugunterstützung" per Knopfdruck unterdrücken, sprich, man fliegt antriebslos in die bisherige Richtung weiter. Leider funktioniert das nicht mit der automatischen Zielverfolgung zusammen, weil diese davon ausgeht, dass das eigene Schiff immer der Nase nach fliegt, und deshalb nicht richtig vorhält.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Imion am 25.01.2008 | 15:30
Nein.

Nicht? Dass muss ich sofort Newton erzählen! ;)

Wäre mir neu, dass man bei gleichem Impuls zwei Körper verschiedener Masse nicht zum rotieren bekäme. Dauert eben nur unterschiedlich lange bie sie in der 'gleichen' Ziellage ankommen

Wenn man beide Triebwerke dreht, können sie ruhig einen Impuls übertragen, da sich die Impulse gegenseitig aufheben.
Wo siehst du jetzt Probleme? In der Stabilität?

Kuck dir mal die Insassen in der ISS an. wenn die sich nicht irgendwo festhalten, während sie sozusagen 'Lageänderungen' an sich vornehmen, dann haben die Probleme damit. Das kommt daher, dass (um wieder mal den guten Newton zu bemühen) Actio gleich Reactio ist.

Zitat
    Kräfte treten immer paarweise auf. Übt ein Körper A auf einen anderen Körper B eine Kraft aus (actio), so wirkt eine gleichgroße, aber entgegen gerichtete Kraft von Körper B auf Körper A (reactio).

Sprich: Versuchst du dich zu drehen, dann wird nichts drauss, weil die Kräfte sich quasi aufheben. Gäbe es da oben keine Luft, und damit eine Reibung, würden die Leute, bei fehlender Griffmöglichkeit, einfach da oben rumhängen.

Wenn ich mir es etwas länger überlege, dann braucht man sogar keinerlei Schubdüsen, um das Raumschiff auszurichten: Man muss die Haupttriebwerke halt bloß nicht um 180°, sondern vielleicht um 200° oder so drehen. Dann zeigen sie in Flugrichtung und man kann abbremsen, ohne Schubdrüsen verwendet zu haben.
Ich meinte die Auslegervariante. Und eine Übertragung des Impulse hast du nur, wenn man nur das Triebwerk auf einer Seite dreht.

Hmmm...
OK, wenn man (bzgl der Rotationsachse) einen Ausleger im, den anderen entgegen dem Uhrzeigersinn rotieren lässt, sollten sich die Impulse gegenseitig aufheben (IMHO und IIRC).

Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 25.01.2008 | 15:48
Sprich: Versuchst du dich zu drehen, dann wird nichts drauss, weil die Kräfte sich quasi aufheben.
Ja, wenn man sich ohne festzuhalten drehen will.
Aber das Seitentriebwerk hält sich ja praktisch am Raumschiff fest. - Das heißt, das Triebwerk versucht sich nicht, von alleine zu drehen, sondern es hält sich am Schiff fest und dreht sich an dem Schiff.

Da fällt mir noch eine Möglichkeit ein, wie man das Schiff ohne Steuertriebwerke drehen kann:
Wir bauen an einer Seite einfach einen "Propeller" und nutzen die Drehimpulserhaltung, um das Schiff zu drehen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Imion am 25.01.2008 | 16:05
Ja, wenn man sich ohne festzuhalten drehen will.
Aber das Seitentriebwerk hält sich ja praktisch am Raumschiff fest. - Das heißt, das Triebwerk versucht sich nicht, von alleine zu drehen, sondern es hält sich am Schiff fest und dreht sich an dem Schiff.

Da fällt mir noch eine Möglichkeit ein, wie man das Schiff ohne Steuertriebwerke drehen kann:
Wir bauen an einer Seite einfach einen "Propeller" und nutzen die Drehimpulserhaltung, um das Schiff zu drehen.

Da frage ich mich doch: Und an was hält sich das Schiff fest? (Ich gehe davon aus das der Ausleger irgendwie am Schiff befestigt, als Teil desselben ist.)

So dumm ist die Idee mit dem 'Propeller' nicht. Satelliten benutzen ja schliesslich schon heutzutage Gyroskope  zur Lagekontrolle.

Generell ist es eigentlich egal, wie wissensschaftlich sinnlos die Konstruktion ist. Letztenendes werden Raumschiffdesigns dadurch real, dass man sie visualisiert. Ein wirklich obergeiles visuelles Design transportiert jede Art von Triebwerk. Man muss es ja auch gar nicht so genau beschreiben. Oder besser: man sollte es nicht beschreiben!
Gutes Beispiel ist der Antrieb der Nostromo und ihre sonstige Visualisierung. Ich habe noch nie gehört, dass dieser Punkt auch nur annähernd kritisiert worden wäre. Und das liegt einfach daran, dass man niemals etwas dazu erfahren hat. Das Raumschiff funktioniert, ist überlichtschnell und sieht genau so aus, wie man sich eine fliegende Verhüttungsbude vorstellen würde.

Handwaven lässt sich sicherlich alles, aber wenn mans, wi Feuersänger sagte, halbwegs plausibel und nachvollziehbar will, sollte mans auf einigermassen solide Füsse stellen.

Aber Du willst das schwerste möglich machen und etwas plausibilisieren, dass noch nicht real ist:
Wie wäre es denn mit Retroactive-Drives™, die vorne und hinten eine Öffnung haben und in beide Richtungen gleich großen Schub geben können? (ah ja, das wurde ja schon gepostet)
Es sind durchaus z. B. Gausstriebwerke vorstellbar, die beidseitig betrieben werden können, ohne nennenswert größer zu sein, als eines das nur in eine Richtung funktioniert.

OK, das Triebwerk als einfacher Massebeschleuniger, das würde funktionieren. Hast halt dann eben ein 'Loch durchs Schiff ;).

Denkfehler. Wenn das Triebwerk deutlich weniger wiegt als der Rest vom Schiff (wovorn man eigentlich in jedem Fall ausgehen sollte), dann benötigt man auch deutlich weniger Energie um das Triebwerk zu drehen, als das ganze Schiff zu drehen. Dass man nicht ewig Zeit hat ist ja wohl eine Vorraussetzung, sonst könntest Du gleich auf die Haupttriebwerke verzichten und mit den Korrekturdüsen nach Alpha-Zentauri fliegen.
Ich jedenfalls würde lieber in einem Jäger sitzen, der weniger Zeit braucht, die Triebwerke neu auszurichten. Alles ist immer eine Zeitfrage, denn Menschen sind nicht unsterblich.
Und wenn man clever ist hat man zwei symmetrisch angeordnete Triebwerke die sich jedes in die entgegengesetzte Richtung drehen, dann wird der Impuls des Schiffes gar nicht beeinflusst. Dann muss sich auch niemand irgendwo festhalten und alle können schön vorne aus dem Fenster rausgucken.

Die Energie die man zur Rotation benötigt (der Impuls also) muss sich nicht zwangsläufig erhöhen. Der Faktor Zeit ist hier der Knackpunkt.

OK, Jahre darfs nicht brauchen, aber der Ingenieur der das so plant, gehört auch auf einen Spaziergang durch die Luftschleuse geschickt. Ohne Druckanzug.

Ob der ganze Kram jetzt in 5 Sekunden oder (zusammen mit dem Rest des Schiffs) in 10 Minuten rotiert wird macht jetzt nur im Kampf einen wirklichen Unterschied. Dann würde ich aber darauf achten, die Waffen ebenfalls zu rotieren. Und da diese sich (IMHO normalerweise, zumindest bei kleinen Schiffen) relativ zum Aufbau des Schiffs nach 'vorne' augerichtet befinden, dreht man eben das ganze Schiff (Mit entsprechend grösserem Impuls).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: killedcat am 25.01.2008 | 16:14
Zu 1:
Jaja, die Engergiequelle. Ich persönlich würde ja einfach eine geheimnisvolle Energiequelle erfinden, deren Ursprung die Spieler nicht verstehen können, da sie ja noch nicht erfunden ist ;D

Wenn es aber schon realistisch sein soll: die größte Ausbeute pro Masse erhält man meines Wissens mit der Auflösung Antimaterie-Materie. Wie man sowas aber praktisch machen soll kann ich natürlich nicht sagen. Alternativ könnte die Energie ja auch ein Tor sein: man bedient sich aus dem (Subraum / Warpraum / Alpt-Raum / whatever). Antriebssysteme gibt es auch eine ganze Menge. Lies mal Perry Rhodan, wo auch ein wissenschaftlicher Ansatz gesucht wird. Hier werden Raumschiffe z.B. mit Gravitationsfeldern beschleunigt. Sie "fallen" also in den Raum und benötigen keinerlei Triebwerk im herkömmlichen Sinne. Da eigentlich in allen Sci-Fi-Szenarien Schwerkraftkontrolle auf den Schiffen herrscht, kann man auch davon ausgehen, dass entsprechende Technologie vorhanden ist.

Eine andere Alternative wäre natürlich der Unwahrscheinlichkeitsantrieb. Oder, wenn das zu gefährlich ist, der Bistr-O-Matik.

Zu 2:
Hier könnte sich ebenfalls das Gravitationstriebwerk anbieten und kleine, leichte Steuerdüsen wenden nur das Schiff. Hierdurch wäre auch eine enorme Wendigkeit möglich. Das würde allerdings etwas Flair wegnehmen. Alternativ böte sich das Multidirektionale (nicht nur bidirektional) Triebwerk an. Eine Kammer schafft den Partikeldruck, durch verschiedene und verschieden Große Öffnungen an unterschiedlichen Stellen des Schiffes kann dieser dann entweichen. Ein starker Energieverlust bei Nichtbenutzung kann durch elektronische Steuerung ausgeschlossen werden.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 25.01.2008 | 16:17
Schubumkehr/Umlenkung durch öffnen/schliessen/verändern der Triebwerksöffnung ist schon eine bekannte und angewandte Technologie. Ist ja von Eulenspiegel schon angesprochen worden. Das eine solche Schubumlenkung sehr radikale Vektoränderungen vornehmen kann sieht man an heutigen Athmosphärischen Flugzeugen ala Harrier und in geringerem Ausmass an der Serie neuer russischer und US-amerikanischer Kampfflugzeuge. Es wäre also wahrscheinlich nicht mal nögtig das gesamte Triebwerk zu drehen. Was die ganze Sache auch angenehmer für das Schiff selbst machen würde.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Gasbow am 25.01.2008 | 16:18
Wenn man den Antrieb so baut, dass der Vortrieb dadurch erzeugt wird das irgendeine Masse ausstößt, dann kann man doch die Richtung ändern indem man das Ausstoßrohr (welches praktisch nix wiegt) dreht.
Das geht schnell und ich kann den gleichen Antrieb ohne große unterbrechung weiterbenutzen.
Also im Prinzip was Lebemann auch vorschlägt

Das wäre dann so das Prinzip Umkehrschub in heutigen Flugzeugen
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Foul Ole Ron am 25.01.2008 | 16:27
Vielleicht geht´s so?

(http://www.bankruptcylitigationblog.com/miracle_cartoon.gif)

 ~;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 25.01.2008 | 16:30
Wenn man den Antrieb so baut, dass der Vortrieb dadurch erzeugt wird das irgendeine Masse ausstößt, dann kann man doch die Richtung ändern indem man das Ausstoßrohr (welches praktisch nix wiegt) dreht.
Jain. Man kann das Rohr drehen. Allerdings erzeugt das, sobald man es gedreht hat, keinen Vorwärtsschub mehr, sondern nur noch einen Drehmoment. Das heißt, man kann das Ausstoßrohr drehen, um auch das Schiff zu drehen.

Schubumkehr in heutigen Flugzeugen funktioniert anders. (Lies dir dazu am besten den Wikipedia Artikel durch, den Sharrow verlinkt hat.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Gasbow am 25.01.2008 | 16:47
Jo klar erzeuge ich ein kleines Drehmoment auf das Raumschiff wenn ich den Antrieb drehe, aber der lässt sich wegen dem minimalen gewicht und Arm des Ausstoßrohres mit kleinsten Düsen korrigieren.
Und wenn ich das Rohr in die gewünschte Richtung gedreht habe: gib ihm
Dann kann ich das Schiff prima in die neue Richtung beschleunigen bzw abbremsen.
Das erzeugt dann kein Drehmoment mehr
Der Trick ist halt, fällt mir gerade ein Man müsste das Rohr entweder im Schwehrpunkt des Schiffes anbringen oder man kann halt nur so gut schub erzeugen dass das Rohr mit dem Schwerpunkt eine Linie bildet, dann erzeugt es auch kein drehmoment.

und auch sonst würde es absolut nicht nur drehmoment erzeugen, der Vortrieb existiert immernoch es kommt nurnoch ein drehmoment dazu, was ich aber bei entsprechend kleinen Kraftarmen durch kleine Steuerdüsen an auslegern ausgleichen kann, oder durch mehrere Antriebsrohre

Und doch, das kommt aufs gleiche raus wie schubumkehr, ob ich nun das Rohr drehe (also beim flugzeug wäre es die ganze turbine) oder nen Reflektor dahinter hänge, macht das selbe
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Sharrow am 25.01.2008 | 19:25
Ist halt die Frage, ob man bei mehreren tausend Metern pro Sekunde und haufenweise Platz im freien Raum überhaupt einen Wendekreis von 0m gebrauchen kann. Ein fetter Antrieb nach hinten gerichtet mit 10° steuerbarer Neigung (durch Steuerklappen am Triebwerksstrahl) reicht doch. Und zum Bremsen wird der Schub halt komplett umgekehrt. Alles andere ist durch kleine Steuerdüsen machbar.

Den ganzen schwere Antrieb in seiner vollen Größe zu drehen macht einfach keinen Sinn.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Imion am 25.01.2008 | 19:44
Ist halt die Frage, ob man bei mehreren tausend Metern pro Sekunde und haufenweise Platz im freien Raum überhaupt einen Wendekreis von 0m gebrauchen kann. Ein fetter Antrieb nach hinten gerichtet mit 10° steuerbarer Neigung (durch Steuerklappen am Triebwerksstrahl) reicht doch. Und zum Bremsen wird der Schub halt komplett umgekehrt. Alles andere ist durch kleine Steuerdüsen machbar.

Wendekreis ist was anderes ;).

Durch den schwenkbaren 'Abgasstrahl' wird, wie Eulenspiegel schon sagte, vor allem eine Drehung des Schiffes hervorgerufen.
Am Vektor ändern die 10° recht wenig (nicht null, aber recht wenig).
Zudem hast du dann wieder den Impuls der bei dieser Bewegung auftritt zu kompensieren.

Das Prinzip Umkehrschub kannst du meiner Meinung nach vielleicht da einsetzen, wos schon reichlich Reibung hat. Im All wird das relativ wenig bringen, da durch die nötige Reflexion der ausgestossenen Masse reichlich 'Energieverlust' auftreten wird.

Den ganzen schwere Antrieb in seiner vollen Größe zu drehen macht einfach keinen Sinn.

Ist meiner Meinung gerade umgekehrt. Zur Rotation des ganzen Schiffes brauchts ja nicht den grossen Impuls, so man sich nicht gerade im Raumkampf befindet und der Verlust bei 'Schubumkehr' dürfte so gross sein, dass eben diese keinen Sinn machen wird.

Nachtrag Ich glaube den Thread hätten wir gründlichst 'derailed' ;).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Gasbow am 25.01.2008 | 20:52
In wieweit eine Drehung des Abgasstrahles also des Atriebsimpules einen Drehimpuls hervorruft, hängt nur von seiner Position ab. Je näher am Schwerpunkt des Schiffes desto geringer der Drehimpuls.


Durch eine Reflexion des Abgasstrahls entsteht überhaupt kein energieverlust und die Wirkung eines Umkehrschubes hat auch mit reibung ncihts zu tun, es wird nur der Impulsvektor in seiner Richtung geändert.
(im idealfall um 180 grad)

Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 25.01.2008 | 21:15
Huia, ihr seid ja fleißig! Ich komm jetzt grad nicht mit dem Lesen hinterher, aber schonmal einige Anmerkungen zum Gesagten:

* Energiegewinnung: ich glaube, mit Fusion kommt man da echt nicht weit. Da beträgt der Massendefekt iirc im günstigsten Fall (Wasserstoff zu Helium) ca. 0,4% der Ausgangsmasse, und das bei einem Treibstoff, der sich nicht gerade durch hohe Dichte auszeichnet. Im irdischen Maßstab ist das eine Menge, aber für interstellare Reisen doch eher... Peanuts.
Bei Zerstrahlung ist der Massendefekt dagegen 100% -- mehr geht nicht.

* FTL: Sprünge sollen mir wie gesagt recht sein.

* STL: das mit den Gravitationstriebwerken find ich nicht sehr standfest, schließlich ist Gravitation eine sehr schwache Kraft z.B. im Vergleich zu Elektromagnetismus. Eine ganze Erde voll Masse übt gerade mal eine Beschleunigung von 9,81m/s² aus. Wieviel Pseudogravitation braucht man da erst, um ein Schiff mit sagen wir mal 10-30g zu beschleunigen? Wie soll die erzeugt werden? Und was sagen dann Planeten und andere Himmelskörper dazu, in deren Nähe man kommt?

* Weiter oben hat jemand was von, ich hab das Wort vergessen -- klang nach "rückstoßfreiem Antrieb". Ich find's jetzt grad nicht mehr. Könnte das mal bitte jemand näher erläutern? Mir sagt das grad gar nix.

* zu meiner Motivation: ich möchte dem ganzen Zirkus aus dem Grund einen technischen Rahmen geben, damit nicht einfach jemand in Star Trek Manier herkommen und ein "neues zehnmal besseres Gerät" erfinden kann. Was ich da im SF-Bereich schon für Stuss hören, lesen und sehen musste, geht echt auf keine Raumkuhhaut. (Star Trek ist eigentlich schon ein Stichwort für sich...)

* ja, cool aussehen sollten die Kübel dann idealerweise auch noch. Wir machen das Ganze schließlich zum Spaß. ^^

So, ich werd übrigens in näherer Zukunft mal aufbrechen und dann wohl ein paar Tage nicht an den PC kommen. Also nicht wundern wenn's mit dem Antworten etwas länger dauert. ^^
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Imion am 25.01.2008 | 21:17
In wieweit eine Drehung des Abgasstrahles also des Atriebsimpules einen Drehimpuls hervorruft, hängt nur von seiner Position ab. Je näher am Schwerpunkt des Schiffes desto geringer der Drehimpuls.

Jo, er ist aber immer noch vorhanden. Zudem wirkt der Impuls dann nicht mehr unbedingt in Linie mit dem Schwerpunkt. (siehe Graphik)
Ergo -> Mehr Drehung als Vektoränderung

Durch eine Reflexion des Abgasstrahls entsteht überhaupt kein energieverlust und die Wirkung eines Umkehrschubes hat auch mit reibung ncihts zu tun, es wird nur der Impulsvektor in seiner Richtung geändert.
(im idealfall um 180 grad)

Du willst die ausgestossenen Masse doch an irgendetwas reflektieren, nicht wahr?
Ich wüsste nicht, wie du da eine 100%ige Reflexion zustande bekommen willst. Der Reflektor wird sich aufheizen -> Energie, die nicht mehr der Abbremsung zugute kommt.

[gelöscht durch Administrator]
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Imion am 25.01.2008 | 21:21
* Weiter oben hat jemand was von, ich hab das Wort vergessen -- klang nach "rückstoßfreiem Antrieb". Ich find's jetzt grad nicht mehr. Könnte das mal bitte jemand näher erläutern? Mir sagt das grad gar nix.

Ich zitiere mal aus GURPS Vehicles, 2nd Ed.:

Reactionless thrusters directly transform energy into thrust through means inexplicable to 20th-century science, bypassing the need for reaction mass. In game terms, they function much the same way that rocket engines do, except that they do not need fuel.

Wiki (http://en.wikipedia.org/wiki/Reactionless_drive) hat dazu auch was zu sagen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Gasbow am 25.01.2008 | 21:45
nur weil ich eine Drehmoment habe, heisst es ja nciht dass das stärker ist als eine Richtungsänderung.
aber das lässt sich ja leicht für verschiedene anordnungen von schiff und antrieb durchrechnen.
aber bei einer drehung von 10& also einer steigung von 0,1 haben wir eine neue beschleunigung des schiffes senkrecht zur alten von 10% der gesammtleistung des triebwerkes, das ist ja schon in ordnung wenn man en bisschen zeit hat.


Hmm zu absorbtion bei Reflektion habe ich jetzt nichts gefunden um welche beträge es da geht, ausser für Licht, da sind es bei Metallspiegeln 95% reflektiert und bei interfferenzspiegeln über 99,9

und ich denke da wir hier ja von science fiction sprechen sollte es ja in der welt möglich sein die absorbtion auf einen so kleinen teil zu begrenzen, das sie einene umkehrschub nicht mehr wirklich behindert.



nun wie ich das mit den rückstoßfreien antrieben verstanden habe, haben sie vor allem ein problem: es gibt sie nicht^^

Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Sharrow am 25.01.2008 | 21:47
Ich find Photonenantriebe auch recht interessant:

"Als Photonenantrieb bezeichnet man einen Antrieb durch die Rückstoßwirkung von Licht (eben der Photonen). Heute ist es in Form von Sonnensegeln prinzipiell realisierbar. Interessanter wäre aber die Zerstrahlung von Materie mit Antimaterie, weil dabei die gesamte Masse der beiden Stoffe als Energie frei würde. Hierbei ergäben sich jedoch große Schwierigkeiten in der Produktion und der Lagerung der erzeugten Antimaterie und der Bündelung der bei der Zerstrahlung erzeugten Photonen, da diese im Gammastrahlenbereich liegen."

"Die Kurzlebigkeit von Antimaterie in der von uns beobachtbaren Welt erklärt sich daraus, dass beim Aufeinandertreffen eines Teilchen-Antiteilchen-Paares sich beide gegenseitig annihilieren. Hierbei wird Energie freigesetzt, hauptsächlich in der Form von elektromagnetischer Strahlung, als Gammastrahlung. Diese Annihilation von Antiteilchen setzt sehr viel mehr Energie frei als es irgendein anderer Prozess mit gleichen Materiemengen könnte, wie chemische Prozesse oder auch Kernfusion. Die freiwerdende Energie lässt sich mit dem Einsteinschen Energieäquivalent E = mc2 berechnen. D.h., bei einem Kilogramm (z.B. 0,5 kg Deuterium + 0,5 kg Antideuterium) entsteht eine Energie von 1 kg · (300.000.000 m/s)² = 90.000.000.000.000.000 Joule (1 kg · (3 · 108 m/s)² = 9 · 1016 J = 21,5 MT). 2-stufige Wasserstoffbomben hatten bis zu 15 MT, die größte (Zar-Bombe, 2-stufig) hatte 57 MT (siehe Liste der Kernwaffentests)."

Du musst also nur eine Technik in deine Welt einbauen, die Antimaterie stabil lagern und transportieren kann, und schon hast du den perfekten Treibstoff. Kompakt, hochenergetischen und einen coolen Namen hat er auch noch.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 25.01.2008 | 22:39
Einer geht noch. ^^

Hrmmmmm naja ich wollte mich aber doch an Newton halten... das Konzept eines Reactionless Drive ist zwar schon irgendwo hübsch, aber mal von der Plausibilitätsfrage abgesehen (die aber nicht ausgeklammert wird!), geht doch auch Stylefaktor verloren. Keine Antriebsstrahlen, keine fauchenden Triebwerke.

"When the stars shine bright through the engine's trail, and the dust of another world drops behind..."

Nehmen wir einstweilen vielleicht eher was auf Grundlage des Ionenantriebs. Da kann man vielleicht auch gleich den FTL-Treibstoff zweckentfremden, indem man das Zeug zu Plasma verdampft und als Stützgas nimmt. Die benötigte Energie würde jedoch nicht aus externer Strahlung (sprich Solarzellen) gewonnen, sondern ebenfalls mit dem Zerstrahlungsreaktor (da kommt ordentlich was bei rum). Da bräuchte ich allerdings noch einen Überblick, ob das von der Verbrauchsrate und Effizienz her in den von mir gewünschten Sphären liegt.

Das mit dem Photonenantrieb klingt auch nicht schlecht, passt vielleicht zu der Zerstrahlungsgeschichte wie die Faust aufs Auge. Muss ich mir dann nochmal genauer zu Gemüte führen.

Nebenbei wären kleine, nicht sprungfähige Schiffe vielleicht tatsächlich mit einem Fusionsreaktor ausreichend bedient. Aber wenn es die Tech schon gibt, kann man sie auch generell anwenden; mit vollen Hosen ist bekanntlich gut stinken.

Achja, noch ein weiterer Aspekt: Raumkampf. Wie sollte die Primärbewaffung der Schiffe aussehen -- Laser (allgemein für "Strahlen, die mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind") oder eher eine Art Projektilgeschoss mit niedriger Geschwindigkeit (wie es in den meisten Weltraumspielen der Fall ist, oder auch in Star Wars)?

EDIT/Nachtrag zum Thema Treibstoff. Das mit der Antimaterie wäre eine Sache, ist aber wie schon gesagt sehr schwer herzustellen und schwer zu lagern; der Energieaufwand ist womöglich nicht rentabel im Verhältnis zur mitführbaren Menge, und wehe wenn mal der Strom ausfällt.
Da ist die Zerstrahlung per "Mini-Blackhole" tatsächlich handzahmer, und man kann im Prinzip alles reinkippen, was nicht niet- und nagelfest ist; idealerweise natürlich sehr dichte Elemente. Quecksilber (Mercury) hätte da auch noch ein kleines bißchen den stilistischen Vorteil, dass es giftig und nicht daher nicht ungefährlich ist (die Betanker dürfen also nach wie vor im Ganzkörperschutzanzug arbeiten), aber freilich lang nicht so extrem wie Antimaterie.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Gasbow am 25.01.2008 | 22:44
Hmm ich denke da kann man gut beides benutzen, Laser haben den vorteil so schnell zu sein, das ausweichmanöver unmöglich sind (wenn du siehst das geschossen wird, ist der schuss schon da) und Projektilwaffen bei der selben Energiemenge bedeutend mehr wumms mitbringen.


Was du meiner Meinung noch brauchst sind irgendeine art schildtechnologie oder etwas anderes was Laser etwas abbremst oder anders abschwächt, sonst würden kämpfe meiner meinung nach damit Enden, das Dicke schiffe auf tausende von Kilometern entfernung alles extrem zielsicher mit dicken Lasern wegbraten.
Und das würde ja wirklich allen Stil da rausnehmen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 25.01.2008 | 22:47
Ja, Schilde der einen oder anderen Form soll es schon geben. Gibts aber auch viele Möglichkeiten.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Tequila am 25.01.2008 | 22:59
Achja, noch ein weiterer Aspekt: Raumkampf. Wie sollte die Primärbewaffung der Schiffe aussehen -- Laser (allgemein für "Strahlen, die mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind") oder eher eine Art Projektilgeschoss mit niedriger Geschwindigkeit (wie es in den meisten Weltraumspielen der Fall ist, oder auch in Star Wars)?


Ich würde zu Projektilen tendieren, mit Laser kann doch jeder treffen...kein Vorhalten, keine Ausweichmanöver...das wäre doch öde.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Sharrow am 25.01.2008 | 23:04
Es gibt vier Typen von Waffen:

Projektilwaffen: Beschleunigen ein Stück Materie auf hohe Geschwindigkeit und hoffen, das die kinetische Energie aus reicht, um dem Gegner ne Beule in die Panzerung zu machen. Gibts auch als spreng-aktive Variante oder mit Nutzlast (EMP Generator, Spiderdronen, Sonden...) die sind aber ungleich teurer als nen Stück Blei.
Vorteil: Nicht oder nur schwer durch Energieschilde ablenkbar, schwer nachvollziehbar, recht viel Wumms.
Nachteil: Munition kostet Geld und Platz. Rückstoß muss kompensiert werden. Schnelle Ziele sind schwer zu treffen.

Raketenbänke: Wie Projektilwaffen, nur das sich das Projektil selbst beschleunigt, meistens um einiges größer ist und in besonders teuren Ausführungen sogar die Richtung ändern kann.
Vorteil: Zum Teil selbst zielend, groß (viel Nutzlast) und hohe Reichweite. Je nach Ausführung auch extreme Zerstörungskraft.
Nachteil: Munition extrem teuer und platzraubend. Relativ langsam und kann vor eintreffen (z.B. durch Laserbeschuss) neutralisiert werden.

Plasmawaffen: Verschießen eine Kapsel (Magnetfeld?) gefüllt mich extrem heißer Materie. (Das sind die langsamen roten Dinger, die man in Filmen immer sieht)
Vorteil: Schmilzt Pantzerung einfach weg, richtet ne Menge Schaden an.
Nachteil: Hoher Energieaufwand, langsam und geringe Reichweite

Laserwaffen: Große zielgerichtete Photonenpumpen.
Vorteil: Entfernung und Geschwindigkeit des Ziels relativ egal, trifft sofort.
Nachteil: Hoher Energieaufwand, kann recht gut durch Reflektoren abgeblockt werden.

Bonus: Meine eigene Erfindung:
Antimateriewaffen: Verschießen nach dem Plasma- oder Raketenprinzip einen Behälter mit Antimaterie. Beim auftreffen auf Materie (vorzugsweise feindliche Panzerung) wird ne menge Energie frei (e=mc²) und Strahlung sowieso.
Vorteil: KABOOOM
Nachteil: Teuer, instabil, hightech und... teuer. Außerdem sollte man nach Möglichkeit einen mittelgroßen Meteoriten zwischen sich und dem Ziel haben, damit die Gammastrahlung einem nicht das Hirn weg brutzelt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Settembrini am 25.01.2008 | 23:13
Der Hofrat empfiehlt:

Fire, Fusion & Steel

http://rpg.drivethrustuff.com/product_info.php?products_id=129

Im übrigen solltet ihr alle mehr Traveller spielen, und das ist als Kompliment gedacht.
Viel Spaß noch!
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: killedcat am 26.01.2008 | 01:29
* STL: das mit den Gravitationstriebwerken find ich nicht sehr standfest, schließlich ist Gravitation eine sehr schwache Kraft z.B. im Vergleich zu Elektromagnetismus. Eine ganze Erde voll Masse übt gerade mal eine Beschleunigung von 9,81m/s² aus. Wieviel Pseudogravitation braucht man da erst, um ein Schiff mit sagen wir mal 10-30g zu beschleunigen? Wie soll die erzeugt werden? Und was sagen dann Planeten und andere Himmelskörper dazu, in deren Nähe man kommt?
Das gleiche gilt für die Gravitation für die Besatzung an Bord des Schiffes. Was sagen denn da andere Himmelskörper dazu? Jep, Gravitation ist schwach und weitreichend. Aber es ist unbekannt, wie hoch der Energieaufwand wäre, diese zu erzeugen, man könnte evtl. Hitzeverlust vermeiden, der bei anderen Technologien entstünde.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 29.01.2008 | 00:24
So, da bin ich wieder.

FTL und Energieerzeugung
Habe in meiner offline-Zeit ein wenig mit Zettel und Stift rumgerechnet, hatte aber zunächst ein paar falsche Zahlen im Kopf, Das muss ich jetzt alles noch auf die richtige Reihe kriegen.

Also nochmal als Gegenüberstellung:
1 Lichtjahr = 9,46 * 1015m
Energieäquivalent 1kg = 9 * 1016J
Massendefekt bei Kernfusion: 0,8% (=Faktor 0,008), d.h. von 1 Tonne Treibstoff werden nur 8kg umgewandelt.

Das war es, was ich oben damit gemeint habe, dass man mit Fusion auf keinen grünen Zweig kommt, und selbst mit Annihilaton der Energieaufwand pro Gramm und Meter sehr gering sein muss.

Beispiel: ein mittelgroßes Schiff (100t) soll mit 20t Treibstoff 10 Lichtjahre überbrücken können.
Fall 1, Kernfusion:
delta-m = 160kg -> E = 1,44 * 1019J;
d = 94,6 * 1015m; mSchiff=105kg --> 946 * 1019
Daraus folgt: uns stünden nur die Winzigkeit von 0,0015J pro kg Schiffmasse und Meter Distanz zur Verfügung. Das ist... wenig.

Fall 2: Annihilation:
Hier steht uns zwar das 125fache an Energie zur Verfügung, aber das sind dann trotzdem nur knapp 0,2J pro kg*m.

Selbst wenn die Schiffe zu 90% aus Tank bestünden (was den Coolnessfaktor extrem behindern dürfte), ändert das nichts an der Größenordnung von <1J/kgm.

Folgerung:
1.) da die zur Verfügung stehende Energie im Verhältnis zur Distanz so oder so winzig ist, kann man auch zwecks Coolness ebensogut bei 15-25% Treibstoffanteil bleiben;
2.) allerdings liefert Fusion einfach zu winzige Werte, um irgendwie glaubwürdig zu sein, ergo Annihilation als Energiequelle der Wahl.
3.) Dadurch empfiehlt sich ein Antriebskonzept, bei dem nur für den Eintritt in den Hyperraum (evtl. auch Austritt) Energie aufgewandt werden muss (in Relation zu Schiffsmasse und Distanz); die eigentliche Strecke sollte quasi nach dem Trägheitsprinzip "für umme" überbrückbar sein.

So, weiter im Text.

STL
Momentaner Ideenstand: Photonenantrieb (danke für den Vorschlag) mit Hg-Ionenantrieb als "Nachbrenner" bei Bedarf.
"Das schafft was weg, was?"
Ich stelle mir vor, dass solche Triebwerke eine recht geringe Baugröße haben dürften. So kann man also die Retro- und Lateralthruster ähnlich stark dimensionieren wie die Hauptthruster.
Was ich dazu allerdings noch bräuchte, wären sinnvolle Größenordnungen für die erreichbaren Beschleunigungen. Die wird natürlich auch von der Schiffsmasse abhängen, ist ja klar. Und mal davon ausgehend, dass man im Schiffsinneren die Trägheit soweit kompensieren kann, dass es die Besatzung nicht gleich wie Fliegen an der Rückwand zerquetscht.

Weiß zum Vergleich zufällig jemand, welche Beschleunigung (in g) ein moderner Düsenjäger so herbringt?

Waffen
Ich bin kein großer Freund von Raketen, aber ansonsten ist so ziemlich alles offen. Ich hatte übrigens beim vorläufigen Entwurf bereits Antimateriekanonen vorgesehen (allerdings nur für die mächtigsten Kriegsschiffe). Die AM sollte in einem elektromagnetischen Plasmakokon aufs Ziel geschossen werden. Das ist natürlich ein zweischneidiges Schwert, man stelle sich mal vor, das Kriegsschiff kassiert ein paar schwere Treffer und einige Systeme fallen aus -- zum Beispiel die AM-Containmentspulen...

"Small Arms" sollen übrigens ganz "altmodische" Projektilwaffen mit chemischem Antrieb sein, sprich: Flinten und Gewehre. Keine Laserpistolen oder ähnlicher Schnickschnack mit fragwürdiger Energieversorgung.
Ein weiteres beliebtes Gerät im Bodenkampf sei die E-Bombe, die mittels elektromagnetischem Puls viele elektronischen Geräte komplett lahmlegt. Raumschiffe hingegen sind "rad-hard" gebaut.

Schutzsysteme
Als Abwechslung zu den ewigen Bubble-Schilden hätte ich folgende Ideen:
* energiegeladene Panzerung - auftreffende Energieattacken werden durch ein eigenes Energiefeld zerstreut, aber eben direkt in  der Panzerplatte, nicht meterweit vorher (Vorbild: Kampfstern Galactica (http://www.stardestroyer.net/Empire/Essays/Galactica-3.jpg))
* flüssige Panzerung - eine dickflüssige, transparente Flüssigkeit legt sich gleichmäßig um den Rumpf. Bei Treffern absorbiert die Flüssigkeit die Energie, eine entsprechende Menge verdampft dabei, sodass die Flüssigkeitsschicht gleichmäßig dünner wird.

Werde mir zu dem Thema auch nochmal diese Seite reinziehen (die ich eigentlich schon lange kenne):
http://stardestroyer.net/Empire/Tech/Shields/Nature.html
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 29.01.2008 | 03:11
Beispiel: ein mittelgroßes Schiff (100t) soll mit 20t Treibstoff 10 Lichtjahre überbrücken können.
Fall 1, Kernfusion:
delta-m = 160kg -> E = 1,44 * 1019J;
d = 94,6 * 1015m; mSchiff=105kg --> 946 * 1019
Daraus folgt: uns stünden nur die Winzigkeit von 0,0015J pro kg Schiffmasse und Meter Distanz zur Verfügung. Das ist... wenig.
Wieso willst du die Energie pro Masse*Strecke berechnen?

Wenn man mit Sublichtriebwerken fährt, bräuchte man nur die kinetische Energie (also Masse*Geschwindigkeit²/2) des Raumschiffes berechnen. Sobald es erstmal diese Geschwindigkeit erreicht hat, verbraucht es keinerlei Energie und kann beliebig weit fliegen.

Und wenn du ein Überlichttriebwerk haben willst: Dann brauchst du bloß die Energie zu berechnen, um ein Raumzeitriss/Wurmloch/Tor in eine Parallelwelt/Sprungtor/sonstwas zu erzeugen.
OK, es ist schon nachvollziehbar, dass ein Sprungtor mehr Energie braucht, wenn es größer wird. (Also je größer das Schiff, desto mehr Energie braucht man, damit das Sprungtor auch groß genug ist.) Aber die Entfernung ist für den Energieverbrauch irrelevant:
Wenn einmal das Tor geöffnet wurde, dann geht man ins Paralleluniversum/Hypperraum/Warpraum/sonstwas und dort gilt das gleiche wie beim Sublichtriebwerk: Während der Reise selber verbraucht man keinerlei Energie.
Wenn wir also 1019 J zur Verfügung haben, reicht das vollkommen aus:
5*1018 J, um das Sprungtor auf der einen Seite zu öffnen und in den Hyperraum zu gelangen und nochmal 5*1018 J, um am Zielpunkt ebenfalls ein Sprungtor zu öffnen und aus dem Hyperraum rauszufallen.

Wie groß die Entfernung zwischen den beiden Sprungtoren ist, ist energietechnisch egal. (Man verbraucht halt bloß mehr Zeit. Aber keine zusätzliche Energie.)

Zitat
Die wird natürlich auch von der Schiffsmasse abhängen, ist ja klar. Und mal davon ausgehend, dass man im Schiffsinneren die Trägheit soweit kompensieren kann, dass es die Besatzung nicht gleich wie Fliegen an der Rückwand zerquetscht.
Ach, Menschen sind da relativ robust. :)
Kampfpiloten tragen sogenannte g-Hosen, in denen sie kurzfristig bis zu 10 g aushalten.

Zitat
Weiß zum Vergleich zufällig jemand, welche Beschleunigung (in g) ein moderner Düsenjäger so herbringt?
Kommt darauf an: Wenn er einfach nur gerade aus fliegt, ist das "relativ wenig".
Wenn ein Pilot aber einen Sturzflug macht und dann die Maschine abfängt, können durchaus kurzfristig 20-30 g durchkommen. (Wenn der Pilot eine zu steile Kurve fliegt oder seine eigenen Kräfte überschätzt.)
Heutige Maschinen können bei optimalen Bedingungen (Sturzflug) also mehr g erzeugen, als der Pilot aushält.

Zitat
Die AM sollte in einem elektromagnetischen Plasmakokon aufs Ziel geschossen werden. Das ist natürlich ein zweischneidiges Schwert, man stelle sich mal vor, das Kriegsschiff kassiert ein paar schwere Treffer und einige Systeme fallen aus -- zum Beispiel die AM-Containmentspulen...
Das Problem gibt es ja auch auf Kriegsschiffen der Marine: Stell dir vor, deren Treibstofftank oder Munitionsdepot bekommt einen schweren Treffer ab.

Und dieses Problem gibt es schon seit Erfindung des Schwarzpulvers.

Zitat
* energiegeladene Panzerung - auftreffende Energieattacken werden durch ein eigenes Energiefeld zerstreut, aber eben direkt in  der Panzerplatte, nicht meterweit vorher (Vorbild: Kampfstern Galactica (http://www.stardestroyer.net/Empire/Essays/Galactica-3.jpg))
Jede Form von Energie? Also auch kinetische Energie von Projektilwaffen?

bzgl. Waffen:
Bei Perry Rhodan gibt es ein Waffensystem auf Raumschiffen, das Bomben bzw. Antimaterie bis kurz vor die gegnerischen Schutzschilde teleportiert, wo sie dann hochgehen.

Zitat
"Small Arms" sollen übrigens ganz "altmodische" Projektilwaffen mit chemischem Antrieb sein, sprich: Flinten und Gewehre. Keine Laserpistolen oder ähnlicher Schnickschnack mit fragwürdiger Energieversorgung.
Was ist mit Gaussgewehren oder Raketenwerfer? Kommen die auch zum Einsatz, oder sind diese wieder out? (Bzw. Granatenwerfer für biologisch-chemische Kriegsführung.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 29.01.2008 | 05:43
Wenn die kinetischen Waffen Hohladungsmunition verfeuern könnt es sogar funktionieren. Jedenfalls wenn die Sci-Fi Panzerung ähnliche Funktionalität hat wie das moderne britische Gegenstück. (http://www.wired.com/science/discoveries/news/2002/08/54641)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Ein am 29.01.2008 | 09:28
Zitat
Bei Perry Rhodan gibt es ein Waffensystem auf Raumschiffen, das Bomben bzw. Antimaterie bis kurz vor die gegnerischen Schutzschilde teleportiert, wo sie dann hochgehen.
Hinter den Schild, sofern es kein gestaffelter Schirm ist.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 29.01.2008 | 11:08
Wieso willst du die Energie pro Masse*Strecke berechnen?

Weil das logisch erscheint. Klar ist dein Ansatz auch logisch, aber ich bin dabei für größtmögliche Geschwindigkeit davon ausgegangen, dass - auf Realraumbedingungen übertragen - die halbe Strecke beschleunigt und die andere halbe Strecke abgebremst wird.
Aus Energiemangel wird es aber grundsätzlich auf den von dir propagierten Ansatz hinauslaufen. Nur:

Zitat
Sobald es erstmal diese Geschwindigkeit erreicht hat, verbraucht es keinerlei Energie und kann beliebig weit fliegen.

Das mit dem "beliebig weit" schmeckt mir nicht, das passt irgendwie nicht. Es sollte erstens generell limitiert sein, und zweitens sich auch nach der Schiffsgröße richten.

Zitat
Kampfpiloten tragen sogenannte g-Hosen, in denen sie kurzfristig bis zu 10 g aushalten.

Naja, 10g ist ja im interplanetaren Maßstab nicht so viel, und "kurzzeitig" erst recht nichts. Ich rede schon vom Dauerbetrieb beim Flug innerhalb eines Systems, z.B. vom Jumppoint bis zum Zielplaneten (und der Jumppoint dürfte aus SIcherheitsgründen eher am Rand des Systems zu finden sein). Um die Reise überschaubar zu halten (Stunden oder wenige Tage statt Wochen und Monate), will man möglichst lange (bis zur halben Distanz) voll beschleunigen, begrenzt nur durch den Treibstoffverbrauch.
Da wäre 10g für einen relativ dicken Pott gerade geeignet, kleinere und schnellere Schiffe könnten das doppelte bis dreifache schaffen -- man braucht halt eine technische Lösung, wie man der Besatzung diese Belastung erspart.

Zitat
Jede Form von Energie? Also auch kinetische Energie von Projektilwaffen?

Die Hi-Tech Lösung gegen Projektilwaffen wäre wohl eher, sie mittels automatischer Laserturrets bereits vor dem Aufschlag abzuschießen. Das wird dann wohl Milspec sein.

Zitat
Was ist mit Gaussgewehren oder Raketenwerfer? Kommen die auch zum Einsatz, oder sind diese wieder out? (Bzw. Granatenwerfer für biologisch-chemische Kriegsführung.)

Raktenwerfer - nach Bedarf. Gaussgewehre grundsätzlich ja - da braucht man wieder eine separate Energiequelle, um die Projektile zu beschleunigen. Erstens ist elektrische Energie ganz schlecht zu speichern. Zweitens muss man dann im Feld über zwei Sorten Munition buchführen: Geschosse und Akkus. Klar kann es die Dinger geben, aber mir erschließt sich nicht so ganz, inwiefern das besser sein soll als ganz normale Gewehre mit Einheitspatronen.

(Etwaige Kriege zwischen Faktionen sollen sich in erster Linie um Ressourcen, also nutzbare Planeten drehen. Da wäre es ziemlich widersinnig, diese Planeten mit ABC-Waffen zu vergiften.)

EDIT/Nachtrag STL:
Das hier scheint ein nützlicher / lehrreicher Artikel zum Thema Photonenantrieb zu sein: http://www.hib-wien.at/leute/wurban/physik/relativity/raumflug_treibstoff.pdf
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 29.01.2008 | 15:45
Das mit dem "beliebig weit" schmeckt mir nicht, das passt irgendwie nicht. Es sollte erstens generell limitiert sein, und zweitens sich auch nach der Schiffsgröße richten.
Hmm, das könnte man vielleicht auf eine der folgenden Arten lösen:
1) Die Lebenserhaltungssysteme verbrauchen auch Energie. - Man kann sich vielleicht nur eine Woche im Hyperraum aufhalten. Danach muss man in den Realraum zurückkehren, um "Energie" aufzutanken.

2) Im Hyperraum ist eine Strahlung, die das Schiff beschädigt (bzw. nur die elektronischn Systeme). Nach einiger Zeit (z.B. einer Woche) muss man wieder zurück in den Realraum, um die Schäden zu reparieren.

Beide Ansätze sorgen dafür, dass man nicht beliebig weit im Hyperraum fliegen kann.

Zitat
Naja, 10g ist ja im interplanetaren Maßstab nicht so viel, und "kurzzeitig" erst recht nichts. Ich rede schon vom Dauerbetrieb beim Flug innerhalb eines Systems, z.B. vom Jumppoint bis zum Zielplaneten (und der Jumppoint dürfte aus SIcherheitsgründen eher am Rand des Systems zu finden sein).
OK, kommt natürlich darauf an, wie lange die Schiffe von Erde bis zum Jumppoint brauchen sollen.
Nehmen wir mal an, der Sprungpunkt befindet sich 40 Astronomische Einheiten von der Erde entfernt (mittlere Plutobahn).
Und gehen wir weiterhin davon aus, dass das Schiff 4 Tagelang mit 3g beschleunigt.
Dann braucht das Schiff insgesamt 11 Tage. (4 Tage beschleunigen, 3 Tage treiben lassen, 4 Tage abbremsen.)

OK, wenn du eine Reisedauer von unter einer Woche haben willst, dann brauchst du Beschleunigungskompensatoren. (Allerdings brauchst du dann auch extrem viel Energie alleine für die Sublichtbeschleunigung.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Pyromancer am 29.01.2008 | 17:10
Übrigens eine Sache, die mich in Computerspielen immer gestört hat. Wenn ich in einem Raumjäger sitze, mit maximalem Schub durch leeren Raum düse, alle meine Waffen nach vorne zeigen und hinter mir jemand an meinem Schweif hängt und mir den Arsch weg schießt... Was hindert mich daran, mein Haupttriebwerk auszuschalten, die bereits aufgebaute Fluggeschwindigkeit bei zu behalten, mit den Steuerdüsen das ganze Schiff um seinen Schwerpunkt herum zu drehen und meinen Verfolger abzuschießen?

Warum das Haupttriebwerk ausschalten, wenn der Gegner hinter dir hängt? Ich erinnere an die Kzinti lesson:
“A reaction drive’s efficiency as a weapon is in direct proportion to its efficiency as a drive.”

Und auch die Verallgemeinerung sei genannt:
"Every interesting interstellar drive is an interesting weapon."

Ein SF-Hintergrund, der halbwegs plausibel sein will, sollte das in Betracht ziehen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 29.01.2008 | 18:51
1) Die Lebenserhaltungssysteme verbrauchen auch Energie. - Man kann sich vielleicht nur eine Woche im Hyperraum aufhalten. Danach muss man in den Realraum zurückkehren, um "Energie" aufzutanken.

2) Im Hyperraum ist eine Strahlung, die das Schiff beschädigt (bzw. nur die elektronischn Systeme). Nach einiger Zeit (z.B. einer Woche) muss man wieder zurück in den Realraum, um die Schäden zu reparieren.

Naja, (1) finde ich wenig eingängig, weil man ja locker ein Hilfsenergiesystem mitschleppen könnte, das den Saft für die Lebenserhaltung liefert. Heutige U-Kreuzer können ja auch monatelang unter Wasser bleiben. Man könnte dafür sogar einen Fissionsreaktor mitführen.
Mit (2) kommen wir der Sache wohl schon näher, allerdings denke ich, dass im Regelbetrieb keine tatsächliche Beschädigung auftreten sollte. Vielleicht ist eben die Zeit, die Mensch und Maschine _ohne_ Schäden zu nehmen im Hyperraum bleiben können, begrenzt.
Oder vielleicht ist auch einfach die Distanz/Flugzeit, für die das Navigationssystem eine Sprunglösung berechnen kann, bestimmten Grenzen unterworfen. Vielleicht so: der Exit-Punkt muss bereits beim Start mit einberechnet werden.
Oder die künstlichen Hyperraumtunnel haben eine gewisse maximale Länge, die mit der Entwicklung besserer Antriebe allmählich steigt.

Es geht ja dabei in erster Linie darum, das Setting in bestimmten räumlichen Grenzen zu halten. Wäre die Distanz ganz egal, könnte man ja mit einmal volltanken ans andere Ende der Galaxie, ja sogar ans Ende des Universums und zurück reisen - und das sollte wohl besser der "Herz aus Gold" vorberhalten bleiben.

Zitat
Nehmen wir mal an, der Sprungpunkt befindet sich 40 Astronomische Einheiten von der Erde entfernt (mittlere Plutobahn).
Und gehen wir weiterhin davon aus, dass das Schiff 4 Tagelang mit 3g beschleunigt.
Dann braucht das Schiff insgesamt 11 Tage. (4 Tage beschleunigen, 3 Tage treiben lassen, 4 Tage abbremsen.)

Hui, hast du das jetzt alles selbst ausgerechnet? Respekt. ^^

Zitat
(Allerdings brauchst du dann auch extrem viel Energie alleine für die Sublichtbeschleunigung.)

Das muss ich auch mal durchrechnen, wieviel Energie das so wäre. So ins Blaue getippt schätze ich mal, dass bei Annihilation als Energiequelle (die wir ja für die Sprünge brauchen) der Verbrauch für die fraglichen Distanzen (bis ca. 100AU) auch bei stärkeren Beschleunigungen (10-30g) noch vertretbar wäre.

Einstweilen komme ich schon mit dem Photonenantrieb nicht weiter. Die Webrecherche hat noch nichts Erbauliches erbracht, was den potentiellen Schub etc. angeht. Generell scheint es für die Dinger typisch zu sein, dass der eigentliche Antrieb außerhalb des Schiffes liegt, wie wenn man mit einem Fön ein Modellsegelschiff anbläst. Das bringt also für unsere Zwecke nicht viel.

Hinzu kommt noch der Hinweis von Tobias -- wenn ein Photonenantrieb so aussieht wie ein gigantischer Laser am rückwärtigen Ende des Raumschiffs, kann man sich ja vorstellen, was passiert, wenn man diesen Antrieb auf einen Planeten richtet. Das sollte natürlich vermieden werden.

Mal als Arbeitsansatz gerechnet: ein mittelgroßes Schiff (100t=105kg) benötigt für 20g Beschleunigung (200m/s²) einen Schub von 20.000 kN (20*106N), denn N = kgm/s². Stimmt das soweit?

Zum Vergleich: ein modernes Jagdflugzeug (Eurofighter) schafft ohne Nachbrenner 2*60kN=120kN; bei einem normalen Startgewicht von 15,5t ergäbe sich - wenn der Luftwiderstand nicht wäre - eine maximale (horizontale) Beschleunigung von immerhin 7,7g; mit Nachbrenner (180kN) sogar über 11g. Das ist doch gar nicht so übel (wenn ich mich nicht verrechnet habe).[EDIT: ich glaube ich habe mich mal wieder um Faktor 10 verrechnet, also wäre die Beschleunigung nur 0,77 bzw 1,1g. Bin mir aber immer noch nicht sicher.]

Daraus müsste sich doch jetzt der Energiebedarf pro AU errechnen lassen:
1AU = 150*109m
E = 20*106kgm/s² * 150 * 109m =  3000 * 1015kgm²/s² = 300 * 1016J
Energieäquivalent = 9 * 1016J/g
delta-M = 300/9g = 33,33g

Man benötigt also bei gegebenem Beispiel einen Massendefekt von 33,33g pro AU. Das ist doch überschaubar.
Das lässt sich vielleicht auch noch auf Masse und Beschleunigung umrechnen, aber jetzt gibts erstmal Essen.

EDIT:
Hatte oben einen Zehnerpotenzfehler drin, hab ich jetzt korrigiert.
Das gleiche nochmal generalisiert für 1t mit 1g Beschleunigung:
Schub: 103kg * 10m/s² = 104N = 10kN
EAU = 104kgm/s² * 150 * 109m = 1500 * 1013kgm²/s² = 1,5*1016J
delta-M = 1,5/9g = 166mg pro Tonne, g(10m/s²) und AU.

Das ist jetzt zwar auf 100% Wirkungsgrad bezogen, aber lässt sich ja bequem umrechnen, wenn man erstmal einen Wirkungsgrad festgelegt hat. Ist dieser z.B. zufällig 83%, braucht man genau 200mg pro 10kN*AU. ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Sharrow am 29.01.2008 | 19:44
Das Wort 'Gravion- (http://de.wikipedia.org/wiki/Graviton)Antrieb' klingt auch ganz nett.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 29.01.2008 | 19:55
Das Wort 'Graviton- (http://de.wikipedia.org/wiki/Graviton)Antrieb' klingt auch ganz nett.

Hm, das klingt mir zu sehr nach Star Trek. Da wird das Graviton auch als "god particle" hergenommen, als universelle Allgemeinlösung für alles, wozu einem sonst nichts einfällt.
Allerdings könnte man sich da umgekehrt bei Star Wars bedienen: dort darf sich bei einem Hyperraumflug keinerlei Masse in der Flugbahn befinden. Die Imperialen nutzen das, um von eigens gebauten Interdictor Cruisern künstliche Masseschatten in eine vermeintliche Flugbahn zu projizieren, und so feindliche Schiffe zum Rücksturz in den Normalraum zu zwingen.

(EDIT zwecks Materialsammlung: http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/469851/ -- neuartiges Ionentriebwerk mit 10x stärkerem Schub.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 3.02.2008 | 01:26
Dein Photonen-Antrieb hätte ein ziemlich großes Problem. Er bietet nur eine wahnsinnig geringe Beschleunigung.
http://www.projectrho.com/rocket/rocket3c2.html#photon (http://www.projectrho.com/rocket/rocket3c2.html#photon)
Das selbe Problem haben auch Ionen Treibwerke, wenn auch in einem anderen Maßstab.

Was Waffen angeht, so würde ich eher anders kategorisieren:
Energiewaffen: Hier sind Laser, Maser und "Röntgenlaser" zu erwähnen. Diese Waffen haben den Vorteil wahnsinnig schnell zu sein. Außerdem brauchen sie außer der Energie keine Munition. Das ist aber auch gleichzeitig ein großer Nachteil. Sie erzeugen viel Wärme dir irgendwohin gehen muss wenn man nicht will dass das hübsche Lasergeschütz selbst schmilzt. Das ist gerade im Gefecht ein Problem da dort Radiatoren ein wenig unpraktisch sind.
Es stimmt zwar das man einem Laserschuss nicht ausweichen kann, aber wie bei allen anderen nicht selbstlenkenden Waffen gibt es im Weltraum das Problem zu zielen. Hier arbeitet die Lichtgeschwindigkeit gegen einen.
Wenn man zum Beispiel eine Kampfentfernung von einer Lichtsekunde annimmt und einen Gegner der mit 10g manövriert dann braucht mein Ortungsimpuls eine Sekunde bis er wieder da ist und mein Laserstrahl nochmal eine Sekunde bis er beim Gegner ist. Der Gegner kann seine Position aber zu diesem Zeitpunkt bereits um 180m geändert haben.

Partikelwaffen: Diese Waffen sind im Prinzip Teilchenbeschleuniger wie man sie aus den Physik kennt. Sie verbinden Eigenschaften der Energie und Kinetischen Waffen. Sie divergieren allerdings schneller als Laser.

Kinetische Waffen: Das Prinzip ist bekannt, wahrscheinlich als Railgun oder Gaußkanone realisiert schießen die Waffen Steine, Granaten oder sonst etwas ab. Raketen ohne Steuersystem unterscheiden sich hiervon nur dadurch das sie selbst beschleunigen. Bei ausreichender Beschleunigung braucht man noch nicht einmal einen Sprengkopf, die kinetische Energie reicht vollkommen. Das Problem hierbei ist natürlich das man alles was manövriert wahrscheinlich nie treffen wird, dafür ist die Abwärme viel geringer. Ein schwacher Trost.

Gelenkte Waffen: Das sind die Distanzwaffen der Wahl für den Raumkampf. Positiv ist die hohe Reichweite, das die Abwärme das Schiff nicht belastet und die hohe Trefferquote. möglicherweise werden die Raketen wie kinetische Waffen gestartet und benutzen dann erst ihr eigenes Triebwerk um weiter zu beschleunigen. Die Nachteile der Rakete sind aber auch sehr deutlich. Es sind teure Einwegwaffen. Man kann sie abfangen und sie sind im Vergleich zum Laser auch verdammt langsam. Ihre Sprengköpfe sind im Vergleich zu kinetischen Waffen sehr klein. Und natürlich muss man diese schweren und sperrigen Raketen auch noch mitnehmen.

Sprengköpfe der Wahl sind wohl Wasserstoff und Neutronenbomben. Alles was auch noch in einiger Entfernung zum Ziel wirkt ist vor zu ziehen. Vor allem Neutronenbomben sind praktisch da man damit die Crew tötet und nach ein oder zwei Wochen das Schiff selber in Schutzanzügen entern kann.

Was Raumjäger angeht, so sollten die vielleicht eher so aussehen: http://clowder.net/hop/tetships/tetships.html (http://clowder.net/hop/tetships/tetships.html)
Wenn du ein plausibles Raumschiff willst, wirst du wahrscheinlich auch noch um eines nicht herum kommen, um Radiatoren.
Der Weltraum ist nämlich ein verdammt guter Isolator und du wirst ansonsten sehr schnell sehr viele Probleme mit Überhitzung bekommen.
Wenn du dir keinen Trägheitsdämpfer herbeizauberst, muss der Boden jedes Decks deines Schiffe nach hinten, also in Richtung Antrieb zeigen. Unter Schub gibt es sonst "Gravitation" in die falsche Richtung.

Mir fällt spontan gerade nichts mehr ein, aber ich würde dir diese Seite: http://www.projectrho.com/rocket/index.html ans Herz legen. Da findet man jede Menge zu diesem Thema.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Tequila am 3.02.2008 | 07:07

Es stimmt zwar das man einem Laserschuss nicht ausweichen kann, aber wie bei allen anderen nicht selbstlenkenden Waffen gibt es im Weltraum das Problem zu zielen. Hier arbeitet die Lichtgeschwindigkeit gegen einen.
Wenn man zum Beispiel eine Kampfentfernung von einer Lichtsekunde annimmt und einen Gegner der mit 10g manövriert dann braucht mein Ortungsimpuls eine Sekunde bis er wieder da ist und mein Laserstrahl nochmal eine Sekunde bis er beim Gegner ist. Der Gegner kann seine Position aber zu diesem Zeitpunkt bereits um 180m geändert haben.

Eine Lichtsekunde sind ja mal so schlappe 300.000 km....Auf der Entfernung spielen 180m mehr oder weniger auch keine Rolle mehr.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 3.02.2008 | 07:24
Wenn der Laserstrahl nicht 50m breit ist, dann sind 180m der Unterschied zwischen kochendem Stahl und einer hübschen Lichtshow. Dazu kommt noch das man wenn das Schiff gepanzert ist den Strahl länger halten muss um sich quasi durch die Panzerung zu bohren.
Wenn du natürlich Schiffe im Sternenzerstörer-Ausmaß hast, dann sind 180m nur der Unterschied zwischen einem Treffer in der 416. Kombüse und dem Ersatzwasserreservoir der Unteroffiziersduschen für Nichtmenschen.

Das Problem nimmt bei geringerer Entfernung als eine Lichtsekunde natürlich ab, je weiter das Ziel entfernt ist des so größer ist der Raumbereich in dem es sich befinden kann. Je kleiner das Schiff und des so größer die Beschleunigung, des so schwerer ist es zu treffen. Natürlich nur wenn es nicht die ganze Zeit mit dem selben Vektor beschleunigt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Tequila am 3.02.2008 | 10:28
Dann sollte man mal definieren, auf welche Entfernung man überhaupt Raumkampf betreiben möchte.

In meiner Vorstellung spielen da Entfernung von maximal einigen Kilometern eine Rolle, nehmen wir mal 300km an. Dann reden wir nicht mehr von 180m, sondern von 18cm. Eine, wie mir scheint, vernachlässigbare Ungenauigkeit. Da spielt die Reaktionsgeschwindigkeit des Piloten/Zielcomputers eine wesentlich größere Rolle.   
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 3.02.2008 | 13:05
Dann sollte man mal definieren, auf welche Entfernung man überhaupt Raumkampf betreiben möchte.
In meiner Vorstellung spielen da Entfernung von maximal einigen Kilometern eine Rolle, nehmen wir mal 300km an. Dann reden wir nicht mehr von 180m, sondern von 18cm. Eine, wie mir scheint, vernachlässigbare Ungenauigkeit. Da spielt die Reaktionsgeschwindigkeit des Piloten/Zielcomputers eine wesentlich größere Rolle.

Wenn Du auf eine Entfernung von 300 km mit klassischen Lasern kämpfen würdest, solltest Du hoffen, dass Dein Gegner nicht auf den Gedanken kommt, aus einer Entfernung von 3000 km Marschflugkörper auf Dich abzuschießen.
Er würde sie per Katapultstart "kalt" in Richtung des Punktes senden, an dem er Dich zuletzt geortet hat. Damit überbrücken die Marschflugkörper die Entfernung, ohne ihrerseits punktuell geortet werden zu können - und das deutlich schneller als Du auf die von Dir bevorzugte Kampfentfernung kommst. Gegebenenfalls orten sie dabei noch passiv, ob Du zuckst, damit sie schon ein ungefähres Bild über Dein zwischenzeitlichen Positionswechsel haben. In der Nähe des Ziels (Deines Raumschiffs) aktivieren sich die Marschflugkörper, orten in Sekundenbruchteilen aktiv, korrigieren leicht ihren Kurs und pulverisieren Dein Schiff, bevor Dein Zielcomputer mangels Vorwarnzeit eine Feuerleitlösung errechnet hat.

Klassische Laser sind im Grunde Unfug, denn bei technisch ebenbürtigen Gegnern müsste man zudem davon ausgehen, dass JEDER Kampf darauf hinausläuft, sich gegenseitig so lange zu lasern, bis ein Schiff kaputt geht. Das siegreiche Schiff hätte dann aber auch nur noch Schrottwert, weil es nur minimal weniger gegrillt wurde als der Besiegte. Kurz, die taktischen Möglichkeiten sind praktisch null und es liefe immer auf Materialschlachten hinaus - wer nur ein Schiff mehr in die Schlacht führt, hat signifikant bessere Chancen auf den Sieg. Und es gibt im Grunde nur Phyrrus-Siege.

Ich halte es für einen Denkfehler, sich für "realistische" Raumschlachten an Luftkämpfen zu orientieren. Tatsächlich liegt ein Vergleich zu Seeschlachten oder sogar einem Kampf zwischen U-Booten näher, was die Relationen von Kampfentfernungen, relativen Manövriergeschwindigkeiten, Beschleunigungsverhalten, Ortung, Ortungsschutz, Ortungszeiten und den sich daraus ergebenden taktischen Möglichkeiten angeht.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 3.02.2008 | 14:32
Hallo Anima, danke für den Beitrag (und Willkommen an Bord). Eins vorweg, die verlinkte Seite ist zwar sehr lehrreich, aber beim stöbern dachte ich mir zuweilen schon etwas, was dann auch tatsächlich bereits als Reaktion vorweggenommen war:

Zitat
8) "Arrgh. You guys suck all the fun out of life! It's a GAME, dammit!"

That said, lass uns mal sehen:

Dein Photonen-Antrieb hätte ein ziemlich großes Problem. Er bietet nur eine wahnsinnig geringe Beschleunigung.
http://www.projectrho.com/rocket/rocket3c2.html#photon (http://www.projectrho.com/rocket/rocket3c2.html#photon)
Das selbe Problem haben auch Ionen Treibwerke, wenn auch in einem anderen Maßstab.

Danke, das beantwortet mir eine Frage, die ich seit Tagen nirgends finden konnte:
"In other words, one lousy Newton of thrust takes three hundred freaking megawatts!!"

Ich verstehe zwar immer noch nicht, wie von einem masselosen Teilchen (Photon) überhaupt ein _Impuls_ > 0 ausgehen kann (der ja als m * v definiert ist), aber sei's drum.
Interessant sind diese Antriebe auf jeden Fall, da man so nicht so viel Treibstoff rumschleppen muss. Rein energetisch würde ein Photonenantrieb zur (Anti-)Materiezertrahlung passen wie die Faust aufs Auge:

Je 1N Schub brauchen wir also 3 * 108J/s. Nun kleckern wir mal nicht, sondern klotzen und verlangen 10 Meganewton (107N), macht einen Energiebedarf von 3 * 1015J/s. Gemäß dem Energieäquivalent von 9 * 1016J/g benötigen wir also einen Durchsatz von 0,033g/s.

Das Problem an der Sache wäre da wohl eher, dass dann jedes Raumschiff im Wesentlichen einen Laser im Petawattbereich am Bürzel montiert hätte, also eine Massenvernichtungswaffe, die man wohl kaum in private Hände gelangen lassen würde. Und für mein Setting möchte ich eben auch "private Raumfahrt" ermöglichen.

Ich habe zwischenzeitlich ausgerechnet, dass ein Ionenantrieb für die von mir verlangten Schubkräfte* und Treibstoffmengen eine Austrittsgeschwindigkeit um 1/3c (100.000.000m/s) benötigt, das ist die Kleinigkeit vom fünftausendfachen des aktuellen Standes der Technik. Moderater wäre es mit "magischer" Massereduzierung des gesamten Schiffsrumpfs.
Jedenfalls befindet sich hier die Antriebsleistung im Bereich von einigen Terawatt - und immerhin nicht Petawatt.

*) Wie gesagt, möchte ich interplanetare Reisen im Zeitrahmen von Stunden bis Tagen abhandeln. Die schnellste Reise ist freilich halbe Strecke beschleunigen, halbe Strecke abbremsen. Man spart freilich eine Menge Treibstoff, wenn man sich im Mittelteil eine Weile einfach treiben lässt, wie von Eulenspiegel vorgeschlagen. Genau so habe ich das auch damals bei Frontier gemacht: bei einer Strecke von ca. 10AU erst auf 10.000km/s beschleunigt, dann bis kurz vorm Ziel driften lassen, Flip und mit vollen Thrustern gebremst. Treibstoffverbrauch minimal. Meine gute alte Asp hat von 0 auf 10.000km/s auch nur 12 Stunden gebraucht. ;)

Zitat
Wenn du ein plausibles Raumschiff willst, wirst du wahrscheinlich auch noch um eines nicht herum kommen, um Radiatoren.

Jopp, sollen die Schiffe nur so gepflastert sein mit Radiatoren und Heatpipes, das sieht cool und gritty aus. ^^

Zitat
Wenn du dir keinen Trägheitsdämpfer herbeizauberst, muss der Boden jedes Decks deines Schiffe nach hinten, also in Richtung Antrieb zeigen. Unter Schub gibt es sonst "Gravitation" in die falsche Richtung.

Da habe ich mir auch schon Gedanken drüber gemacht, bin aber noch zu keinem Schluss gekommen. Ohne "Zauberei" wird es sowieso nicht abgehen, da die Schiffe wesentlich schneller als mit 1g unterwegs sein sollen (um die Reisezeiten zu verkürzen), und 10 oder 20g über viele Stunden hinweg hält das stärkste Pferd nicht aus, ob die Decks nun senkrecht zur Schubrichtung angeordnet sind oder nicht (und während der Driftphase ist die Deckanordnung auch Makulatur).
Grundsätzlich spricht nichts gegen "Raketendecks", ist halt ein etwas anderes Gefühl als "Schiffsdecks", aber da ist nichts falsch dabei.

Am Hadern bin ich noch bei der Frage, wie mächtig eine etwaige Masse/Trägheitsreduktion ausfallen und von welchen Faktoren sie abhängen sollte. Ich zäume mal das Pferd von hinten auf: ich will, dass kleine Schiffe schneller sind als große. Also soll z.B. bei einem kleinen 30g-Jäger (militärische Spitzentechnologie erster Güte) die Masse auf z.B. 1/10 gesenkt werden, wodurch der Pilot in der Beschleunigungsphase nur noch dreimal statt dreißigmal so schwer wäre.
Der spezifische Schub sinkt dann mit steigender Schiffsmasse, sodass z.B. ein gutes 500t-Schiff noch auf 10g kommen mag, und noch dickere Pötte dann entsprechend noch langsamer sind. Die Trägheitsreduktion soll dann die gefühlte Schwerkraft in Richtung 1g bringen. Wie gesagt, Zauberei ist es so oder so.
Und: wenn sich die Massereduktion nicht nur auf den Mannschaftsbereich, sondern auf das ganze Schiff auswirkt, benötigt man entsprechend weniger Schub, um die gleiche Beschleunigung zu erhalten.

Zitat
Wenn man zum Beispiel eine Kampfentfernung von einer Lichtsekunde annimmt und einen Gegner der mit 10g manövriert dann braucht mein Ortungsimpuls eine Sekunde bis er wieder da ist und mein Laserstrahl nochmal eine Sekunde bis er beim Gegner ist. Der Gegner kann seine Position aber zu diesem Zeitpunkt bereits um 180m geändert haben.

Also, zum Thema Waffen und Kampfentfernungen. Die Größenordnung von einer Lichtsekunde finde ich viel zu groß. Das ist die gleiche Größenordnung wie der Abstand Erde - Mond! Man stelle sich also vor, man solle mit einem auf der Erde montierten Geschütz ein z.B. 100m² großes, bewegliches Ziel auf der Mondoberfläche treffen. Das ist, als ob man mit einem normalen Gewehr auf 800 Meter Distanz einen fliegenden Käfer abschießen sollte!
Ich habe zwar kein Bestreben nach "Doppeldeckern im Weltall" à la Wing Commander oder X-Wing, wo die Jäger mit wenigen hundert km/h durch die Gegend zuckeln und sich mit blasrohrartigen Geschwindigkeiten beschießen. Es vcersteht sich andererseits, das Geschwindigkeit im All natürlich sowieso immer relativ ist. Relativ zum nächsten Stern, zum nächsten Planeten, whatever. So können zwei kämpfende Raumschiffe vielleicht 10.000km/s relativ zum nächsten Planeten haben, aber vielleicht nur wenige m/s relativ zueinander.

Nun zu den Waffen - ich paraphrasiere mal deine Worte und ergänze:
Laser wären, rein von der möglichen Leistung, sicherlich die Über-Waffen. Bedingt durch den Antrieb wissen wir, dass uns Leistung im Terawattbereich zur Verfügung stehen muss. Damit könnte man also auch Laser im Giga- oder Terawattbereich betreiben. Allerdings hat man dann das bereits genannte Abwärmeproblem, bedingt durch den schlechten Wirkungsgrad. Man könnte sogar sagen, die maximale Laserleistung wird nicht durch die Energieversorgung, sondern durch die Kühlsysteme begrenzt. Ich bin kein Experte in Lasertechnik, aber wenn man mit dieser Erklärung die typischen Laser auf wenige Megawatt begrenzt, nimmt man dieser Waffe schonmal viel von ihrem Schrecken.

Auf Projectrho habe ich dazu folgendes gefunden:
Zitat
I think this is most interesting when thinking about point defense. Lasers fielded as a CIWS are pretty scary, and if you could fire them infinitely often, they probably keep missiles from hitting you. So in order to constrain you from using lasers for point defense, I simply pull into laser range, threatening your radiators, and forcing you to withdraw them. As such, you can no longer afford to use a laser CIWS, and have to switch to something projectile/missile based, which is liable to be less effective.

Kinetische oder Partikelwaffen sind wohl wesentlich bequemer zu balancen: die Geschoßgeschwindigkeit ist relativ gering, was die Kampfentfernungen stark drückt, was wiederum dem Flair zuträglich ist. Dass man aber Munition mit rumschleppen muss, ist natürlich lästig.
Man muss allerdings auch wieder vergleichend im Auge behalten, dass ja sowieso kleinere Massen ziellos durchs All driften, also kleine Asteroiden und ähnliches. Das ist wichtig zu wissen, weil ja ein Schiff eine zufällige Kollision mit einem kleinen Steinbrocken abkönnen muss (vor meinem geistigen Auge erscheint gerade eine Rolemaster-artige Patzertabelle: "100: das Schiff kollidiert mit einem faustgroßen Asteroiden. Hüllenbruch und sofortige Dekompression. Würfle auf Tabelle 117-34, um festzustellen, wie qualvoll die Charaktere sterben.")
Also: solche kleineren Kollisionen muss das Schiff wegstecken können. Ergo wird es auch mit anderen Angriffen ähnlicher kinetischer Energie fertig. Kinetische Waffen müssen also schon einen ziemlichen Wumms entwickelt, um effektiv zu sein. Andererseits sind sie einem enormen Verschleiß durch die Reibung im Rohr unterworfen.

Dann geht das Thema natürlich Hand in Hand mit Abwehrmaßnahmen. Aber jetzt poste ich das hier erstmal, ehe es zu lang wird.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 3.02.2008 | 17:01
Was Waffen angeht, so würde ich eher anders kategorisieren:
Energiewaffen:
Grundsätzlich stimme ich deiner Einteilung zu. - Nur würde ich diese Waffen Strahlenwaffen nennen und nicht Energiewaffen: Denn bei jeder Waffe wird durch Energie Schaden angerichtet:
kinetische Waffen erzeugen kinetische Energie, die beim Gegner Schaden anrichtet.
Und gelenkte Waffen besitzen chemische Energie, die beim Gegner Schaden anrichtet.

Jede Waffe ist daher eine Energiewaffe und ich würde für deine Einteilung den Namen Strahlenwaffe bevorzugen.

Wenn Du auf eine Entfernung von 300 km mit klassischen Lasern kämpfen würdest, solltest Du hoffen, dass Dein Gegner nicht auf den Gedanken kommt, aus einer Entfernung von 3000 km Marschflugkörper auf Dich abzuschießen.
Kommt wieder darauf an, ob man nur über Sublichttriebwekre verfügt, oder ob man nicht mittels FTL Antriebe direkt in die Nähe des gegnerischen Schiffes springen kann und ihn dann aus der Nähe zu zerschießen.

Bei Kämpfen ohne FTL Antriebe, in denen sich die Schiffe nur mit Sublicht bewegen können, gebe ich dir größtenteils recht. (Aber selbst da halte ich Laser zur Raketenabwehr für sehr hilfreich.)

Zitat
Das siegreiche Schiff hätte dann aber auch nur noch Schrottwert, weil es nur minimal weniger gegrillt wurde als der Besiegte. Kurz, die taktischen Möglichkeiten sind praktisch null und es liefe immer auf Materialschlachten hinaus - wer nur ein Schiff mehr in die Schlacht führt, hat signifikant bessere Chancen auf den Sieg. Und es gibt im Grunde nur Phyrrus-Siege.
Läuft ein Kampf zwischen zwei ebenbürtigen Gegner nicht immer auf Materialschlachten hinaus?

Ich verstehe zwar immer noch nicht, wie von einem masselosen Teilchen (Photon) überhaupt ein _Impuls_ > 0 ausgehen kann (der ja als m * v definiert ist), aber sei's drum.
Photonen haben bei Lichtgeschwindigkeit eine Masse.

Sie sind halt bloß masselos, falls sie theoretisch langsamer als Licht wären.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 3.02.2008 | 17:34
Kommt wieder darauf an, ob man nur über Sublichttriebwekre verfügt, oder ob man nicht mittels FTL Antriebe direkt in die Nähe des gegnerischen Schiffes springen kann und ihn dann aus der Nähe zu zerschießen.

Für dieses Setting spielt FTL keine taktische Rolle in Raumgefechten. Sprünge sollen immer eine ordentliche Distanz von besiedelten Welten entfernt enden. In-System Jumps gibt es nicht. Eventuell kupfere ich auch die Idee mit den Lagrange-Punkten von IWar ab: man kann nur dort springen, wo sich die Schwerkräfte eines Systems gegenseitig aufheben.

Diese dämlichen "Minisprünge" nach Art von Elite 1 oder dieser komische LDS-Antrieb von IWar sind Devices, die man in einem Computerspiel braucht, wenn man nicht die Zeitbeschleunigung bemühen (oder den Spieler zu Tode langweilen) will.

Zitat
Das siegreiche Schiff hätte dann aber auch nur noch Schrottwert, weil es nur minimal weniger gegrillt wurde als der Besiegte. Kurz, die taktischen Möglichkeiten sind praktisch null und es liefe immer auf Materialschlachten hinaus - wer nur ein Schiff mehr in die Schlacht führt, hat signifikant bessere Chancen auf den Sieg. Und es gibt im Grunde nur Phyrrus-Siege.[/
Zitat
Läuft ein Kampf zwischen zwei ebenbürtigen Gegner nicht immer auf Materialschlachten hinaus?

Das Stichwort sind hier die "taktischen Möglichkeiten". Wenn einfach zwei Pötte einander ohne Ausweichmöglichkeit beharken, "gewinnt" bei ebenbürtigen Gegnern einfach der, der zuerst geschossen hat und deswegen am Schluss noch 2% Hüllenintegrität hat wenn der andere sich schon mit 0% gleichmäßig im Kosmos verteilt. Oder wie in alten Dungeonhacks, wo sich Held und Monster gegenseitig totwürfeln, und wer zuerst auf 0HP ist verliert. Und wenn das überlebende Schiff dann noch einen Treffer kassiert, ist es auch hinüber.
Das ist alles langweilig, da es wie gesagt nur darauf hinausläuft, wer "mehr" hat. Interessant werden Kämpfe aber durch taktische Manöver, sich in eine bessere Position bringen, Treffer vermeiden, kritische Punkte beschießen, solche Sachen. Das geht aber nicht, wenn der Kampf auf Millionen Kilometer Entfernung stattfindet - das wäre ein strategischer Kampf vom Stile eines Atomkrieges zwischen USA und USSR. "It's Global Thermonuclear War, and nobody wins." Das ist out! Entsprechend muss man das Universum so einstellen, dass die Kämpfe taktische Optionen zulassen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 3.02.2008 | 18:05
Vielen Dank für das Willkommen Feuersänger.
Die Seite verfluche und liebe ich zur selben Zeit. Einerseits ist es frustrierend um Naturgesetze herumarbeiten zu müssen, anderseits geben die selben Naturgesetze einige interessante Möglichkeiten für Geschichten ab.

Das Antriebsproblem hast du allerdings bei allen interessanten Antrieben. Für ein Setting in dem gleichzeitig schnelle und private
Raumreisen erforderlich sind brauchst du entweder ein "Reactionless Drive", also einen Antrieb der nicht auf dem Prinzip Actio gleich Reactio basiert oder du musst etwas finden wovon du dich auch im leerem Raum abstoßen kannst, so in etwa die Raumzeit selber oder die Nullpunktenergie.
Aber ich glaube die Lösung für dein Problem wäre es den Sprungantrieb nicht nur zwischen den Sternensystemen sondern auch innerhalb der Sonnensysteme zu benutzen. Wenn du eine Beschränkung einbaust, traditionell funktioniert nur in einem seichten Gravitationsbrunnen(Ich glaube das heißt anders, grübel..), dann hast du immer noch traditionelle Raumfahrt in planetarer Nähe.
So umgeht man das Problem der starken Antriebe und bewahrt sich gleichzeitig die tollen Nachbrenner.

Die Massereduktion hätte ein ganz anderes Problem mit sich gebracht. Es resultiert aus der selben Gleichung nach der die Massezerstrahlung berechnet wird. E=mc².
Den irgendwohin muss die Masse schließlich, dein Dämpfungsfeld müsste also 9/10 der "Zerstrahlungsenergie" eines Tonnen schweren Schiffes bereit stellen können und das wird dir wahrscheinlich nicht gelingen. Mal ganz abgesehen davon das ein Massereduktionsfeld pure Magie ist und ich mir auch nicht sicher bin was das noch für Auswirkungen hat.
Wenn du die oben genannte Methode wählst würde ich mir gut überlegen ob du dieses Stück Zauberei wirklich haben willst, es würde dich aber den Beschleunigungsvorteil kleiner Schiffe kosten. Den würdest du auch nur dann wieder bekommen wenn diese Schiffe unbenannt wären. Denn die eigentliche Begrenzung der Beschleunigung stellt ja nicht die Masse des Schiffes da, sondern die Belastung für die Crew. Ohne Crew keine Belastungsgrenze. Die Schiffe könnten immer noch einen Piloten haben, nur müsste der das Schiff fernsteuern, oder du erlaubst gleich KI Charaktere, was vielleicht auch ne Idee wäre.

Die Kampfentfernung ist so eine Sache. Ich kann auf enorme Entfernung stationäre Ziele angreifen, es wäre kein Problem vom Jupiter aus die Erde zu bombardieren oder die hünsche neue Raumstation im Mondorbit.
Ich kann auch jedes Ziel orten im ganzen System, nicht nur das ein Raumschiff schon selbst eine hübsche Hitzesignatur hat, den Triebwerksaustoß sieht man noch viel deutlicher. Aber eben alles zeitversetzt. Ich kann nicht sagen wo sich ein eine Lichtminute entferntes Raumschiff gerade befindet, ich kann aber sagen wo es sich vor einer Minute befand. Wenn ich weiß wie stark es beschleunigen kann, kann ich sogar sagen das sich das Schiff in einem bestimmten Raumbereich befinden muss.
In dem Rahmen scheint eine Kampfentfernung von einer Lichtsekunde auf einmal ziemlich klein zu werden. Und man kann auf diese Entfernung ja auch tatsächlich kämpfen, vor allem mit Lenkwaffen. Warum sollte man näher herangehen wenn man es nicht muss? Das meinte ich mit Distanzkampf, also eigentlich genau das was heutige Seeschlachten zum Beispiel ausmacht, es werden kaum noch Kanonen benutzt, Raketen dafür umso mehr.
In einem Nahkampf gibt es noch ganz andere Optionen, kinetische Killerwolken, Fusionsbomben oder einfach nur in den Triebwerksstrahl des Gegners geraten. Und natürlich das allseits beliebte Radiatoren abschießen, die lassen sich eigentlich nicht panzern und ohne kocht der Reaktor das Schiff ziemlich schnell.
Jetzt könnte man natürlich auf die Idee kommen das es Schiffe geben könnte die die Aufgabe haben möglichst nahe an den Gegner heranzukommen und seine Radiatoren zu brutzeln. Schon hat man auch eine Rolle für Jäger gefunden.
Der eigentliche Kampf zwischen den großen Pötten wird aber wahrscheinlich mit Raketen geführt.

Schutzmaßnahmen sind dabei auch zu beachten. Da gibt es einmal die PD, also die Punktverteidigung gegen Raketen und kinetische Waffen. Je besser die Punktverteidigung des so schlechter werden Raketen. Eine weitere Aufgabe für die Jäger.
Je besser die Panzerung des so weniger werden andere Waffen realistisch, außer kinetischen die aber nur im Nahkampf zu gebrauchen sind. Womit wird schon die Jägerwaffe haben, eine kinetische Killkapsel. Der Jäger beschleunigt auf eine hohe Geschwindigkeit und geht auf Kollisionskurs, wenn er nahe genug dran ist und es gerade einmal schafft seine Nase auf das Ziel zu halten wird die einfach ausgehackt und macht sich auf den Weg zu ihrem Ziel. In einigem Abstand vom Jäger zündet der Treibsatz und du hast einen Schrappnelschwarm der mit hoher Geschwindigkeit auf dich zu kommt.
Wenn man das gegnerische Schiffe einfach nur zerstören will kann man natürlich gleich auf Kolisonskurs bleiben und den Jäger selbst als Waffe benutzen. Ist allerdings nicht wirklich ökonomisch.
Was Schilde betrifft muss man sich bewusst machen das sie reine Magie sind. Es gibt bislang kein wissenschaftliches Schildmodell. Wenn man das verinnerlicht hat, kann man anfangen seinen Schild zu entwickeln.
Eine Grundüberlegung wäre natürlich das das Schiff während es sich in seine Schilde hüllt blind und hilflos ist. Dem zugrunde liegt die Überlegung das ein Schild in beide Richtung, also nach innen und nach außen gleich wirkt. Sollte ein solcher Schild einen Laserstrahl abhalten können wird er auch einen Lichtstrahl abhalten. Der Schiffskampf würde dann so ablaufen das die großen Schiffe ihre Marschflugkörper und Jäger starten und sich dann in ihre Schilde hüllen. Nach der errechneten Zeit für das Ende der Schlacht, möglichst aber bevor den Jägerpiloten die Luft ausgeht, senken die Schiffe ihre Schilde wieder und werden entweder von den feindlichen Marschflugkörpern sofort zerstört oder dürfen beobachten wie ihre Gegner in einem Feuerball vergehen. Ja nachdem wessen Jägerflotte den Kampf gewonnen hat. So muss sich in etwa Schrödingers Katze gefühlt haben.

Der Beitrag dürfte auch erstmal lang genug sein. Ich möchte noch betonen das alles in diesem Beitrag pure Spekulation ist und keinen Anspruch darauf hat den realen Raumkampf zu beschreiben. Nur eine Näherung die sich durch einige Sachen ergibt die ich weiß und dadurch das ich einige Sachen nicht weiß oder ignoriert habe. Am Ende soll schließlich ein spannender Raumkampf herauskommen und wahrscheinlich wird das Raumkampf nie sein.

Zitat von: Eulenspiegel
Grundsätzlich stimme ich deiner Einteilung zu. - Nur würde ich diese Waffen Strahlenwaffen nennen und nicht Energiewaffen: Denn bei jeder Waffe wird durch Energie Schaden angerichtet:
kinetische Waffen erzeugen kinetische Energie, die beim Gegner Schaden anrichtet.
Und gelenkte Waffen besitzen chemische Energie, die beim Gegner Schaden anrichtet.

Jede Waffe ist daher eine Energiewaffe und ich würde für deine Einteilung den Namen Strahlenwaffe bevorzugen.
Ja, Strahlenwaffe wäre korrekter, wenn auch noch nicht ganz korrekt. Ein Wasserschlauch wäre auch eine Strahlenwaffe.
Wenn man es genau haben will, wäre es wohl eine Elektromagnetische Richtenergiewaffe. Aber ich glaube es haben schon alle verstanden was gemeint ist.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 3.02.2008 | 18:18
Unterschied zwischen Suizid Jäger und Lenkflugkörper, so ausser das der Jäger ein größeres Ziel bei kleinerer Sprengkraft abgibt. Panzerung kann man genauso auf den Lenkflugkörpern anbringen. Ausweichmanöver kann man auch einprogrammieren, viele Problematiken die so etwas verhindern existieren im Luftleeren Raum nicht. Reine kinetische Waffen sind, besonders auf weite Entfernung nicht schneller, und können ebenfalls abgefangen werden.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 3.02.2008 | 18:31
Warum sollte man näher herangehen wenn man es nicht muss?
Eine große Entfernung ist für den Gegner vom Vorteil. (Da er ja ebenfalls über Raketen verfügt.)

Wenn ich also näher rankomme, hat der Gegner einen Nachteil. - Klar: Wenn ich die gleiche Bewaffnung wie der Gegner habe, dann habe ich auf kurze Entfernung den gleichen Nachteil wie der Gegner. Wenn ich mich aber darauf einstelle, dass ich nur die Kampferöffnung auf große Entfernung bestreite, bevor ich in den "Nahkampf" gehe, dann ist der Gegner überrascht. (Und auf nahe Entfernung sind dann die Nuklearrakten des Gegners bedeutungslos, wenn er sich nicht selber in die Luft jagen will.)

Gerade für denjenigen, der billiger Schiffe herstellt, lohnt es sich, seine Schiffe nur mit wenig Raketen für die Kampferöffnung auszustatten und dann so schnell wie möglich in den Nahkampf zu gehen: Im Nahkampf sind diese Schiffe dann im Vorteil, da sie auch mit Waffen für kleine Sprengradien ausgestattet sind. (Die Schiffe des Gegners besitzen zwar riesige Raketen, werden diese aber nicht einsetzen, da sie sich im Nahkampf auch selber damit zerstören würden. - Und da ihre Schiffe teurer als unsere Schiffe sind, wäre das unklug.)

Zitat
Und natürlich das allseits beliebte Radiatoren abschießen, die lassen sich eigentlich nicht panzern und ohne kocht der Reaktor das Schiff ziemlich schnell.
Doch, Radiatoren lassen sich auch panzern: Die Panzerung darf halt nicht direkt auf den Radiatoren sitzen, sondern zwischen Radiator und Panzerung muss sich Vakuum befinden. - Außerdem muss man auf der Innenseite der Panzerung eine Schicht anbringen, die Infrarotstrahlung reflektiert anstatt zu absorbieren (z.B. Spiegel). Diese innere Beschichtung ist so angeordnet, dass sie die Infrarotstrahlung durch eine Öffnung nach draußen reflektieren.

So hat man eine ziemlich gute Panzerung der Radiatoren.

Zitat
Wenn man das gegnerische Schiffe einfach nur zerstören will kann man natürlich gleich auf Kolisonskurs bleiben und den Jäger selbst als Waffe benutzen. Ist allerdings nicht wirklich ökonomisch.
Ist im Prinzip wie eine Rakete mit biologischen Inhalt.

Zitat
Der Schiffskampf würde dann so ablaufen das die großen Schiffe ihre Marschflugkörper und Jäger starten und sich dann in ihre Schilde hüllen. Nach der errechneten Zeit für das Ende der Schlacht, möglichst aber bevor den Jägerpiloten die Luft ausgeht, senken die Schiffe ihre Schilde wieder und werden entweder von den feindlichen Marschflugkörpern sofort zerstört oder dürfen beobachten wie ihre Gegner in einem Feuerball vergehen.
Ich würde es eher so handhaben, dass die Schilde sich unregelmäßig für einige Zehntelsekunden öffnen: In dieser Zeit kann man schnell das Schlachtfeld passiv orten. - Jäger können ihre Daten  ans Mutterschiff senden und ihrerseits neue Befehle erhalten.
Dann schließt man das Schild sofort wieder und wertet die Daten aus.

Eventuell öffnet man auch mal den Schild für einige Sekunden, während man erneut Raketen abschießt.

Reine kinetische Waffen sind, besonders auf weite Entfernung nicht schneller, und können ebenfalls abgefangen werden.
Kinetische Waffen sind aber kleiner und damit schwerer zu orten. (Außerdem sind sie nur über Aktivortung und nicht über Passivortung zu entdecken.)

Und zu guter letzt sind sie auch noch billiger. - Das heißt, man kann einfach mehr davon verschießen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 3.02.2008 | 18:58
Zitat von: Eulenspiegel
Gerade für denjenigen, der billiger Schiffe herstellt, lohnt es sich, seine Schiffe nur mit wenig Raketen für die Kampferöffnung auszustatten und dann so schnell wie möglich in den Nahkampf zu gehen: Im Nahkampf sind diese Schiffe dann im Vorteil, da sie auch mit Waffen für kleine Sprengradien ausgestattet sind. (Die Schiffe des Gegners besitzen zwar riesige Raketen, werden diese aber nicht einsetzen, da sie sich im Nahkampf auch selber damit zerstören würden. - Und da ihre Schiffe teurer als unsere Schiffe sind, wäre das unklug.)
Denk daran das du dann auch den Triebwerks, bzw. den Geschwindigkeitvorteil haben musst. Ansonsten kann dich dein Gegner ewig auf Distanz halten und einfach abschießen.
Und du musst natürlich auch lange genug überleben um nahe genug ran zu kommen. Wenn beides gegeben ist, dann ist dann kann das durchaus eine Taktik sein. Es sind aber ein paar viele wenns. Billig müssen sie sein, schnell müssen sie sein und nebenbei auch noch gut geschützt.
Zitat
So hat man eine ziemlich gute Panzerung der Radiatoren.
Ich kann das gerade nicht wiederlegen, bleibe aber einmal skeptisch, okay?
Zitat
Ich würde es eher so handhaben, dass die Schilde sich unregelmäßig für einige Zehntelsekunden öffnen: In dieser Zeit kann man schnell das Schlachtfeld passiv orten. - Jäger können ihre Daten  ans Mutterschiff senden und ihrerseits neue Befehle erhalten.
Dann schließt man das Schild sofort wieder und wertet die Daten aus.

Eventuell öffnet man auch mal den Schild für einige Sekunden, während man erneut Raketen abschießt.
Das hängt jetzt natürlich davon ab wie lange es dauert das Feld ab und aufzubauen. Wenn es sehr schnell geht dann ist das eine mögliche Taktik, wenn es langsamer ist dann sieht der Kampf aus wie oben beschrieben.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Sharrow am 3.02.2008 | 19:40
Für ein Spiel macht es Sinn, wenn der flüchtende eine höhere Chancen hat als der Angreifer. Sonst ist das Spiel zu tödlich für die Spieler, sollten sie mal gejagt werden. Und zu tödlich für NSCs, sollten die mal überleben müssen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 3.02.2008 | 19:57
Erstmal zum Thema Schutzsysteme:
* Raketen lassen sich mittels PD-Lasern relativ "bequem" abpflücken. Ich hab auf der Rho-Seite gelesen, dass diese Debatte eine sog. "Red Sash vs Green Sash" Diskussion ist, aber ich stelle mich hiermit auf die Seite, dass Laser eine exzellente Möglichkeit zur Point Defense bieten. Kleinere Raketen können evtl. eine Rolle beim Kampf zwischen Jägern spielen.
* Kinetische Projektile sind da anders: sie haben auch eine Signatur, da sie beim Abschuss wohl schon alleine durch die Reibung aufgeheizt sein dürften. Es ist sowohl schwieriger, damit ordentlich zu zielen, als auch sie abzuschießen. Wenn die Dinger dann erstmal treffen, tut es weh.
* Partikelstrahlen dürften leidlich schnell sein, können nicht abgeschossen werden, aber die Schadenswirkung müsste man nochmal genauer berechnen.
* Laser - mal ne ganz blöde Frage: kann man die nicht einfach reflektieren? Die Schiffe hätten dann halt eine hochverspiegelte Oberfläche.

Noch ein "Zauberwort": Supraleiter. Die thermische Energie auftreffender Strahlen wird in kürzester Zeit gleichmäßig über eine große Fläche verteilt, womöglich inklusive Radiatoren, und somit wieder in den Raum abgestrahlt. Der Trick ist dabei, dass die Energie schneller verteilt werden muss, als der Strahl ein Loch durch die Panzerung brennen kann.

Diese innere Beschichtung ist so angeordnet, dass sie die Infrarotstrahlung durch eine Öffnung nach draußen reflektieren.

Mhm, Rettungsdeckenprinzip. ^^ Passt auch zu der supraleitenden Panzerung von oben.

Und noch weiter zu den kinetischen Waffen: diese kommen in drei Geschmacksrichtungen.
* "konventionelle" Railgun o.ä., mit einer relativ geringen Eigengeschwindigkeit von wenigen (tausend) km/s. Damit wird natürlich noch Vektor und Geschwindigkeit des abfeuernden Schiffes verrechnet.
* Hypervelocity Guns, deren Projektile mit einem nennenswerten Bruchteil von c fliegen, laut Rho bis zu 14% c. Es versteht sich, dass auch sehr kleine Massen von wenigen Gramm eine enorme kinetische Energie entwickeln, wenn man sie auf z.B. 30.000km/s beschleunigt. Entsprechend hoch ist aber auch der Energiebedarf.
* Relativistic Guns, mit Geschwindigkeiten über 0,14c bis hin zu 99,99...%c. Ein Schlüsselwert ist hier 84%c oder so, bei dieser Geschwindigkeit entspricht die kinetische Energie des Geschosses seinem eigenen Energieäquivalent (also 9*1014J/g). Wobei die Frage gestellt werden muss, wie man mit einer Abschussrampe im Raumschiffmaßstab (also maximal wenige 100 Meter) eine derartige Beschleunigung erzielen will, und welch absurd-gewaltige Leistung dafür vonnöten wäre.

Für ein Spiel macht es Sinn, wenn der flüchtende eine höhere Chancen hat als der Angreifer. Sonst ist das Spiel zu tödlich für die Spieler, sollten sie mal gejagt werden. Und zu tödlich für NSCs, sollten die mal überleben müssen.

Das ist evtl. schon durch die Gleichung Antrieb = Waffe gegeben: allzu nah kann man sich einem fliehenden Gegner nicht an der Fersen heften, wenn man nicht selber von einem TW-Abgasstrahl gegrillt werden will.

Wo ich hingegen immer noch nicht weitergekommen bin, ist das Problem mit der Masseträgheit. Es stimmt schon, künstliche Massereduktion würde eine enorme Menge Handwavium erfordern. Andere Möglichkeiten?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 3.02.2008 | 21:18
Artillerie ist heute schon gut Ortbar, die moderne Raketenabwehr Laser haben auch schon regelmäsig Mörsergranaten abgeschossen. Klar, diese sind vergleichsweise langsam, aber auch sehr kleine Ziele die "schwer" zu Orten sind. Gehen wir Technologisch ein wenig weiter wird es wohl kein Problem sein auch Projektile zu Orten, besonders wenn sie ähnliche Sprengkraft befördern sollen wie die vergleichbaren Raketen. Sind dabei in der Regel langsamer (da sie nur beim Start beschleunigt werden, und nicht wärend der ganzen Strecke) und können keine Ausweichmanöver fliegen.  ::)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Ein am 3.02.2008 | 21:38
Naja, iEE läuft es wohl Sättigung hinaus. Soviel dem Gegner entgegen werfen, dass er nicht mehr alles abfangen kann. Ich sehe es ja irgendwie so, dass es auf Uboot-Kampf (der leisere gewinnt) oder Raumschlachten (der bessere Stratege gewinnt) hinaus läuft. Letzteres sieht dann vielleicht wie bei Heldensagen Vom Kosmosinseln aus.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 3.02.2008 | 21:58
Ganz kurz, bin aufm Sprung:

1.) Schnelle Projektile müssen überhaupt keine Sprengkraft befördern; die kinetische Energie ist bei ihnen so groß, dass ein Sprengkopf kaum noch einen Unterschied in Punkto Zerstörungskraft macht. Im Gegenteil kann ein sehr dichter, massiver Klotz eventuell mehr Schaden anrichten als ein komplizierter Bombenmechanismus. Und ist obendrein schwerer zu zerstören - er müsste quasi komplett verdampft werden.

2.) Sättigung: eine einmal verschossene Rakete ist weg, fort, nicht mehr da. Ein Abwehrlaser kann dagegen mehrere Dutzend bis Hundert Male abegfeuert werden, ehe er abkühlen muss, und ist nach dem Abkühlen auch wieder einsatzbereit. Schießt nun so ein Pott seinen gesamten Raketenvorrat auf einen Gegner, kann er den vielleicht vernichten oder nicht, so oder so steht er ab sofort mit runtergelassenen Hosen da.
(Das war übrigens auch schon so bei den Planspielen für einen möglichen 3. Weltkrieg mit konventionellen Waffen: nach wenigen Tagen hatten z.B. beide Luftwaffen ihre kompletten Arsenale verschossen, ab da war es vollkommen wurscht, welche Seite noch mehr Flugzeuge übrig hatte.)

3.) U-Boot-Kampf: so cool das auch von der Idee her ist, und so gerne ich es hätte: wie soll das bitteschön gehen, außer mit Zauberei ("Handwavium")? Derart leistungsfähige Schiffe werden buchstäblich leuchten wie Magnesiumfackeln in einem dunklen Zimmer; Antriebe im Terawattbereich sind quer durch das ganze Sonnensystem sichtbar, und selbst bei abgeschalteten Antrieben sorgt allein die Lebenserhaltung für eine deutliche Signatur. Das habe ich auch von dieser Seite gelernt: there is no Stealth in Space (wird da auch sehr deutlich aufgedröselt).
So leid es mir selber drum tut, vom Konzept des stellaren Uboots habe ich mich mental erstmal verabschiedet.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 3.02.2008 | 22:48
Für schnelle Projektile eignen sich Raketen auch noch besser als gewöhnliche Geschosse. Mehr Masse, längere Beschleunigung usw. Und selbst die Panzerbrechenden Navalgeschütze aus WW2 Zeiten hatten einen kleinen Sprengsatz. Wenn ein massives Stück Metal 2 meter neben dem Magazin steckt, steckt ein massives Stück Metal 2 meter neben dem Magazin. Wenn es explodiert ist das Schiff hinüber. Klar, es könnnen kritische Systeme beschädigt werden. Und im All wird einen solch ein Treffer auch noch vom Kurs abbringen, und einem die Zielberechnung für die eigenen Waffen durcheinander bringen. Aber das wird der Treffer auch, und erst recht, wenn nach dem Einschlag eine Explosion unterhalb der Panzerwanne entlangjagt.  :gasmaskerly:


Edit;
Wenn ein Raketenkreuzer seine Munition in den ersten Minuten des Flottengefechts verschossen hat, dann hat er gefälligst das Feld danach zu räumen. Ausser er kann noch als Schirm für wichtige Flottenschiffe herhalten.  :gasmaskerly:
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Pyromancer am 3.02.2008 | 22:58
Für schnelle Projektile eignen sich Raketen auch noch besser als gewöhnliche Geschosse. Mehr Masse, längere Beschleunigung usw. Und selbst die Panzerbrechenden Navalgeschütze aus WW2 Zeiten hatten einen kleinen Sprengsatz. Wenn ein massives Stück Metal 2 meter neben dem Magazin steckt, steckt ein massives Stück Metal 2 meter neben dem Magazin.

Das Stück Metall setzt bei der Kollision seine kinetische Energie in Wärme um.
Wenn das Stück Metall schnell genug war, dann ist es jetzt ziemlich heiß, evtl. teilweise verdampft, und brennt.
Man muss sich nur mal anschauen, was Uran-Geschosse im Inneren der Panzer anrichten, die sie treffen.

Und wir reden hier noch nicht Mal annähernd über relativistische Geschwindigkeiten.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 3.02.2008 | 23:12
Das ist mir klar, Ich sag ja auch nicht, dass der Raum neben dem Magazin noch nutzbar ist. Alle Leute darin sind Tod, die Systeme Hinüber; aber die Panzerwand dazwischen hält das Magazin sicher.

Im Panzer teilt sich die Crew oft genug den Raum mit dem Magazin, oder zumindest ein gewisser Teil wird Ladefertig im Innenraum gelagert. Ausserdem ist der Tank nicht in mehre, von einander abschottbare, Segmente unterteilt.

Zurück zum Schiff, wenn die heisse Masse Metal dann allerdings explodiert, und mit frischer kinetischer Energie durch die Schottwände in der Umgebung hämmert... dann ist das schon ein viel brauchbareres Ergebnis. Dann ist nicht nur der eine Raum (oder durch wieviele es durchgehämmer ist) im Hintern. Sondern auch noch die, welche sich um den Endpunkt herum befinden.  ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.02.2008 | 01:37
Ehe ich mich Turning Wheel's Traktat zuwende ^^ erst noch ein paar Worte zu kinetischen vs. Sprenggeschossen:
Mag schon sein, dass ein Explosivgeschoss größere Sekundärschäden im Ziel hervorruft. Die Frage ist aber, ob es das braucht, zumal dies auch mit weiteren Nachteilen verbunden ist:
- selbst wenn ein massives Geschoss einfach nur ein Loch in die Hülle reißt und sonst keine Sek.schäden anrichtet, ist da einfach ein Loch in der Hülle. Diese Sektion des Schiffes ist vermutlich einfach unbrauchbar, und aufgrund der Dekompression auch nicht mehr ohne Raumanzug betretbar. Wahrscheinlich ist aber, dass obendrein weitere Schiffsysteme direkt durch das Geschoss beschädigt werden; umso mehr, je weiter es durch den Schiffsrumpf dringen kann.
- Sprenggeschosse sind qua Definition viel anfälliger gegen eine gute Point Defense. Der Abwehrlaser muss nur den Mantel durchbohren und durch seine Energie den Sprengsatz zur Detonation bringen: bumm, Problem erledigt. Ein massives Geschoss hingegen müsste man zu großen Teilen verdampfen, es sei denn, man kann seinen Kurs verändern.
- obendrein sind Sprenggeschosse zwangsläufig aufwendiger und teurer in der Herstellung, und stellen ein größeres Risiko auf dem Schiff dar. Daher drehe ich die Argumentation jetzt mal um: wird ein Magazin voller Sprenggeschosse getroffen, geht womöglich das ganze Schiff in die Luft. Wird ein Magazin voller Massivgeschosse getroffen, hat man halt einen großen Batzen geschmolzenes Metall, aber das Schiff bleibt weitgehend intakt.

Feuersänger, was war jetzt eigentlich mit der Antimaterie-Sache? Hast Du die verworfen?
Ansonsten würde ich zu einem Antmaterie-Partikelstrahler raten. 'Ein paar' Atome die treffen und es heißt 'adios'.

Über Antimaterie als Waffe habe ich auf Rho auch etwas gelernt, und es ist eher nachteilig. Erstens bleibt das Problem des "Containment", sprich, dass die AM erst zum absolut gewünschten Zeitpunkt mit Materie in Kontakt kommt. Zweitens, selbst wenn man die Ladung ins Ziel bringt, wird nur ein Bruchteil davon effektiv hochgehen, weil der Rest sofort weggeschleudert wird, und in einigem Abstand relativ harmlos verpufft. Oder um Rho zu zitieren:
Zitat
Consider two bricks, one of matter and one of antimatter. Watch as they hit each other. The atoms and antiatoms just on the surface will come into contact and annihilate each other. This creates an explosion. Which is perfectly placed to push the two bricks apart with incredible force, preventing the rest of the atoms and antiatoms from coming into contact.

Insgesamt bin ich jetzt also eher davon runter, Antimaterie zu verwenden, zumindest nicht in der Settings-Gegenwart. _Vielleicht_ haben die Raumfahrer AM sogar in der Vergangenheit verwendet (als Brennstoff, nicht als Waffe), und sind davon aus Sicherheitsgründen wieder runter. Etwa so, wie wir heute aus der Kern(fissions)energie aussteigen wollen.

Zu deinen anderen Ideen bzgl Rockethive etc. hast du ja das Fazit schon vorweggenommen: militärisch effektiv, aber uncool. ;) Bei all dem Hin und Her sollte man eben auch immer Burnsides' Nulltes Gesetz im Hinterkopf behalten. Welches da besagt: für irgendwelche noch so raffinierten Automaten wird sich das Publikum niemals auch nur annähernd so interessieren können wie für Menschen die irgendwas machen, auch wenn die nicht so effektiv sind.

Zitat
Ich vermute mal, dass die Zukunft nichts mit den Helden moderner Kampfjetzt zu tun haben wird, die wilde Kapriolen drehen und mit zusammengebissenen Zähnen auf den Feuerknopf drücken. Wenn man so was will - und ich glaube das will man im Rollenspiel - dann muss man sich sicher von der zu erwartenden Realität und der damit zusammenhängenden Plausibilität entfernen.

Naja, schon möglich dass man da fünfe gerade sein lassen muss - aber man kann alles mögliche rationalisieren. Man sollte halt bei jeder eingeführten Technologie den "Ripple Effect" mitbedenken (was z.B. bei Star Trek grundsätzlich nicht geschieht), also welche sekundären, tertiären etc. Auswirkungen sie auf das Universum haben wird. Will man kleine Einmannjäger haben, muss man das Drumherum so konstruieren, dass es Aufgaben gibt, die Einmannjäger besser erfüllen können als irgendeine andere greifbare Technologie.
Ich habe zwar eigentlich schon vor, Einmannjäger einzubauen, aber wenn es sich im Zusammenhang mit dem restlichen Universum als gar zu unpraktisch herausstellt, kann ich sie auch weglassen. Das wird sich dann zeigen. Dass ein etwaiger Dogfight im Raum ganz anders ablaufen wird als wir es gewohnt sind, ist aber klar und dabei will ich in jedem Fall bleiben.

Zitat
Also, Feuersänger, wenn Du z. B. Laser richtig geil findest und Raketen eher nicht, dann ist das okay, aber das muss man eigentlich gar nicht wissenschaftlich belegen (und das Problem das ich sehe ist, dass wir das auch gar nicht können, obwohl Du diesen hohen Anspruch zu Beginn gestellt hast).

Da hast du sicher großteils Recht. Erstmal kurz zur Waffenfrage: ich bin eigentlich nicht so der Laser-Fan, sondern (vielleicht aus Gewohnheit) mehr für "Bolts" nach Art von Star Wars oder Galactica, also die mit Unterlicht unterwegs sind, eine Menge Wumms haben, und keine Munitionsprobleme verursachen. Auf zweiter Position folgen kinetische Waffen, erst dann folgen auf meiner persönlichen Beliebtheitsskala Laser, und Raketen bilden das Schlußlicht.

Aber: mein Anliegen ist es halt, ein SF zu kreieren, das gleichzeitig möglichst hart und möglichst cool ist. Für FTL brauchen wir natürlich Handwavium, da führt einfach kein Weg drumherum, weil es in der Realität schlicht und einfach unmöglich ist. Für alles andere möchte ich aber Handwavium möglichst vermeiden, auch wenn ich dann ein gerüttelt Maß Unobtainium benötige.
(http://www.projectrho.com/rocket/unobtanium.jpg)

Mal zu allgemeinen Erklärung, weil ich diese Begriffe selber erst seit heute kenne:
* Handwavium: die Technologie verstößt schlicht und ergreifend gegen die Naturgesetze. Es wird auch kein besonderer Versuch unternommen, sie mit den Naturgesetzen in Einklang zu bringen oder zu erklären. Es ist halt so. Beispiel: jeglicher FTL-Antrieb.
* Unobtainium: die gewünschte Technologie übersteigt bei weitem unsere Möglichkeiten, aber sie ist theoretisch möglich (also im Einklang mit Newton und Einstein) und berechenbar, auch wenn in den Sternen steht, ob sie jemals realisiert werden kann. Beispiel: Antimaterie-Reaktoren.

Das Ganze übrigens im Unterschied zu Technobabble (das ist das, was ich an Star Trek so hasse): die Technologie ist völliger Humbug, aber durch einen Schwall wichtig klingender Fremdwörter, gerne aus dem Bereich der Quantenmechanik, soll der Anschein erweckt werden, sie läge im Bereich des Möglichen. Kurz gesagt will Technobabble ein Handwavium als Unobtainium verkleiden. Beispiel: so ziemlich das komplette Star Trek Universum seit TNG (Warp, Transporter, Tarnvorrichtungen...)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 4.02.2008 | 02:12
Ehe ich mich Turning Wheel's Traktat zuwende ^^ erst noch ein paar Worte zu kinetischen vs. Sprenggeschossen:
Mag schon sein, dass ein Explosivgeschoss größere Sekundärschäden im Ziel hervorruft. Die Frage ist aber, ob es das braucht, zumal dies auch mit weiteren Nachteilen verbunden ist:
- selbst wenn ein massives Geschoss einfach nur ein Loch in die Hülle reißt und sonst keine Sek.schäden anrichtet, ist da einfach ein Loch in der Hülle. Diese Sektion des Schiffes ist vermutlich einfach unbrauchbar, und aufgrund der Dekompression auch nicht mehr ohne Raumanzug betretbar. Wahrscheinlich ist aber, dass obendrein weitere Schiffsysteme direkt durch das Geschoss beschädigt werden; umso mehr, je weiter es durch den Schiffsrumpf dringen kann.
- Sprenggeschosse sind qua Definition viel anfälliger gegen eine gute Point Defense. Der Abwehrlaser muss nur den Mantel durchbohren und durch seine Energie den Sprengsatz zur Detonation bringen: bumm, Problem erledigt. Ein massives Geschoss hingegen müsste man zu großen Teilen verdampfen, es sei denn, man kann seinen Kurs verändern.
- obendrein sind Sprenggeschosse zwangsläufig aufwendiger und teurer in der Herstellung, und stellen ein größeres Risiko auf dem Schiff dar. Daher drehe ich die Argumentation jetzt mal um: wird ein Magazin voller Sprenggeschosse getroffen, geht womöglich das ganze Schiff in die Luft. Wird ein Magazin voller Massivgeschosse getroffen, hat man halt einen großen Batzen geschmolzenes Metall, aber das Schiff bleibt weitgehend intakt.

Magazinproblem;
Wenn die Geschosse nicht durch chemische Reaktion sondern durch andere Mittel beschleunigt werden, ja.  Dann würde ich vieleicht sogar auch zu reinen Metall Geschossen übergehen (wenn mir keine Lenkflugkörper zur Verfügung ständen  ;)). Den kleineren Schaden beim Feind in kauf nehmen, um Magazinexplosionen zu verhindern. Ansonsten ist es egal welches Magazin getroffen wird, die kombinierten Treibladungen der Geschosse dürften Ausreichen um ähnlich verherrende Wirkung im Schiff zu hinterlassen.

Ablenkung;
Abwehrlaser trifft Geschoss, Teil des Geschosses Verdampft, Flugbahn wird verändert. Das ist immer der Fall, egal ob Massivgeschoss oder Explosiv. ZB der nette Abwehrlaser um ballistische Kurzstrecken Raketen abzuwehren, wie er im Moment in US-Israelischer Kooperation getestet wird, verdampft bei diesen auch nur einen Teil der Oberfläche, diess führt zur Kursänderung. Den Rest erledigt die Trägheit der Rakete und der Luftwiederstand. Das es einfacher wäre das Explosivgeschoss völlig zu vernichten ist klar. Das müsste die Pointdefense aber nichtmal schaffen um Schaden am Schiff zu verhindern.

Die Aufwendigkeit und den Preis von Sprenggeschossen argumentier ich jetzt mal nicht, ich denke der Preisunterschied ist, wenn man sich die komplexität andere Schiffsysteme anschaut, verschwindend gering. Aber eine Idee, wenn dir Sprenggeschosse nicht passen; Die Coil/Railguns (was auch immer nicht chemisches) welche die Geschosse verfeuern brauchen ein homogenes Material, um ein maximum an Effektivität an den Tag zu fördern. Doppelt gesiegt; keine Treibladung im Magazin und Sprengladungen per Waffensystem rausgeschmissen.  :d
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.02.2008 | 02:29
Hehe ja, das gefällt mir. ^^ Chemische Treibladungen sind im Raumschiffmaßstab sicher nicht mehr angebracht, wie gesagt stehen uns zwangsläufig einige Terawatt an Leistung zur Verfügung, da haben Railguns sicherlich ein größeres Potential. Genaueres möchte ich morgen mal berechnen.

Für chemische Ladungen sehe ich wie gesagt nur auf Planetenoberflächen und im Nahkampf eine Existenzberechtigung, bei persönlicher Bewaffnung und Kleingerät - also in etwa alles, was keinen Fusionsreaktor mit sich rumschleppen kann. Da haben herkömmliche Sturmgewehre und ähnliches noch ihren Platz.

A propos, eins fällt mir dazu noch ein: jedes Schiff, dass auf (besiedelten) Planeten starten und landen können soll, benötigt hierfür noch irgendeinen sekundären Antrieb oder Antriebsmodus. Erstens mit wesentlich geringerer Leistung, um nicht die Oberfläche in Schutt und Asche zu legen. Also Beschleunigung 1-2g statt 10-20g. Zweitens mit einem "sauberen" Treibstoff wie z.B. Wasserstoff. Die Bewohner würden sich schön bedanken, wenn man ihnen beim Start zum Abschied ein paar Tonnen Quecksilberdampf um die Ohren hauen würde.
Gleichzeitig müssten auch technische Failsafes eingebaut sein, die die Benutzung des Hauptantriebes in der Atmosphäre verhindern, selbst wenn ein böswilliger Captain das vorhat. Denn nur wenn der Mißbrauch effektiv verhindert werden kann, kann es Trampfrachter in privaten Händen geben.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: EliasvY am 4.02.2008 | 09:56
Zur Munitionslagerung:

Fangen wir im Rollenspiel/Tabletop an: Bei Battletech gibt es das sogenannte CASE (Zelluläres Munitionslagerungssystem). Der Effekt ist der, daß wenn die Munitions explodiert, ihre Sprengwirkung in eine bestimmte Richtung gelenkt wird.

Afaik wird heutzutage schon daran gearbeitet, bzw. auch umgesetzt. So wird auf der Zumwalt-Klasse (US-Zerstörer, projektiert) das Vertical Launiching System nah der der Schiffshaut verbaut, so daß nur wenige Zellen vernichtet werden und nciht gleich das gesamte Waffensystem.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.02.2008 | 17:13
So, ich habe jetzt mal ein paar Berechnungen zum Thema Railgun (alternativ Coilgun) durchgeführt.
Verdikt vorweg: Railguns sind very, very scary, wenn man sie zum funktionieren bringt.

Das Problem: wir wollen möglichst hohe Geschoßgeschwindigkeiten v, damit die Projektile möglichst schnell am Ziel ankommen, also das Zielen erleichtert und das Ausweichen erschwert wird. Das ist das A und O im high-g Raumkampf.
Positiver Nebeneffekt: die kinetische Energie steigt quadratisch zur Geschwindigkeit, geht also ziemlich durch die Decke.

Probleme:
1.) die gesamte Beschleunigung muss im Lauf stattfinden, dessen Länge natürlich bei kleinen Schiffen von der Schiffslänge begrenzt wird. Bei großen Schiffen müssen die Railguns zwecks Zielen schwenkbar angeordnet werden, was wiederum möglichst kurze Rohre wünschenswert macht, um die Trägheit zu minimieren. Ein ordentlicher Wert scheint mit 10 Meter zu sein. Das ist verdammt viel im Vergleich zu aktuellen Geschützen, aber verdammt wenig in Anbetracht der benötigten Beschleunigung.
Ein Jäger könnte freilich nur eine solche Kanone tragen, die dann aufgrund der Länge auch nur minimal schwenkbar sein dürfte.
2.) Daraus folgt, dass der Lauf einem enormen Verschleiß durch Reibung unterworfen sein dürfte, es sei denn, man kann unterkalibrige Geschosse verwenden, die allein durch Magnetfelder auf Kurs gehalten (und gleichzeitig beschleunigt) werden.
3.) Der Rückstoß kann schnell den Schub des Schiffes übersteigen. (Es heisst oft, dass Gausskanonen keinen Rückstoß hätten, das ist aber Hirngespinst und würde das 3. Newtonsche Gesetz verletzen.) Allerdings wirkt dieser Rückstoß natürlich nur für ca. 10-4s pro Schuss; dennoch ist auch dies ein Grund, warum man nicht beliebig oft schießen kann.
4.) der Energiebedarf für den ganzen Zirkus ist natürlich entsprechend, aber da wir ja mindestens Fusion, wenn nicht Zerstrahlung als Energiequelle haben, braucht uns das nicht weiter zu kümmern. Problematischer ist da jedoch die Abwärme.

Bei meinen Beispielrechnungen habe ich mich schrittweise an folgende Ergebnisse für eine praktikable Gausskanone herangetastet:

Projektilgeschwindigkeit v = 100km/s = 105m/s.
Projektilmasse m = 0,01kg = 10 Gramm
Lauflänge d = 10m;
Beschleunigung a = 109m/s²;
Laufzeit t = 10-4s
Kinetische Energie EK = 50MJ = 50 * 106J ~ 12kg TNT
Rückstoß F = 10MN = 10 * 106N;
Benötigte Leistung P = 1TW = 1012W [P = kg*m²/s³ = 0,01*10²/10-4^3]

Es versteht sich dabei wohl, dass man so kleine quasi-Gewehrkugeln nicht mittels Point Defense abpflücken kann.

Nun erinnern wir uns aber, dass unsere Schiffe relative Geschwindigkeiten von 10.000km/s und drüber erreichen. Im Vergleich dazu erscheinen 100km/s nicht viel. Aber:
* die Geschwindigkeiten/Vektoren addieren sich natürlich. Fliegt ein Schiff mit 10.000km/s und schießt nach vorne, hat das Projektil entsprechend 10.100km/s drauf. Flieht das Ziel mit 10.000km/s in die gleiche Richtung, trifft das Geschoss wieder mit relativen 100km/s.
* Ist das Ziel schneller als das Projektil, wird es natürlich gar nicht getroffen. Hat es aber nur z.B. 9.100km/s drauf, trifft das Projektil mit 1000km/s, und die Energie erhöht sich auf 5 Gigajoule. Fliegen die Schiffe gar in entgegengesetzte Richtungen, kommen wir pro Geschoss auf 0,5 Kilotonnen TNT (aber ziel mal bei 20.000.000m/s Annäherungsgeschwindigkeit).

--> In der Praxis dürfte das einen entscheidenden Einfluss auf die Kampfentfernungen haben, je nach Größe der Schiffe. Kleine Jäger haben hier vor allem den Vorteil, dass sie durch ihren niedrigen Querschnitt und die hohe Beschleunigung schwierig zu treffen sind. Die Gefechte zwischen Jägern werden also mit geringen relativen Geschwindigkeiten stattfinden, mit wohl wenigen km/s zueinander. Gleichzeitig werden die Distanzen überschaubar bleiben, vielleicht sogar deutlich unter 100km.
Jäger könnten sogar effektiv gegen dicke Pötte sein, wenn sie mit einer hohen relativen Geschwindigkeit auf diese zufliegen und dann aus größerer Entfernung feuern. Die Pötte können ihre Position nicht schnell genug ändern, um den Projektilen auszuweichen. Ihrerseits können sie die Jäger sicher nicht mit Railguns abschießen, wohl aber mit anderen Waffen wie z.B. Lasern.

Durch die geringe Projektilgröße ist die Munitionsfrage nicht mehr kritisch; schon ein 50t-Schiff könnte locker 1t Munition mitführen, das wären in dem Fall 100.000 Schuss.
Allerdings wissen wir noch nicht, mit welcher Kadenz so eine Kanone feuern könnte. Das könnten z.B. 100, 1000 oder 10.000 Schuss pro Minute sein. Hemmschuhe sind z.B. Munitionszuführung, Reibung im Lauf (wenn diese nicht eliminiert werden kann), Abwärme durch die Spulen und so weiter. Da die Berechnung meinen Horizont übersteigt, könnte man z.B. einfach 6.000 Schuss pro Minute veranschlagen, also 100 pro Sekunde. Da kommt schon was zusammen:
"Leistung" im Ziel (also EK pro Sekunde) bei 100 Schuss mit 100km/s = 5GJ/s = 5GW

In der gleichen Zeit würde ein Laser mit der gleichen Schussleistung und 80% Effizienz satte 1,25GW Verlustleistung produzieren, also Abwärme, derer man erstmal irgendwie Herr werden müsste. So lässt sich auch rationalisieren, dass Laser auf eine wesentlich geringere Leistung (von wenigen Megawatt) beschränkt sein sollen. Hinter den Kulissen spielt da freilich auch Balance mit rein. ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Thot am 4.02.2008 | 17:41
Leider führt die geringe Projektilgröße auch dazu, dass sich das Geschoss für praktische Zwecke nicht mehr von einem Mikrometeoriten unterscheidet. Und ein Raumschiff, dass nicht darauf ausgelegt ist, einen Treffer durch solche auszuhalten, wäre kein Raumschiff, sondern ein Orbiter...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.02.2008 | 17:55
Ja, das ist freilich ein Problem, danke für den Hinweis.
Vielleicht sollte man sich auch erstmal der Widerstandsfähigkeit zuwenden und herausfinden, a) wie man so lästiges Zeug wie Mikrometeoriten unter Kontrolle bringen kann und b) welchen kinetischen Energien ein Schiff mittels welcher Methoden widerstehen kann. Und erst dann aufgrund dieser hoffentlich gefundenen Zahlen entsprechende Größenordnung für Waffen festlegen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Thot am 4.02.2008 | 18:14
Ja, das ist freilich ein Problem, danke für den Hinweis.
Vielleicht sollte man sich auch erstmal der Widerstandsfähigkeit zuwenden und herausfinden, a) wie man so lästiges Zeug wie Mikrometeoriten unter Kontrolle bringen kann und b) welchen kinetischen Energien ein Schiff mittels welcher Methoden widerstehen kann. Und erst dann aufgrund dieser hoffentlich gefundenen Zahlen entsprechende Größenordnung für Waffen festlegen.

Ja. Allerdings kommt man dann unweigerlich an die Stelle, an der die dick gepanzerten und folglich trotz Fusionsraketen oder Antimaterietriebwerk enorm langsam beschleunigenden Schiffe mehr Raumstationen als "Weltraumflugzeuge" sind und Raumgefechte im Wesentlichen aus "wer trifft zuerst" bestehen... und die Kzinti-Lektion nicht vergessen!

Es ist halt ein Dilemma für uns Space-Geeks, dass nach den uns bekannten physikalischen Gesetzmäßigkeiten tatsächlich nichts für eine zukunft spricht, die auch nur im Allerentferntesten wie irgendeine Form von Space Opera aussieht. Sogar Tranhuman Space ist für Zwecke des "Schöne Bunte Raumschlachten" (SBR) ein Rohrkrepierer.

Man muss also sowieso "Supertechnologie" hinzuerfinden, wie Kraftfelder, Superantriebe und dergleichen. Ohne geht es eh nicht.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 4.02.2008 | 18:36
G11 ist nicht gerade das Nonplus Ultra wenn's um Schussfrequenz geht, klar, für ein Sturmgewehr beeindruckend. Aber das ist auf keinen Fall das maximum. Und das mehrere Schuss im selben Lauf auch mit chemisch getriebnen Projektilen möglich ist, wissen wir spätestens seid dem Metalstorm versucht abnehmer für ihr System zu finden, und das Internet mit ihren Werbevideos zuspammt.

Railguns haben allerdings einen enormen Laufverschleiss, die elektrische Spannung erhitzt die Führungsschienen enorm. Gewöhnliche Coilguns, welche nur über Spulen laufen haben das Problem nicht, brauchen allerdings um einiges mehr Energie um auf ähnliche Geschwindigkeiten zu kommen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.02.2008 | 18:54
@Thot:
In diesem Fall bedeutet das, wir brauchen einen Mikrometeoriten-Schneepflug aus Handwavium, der diesen Mist aus dem Weg schiebt und somit die Bahn frei macht für den ganzen anderen coolen Kram. Dann kann man spacegeeken soviel man will.

Eine Alternative wäre, die Schiffseigenen Beschleunigungen doch auch wenige g zu beschränken, und die Jumppoints wesentlich näher an die Planeten zu legen. Womöglich sogar Insystem-Jumps ermöglichen (was ich eigentlich nicht will). So kommen die Schiffe mit wenigen km/s aus und benötigen entsprechend geringeren Mikrometeoritenschutz. Dann sähen die Reisen aber ziemlich nullachtfuffzehn aus: starten, springen, Landeanflug. Feste Jumppoints in Planetennähe wären von Sicherheitskräften bewacht, und Landepunkte sowieso. Wo soll es dann da noch Action geben?

@TW:
bei den Railgun-Schemata die ich bisher gesehen habe, wurde das Projektil teilweise in einem Sabot geführt, der aber wiederum eindeutig Kontakt mit dem Lauf hatte. Das ist so der heutige Stand der Forschung. Warum macht man das? Wohl um das Projektil auf Kurs zu halten. Wir haben freilich jetzt gerade mal die erste Generation experimenteller Railguns. In ein paar hundert Jahren ist man sicher so weit, dass man das Projektil berührungsfrei auf einen stabilen Kurs bringen kann.
Deine Idee mit der Rotation ist gut, und ich glaube auch nichtmal, dass man da eine so große Zeitverzögerung benötigt.

Mehrere Kugeln gleichzeitig im Lauf funzt aber nur, wenn entsprechende Leistung zur Verfügung steht. Aber das braucht es auch gar nicht. Bei der Railgun in meinem obigen Beispiel ist die Kugel nur 10-4 Sekunden im Lauf. Das bedeutet an dieser Stelle, dass man 10.000 Projektile pro Sekunde durchschicken könnte, ohne mehr Leistung als das vorgenannte 1TW zu benötigen. Das wären bei obigem Geschossgewicht satte 100kg pro Sekunde.
Allerdings ist das doch wieder nicht praktikabel, da einem hier wiederum der Rückstoß einen Strich durch die Rechnung macht. In diesem Fall 100MN pro Sekunde. Das spielt dann schon eine Rolle.

@Lebemann:
Uns stehen Supraleiter aus Unobtainium zur Verfügung. Ich kenne mich mit Supraleitern nicht wirklich aus, aber stelle mir das so vor: der Strom stößt in den supraleitenden Schienen auf (quasi) keinen Widerstand, folglich werden diese (quasi) nicht erhitzt. Ich hatte zuerst Bedenken, dass womöglich der Widerstand erst das Magnetfeld ermöglicht, aber in den physikalischen Formeln zum Railgun-Prinzip taucht der Widerstand nirgends auf. Es gilt also, je weniger desto besser.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 4.02.2008 | 19:15
Dann sollte sich der Laufverschleiss mit dem Supermaterial auch in Grenzen halten. Muss nur noch schnieker Name her.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Thot am 4.02.2008 | 19:20
@Thot:
In diesem Fall bedeutet das, wir brauchen einen Mikrometeoriten-Schneepflug aus Handwavium, der diesen Mist aus dem Weg schiebt und somit die Bahn frei macht für den ganzen anderen coolen Kram. Dann kann man spacegeeken soviel man will.

Eine Alternative wäre, die Schiffseigenen Beschleunigungen doch auch wenige g zu beschränken, und die Jumppoints wesentlich näher an die Planeten zu legen. Womöglich sogar Insystem-Jumps ermöglichen (was ich eigentlich nicht will). So kommen die Schiffe mit wenigen km/s aus und benötigen entsprechend geringeren Mikrometeoritenschutz. Dann sähen die Reisen aber ziemlich nullachtfuffzehn aus: starten, springen, Landeanflug. Feste Jumppoints in Planetennähe wären von Sicherheitskräften bewacht, und Landepunkte sowieso. Wo soll es dann da noch Action geben?
[...]

Ich habe das bei meiner letzten Space-Opera-Welt so gelöst, dass ich sehr leicht zu erreichende Sprungkoordinaten habe (in etwa ein Shuttleorbit) und starke Kraftfelder ermöglicht habe. Gesprungen werden kann nur von niedrigerer zu höherer lokaler Gravitation.  Jeder (augenblicklich statfindende) Sprung vernichtet relativ zur jeweils nächsten Schwerkraftquelle kinetische Energie (und damit Höhe). Desweiteren ist die Reichweite eines Sprungs je nach Triebwerk begrenzt, so dass Reisen aus mehreren Sprüngen bestehen, zwischen denen immer etwas Zeit vergeht, in der man wieder in den erforderlichen Orbit klettert. Das reicht dann vollkommen aus, um Piraten, feindliche Flotten, Meteoritenschwärme und was einem sonst noch so einfällt einzubauen. Und natürlich gibt's Fehlsprünge. Hat im Testspiel prima funktioniert. :)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: JS am 4.02.2008 | 19:22
Moin.
Einer der seit langem interessantesten Threads hier. Dazu eine Frage eines naturwissenschaftlich eher auf normalem Abiturniveau bewanderten Mitlesers: Zwar kann man die Naturgesetze nicht außer Kraft setzen und beliebig hinfortphantasieren, aber es ist doch eigentlich auch so, daß wir natürlich nur auf dem heutigen Erkenntnisstand argumentieren und kombinieren können, oder? Sprich: Selbst die genialsten Experten hätten sich im 15. Jh. nicht träumen lassen, was wir heute als normal erachten.
Daher: Kann es nicht sein, daß wir eben doch in einigen hundert oder tausend Jahren über Technologie verfügen, die sowas wie Space Opera und High SciFi-Raumkämpfe möglich macht?
Gut, die Antwort ist vermutlich "Natürlich kann das sein...", aber vielleicht gibt es ja den einen oder anderen Umstand, der klar dagegen spricht...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 4.02.2008 | 19:27
Wenn du nicht extremst veränderte Menschen als Basis hast, die über Reflexbooster und sonstwas verfügen, stärkere G Belastungen aushalten usw. Wird irgendwann die Maschine den Menschen bei hochgeschwindigkeitsmanövern/Kämpfen ablösen. Die USA geht die ersten Schritte schon in richtung UCAV. Der Mensch ist nunmal einfach biologisch stark eingeschränkt, und kann nicht beliebig aufgewertet werden, wie seine Erfindungen. Ausser man geht von einer Welt aus, in der die Veränderung und Forschung am und um den Menschen nicht so strikten Reglements unterliegt wie unsere heutige. Dann könnte man sich den Übermenschen ebenfalls herbeibasteln.  :gasmaskerly:
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: JS am 4.02.2008 | 19:34
Hmja, den Menschen kann man wohl (noch) nicht so einfach technisch bzw. biologisch verändern, aber es wäre doch denkbar, daß man innerhalb dieser Raumschiffe über Techniken verfügt, die den Menschen vor eben den genannten Problemen bewahren.
Ich will übrigens nicht die interessanten Argumente hier anzweifeln, sondern habe immer nur im Hinterkopf, wie rasend schnell die technische Entwicklung stellenweise voranschreitet und gelegentlich angeblich so feste Erkenntnisse, die erst zwanzig, dreißig Jahre her sind, aushebelt (siehe Computertechnik). Und ich kann mir vorstellen, daß bei einer solchen Entwicklung in einigen hundert Jahren Dinge möglich sind, von denen wir heute noch nicht einmal eine entfernte Ahnung haben.
 :)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Samael am 4.02.2008 | 19:47
Und ich kann mir vorstellen, daß bei einer solchen Entwicklung in einigen hundert Jahren Dinge möglich sind, von denen wir heute noch nicht einmal eine entfernte Ahnung haben.
 :)

Sicherlich - nur vermutlich in anderen Bereichen als wir denken. Die digitale Revolution hat kaum ein SF Autor der ersten Hälfte des 20 Jhdts. vorausgesehen. Aber die physikalischen Grundlagen dafür waren zum Greifen nahe und nichts hat gegen sie gesprochen! Überlichtsgeschwindigkeit dagegen ist physikalisch unmöglich. Selbst in die Nähe von c zu kommen benötigt gewaltige Mengen Energie und die Energierhaltung lässt sich nicht überlisten.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 4.02.2008 | 19:56
Bezüglich Meteoritenschutz:
Meteoriten prallen ja hauptsächlich vorne (beim beschleunigen) oder hinten (beim anschließenden abbremsen) in das Raumschiff.
Meteoriten, die hintenreinfliegen, sind nicht so das Problem, da sie vom Antrieb verdampft werden. Bleiben also noch die Meteoriten von vorne, die uns sorgen bereiten:

Und da kann man eine Menge Wucht aus dem Aufprall nehmen, wenn man die Panzerung "aerodynamisch" (ja ich weiß, dass es im Weltraum keine Luft gibt) anlegt: Man hat vorne eine spitz zulaufende Panzerung: Wenn jetzt ein Meteor dagegen prallt, muss man also nicht seine ganze Aufschlagswucht abfangen, sondern der Meteorit prallt in einen spitzen Winkel gegen die Panzerung und wird leicht abgelenkt. (Wenn ein Meteor im 90° Winkel mit hoher Geschwindigkeit gegen das Raumschiff fliegt, durchbricht er wohl fast jede Panzerung. - Wenn er dagegen im 10° Winkel gegen die Panzerung fliegt, bleibt eine kleine Delle übrig und gut ist.)

Fazit: Einfach die Panzerung vorne ganz Spitz (z.B. pfeilförmig oder pyramidenförmig) anbringen.

Eine Alternative wäre, die Schiffseigenen Beschleunigungen doch auch wenige g zu beschränken, und die Jumppoints wesentlich näher an die Planeten zu legen. Womöglich sogar Insystem-Jumps ermöglichen (was ich eigentlich nicht will).
1) Du könntest es ja so wie im Traveller Universum machen, dass die Computer nur eine gewisse Strecke berechnen können bzw. die Triebwerke nur ein gewisse Strecke fliegen können, bevor sie gewartet werden müssen.
Das heißt, das Schiff legt vielleicht 5 Lichtjahre zurück, und muss dort erstmal 1-2 Tage lang warten (Triebwerke warten, Computer muss neuen Sprung berechnen), in denen das Schiff nicht so einfach wegspringen kann.
Dies können Piraten dann nutzen, um das Frachtschiff anzugreifen.

2) Alternativ gibt es vielleicht eine ganz einfach zugängliche Technik, mit der man ein Schiff aus dem Hyperraum dazu zwingen kann, wieder ins Normaluniversum zurückzufallen. Piraten setzen sich also an eine Handelsroute und setzen diese Technik ein, bis ein Handelsschiff die Handelsroute passiert und ins Einstein-Kontinuum zurückfällt.

3) Schiffe können zwar fast sofort in den Hyperraum springen, aber dann finden die Raumkämpfe halt im Hyperraum statt: Die Piraten warten nicht irgendwo im Sonnensystem, sondern sie lauern den Frachtschiffen im Hyperraum auf.

Zitat
bei den Railgun-Schemata die ich bisher gesehen habe, wurde das Projektil teilweise in einem Sabot geführt, der aber wiederum eindeutig Kontakt mit dem Lauf hatte. Das ist so der heutige Stand der Forschung.
Es gibt zwei Arten von "Projektil wird magnetisch beschleunigt":
- Railgun (http://de.wikipedia.org/wiki/Railgun)
- Gaußgewehr (http://de.wikipedia.org/wiki/Gau%C3%9Fgewehr)

Bei der Railgun berührt das Projektil den Lauf. Bei dem Gaußgewehr schwebt das Projektil in der Mitte.
Allerdings ist beim Gaußgewehr trotzdem eine hohe Hitzeentwicklung, weil man für das Magnetfeld extrem viel Strom benötigt. (Und Strom erzeugt Reibungswärme.)

Zitat
Allerdings ist das doch wieder nicht praktikabel, da einem hier wiederum der Rückstoß einen Strich durch die Rechnung macht. In diesem Fall 100MN pro Sekunde. Das spielt dann schon eine Rolle.
Ich würde hier vielleicht lieber mit dem Impuls rechnen. Erstens ist der Impuls leichter zu berechnen:
Rückstoßimpuls = - Impuls der Geschosskugel = - Masse * Geschwindigkeit

Und zweitens sagt der Impuls auch mehr darüber aus, wie sich das Schiff ohne Antrieb anschließend verhält.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.02.2008 | 20:18
Daher: Kann es nicht sein, daß wir eben doch in einigen hundert oder tausend Jahren über Technologie verfügen, die sowas wie Space Opera und High SciFi-Raumkämpfe möglich macht?

Die Chancen stehen so ungefähr 50-50, dass neue relevante Erkenntnisse solche SF-artige Technologien entweder näher in den Bereich des Möglichen führen, oder im Gegenteil noch größere Hemmnisse aufdecken, als wir sie ohnehin schon kennen.
Der Knackpunkt ist dabei, dass diese neuen Theorien und/oder Gesetze nicht nur die gewünschten Effekte ermöglichen, sondern auch mit allem, was man bis dahin schon herausgefunden hat, kompatibel sein müssen. Das heisst, es kann wohl niemals ein "In your face, Einstein!" geben, weil wir über das Energieäquivalent nicht nur theoretisch schwadronieren, sondern es längst bereits praktisch einsetzen (z.B. Kernkraftwerke).
Eine neue Theorie, die z.B. Überlichtreisen ermöglichen würde, müsste gleichzeitig auch Lichtgeschwindigkeit, Kernspaltung, Fusion, Supernovae und so weiter mindestens genauso gut erklären wie unser jetziger Wissensstand. Anders gesagt, man kann nicht ein "so und so" ansetzen, wenn sich aus dieser Theorie ergäbe, dass die Sonne eigentlich gar nicht scheinen dürfte.

10.000 Projektile pro Sekunde? Huiii, Das ist geil!

Wie gesagt, da hättest du dann einen Rückstoß, der den Schub selbst eines 30g-Jägers übersteigt. Er wird also während des Feuerns selbst mit vollem Schub langsamer. Wenn er nun gerade einem fliehenden Schiff nachsetzt (welches logischerweise weiter beschleunigt), vergrößert sich der Vorsprung entsprechend. Ein solcher Feuerstoß ist also so eine Art "Alles oder Nichts".

Jetzt wo du's sagst, ist ein Drall vielleicht gar nicht nötig und sogar kontraproduktiv. Es gibt keinen Luftwiderstand, der das Projektil zum Überschlagen bringen könnte. Andererseits bewirkt der Drall ein Drehmoment, welcher zur Abweichung der Flugbahn führt. Ob Drall also im Vakuum sinnvoll ist, weiß ich kurz gesagt nicht.
 
Zitat
Vielleicht haben momentane Railguns mit Lauf (von denen Du gelesen hast) auch diese Züge und Felder, damit das Projektil in Drehung versetzt wird.

Soweit ich weiß, ist der heutige Stand der Technik die Verwendung unterkalibriger Treibspiegelgeschosse, auch Sabots genannt. Das Projektil ist mit kleinen Flossen ausgestattet, die es nach dem Abschuss stabilisieren, und steckt vor dem Abschuss in einer Hülle, die nach Verlassen des Laufes abfällt. Diese Hülle hat jedoch Kontakt zum Lauf, so wie ich das sehe, bekommt aber keinen Drall. Zum Teil ist der Lauf- und Sabotquerschnitt nichtmal rund, sondern quadratisch.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Thot am 4.02.2008 | 20:19
Hmja, den Menschen kann man wohl (noch) nicht so einfach technisch bzw. biologisch verändern, aber es wäre doch denkbar, daß man innerhalb dieser Raumschiffe über Techniken verfügt, die den Menschen vor eben den genannten Problemen bewahren.
[...]

Es sieht halt derzeit so aus, als sei es einfacher, einen Menschen zu bauen, der Nullschwerkraft prima aushält, als ein Gerät, das in Nullschwerkraft Schwerkraft in ausreichender Menge erzeugt...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Thot am 4.02.2008 | 20:23
Zitat von: Feuersänger link=topic=39467.msg737287#msg737287 date=1202152734[...
Wie gesagt, da hättest du dann einen Rückstoß, der den Schub selbst eines 30g-Jägers übersteigt.
[...]

Hat schon jemand "Kzinti-Lektion" gesagt? :)

Mit anderen Worten, jeder mit heutigen physikalischen Gesetzen kompatible Raumschiffantrieb ist auch eine exzellente Waffe, wenn man ihn direkt auf den Gegner richtet...

Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.02.2008 | 21:29
Hat schon jemand "Kzinti-Lektion" gesagt? :)

Schon tausend Mal. ^^ Das ist ja auch sicher richtig, darum entscheide ich mich auch gegen den Photonenantrieb, und für einen Ionenantrieb, dessen Antriebsstrahl sich relativ schnell zerstreut (aber nagel mich jetzt nicht auf die genaue Rate fest). Und NEIN, wir werden unser Raumschiff nicht mit einer Railgun antreiben!  :ctlu:

@Thoth:
Das Problem ist weniger das Ertragen von Schwerelosigkeit, als eher das Ertragen von 10g und mehr über viele Stunden hinweg (in modernen Kampfflugzeugen treten bei heftigen Manövern solche Kräfte nur für Sekunden auf und das ist schon problematisch genug).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 4.02.2008 | 21:48
Also ich wollte zu ein paar kritischen Punkten etwas anmerken:

Zitat
There is no Stealth in space
stimmt nicht.
seitdem es  Meta materialien mit negetivem Brechungsindex gibt, ist es möglich, Dinge auf best. Wellenlängen (in Zukunft auf allen?) unsichtbarzu machen.
hier (http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/204023)
Tarnkappe (http://www.heise.de/tp/r4/artikel/24/24381/1.html)

Jetzt muss man nur noch Radiatoren haben, die nur in eine Richtung strahlen und man ist relative unsichtbar. (diese Radiatoren können mit Materialien, die einen neg. Brechungsindex für Wärmestrahlung aufweisen problemlos realisiert werden.

Für Spielzwecke könnten solche Schiffe aus allen Richtungen, bis auf einen Kegel unsichtbar sein.


Zitat
Meteoritenabwehr und Reiseschilde
Möglich wäre es, Kleine Partikel mittels Lasern in ionisierte Dampfwolken zu zerstrahlen, die durch ein E-Feld abgelenkt werden.
Die schiffe würden sich so einen Flugkanal freihalten.
Das würde den großen Unterschied zwischen Reise und Kampfgeschwindigkeiten erklären, den man für "bunte Raumschlachten" braucht.
zusätzlichen Schutz bietet der massive Eisklotz an der Spitze des Schiffes, der Einschläge fängt und dessen von Mikroasteroiden zersprengte Teilstücke durch Ionisation und E-M-Felder wieder eingefangen und festgefroren werden.

Diese Laser können ja problemlos in alle Richtungen schwenkbar sein und liefern ein brauchbares PD-System

Zitat
Partikelstrahlen
Sobald diese aus geladenen Teilchenbestehen, sind sie durch E-M-Felder leicht abzulenken. Ansonsten: ionisieren und dann ablenken.

Zitat
Kampfentfernung
Sobald es Laser gibt, die "Schaden" machen sind Entfernungen im Bereich von einer halben bis einer Lichtsekunde realistisch.
Warum auch nicht.
dann macht Deckung durch Monde und Planeten/Störfelder aus geladenen Teilchen Attrappen usw.. richtig Sinn.
Zitat
Raumjäger
sind dann Waffenplattformen, die unabhängig vom Hauptschiff operieren und (wichtig!) ausweichen können, so dass ein Schiff mit Jägern nicht so schnell entwaffnet wird, wie ein anderes.
das
Zitat
Ausweichen
ist dann als ein erratischen Zucken der Plattformen um einige hundert Meter zu verstehen.
(Raum für esoterischen Beigeschmack der Rollen als Bordschütze oder Pilot, da es hier um Gefühl geht.)

Die Waffenplattformen sorgen für die nötige PD und das Hauptschiff trägt (als spinal Mount mit 10° Schussfeld?) die dicken Massebeschleuniger.
Schilde aus Opfermaterial, reflektierenden Partikeln, Metamaterielien, die das eigentliche Shciff spiegeln, Nanowolken, Flugkörper mit sensor-störenden Strahlungsquellen sorgen dafür, dass blinde Flecken entstehen, die taktisches Manövrieren ermöglichen.
Da nur die großen Beschleuniger der unbeweglichen Kolosse genug Energie aufbringen können, um auf große Entfernung  andere große Schiffe vernichten zu können (die Geschoss müssen halt schnell genug sein), der Feuerradius aber eingeschränkt ist, kommt es zu "Breitseiteneffekten" und Manöverkriegen voller Täuschungen usw...

kleine Schiffe können auf Grund der geringeren Wärmetoleranz 8sie wiegen weniger) einfach durch Laser von den großen erhitzt werden; da Laser mehr Hitze vor Ort als am Ziel erzeugen eignen sie sich nicht gegen gleich große Ziele:
Groß->Plattformen: Laser

Groß->Groß: Partikel/Gauss/Raketen...

klein->groß: Raketen, nanobots, stealth(Entern?)

klein->klein: kleine Partikelwaffen

Kampfschiffe können sich zum Beispiel durch
Zitat
Kältespeicher
auszeichen.
"klimaanlagen" kühlen Material herunter und die Wärme wird über läangeren Zeitraum über die Radiatoren abgtestrahlt, so dass im Kampf die empfindlichen Radiatoren eingezogen werden können.

Kleine Schiffe Manövrieren um ihre Radiatoren herum, um sie für den Gegner fast unsichtbar hinter sich zu halten.


Diese Überlegungen sorgen dafür, dass Raumkampf recht plausibel aussehen kann und  trotzdem folgende Szenarien rüberbringen kann.
-Epische Schlacht zwischen Saturnringen mit Ausmanövrieren und Raumägereinsatz.
-Hinterhalte
-Schleichfahrten
-Verfolgungen(Standardraumkampf) bei denen der Angreifer dem Strahl ausweicht und Geschwindigkeit gegen Schaden tauscht und der Verteidiger Nano-Wolken, getarnte Enterkapseln auf den Verfolger regnen lässt (ihr Bremsstrahl verschwimmt durch den Ausstoß des Antriebes des flüchtenden Schiffes.)

hoffe ich konnte helfen,
Alex

P.S.:
Zitat
20g
dazu gibbet doch die schöne Nanostasis.
Der Körper wied eingefroren und bestimmte naniten übernehmen die REparatur und Versorgung der Zellen, sodass das Gehirn noch funktioniert. Befehle usw.. werden dann direkt ausgelesen.

Effekte:

-Schiff in Kampfmodus ist manövrierfähiger, als eines, in dem die Crew nicht eingefroren ist.
-REgenerationsmodus/ Reisemodus (Schwerelos bis 1g)->Beschleunigungsmodus (G-Liegen und Druckanzüge bis 1g-5g)-> Kampfmodus (eingefroren in Nanostasis -30g bis 30g)
-Alarmsituationen, in dneen es etwas zu tun gibt.



btw: www.orionsarm.com
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.02.2008 | 22:13
Bezüglich Meteoritenschutz:<snip>Fazit: Einfach die Panzerung vorne ganz Spitz (z.B. pfeilförmig oder pyramidenförmig) anbringen.

Wird notiert. Würde allerdings bei konsequenter Umsetzung zu einem sehr einheitlichen Raumschiffdesign führen. Zumindest hat man dann viele Keile durchs All düsen. ^^
Der Physikunterricht ist bei mir zu lange her, daher kann ich den Vorgang des Stoßes jetzt nicht nachrechnen. Aber nehmen wir mal an, dass das so in etwa hinhauen würde.

Zitat
2) Alternativ gibt es vielleicht eine ganz einfach zugängliche Technik, mit der man ein Schiff aus dem Hyperraum dazu zwingen kann, wieder ins Normaluniversum zurückzufallen. Piraten setzen sich also an eine Handelsroute und setzen diese Technik ein, bis ein Handelsschiff die Handelsroute passiert und ins Einstein-Kontinuum zurückfällt.

Gemäß einer weiteren Richtlinie für konsistente SF möchte ich die FTL-Reisen so "schmerzlos" wie möglich einrichten, d.h. möglichst abgekoppelt vom Rest des Universums. Daher keine Interaktionen mit Schiffen während der FTL Phase, kein "Abfangen im Hyperraum" und auch keine Hyperraumgefechte.
Der Tough Guide To The Known Galaxy schreibt dazu [gekürzt]:

Zitat
Broadly speaking, FTL environments fall into two classes, those that you "fly" through and those that you "jump" through. The first type allows you to actually navigate - change course, or even fight battles - while in FTL. [...]
     In contrast, "jump" FTL is a sort of rabbit hole that you hop through to get where you're going. [...] Jump FTL often limits movement to specific JUMP POINTS. [...]

     Trek, of course, had a fly-through FTL, but on the whole the fashion in Space SF has been leaning toward jump FTL. This is for a couple of reason. The semi-demi-plausible wormhole and quantum-tunneling concepts seem to imply a jump. More important, though, jump FTL is less intrusive in stories.

     This is desireable, because most Space SF writers - myself included - are basically guilt-ridden about FTL. We would like to make our stories seem plausible, and may go to a great deal of effort to research, say, what stars are likely to have HABITABLE PLANETS, how much thrust a fusion Drive can generate, or the economics of interstellar Trade. But right at the heart of the whole damn thing is what amounts to magic. So far as genuine scientific plausibility goes, a ship's FTL Drive might just as well be a pretty woman in a white dress who lights some candles and flips tarot cards while chanting in Welsh.

Besser könnt ich's nicht ausdrücken, darum einfach mal gepastet. ^^

Zitat
Bei der Railgun berührt das Projektil den Lauf. Bei dem Gaußgewehr schwebt das Projektil in der Mitte.
Allerdings ist beim Gaußgewehr trotzdem eine hohe Hitzeentwicklung, weil man für das Magnetfeld extrem viel Strom benötigt. (Und Strom erzeugt Reibungswärme.)

Och, ich denke mal, auch bei einer Railgun könnte man das Projektil schweben lassen. Und andererseits wäre das Gaussprinzip auch umsetzbar. Die Reibungswärme kommt schließlich vom Widerstand der Spulen, wenn diese also aus Supraleiter bestehen, haben wir wieder keinen Widerstand und somit keine Hitzeentwicklung.

Zitat
Ich würde hier vielleicht lieber mit dem Impuls rechnen. Erstens ist der Impuls leichter zu berechnen:
Rückstoßimpuls = - Impuls der Geschosskugel = - Masse * Geschwindigkeit

Hängt doch alles zusammen -- Schub ist gleich Kraft, und Kraft ist Impuls durch Zeit. In diesem Fall bietet sich der Impuls wohl an, wenn die Motoren aus sind. Laufen sie, verrechnet man besser die Schubkräfte miteinander (wenn sie auf einer Achse liegen). Liegen die Kräfte nicht auf einer Achse, ist wohl wieder der Impuls gescheiter. Naja, ist ja nicht so wichtig.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 5.02.2008 | 00:37
Moderne Uboote haben auch eine sehr eindeutige Form, egal welche Nation sie baut. Man kann sie trotzdem noch unterscheiden. Bestimmte Grundeigenschafften die man braucht diktieren halt bestimmt Grundformen; Form follows function, was aber auch nicht unbedingt schlecht sein muss.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 5.02.2008 | 01:20
Naja..eindeutiges Design...

Im All können die Raumschiffe ja immer noch zwischen einer Reisekonfiguration und einer im Orbit umstellen.
Also, wie ein Schmetterling mit ausgeklappten, oder eingeklappten Flügeln/Radiatoren/Steuerdüsen/Sensoranlagen/Magsails/Sonnensegel/Solaranlagen/Magnetfeldanker(Schiff+ausleger=laaangerStabmagnet, Wechsel der Stärke=Wechsel der "Höhe" im Magnetfeld des Planeten)/Startkatapulte/...

Bei starker Beschleunigung/geschwindigkeit sollte sich das alles hinter dem Schild verstecken.

ansonsten kan es durchaus Schiffe mit zwei oder mehr Antrieben geben, die nicht dicht neben einander liegen.
so könnten sie drehbar, seitlich am Schiff befestiggt sein, oder gar auf Zug mit dem Schiff verbunden sein...
(50m triebwerk mit Shcild und kleiner Personengondel, die auf dem hintersten drittel des Triebwerkes hockt)

Triebwerke, die im schiff versenkt sind...also die von der Seite gesehen im schiff verschwinden können dazu dienen, Antriebssignaturen nur in gewünschte Richtungen abzustrahlen.

da fallen mir schon ne Menge mögliche Designs ein.

Wobei ich in der letzten Sci-Fi Kampagne Raumschiffen wirklich (also bildlich) das Aussehen von Ubooten gegeben habe und auch entsprechende Bordpläne verwendet habe (bei Beschleunigung lagen eh alle auf ihren Couchen und wenn das Schiff gelandet ist, lag es auf dem bauch, also klassischer Aufbau).

Wie wäre es, die Shciffe von alten Künstlern verzieren zu lassen:
"Oh, da ist ja die Paul Klee! und da hinter jagt die GIger her..."
"Du denkst die Turner wäre ein großartiges Schiff gewesen? dann schau dir erstmal die Cézanne an..!"
Ich meine, tieferlegen kan man die DInger nicht, aber neu lackieren und nen Spoiler dranschrauben.... ;D

sers,
Alex
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 5.02.2008 | 02:26
Du gibst mir in deinem Post recht wärend du meinst es wäre nicht so.
Klar, es gibt verschiedene Grundtypen an Ubooten <-> Schiffen. Aber innerhalb der Klasse gibt es Designmerkmale welche man in den verschiedenen Auslegungen verschiedener Nationen wiederfindet. Aber zB das spitz-zulaufende Raumstaub-Schild, wird nunmal ein wiedererkennbares merkmal sein. Für lokal Orbiter braucht man das nicht, da fällt das wieder raus. Aber es ist ein Merkmal, dass man wohl bei den meisten Tiefenraumern wieder finden wird.... vorausgesetzt die Idee wird in das Weltdesign aufgenommen.  ;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.02.2008 | 03:31
Oh Mann, wieder mal ne Menge dazugekommen... aber ist gut so. ^^

Jetzt muss man nur noch Radiatoren haben, die nur in eine Richtung strahlen und man ist relative unsichtbar. (diese Radiatoren können mit Materialien, die einen neg. Brechungsindex für Wärmestrahlung aufweisen problemlos realisiert werden.

Das ist eigentlich der einzige Punkt, auf den es ankommt: die abgestrahlte Energie. Man kann ein Schiff komplett schwarz anpinseln (neuerdings gibt es ja das "Black Hole Black") und es damit optisch unsichtbar machen, aber das ist nicht der Punkt.

Project Rho hat eine relativ kompakte Analyse zum Thema Stealth in Space:
http://www.projectrho.com/rocket/rocket3w.html#nostealth

Da wird auch der Versuch des "nur in eine Richtung abstrahlen" zerpflückt: der Feind muss nur ein paar (na gut, einige) billige Passivsensoren quer durchs System verteilen, um so gut wie den ganzen Raum abzudecken. U-Boote zeichnen sich ja gerade dadurch aus, dass sie in feindlich beherrschten Gewässern operieren -- also hat der Gegner im Vorfeld genügend Gelegenheit, seine Sensoren zu platzieren.
Funktionieren könnte es höchstens in a) eigenen oder b) unbesiedelten Systemen, in denen der Gegner noch keine Zeit hatte, Sensoren zu platzieren (wenn man das nun so genau wüsste?). Auch da immer mit dem Risiko, dass der Gegner durch Kampfpatrouillen o.ä. "hinter" die U-Boote kommt und somit ihre Signatur aufklärt. Und das ganze Versteckspiel funktioniert nur solange, bis das U-Boot seinen Motor anschmeisst oder eine Waffe abfeuert, denn ab da wird es leuchten wie ein Weihnachtsbaum.
Raumschlachten im interstellaren Nichts kann es jedenfalls aufgrund der Natur des JumpDrives nicht geben, und warum sollte es auch? Da gibt es ja nichts, um das zu kämpfen sich lohnt.

Zitat
Möglich wäre es, Kleine Partikel mittels Lasern in ionisierte Dampfwolken zu zerstrahlen, die durch ein E-Feld abgelenkt werden.

Diese Partikel muss man aber im Vorfeld erstmal erkennen (es sind ja in der Regel kleine Steinchen), und rechtzeitig mit einem Laser erfassen und rösten. Die Turbolaser Commentaries auf Stardestroyer.net analyiseren da ziemlich genau, wieviel Energie man für die Vaporisation welcher Massen benötigt. Im Wesentlichen läuft es für Felsgestein auf die Größenordnung von 15MJ pro kg raus. Muss also schon ein ziemlich potenter PD-Laser sein, mit sehr leistungsfähigen aktiven (!) Scannern großer Reichweite (denn eine Sekunde später ist das Schiff schon 10.000km weitergeflogen) und sehr genauer Zielerfassung (wenn der Querschnitt des Laserstrahls überhaupt kleiner ist als das Steinbröckchen).
Ich sag nicht, dass es nicht geht, aber es ist kein Kinderspiel.

Zitat
Das würde den großen Unterschied zwischen Reise und Kampfgeschwindigkeiten erklären, den man für "bunte Raumschlachten" braucht.

Kampfgeschwindigkeiten können und werden genauso hoch sein wie die Reisegeschwindigkeiten. Wie ich oben schon schrieb: die Kontrahenten mögen mit einigen 10.000km/s relativ zum Stern, Planeten oder Jumppoint unterwegs sein, aber relativ zueinander stehen sie beinahe still. Das ist ja das schöne an Newtonscher Mechanik.

Zitat
Sobald es Laser gibt, die "Schaden" machen sind Entfernungen im Bereich von einer halben bis einer Lichtsekunde realistisch.
Warum auch nicht.

Da führt wohl kein Weg dran vorbei, aber besonders atmosphärisch ist es nicht. Die Vorstellung von Gefechten auf 200.000 Kilometern Entfernung ist halt relativ langweilig, weil die von dir genannten taktischen Manöver extrem langwierig sind.

Attrappen sind übrigens sinnlos, da eine funktionierende Attrappe etwa genauso teuer wäre wie ein komplettes Schiff. Sie muss genausoviel Energie abstrahlen wie ein Schiff, braucht also die gleiche Energiequelle. Das geht schonmal ins Geld. Dann sollte sie auch mit Verteidigungsmechanismen ausgestattet sein, sonst ist sie nur eine teure Fackel die mit einem Schuss zerstört wird. Und wenn man schon Antrieb und Verteidigung eingebaut hat, warum nicht auch noch Waffen draufbauen und mit einem Schiff mehr angreifen?

Die Sensoren zu "jammen" könnte vielleicht funktionieren, aber dazu muss man m.E. ein bestimmtes Schiff gezielt aufs Korn nehmen, und dort einen gebündelten Störstrahl hinschicken. Wie gesagt, erfassen diese Sensoren im Regelfall Schiffe, die im Terawattbereich Leistung in alle Richtungen abstrahlen, und haben damit keine Probleme. Will man also in alle Richtungen jammen, braucht man vermutlich Leistungen im Exawattbereich, um die Sensoren zu "blenden" (was dann auch die eigenen Sensoren betrifft). Da ist der Energieaufwand viel zu hoch und selber sieht man auch nichts mehr. Aber ein gezielter Störstrahl, ja das könnte gehen.

Zitat
Da nur die großen Beschleuniger der unbeweglichen Kolosse genug Energie aufbringen können, um auf große Entfernung  andere große Schiffe vernichten zu können (die Geschoss müssen halt schnell genug sein), der Feuerradius aber eingeschränkt ist, kommt es zu "Breitseiteneffekten" und Manöverkriegen voller Täuschungen usw...

Das mit den Manövern kann ich nicht nachvollziehen, also nicht bei großen Entfernungen. Du hast hier sagen wir mal ein 300-Meter-Schiff das mit 10m/s² beschleunigt (bei so dicken Pötten ist wohl 1g plausibel) und in 300.000 Kilometern Entfernung ein feindliches ebensolches Schiff. Oder auch derer 2 oder 3 oder sonstwas. Was sollen die auf diese Entfernung für Manöver fahren? Die Distanzen, die sie im Zeitrahmen von Minuten manövrieren können, sind gar nichts relativ zur Distanz schwischen ihnen. Da können sie nur drauflosharken und hoffen, dass der andere zuerst kaputt ist.
Vergleich: das ist, als ob sich zwei querschnittsgelähmte Scharfschützen in Rollstühlen von den beiden Toren eines matschigen Fußballplatzes mit Gewehren beharken. Soviel zum Thema Manöver.

Zitat
kleine Schiffe können auf Grund der geringeren Wärmetoleranz 8sie wiegen weniger) einfach durch Laser von den großen erhitzt werden; da Laser mehr Hitze vor Ort als am Ziel erzeugen eignen sie sich nicht gegen gleich große Ziele

Jopp. Gegen Laser sehe ich zudem drei Abwehrmöglichkeiten: Spiegelung durch hochreflektive Oberflächen ("Invercarno Spiegeltrick"), Absorption durch z.B. Karbonpanzerung (Kohlenstoff hat die höchste Verdampfungsenergie pro kg), oder thermisch supraleitende Panzerung (Hi-Tech, Energie wird schnellstens gleichmäßig über eine große Fläche verteilt).

Ist natürlich nichts idiotensicher, da sich z.B. die Karbonpanzerung "verbraucht". Außerdem mag eine Abwehr gegen eine Schadensquelle hervorragend funktionieren, und dabei gegen eine andere (z.B. kinetische Energie) komplett nutzlos sein.
Es empfiehlt sich also, verschiedene Techniken so gut wie möglich miteinander zu kombinieren.

Außerdem ein fieser Trick: mit dem eigenen Laser direkt in die Apertur des gegnerischen Lasers reinschießen. Der Strahl wird durch die Linsen verstärkt und obendrein direkt ins Herz des Schiffes geleitet. Zap.

Zitat
"klimaanlagen" kühlen Material herunter und die Wärme wird über läangeren Zeitraum über die Radiatoren abgtestrahlt, so dass im Kampf die empfindlichen Radiatoren eingezogen werden können.

Und wieder sind - zumal bei den Energien, mit denen wir hier hantieren -- thermische Supraleiter auch bei Radiatoren unverzichtbar. "Klimaanlagen" im klassischen Sinne produzieren durch ihren Betrieb selber Hitze, das führt also zu nichts. Was aber auch noch funktioniert (solange die Radiatoren eingezogen bleiben müssen) sind Heat Sinks: möglichst große Mengen eines Materials, welches möglichst viel Wärmeenergie aufnehmen kann (hoher Wärmekoeffizient in J/gK). Da ist man freilich auf bekannte Elemente beschränkt, da ist z.B. Lithium sehr effektiv.

Zitat
P.S.:dazu gibbet doch die schöne Nanostasis.
Der Körper wied eingefroren und bestimmte naniten übernehmen die REparatur und Versorgung der Zellen, sodass das Gehirn noch funktioniert. Befehle usw.. werden dann direkt ausgelesen.

Das ist nicht schlecht, auch wenn ziemlich weit hergeholt. (Gut, auch nicht schlimmer als die berüchtigte Massereduktion, und dieser sicherlich vorzuziehen).
Ich evaluiere momentan noch folgende Methoden:
* G-Anzüge nach Art der Libelle (http://de.wikipedia.org/wiki/Libelle_(Anzug)). Mit heutiger Technologie scheinen damit Beschleunigungen von ca. 12g schon problemlos ausgleichbar. Vielleicht geht noch mehr, aber jetzt ist erstmal die Flugzeugtechnik an ihren Grenzen. Durch einen relativ einfachen Anzug mit 1 Liter Flüssigkeit ist jetzt nicht mehr der Mensch das schwächste Glied, sondern die Maschine.
* für Piloten extrem leistungsstarker Maschinen zusätzlich: Cyberware. Direkt im Körper werden Flüssigkeitspolster zum Druckausgleich eingesetzt, evtl. Gefäße und Nervenbahnen verstärkt, etc, um in Kombination mit den G-Anzügen Beschleunigungen von 30g wegstecken zu können. Dies kommt natürlich, schon aus Kostengründen, nur für Piloten hochgezüchteter Militärmaschinen in Frage. Unobtainium, sicherlich, aber immer noch besser als Handwavium.

Auf jeden Fall bin ich zuversichtlich, ohne diese bescheuerte Massereduktion auszukommen. ^^

So, schon wieder halb vier; Rest bearbeite ich morgen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.02.2008 | 16:32
So, Doppelpost, weil der andere eh schon so lang ist.

Noch ein paar Gedanken zum Thema kinetischer Impakt und Schutz:

* der Schutz vor Mikrometeoriten muss die Nummer Eins Priorität bei jedem Sternenschiff sein, zivil oder militärisch. Heutzutage macht man das effektiv mit "Whipple Shields", die auch funzen, aber heutige Raumfahrzeuge haben ja auch maximal ein paar km/s drauf.
* ein Whipple Shield sieht so aus, dass eine relativ dünne Panzerplatte in einigem Abstand (10-20cm) _vor_ der eigentlichen Hülle montiert ist. Dazwischen ist Vakuum oder ein Füllmaterial wie Kevlar (so wie man sich früher Seide unter den Helm gestopft hat). Der Mikrometeorit (MM) durschlägt die Platte, gibt dabei aber schon soviel Energie ab, dass er die eigentliche Hülle nicht mehr beschädigen kann. Wie gesagt wird das bei >1000km/s nicht mehr so einfach funktionieren.
* Die keilförmige Frontpanzerung ist ein Konzept, allerdings nicht 100% narrensicher, da die Nase eines Schiffes ja nicht unbedingt in Flugrichtung zeigt. Dabei ist der 180°-Flip zum Abbremsen noch das geringste Problem, da hier etwaige MM zuverlässig im Abgasstrahl verdampft werden. Aber wenn z.B. die Flugrichtung bei hoher Geschwindigkeit geändert werden muss, kann die Nase längere Zeit nicht in die aktuelle Flugrichtung zeigen (außer, das Haupttriebwerk ist voll schwenkbar montiert).
* Eine weitere Möglichkeit wäre evtl. Reaktivpanzerung, also kleine Plättchen, die sich dem Impaktor entgegensprengen und so die Energie (bezogen auf die Hülle) gegenseitig aufheben. Wird halt auch nicht ganz billig sein, und außerdem gegen Waffen wie Laser ineffektiv, ebenso wie gegen tausende von Railgun-Kugeln.

* tatsächlich ist mir heute der Gedanke gekommen, dass genau diese MMs eine Rationalisierung für die begrenzte Höchstgeschwindigkeit darstellen könnte, die man in den meisten Computerspielen hat: ein Schiff kann aufgrund seiner Panzerung etc. einer Kollision bis zu der und der Geschwindigkeit widerstehen - ab da wird abgeregelt (das beruht aber auf der Annahme, dass MMs in einem stabilen Orbit um die Sonne stehen, und man ferner ihre Bahn immer im 90°-Winkel kreuzt). Außerdem würde dieser Gedanke dazu führen, dass fette Pötte schneller werden können als kleine Flitzer, was unintuitiv ist.

Die effektive Zusammenstellung diverser Schutzmaßnahmen könnte z.B. so aussehen:

* Sensoren + PD-Laser + EM-Feld zur Verdampfung/Ionisierung und Ableitung größerer Brocken;

* Reaktivpanzerung als äußerste Hüllenschicht, montiert auf einer Whipple-Schildplatte aus hochfestem Material. Die Reaktivsegmente sollten dabei möglichst klein (wenige cm²) sein.
* Füllmaterial mit ballistischer Schutzwirkung, eine Art Super-Kevlar
* Panzerhülle aus Thermo-Supraleiter (aufgenommene Energie muss in dem Fall an Radiatoren weitergeleitet werden)
* Karbonpanzerung, falls z.B. Laser die äußeren Schichten durchdringen
* Strahlungsschutz (wer will schon von Gammastrahlen oder thermischen Neutronen gegrillt werden?)
* Innenhülle (evtl. mit selbstaktivierendem Dichtungsschaum als letzter Notbehelf)

Über die Reihenfolge, in der die Schichten am besten angeordnet werden, kann man diskutieren. Z.B. wäre es für die Abwehr von Lasern am günstigsten, die supraleitende Schicht zuoberst zu legen (=Energie kann sofort an Ort und Stelle abgestrahlt werden), aber dann ist es eben Essig mit der Reaktivpanzerung. Auch schließen sich einige mögliche Abwehrmechanismen gegenseitig aus, z.B. wahrscheinlich Laserreflektor und Reaktivpanzerung (außer man schafft es, die Reaktivplatten mit einer solchen Schicht zu bedampfen).

Im All können die Raumschiffe ja immer noch zwischen einer Reisekonfiguration und einer im Orbit umstellen.

Das ist nicht schlecht. Allerdings werden wohl gerade während der Beschleunigungsphase die Radiatoren benötigt, wenn der Multi-Terawatt-Reaktor nicht gerade mit 100% Effizienz arbeitet (was dem 2. HS der Thermodynamik widerspräche). Schon bei 1% Ineffizienz müssen wir mit dutzenden Gigawatt Abwärme fertigwerden. Da ist die beste Heatsink in wenigen Minuten voll.

Zitat
ansonsten kan es durchaus Schiffe mit zwei oder mehr Antrieben geben, die nicht dicht neben einander liegen.
so könnten sie drehbar, seitlich am Schiff befestiggt sein,

Grundsätzlich eine schöne Idee, die cooles Design ermöglicht, allerdings erinnere ich mich an die ersten Seiten des Threads, wo zu bedenken gegeben wurde, dass dann entsprechende Kräfte auf die Verbindungen zum Rumpf wirken. Wenn das materialtechnisch machbar ist, wäre es natürlich genial, den Hauptantrieb in z.B. 4 voll schwenkbare Triebwerken an Auslegern vom Rumpf zu befestigen. Super Wendigkeit. Aber wie gesagt, ob das so clever ist, wenn z.B. 5 Meganewton an einer meterbreiten Strebe zerren?

Momentan tendiere ich deswegen dazu, einen Hauptantrieb (mit viel Schub) fest und zentral im Rumpf einzubauen (evtl. mit schwenkbarer Schubdüse), und an die besagten Ausleger Hilfstriebwerke mit jeweils deutlich geringerem Schub zu montieren, die in alle Richtungen schwenken können (also vorne, hinten, oben, unten, seitlich).
Hinzu kommt noch eine Vielzahl reiner Manövrierjets, die fest installiert sind aber in alle möglichen Richtungen zeigen, um möglichst schnell auf der Stelle drehen zu können.

Nebenbei wäre es wohl clever, wenn im Schiff alle Crew Facilities immer so mitschwenken können, dass die Beschleunigung möglichst günstig (=wenig ungünstig) auf die Crew wirkt.

Zur planetaren Landung wird dann der Hauptantrieb abgeschaltet, und die Hilfstriebwerke nach unten geschwenkt: voilà, ein Belly Lander (ähnlich wie deine Raum-Uboote). Für den atmosphärischen Flug/Start/Landung wird außerdem harmloser Wasserstoff statt Quecksilber verfeuert, und die Leistung so weit begrenzt, dass das Landegebiet nicht in einen See brodelnder Lava verwandelt wird.

Der Gesamtschub könnte sich z.B. wie folgt berechnen: 12MN Haupttriebwerk + 4 Hilfstriebwerke à 2MN = max. 20MN Hauptschub, 8MN Retroschub (bei einem Schiff von 150-250 Tonnen).

Ferner tendiere ich jetzt dazu, die Beschleunigung für "normale" schnelle Schiffe auf Werte zu begrenzen, denen mit hochoptimierten G-Anzügen und ähnlichen Maßnahmen (wie mitschwenkende Couchen etc.) widerstanden werden kann. Also sagen wir 12-15G (statt vorher >20). Mit Cybertechnologie/Bionik können dann superschnelle Schiffe bis zu sagen wir 20G (statt 30) betrieben werden. Dadurch würden planetare Reisen zwar etwas länger dauern, aber wären immer noch im Rahmen (zumal man dann eben die Jumppoints etwas näher an die Planeten legen kann und fertig), und man kommt ohne Verrenkungen wie Massereduktion oder Stasisfelder aus. Dafür muss der aktive Raumfahrer aber auch körperlich super durchtrainiert sein, mindestens wie heutige Kampfpiloten oder Astronauten.

Zitat
Wie wäre es, die Shciffe von alten Künstlern verzieren zu lassen:

Ziemlich niedlich, dürfte aber wohl den Eintritt in irgendeine Atmosphäre nicht überstehen. ^^ Die Außenhülle muss ja für diesen Zweck hitzeresistent bis einige tausend Kelvin sein.

@TW,
Zitat
In dem Moment wo etwas immer nur super toll ist, gehen die Alermglocken an und man fängt an zu hinterfragen wo der gedankliche Fehler liegt.

Jopp, da stimme ich dir absolut zu.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Tequila am 5.02.2008 | 17:00
Betreffs der Bemalung der Schiffe



Ziemlich niedlich, dürfte aber wohl den Eintritt in irgendeine Atmosphäre nicht überstehen. ^^ Die Außenhülle muss ja für diesen Zweck hitzeresistent bis einige tausend Kelvin sein.



Spricht was dagegen, das die größeren Schiffe gar nicht mehr für Planetenlandungen geeignet sind?

Alles, was über eine Landungsfähre hinausgeht, ist halt nicht mehr fähig, in Atmosphäre zu manövrieren.

Das würde meines Erachtens nach, viele Probleme elegant umschiffen.

Auch Jäger etc. können nur im luftleeren Raum agieren. 
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.02.2008 | 19:28
@TW: okay, ich werde eine Liste offline zusammenstellen und dann hier posten. ^^

@Alex:
Spricht was dagegen, das die größeren Schiffe gar nicht mehr für Planetenlandungen geeignet sind?
Alles, was über eine Landungsfähre hinausgeht, ist halt nicht mehr fähig, in Atmosphäre zu manövrieren.

Obwohl das sicherlich die plausibelste Lösung ist, sprechen da rein storytechnische Gründe dagegen. Auch in Space Opera findet die Handlung sehr oft auf Planeten statt. Durch den strikt ökonomischen (und logischen) Ansatz, planetar-orbitalen und interplanetaren/interstellaren Verkehr zu trennen, hält man effektiv die Protagonisten von den interessantesten Bühnen fern. Zumindest verkompliziert dieses Vorgehen die Sache für die Protagonisten (vulgo Spieler), wenn sie ihr Schiff erst bei einer Orbitalstation andocken müssen, dann beschließen, dass sie unbedingt Landgang auf dem Planeten haben wollen, und dazu Plätze auf einem Shuttle buchen, runterfliegen, und dann für den Rückflug erst warten müssen, bis wieder Plätze auf einem Shuttle frei sind (und wehe, wenn sie schnell abhauen müssen). Uncool.

Es kommt also drauf an, welche Art Schiff auf Planeten landen kann. Die ganz dicken Pötte (Kriegsschiffe) müssen dazu sicher nicht in der Lage sein. Bei kleinen Jägern könnte man auch aus ökonomischen Gründen darauf verzichten, aber dann stell dir mal vor, dass dein Feind atmosphärentaugliche Angriffsschiffe hat und du nicht - da muss er es nur bis in die Atmosphäre schaffen und schon kannst du ihn nicht mehr verfolgen, während er in aller Ruhe deine Städte in Schutt und Asche legt. Darum denke ich, dass der typische Raumjäger aus taktischen Gründen absolut atmosphärentauglich sein muss.

Die Saturn V hatte 3000 Tonnen Startmasse und einen Schub von 35MN (Startstufe). Das Space Shuttle hat (komplett) 2000 Tonnen und insgesamt 30MN Startschub. Es ist also nicht so, dass so schwere Vehikel per se ungeeignet für planetare Starts wären (und dabei bestehen die zu 90% aus Treibstoff).
Langer Rede kurzer Sinn, ich denke dass Schiffe bis zu dieser Größenordnung durchaus auch zu planetaren Landungen in der Lage sein können. Die Triebwerke werden dafür eben entsprechend gedrosselt und gut ist. Die Hitzeresistenz wird ja mit zukünftiger Tech nicht so das Problem sein (siehe Thermosupraleiter).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Pyromancer am 5.02.2008 | 19:40
@Alex:
Obwohl das sicherlich die plausibelste Lösung ist, sprechen da rein storytechnische Gründe dagegen. Auch in Space Opera findet die Handlung sehr oft auf Planeten statt. Durch den strikt ökonomischen (und logischen) Ansatz, planetar-orbitalen und interplanetaren/interstellaren Verkehr zu trennen, hält man effektiv die Protagonisten von den interessantesten Bühnen fern. Zumindest verkompliziert dieses Vorgehen die Sache für die Protagonisten (vulgo Spieler), wenn sie ihr Schiff erst bei einer Orbitalstation andocken müssen, dann beschließen, dass sie unbedingt Landgang auf dem Planeten haben wollen, und dazu Plätze auf einem Shuttle buchen, runterfliegen, und dann für den Rückflug erst warten müssen, bis wieder Plätze auf einem Shuttle frei sind (und wehe, wenn sie schnell abhauen müssen). Uncool.

Was spricht gegen kleine, atmosphärentaugliche Beiboote?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.02.2008 | 19:48
Haben die ihren eigenen Miniaturfusionsreaktor an Bord, dazu ein Triebwerk von mindestens 15kN/t (könnte ja auch Kolonien auf 1,5G-Planeten geben)? Was hätte dann so ein Beiboot für eine Gesamtmasse, und wieviel Volumen nimmt es ein? Muss ja dann immerhin die ganze Zeit mit rumgeschleppt werden, und ist für die meiste Zeit nur Ballast. Und kostet alles Geld.

Gut, bei Pötten über 1000 Tonnen ist vielleicht eine Pinasse machbar, aber durchschnittliche Schiffe von 1-500 Tonnen haben einfach nicht die Kapazität für sowas.
Große Schiffe über sagen wir 3000 Tonnen werden auf Beiboote angewiesen sein, aber die kleineren Schiffe werden entweder den Platz einfach nicht entbehren können oder wollen (100 Kubikmeter für das Beiboot sind 100 Kubikmeter weniger Frachtraum).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Pyromancer am 5.02.2008 | 20:42
Haben die ihren eigenen Miniaturfusionsreaktor an Bord, dazu ein Triebwerk von mindestens 15kN/t (könnte ja auch Kolonien auf 1,5G-Planeten geben)?

Der Fusionsreaktor fungiert im "Normalbetrieb" als Notstrom-/Zusatz-Aggreggat, und das Triebwerk an sich ist ja nicht so schwer.
Außerdem hat man so auch gleich ein Rettungsboot dabei.

Zitat
Was hätte dann so ein Beiboot für eine Gesamtmasse, und wieviel Volumen nimmt es ein?

Ich schätze mal zwischen 20 und 100t, je nach dem, wie groß das Beiboot sein soll und wie deine übrige Technik aussieht. Ich weiß ja nicht, wie klein deine Fusionsreaktoren werden.

Zitat
Muss ja dann immerhin die ganze Zeit mit rumgeschleppt werden, und ist für die meiste Zeit nur Ballast. Und kostet alles Geld.

Und es kostet, immer den ganzen Klumbatsch mit FTL-Antrieben, riesigem Meteoriten-Abwehrsystem, Panzerung... etc. erst den Gravitationsschacht runterzuschmeissen und hinterher für teuer Geld wieder hochzuholen.

Zitat
Gut, bei Pötten über 1000 Tonnen ist vielleicht eine Pinasse machbar, aber durchschnittliche Schiffe von 1-500 Tonnen haben einfach nicht die Kapazität für sowas.
Große Schiffe über sagen wir 3000 Tonnen werden auf Beiboote angewiesen sein, aber die kleineren Schiffe werden entweder den Platz einfach nicht entbehren können oder wollen (100 Kubikmeter für das Beiboot sind 100 Kubikmeter weniger Frachtraum).

Ich würde das Beiboot ja außen an die Hülle kleben. Dann kann man sogar das Beiboot-Triebwerk noch für Zusatz-Schub einsetzen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.02.2008 | 21:02
Der Fusionsreaktor fungiert im "Normalbetrieb" als Notstrom-/Zusatz-Aggreggat, und das Triebwerk an sich ist ja nicht so schwer.


Das ist evtl. ne Idee. Irgendeine Art Hilfsenergie braucht man sowieso. Aber falls man komplett "kalt" starten will, braucht man noch eine Hilfs-Hilfs-Energie, z.B. womöglich einen kleinen Fissionsreaktor (Ih wie schmutzig), mit dem man die Fusion initiieren kann.

Zitat
Ich schätze mal zwischen 20 und 100t, je nach dem, wie groß das Beiboot sein soll und wie deine übrige Technik aussieht. Ich weiß ja nicht, wie klein deine Fusionsreaktoren werden.

Ich denke mal, ein Mini-Fusionsreaktor dürfte alleine schon auf 1-2 Tonnen oder mehr kommen. Selbst ein 20t-Beiboot ist erst ab einer Trägerschiffmasse von mindestens 600 Tonnen denkbar. Habe übrigens vorhin schonmal ein paar überschlägige Kopfrechnungen angestellt und festgestellt, dass allein der hohle Rumpf schon ekelhaft massiv werden wird.

Zitat
Und es kostet, immer den ganzen Klumbatsch mit FTL-Antrieben, riesigem Meteoriten-Abwehrsystem, Panzerung... etc. erst den Gravitationsschacht runterzuschmeissen und hinterher für teuer Geld wieder hochzuholen.

Was soll denn daran so teuer sein? Bei den hier diskutierten Technologien braucht man da höchstens eine Tonne Treibstoff, den man (der Gedanke ist mir gerade gekommen) womöglich auch noch direkt aus der Atmosphäre schöpfen kann. Sonst geht ja nichts verloren. Wir sind ja nicht mehr im finsteren Orbitalzeitalter, in dem man die zwanzigfache Trockenmasse an Treibstoff verfeuern und dabei 95% der Hülle abwerfen muss, nur um in die Erdumlaufbahn zu kommen. ;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 6.02.2008 | 00:27
Ich bezweifele gerade das ein Ionentriebwerk für die von dir gewünschten Beschleunigungen möglich ist.
http://www.projectrho.com/rocket/rocket3c2.html#ion
Und mit einem Ionentriebwerk kann man auch nicht dem Gravitationsschacht der Erde entkommen, der Schub reicht nicht aus um die Masse des Triebwerkes auf 1g zu beschleunigen.
Du kannst dir also vorstellen wie langsam eines deiner Schlachtschiffe beschleunigt.
Mal abgesehen davon das Ionentriebwerke nicht innerhalb einer Atmosphäre funktionieren. Du bräuchtest also noch ein weiteres Triebwerk für die Atmosphäre.

Auch deinen Massezerstrahlungsreaktor würde ich einmal genauer unter die Lupe nehmen. Wie macht er die Energie nutzbar? Davon hängt schließlich auch zu einem Großteil seine Effektivität ab.
Und denk daran das du die überschüssige Energie ja auch noch abstrahlen musst, das heißt du brauchst gigantische Radiatoren.
Ein weiteres Problem das ich bei deinem Zerstrahlungsreaktor sehe ist das wenn man annimmt das die Zerstrahlung ähnlich wie die der Antimateriereaktoren abläuft, diese eine gefährliche Menge an Gamma Strahlung produzieren. Das ist natürlich ebenfalls Energie die du nicht nutzen kannst. Was bedeutet das du zwischen Antrieb und Crew ein ziemlich solides Schattenschild brauchst.

Laser scheinen außerdem noch eine maximale theoretische Effizienz von 65 % zu haben.(Zumindest gibt Rho diese an.) Wobei ich mich gerade frage ob das auch für den Photonenantrieb gilt. Wenn ja, dann kannst du eigentlich den Antrieb in dieser Größenordnung vergessen weil du die Energie nicht los wirst. Hier ist auch noch ein Wikipedia Artikel zum Photonenantrieb: http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_photonic_rocket (http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_photonic_rocket)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 6.02.2008 | 00:30
Hier jetzt mal wie gewünscht, der komplette aktuelle Stand der Dinge (wenn ich nichts vergessen habe, sonst editiere ich es rein).
Ich habe mir hierfür vieles von dem zu Herzen genommen, was auf Project Rho zu lesen ist -- nochmal danke fürs posten dieses Links.

Schlüsseltechnologien: elektrische und thermische Supraleiter.
Elektrische Supraleiter können Strom quasi widerstandsfrei transportieren, sodass in den elektrischen Systemen so gut wie keine Abwärme entsteht. Thermische Supraleiter leiten thermische Energie extrem gut, wodurch diese großflächig verteilt werden kann (Radiatorprinzip). Radiatoren können enorme Energiemengen ins Vakuum abstrahlen.


Energieerzeugung: effizienter Massendefekt.
Mögliche Prinzipien (evtl. parallel angewandt):
A.) Fusion von Wasserstoff (Unobtainium). Kompakte Reaktoren, aber relativ große Treibstofftanks. Energieausbeute 720TJ/kg (0,72exp15)

B.) Zerstrahlung von dichter Materie (z.B. Quecksilber) mittels Schwarzem Mini-Loch. Energieausbeute 90exp15J/kg. Vorteil: minimaler Brennstoffverbrauch (wenige mg/s). [Nachteil: weit hergeholt]
Funktionsweise: "Gammabremse" oder "Gammaturbine", die die Gammaquanten einfängt ihnen Energie entzieht (die in elektrische Energie umgewandelt wird) und dadurch auf geringere, ungfährlichere Frequenzen bringt. In mehrstufiger Sequenz wird den entstandenen Quanten nacheinander die Energie entzogen und in elektrische Energie umgewandelt, ähnlich wie Dampf in einer Turbine. Wirkungsgrad muss nahe 100% liegen.

Zur Verfügung gestellte Leistung in beiden Fällen: mehrere Terawatt (je nach Schiffsmasse).


STL-Antrieb: Schwere Ionentriebwerke mit mehreren Beschleunigungsstufen
Ausstoß von (im Regelfall) Hg-Ionen mit bis zu 100.000km/s (*), Schub von mehreren MN bei geringem Verbrauch.
Variable Ausströmgeschwindigkeiten für variablen Schub/Energieausstoß, wichtig für atmosphärischen Verkehr.
So gut wie jedes Element kann als Stützgas verwendet werden; für atmosphärischen Flug z.B. Wasserstoff, eventuell sogar die Atmosphäre selbst (z.B. Stickstoff-Sauerstoffgemisch), wenn entsprechende Einlassschächte am Schiff vorhanden sind.

Für interplanetaren Flug wird Quecksilber bevorzugt, da es bei hoher Dichte (14g/cm³) niedrige Schmelz- und Siedepunkte aufweist. Es lässt sich also in kleinen Tanks viel Treibstoff speichern, und mit relativ geringem Energieaufwand in dosierbare Aggregatszustände bringen (Dampf, Plasma). Da Quecksilber jedoch sehr giftig ist, darf es im atmosphärischen Betrieb nicht eingesetzt werden. (Failsafes hardwired)


FTL-Antrieb: "Jumpdrive" ähnlich dem Alderson-Drive (reines Handwavium)
* Interstellare Reisen finden über Jumppoints zwischen benachbarten Systemen statt.
* Energieaufwand proportional zur Schiffsmasse und der zu überbrückenden Entfernung (wäre ja noch schöner). Durchschnittliche Sprungweite: 10LY. Sprungdauer noch zu definieren.
* ENDpunkt eines Sprungs ist immer an einem Jumppoint (diese werden in besiedelten Systemen logischerweise immer militärisch geschützt)
# STARTpunkt eines Sprung könnte (unentschieden) entweder an ebendiese JPs gebunden sein (Alderson), oder aber beliebig (Frontier), sofern genügend Abstand zur nächsten Schwerkraftquelle gegeben ist. (Unterschiedliche taktische Auswirkungen)
* Kein FTL-Funk. Es muss sich schon jemand in ein Schiff setzen und die Nachricht überbringen.
* KEINE wie auch immer geartete Interaktion mit Schiffen während des Sprungs!


Schiffsdesign et al:
* Aufteilung des Antriebes (meistens) in einen rumpfmontierten Hauptmotor und mehrere (je nach Schiffsgröße) Hilfsmotoren, die an Auslegern schwenkbar befestigt sind. Stärke der Hilfsmotoren begrenzt durch Materialstärke der Ausleger. Zusätzliche Manövriertriebwerke zur schnellen Ausrichtung der Schiffslage.
* Für planetare Landungen werden ausschließlich die Hilfsmotoren nach unten geschwenkt und gedrosselt eingesetzt -> Schiffe landen "auf dem Bauch".
* Maximale Beschleunigung je nach Schiffsgröße, z.B. 1-3G (Großkampfschiff), 6-8G (mittlerer Frachter), 12-15G (schwerer Jäger, Kundschafter), bis über 20G (Abfangjäger, nur von bionisch/kybernetisch modifizierten Piloten steuerbar).
* Kompensation durch Anti-G-Anzüge und automatisch gesteuerte G-couchen;
* kybernetische Modifikationen unterschiedlicher Art (z.B. verbesserte Flüssigkeitspolsterung des Hirns, Muskelverstärkungen, Neuralinterface zur direkten Steuerung [Rigging]).


Schutzmaßnahmen:
Kombination verschiedener Technologien zur Abdeckung eines möglichst breiten Bedrohungsspektrums. Evtl. muss ein Schiff zugunsten einer Technologie auf eine andere verzichten.

* Konventionelle Panzerung: z.B. Titanlegierung, Effektmaximierung durch schräge Flächen.
* Whipple Shielding zum Schutz vor Mikrometeoriten
* Hochreflektive Beschichtung: kann unter Umständen Laserstrahlen spiegeln.
* Reaktivpanzerung: hochexplosive gerichtete Ladungen, die auftreffende kinetische Impaktoren wegschleudern
* Elektromagnetisches Feld: lenkt geladene Teilchen ab.
* Neutronen- und Gammastrahlenschutz: Schicht der Schiffshülle zum Schutz vor ungeladener Strahlung/Teilchen
* Karbonpanzerung: kostengünstiger Laserschutz, mit einer Verdampfungsenergie von 40MJ/kg.
* Thermosupraleitende Panzerung (Miltech): punktuell einwirkende Thermalenergie wird augenblicklich großflächig verteilt und wieder ins All abgestraht.
* Abwehrlasersystem: anfliegende materielle Objekte werden von Sensoren erfasst und von computergesteuerten Lasergeschützen beschossen. Je nach Art des Objektes soll dieses dadurch abgelenkt, zersplittert oder verdampft und dabei ionisiert werden. Ionisierte Kleinstteilchen werden wiederum vom EM-Feld abgelenkt.


Waffensysteme:
* Laser: hauptsächlich kleinere Ausführungen als Point-Defense Systeme zur Abwehr von Raketen und Impaktoren.
Große Laser, die auch auf weite Distanzen zielgenau und potent sein sollen, benötigen sehr große Linsen, die

ihrerseits leichte Ziele für den Gegner sind. Verschiedene Gegenmaßnahmen (s.o.)
* Massebeschleuniger: Rail- oder Coilguns variabler Größe, die massive (d.h. nicht explosive) Projektile mit möglichst hoher Geschwindigkeit auf das Ziel schleudern. Relativ geringe Reichweite; im Einzelschuss wenig effektiv, bei Schnellfeuer aber hochgefährlich ("Sandstrahler").
* Teilchenstrahlgeschütz: hohes Schadenspotential (u.a. durch Bremsstrahlung), aber hohe Diffusion durch Ladungsabstoßung im Strahl, daher geringe Reichweite, effektive Abwehr durch EM-Felder.
* Raketen: größtmögliches Schadenspotential, aber anfällig gegen Abwehrlaser.


Schiffstypen: (das ist jetzt noch nicht in Stein gemeißelt, nur eine Gedankensammlung über Nischen)

* Abfangjäger (Interceptor): extrem hohe Beschleunigung (Cyber-Pilot), kann quasi jedes andere Schiff einholen (außer gleichartige Jäger); schwer zu treffen, aber relativ schwache Bewaffnung. Effektiv gegen: Angriffsjäger, Subsysteme großer Schiffe ("Laserkiller"), aber sehr hoher Skill erforderlich. Besatzung 1, geringe Autonomie (wenige Stunden, kein Jumpdrive)
* Angriffsjäger (Assault): hohe Beschleunigung, für die Größe schwere Bewaffnung, wird gegen langsame oder stationäre Ziele eingesetzt ("Jagdbomber"). Besatzung 1-2, niedrige Autonomie (ca 1 Tag, selten sprungfähig)
* Kundschafter (Scout): ähnlich dem schweren Jäger, starke Beschleunigung, leichtere Bewaffnung, kleine Frachtkapazität, Besatzung 2-4, gute Autonomie (mehrere Wochen, sprungfähig)

* Frachter/Transporter: kommt in verschiedenen Größen, mittlere Beschleunigung, variable Bewaffnung (generell eher leicht), entsprechende Frachtkapazität, Besatzung 2-10, zivile und militärische Rollen, gute Autonomie
* "Bomber": mittelgroßes Kampfschiff ähnlich Angriffsjäger, aber schwerere Bewaffnung und bessere Autonomie (sprungfähig); Besatzung 2.

Großkampfschiffe / Capital Ships
* Man-o-War [noch kein deutscher Name eingefallen]: kleinstes Großkampfschiff, entschieden offensive Auslegung (Interdiction/Strike), starke Bewaffnung, relativ gute Beschleunigung, Besatzung ca. 30, gute Autonomie
[Anm.: der Man-o-War wäre mein U-Boot gewesen, wenn es ordentlichen Stealth gäbe. :( ]
* Eskortfregatte: mittleres Großkampfschiff, eher defensive Auslegung, v.a. Point Defense, mittlere Beschleunigung, Besatzung ca. 60(?), Eskorte v.a. für Frachtschiffe, Sektorverteidigung, gute Autonomie
* Angriffsfregatte (Assault Frigate): mittleres Großkampfschiff, offensive Auslegung, mittlere Beschleunigung, starke Bewaffnung, allgemein kampfstark, aber kein Jägerkontingent. Besatzung ca. 60-90, sehr gute Autonomie
* Schlachtkreuzer/Dreadnought/whatever: großes GKS, schwache Beschleunigung, vielseitig starke Bewaffnung, hohe
Kampfstärke, Trägerfunktion, Besatzung 300+, sehr gute Autonomie

[Man beachte, dass es hier keine "Zerstörer" gibt, da deren klassische Rolle der Kampf gegen U-Boote ist, und... erraten, die gibt es nicht.]
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 6.02.2008 | 01:21
Ich bezweifele gerade das ein Ionentriebwerk für die von dir gewünschten Beschleunigungen möglich ist.
http://www.projectrho.com/rocket/rocket3c2.html#ion
Und mit einem Ionentriebwerk kann man auch nicht dem Gravitationsschacht der Erde entkommen, der Schub reicht nicht aus um die Masse des Triebwerkes auf 1g zu beschleunigen.

Klar, mit unserer heutigen Technik erreichen Ionentriebwerke nur Schubwerte im Millinewton-Bereich. Die werden aber meistens solargetrieben, müssen also mit ein paar lausigen Watt auskommen, und haben für ihre gesamte Lebensdauer nur wenige kg Stützmasse (Nachtanken gibts nicht), welche sie bei der allerneusten Generation auf 200km/s beschleunigen. Dieser Wert wird durch eine zweite Stufe erreicht, wodurch man das im Link genannte Problem der maximalen Gitterspannung eiskalt umschifft. Bisherige Ionenantriebe schaffen nur knapp 60km/s.

In dieser SF gehe ich großzügig davon aus, dass wir mit der verfügbaren Leistung im TW-Bereich und fortgeschrittenen Technologie (noch mehr Stufen etc.) die Stützmasse auf bis zu 0.3c beschleunigen können, was den Schub um den Faktor 5000 erhöht (denn Schub = kg*m/s/s).
Du sagst im wesentlichen, mit einem Teekessel kann man keinen Zug antreiben. Kann man aber wohl, wenn man nur in einem ausreichend großen Teekessel mit ner Menge Feuer ordentlich Dampf macht.

Ich will mich ja nicht krampfhaft in den Ionenantrieb verbeißen, aber ich brauche eben einen Antrieb, der die vorgenannten Anforderungen erfüllt:
1. Hoher Schub für Beschleunigungen von 1-20G
2. Geringer Treibstoffbedarf (Ratio äußerstenfalls 1:5, besser 1:10 oder niedriger, für mehrwöchigen Betrieb)
3. nicht unausweichlich eine planetenschmelzende Massenvernichtungswaffe

Zitat
Mal abgesehen davon das Ionentriebwerke nicht innerhalb einer Atmosphäre funktionieren. Du bräuchtest also noch ein weiteres Triebwerk für die Atmosphäre.

Das habe ich auch schon gelesen, nur bis heute keine Erklärung gefunden, WARUM sie nicht in einer Atmosphäre funktionieren sollen. Falls es ein grundsätzliches physikalisches Problem ist, hast du recht, und man braucht einen Sekundärantrieb. Falls es aber nur ein Problem der Größenordnung ist, und auf die heute erreichbare Mickymausleistung bezogen ist, kann ein fettes Ionentriebwerk auch in der Atmosphäre funktionieren.

Zitat
Auch deinen Massezerstrahlungsreaktor würde ich einmal genauer unter die Lupe nehmen. Wie macht er die Energie nutzbar?

So, dazu habe ich zeitgleich etwas gepostet. =) Ist natürlich ganz viel "Device" dabei, also Handwavium mit ein paar fadenscheinigen Erklärungen ("Gammaturbine"). Ich will damit nur vermeiden, dass die Schiffe zu 90% aus Tanks bestehen (Gasfeuerzeug in Space). Wenn es sich einrichten lässt, dass ein Raumschiff mit Fusionsantrieb für wochenlangen Betrieb nur maximal 10-20% seiner Masse an Treibstoff mitführen muss (dabei auch das Stützgas für die Triebwerke bedenken), dann würde ich das auch nehmen. Ich hab allerdings in den letzten Tagen soviel zu allem möglichen gelesen und berechnet, dass ich für genau diese Berechnung keine Zeit hatte. ;)

Zitat
Laser scheinen außerdem noch eine maximale theoretische Effizienz von 65 % zu haben.

Das ist auch ein interessanter Punkt und ich bin froh, dass du ihn ansprichst (dort steht aber auch, dass das Designziel bei 80% liegt), da die schlechte Effizienz hilft, Laser zu balancen. Nun ist aber die dort unbeantwortete Frage wieder mal, ob die "chronisch" schlechte Effizienz unumstößliche physikalische Gründe hat, oder nur durch unsere minderwertige Technologie bedingt ist. Würden z.B. Supraleiter, die ich für dieses Setting als Vorhanden betrachte, die Lasereffizienz womöglich drastisch steigern? Oder hat das mit dem zugeführten Strom überhaupt nichts zu tun?

Weitere Laserbetrachtungen:
Außerdem scheint die Effizienz (im System) auch von der Wellenlänge abzuhängen. Je größer die Wellenlänge, also je niedriger die Frequenz, desto höher die Effizienz, also desto weniger Abwärme wird produziert. Der genannte 65%-Laser arbeitet im Infrarotbereich. Hochfrequente Röntgenlaser hingegen kommen wohl nur auf lausige 20%. Aber ich finde bislang keine Begründung, woran das liegt.

Umgekehrt ist es aber auch so, dass ein kurzwelliger Laser den Strahl wesentlich besser bündelt als ein langwelliger (das kann ich wiederum nachvollziehen). Laut Rho hängt die Streuung von Entfernung, Linsengröße und Wellenlänge ab:
- je größer die Entfernung, desto größer die Streuung;
- je größer die Linse, desto geringer die Streuuung (naja, wenn's da steht, wird's schon stimmen);
- je höher die Frequenz, desto geringer die Streuung

sodaß auf die berühmte Entfernung von 1 Lichtsekunde ein Röntgenlaser eine Fläche von wenigen cm² beleuchtet, während ein Infrarotlaser mit gleich großer Linse schon auf mehrere Quadratmeter streut. Entsprechend geringer ist die Energiedichte pro cm².
Der Schiffswaffenkonstrukteur steht nun vor einem Dilemma:
- wählt er eine hohe Frequenz, ist der Laser zielgenau und brennt ein ordentliches Loch, ist aber nach wenigen Schüssen überhitzt,
- wählt er eine niedrige Frequenz, kann der Laser öfter feuern, streut aber stark, und hat deswegen eine stark eingeschränkte Reichweite,
- und für riesige Linsen braucht er ein riesiges Schiff, außerdem bieten diese Riesenlinsen den Gegnern hervorragende Ziele.

Entsprechend werden wohl Point Defense Laser eher langwellig sein, um öfter feuern zu können, und kurzwellige Laser für wenige gezielte Schüsse auf größere Reichweiten eingesetzt.

Vom Photonenantrieb habe ich mich übrigens schon längst verabschiedet, weil das nach Jon's Law und der Kzinti Lesson im Prinzip ein gewaltiger Laser wäre, und man den nie und nimmer in nichtstaatliche Hände gelangen lassen würde.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 6.02.2008 | 01:55
Du solltest mir nicht danken für den Link, du wirst mich sowieso irgendwann dafür verfluchen ihn gepostet zu haben.

Zum Ionenantrieb:
Zitat von: Rho
If you are interested in the technical details about why ion drives are low thrust, read the next two paragraphs by Dr. John Schilling.

And it suffers from the same critical thrust-limiting problem as any other ion engine: since you are accelerating ions, the acceleration region is chock full of ions. Which means that it has a net space charge which repels any additional ions trying to get in until the ones already under acceleration manage to get out, thus choking the propellant flow through the thruster.

The upper limit on thrust is proportional to the cross-sectional area of the acceleration region and the square of the voltage gradient across the acceleration region, and even the most optimistic plausible values (i.e. voltage gradients just shy of causing vacuum arcs across the grids) do not allow for anything remotely resembling high thrust.
Es ist also kein Energieproblem sondern eine physikalische Grenze, daher habe ich dort auch den Link auf diesen Absatz reingestellt.
Zitat
Das habe ich auch schon gelesen, nur bis heute keine Erklärung gefunden, WARUM sie nicht in einer Atmosphäre funktionieren sollen. Falls es ein grundsätzliches physikalisches Problem ist, hast du recht, und man braucht einen Sekundärantrieb. Falls es aber nur ein Problem der Größenordnung ist, und auf die heute erreichbare Mickymausleistung bezogen ist, kann ein fettes Ionentriebwerk auch in der Atmosphäre funktionieren.
Es hört sich für mich nach einem physikalischen Problem an. Und wie gesagt, ist ein fettes Ionentriebwerk physikalisch nicht möglich. Dein Ionenantrieb ist im übrigen eine gigantische Partikelwaffe.

Dein Reaktor ist also pure Magie. Das solltest du erwähnen. Deine Effizienz hört sich allerdings sehr nach einem reinen Wunschwert an, plausibel ist sie auf alle Fälle nicht. Du solltest dir im übrigen überlegen ob man das selbe Prinzip nicht auch gegen Laser verwenden kann. Die währen dann ganz aus dem Rennen.
Du kannst hier übrigens einmal schauen wie groß ein Tröpfchen Radiator sein müsste um deine Restwärme weg zu bekommen.
http://www.5596.org/cgi-bin/dropletradiator.php (http://www.5596.org/cgi-bin/dropletradiator.php)

Wenn deine Schiffe Raumjäger transportieren können, können sich auch orbitale Shuttles mit nehmen.
Wie groß stellst du dir eigentlich deine Schiffe vor? Dann kann man auch besser über die Dimensionen reden.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 6.02.2008 | 03:00
Erstmal ganz wichtiger EDIT, weil ich grad Turning Wheel's Beitrag sehe:
1/3c ist die Ausströmgeschwindigkeit der Stützmasse, und keineswegs die gewünschte Geschwindigkeit der Schiffe selber. Vielleicht habe ich das nicht klar ausgedrückt, aber es sollte jedenfalls jetzt nachvollziehbar sein. Die Schiffsgeschwindigkeiten sollen sich bei ca. 10.000km/s, also etwa 3%C einpendeln (je nach Schub und Distanz auch mehr oder weniger). Rock on!

Zum Ionenantrieb:Es ist also kein Energieproblem sondern eine physikalische Grenze, daher habe ich dort auch den Link auf diesen Absatz reingestellt.Es hört sich für mich nach einem physikalischen Problem an. Und wie gesagt, ist ein fettes Ionentriebwerk physikalisch nicht möglich.

Nunja. Bis vor ein paar Monaten dachte man noch, 56km/s oder so sei das Maximum für Ionenantriebe. Schwupp, heute sind wir schon bei über 200km/s. Da liegt es nahe, dass man das noch weiter aufstocken kann. Klar ist ein Faktor von 5000 extrem heftig, aber die Alternative wären halt lahme Enten, mit denen man niemanden hinterm Ofen vorlocken könnte.

Ich lese auch gerade wieder die "Engine List" auf der Suche nach einem besser geeigneten Prinzip. Mal sehen, ob ich fündig werde. Im Übrigen berufe ich mich auf das
Zitat
If these figures result in disappointing rocket performance, in the name of science fiction you can tweak some of them and claim it was due to a technological advance.
=D

Zitat
Dein Ionenantrieb ist im übrigen eine gigantische Partikelwaffe.

Ist mir schon klar, aber da kann man ja von einer wesentlich schnelleren Streuung und dadurch geringeren Energiedichte und Reichweite ausgehen, als es bei einem Laser der Fall wäre.

Zitat
Dein Reaktor ist also pure Magie. Das solltest du erwähnen. Deine Effizienz hört sich allerdings sehr nach einem reinen Wunschwert an, plausibel ist sie auf alle Fälle nicht.

Natürlich ist das ein Wunschwert, weil ohne ihn das ganze System nicht funktionieren kann. [...]

So, weisste was? Ich wollte dir eben was vorrechnen, und es kam was ganz anderes raus, als ich erwartet (und bisher ausgerechnet) hatte. Es mag an der späten Stunde liegen, und vielleicht habe ich mich verrechnet (aber bei der Probe kam dasselbe raus). Vielleicht liegt es aber auch nur daran, dass ich jetzt mit etwas (!) niedrigeren Gs arbeite, jedenfalls komme ich jetzt auf _deutlich_ geringere Leistungen raus. Nämlich im Giga- statt Terawattbereich. Das macht natürlich einen gewaltigen Unterschied.

Beispiel: Schiff mit m = 200t, a=10G=100m/s² --> PAntrieb = 1GW.
(Die ganze Rechnung abzutippen, ist mir jetzt zu mühselig, aber du kannst es ja selber nachrechnen.)

Was bedeuten würde, dass etwaige Abwärme nur im MW-Bereich aufträte, was natürlich leichter handhabbar ist. Da kann man also auch die Wirkungsgrade etwas plausibler gestalten.
Daraus folgt weiterhin, dass die Leistung der Waffensysteme ebenfalls im Giga- statt Terawattbereich liegen wird (ich kann jetzt nicht ganz meinen Finger drauflegen, aber irgendwie erscheint mir ein 1000GW-Laser auf einer 1GW-Rakete extrem unlogisch). Was wiederum deutlich weniger Kopfschmerzen bei der Balance der Verteidigungskonzepte verursacht.

Bevor ich aber jetzt alles über den Haufen werfe und den obigen Sammlungsbeitrag entsprechend korrigiere, könnte das bitte mal jemand nachrechnen und überprüfen?

Wenn das ganze so hinhaut und hält, kann man vielleicht doch die wissenschaftlich unproblematischere Fusion als Energiequelle nehmen. Wäre ja zu schön um wahr zu sein.

Zitat
Wenn deine Schiffe Raumjäger transportieren können, können sich auch orbitale Shuttles mit nehmen.
Wie groß stellst du dir eigentlich deine Schiffe vor? Dann kann man auch besser über die Dimensionen reden.

Raumjäger habe ich nur für die allergrößte Klasse vorgesehen.
Zur tatsächlichen Größe der Schiffe selbst kann ich noch nicht viel sagen, das braucht wohl "reverse engineering". Die maximale Masse wird durch die gewünschte Beschleunigung begrenzt, und dann muss man halt schauen, für welche Schiffsgröße die Masse langt. Besonders groß werden sie wohl nicht.

Alle folgenden Zahlen (jeweils Länge) rein aus dem Ärmel geschüttelt:
Abfangjäger: 15-20 Meter in etwa (ca 30-50t)
Schwere Jäger und Kundschafter: ca. 20-30 Meter (ca. 100-200t)
...
Man O'War: 90-120 Meter (keine Ahnung, bestimmt locker 10.000t und drüber)
Angriffsfregatte: ca. 300 Meter
Dreadnought: ca. 500 Meter
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 6.02.2008 | 03:39
Wie gesagt, im Eintrag zum Ionentriebwerk wird durchaus darauf eingegangen das es da Probleme gibt.
Aber es bricht jetzt nicht unbedingt SoD, wobei ich immer noch der Meinung bin das solche Antriebe der Raumfahrt einen gewissen Flair nehmen. Viele Überlegungen auf der Rho Seite gelten ja auch nur wenn es eine Begrenzung des Delta V gibt und man auch noch akribisch auf das Gewicht des Schiffes achten muss. Anderseits bedeutet das eben auch das man auf schnelle Raumflüge verzichten muss, was aber deinem Designziel widerspricht.

Um mal eine Perspektive zu deinen Gewichtsangaben zu bringen die Daten des Space Shuttle aus Wikipedia:
# Länge: 37,24 m
# Spannweite: 23,79 m
# Höhe: 17,25 m
# Leergewicht: 79.857 kg
# Startgewicht: 109.000 kg
# Maximales Landegewicht: 104.000 kg
# Haupttriebwerke: drei SSMEs, jeweils 1,75 MN Schub auf Meereshöhe
Und ein Space Shuttle hat weder eine Reaktor, noch schwere Panzerungen. Deine Jäger werden also wesentlich schwerer sein.

Ich bin gerade nicht sicher was du da ausgerechnet hast. Aber hier einmal eine Rechnung:
Du brauchst 200 000kg*100m/s² = 20 000 000 N, also 20 MN als Kraft.
Das gelistete Ionentriebwerk hat einen Schub von 10 000 N bei 800 MW, wenn man optimistisch davon ausgehen würde das es linear skaliert dann ist das das 2000 fache, was eine nötige Leistung von 1 600 000 MW, oder 1,6 Terrawatt bedeutet.
Zumindest die Erhöhung der Ausstoßgeschwindigkeit erfordert aber wohl einen quadratischen Anstieg, wohin das führt kannst du dir ja schätze ich mal denken.

Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 6.02.2008 | 12:42
Aber es bricht jetzt nicht unbedingt SoD, wobei ich immer noch der Meinung bin das solche Antriebe der Raumfahrt einen gewissen Flair nehmen.

Was meinst du damit, bzw. was macht für dich den Flair der Raumfahrt aus?

Zitat
Viele Überlegungen auf der Rho Seite gelten ja auch nur wenn es eine Begrenzung des Delta V gibt und man auch noch akribisch auf das Gewicht des Schiffes achten muss.

Ist mir schon klar, dass der Typ ganz vernarrt in die SF der 50er Jahre ist, wo die Raumfahrer zwar einerseits Roboter für die Drecksarbeit haben, andererseits aber Flugzeiten mit dem Abakus und Logarithmentabellen ausrechnen. Da sieht man mal, wie sehr man sich mit der technischen Entwicklung verschätzen kann und was sich alles in wenigen Jahren tun kann.

Zitat
Und ein Space Shuttle hat weder eine Reaktor, noch schwere Panzerungen. Deine Jäger werden also wesentlich schwerer sein.

Das Space Shuttle ist also grob gesagt ein 37m-Schiff mit 100 Tonnen. Ich hätte ein anständiges 100t-Schiff auf ca. 25 Meter geschätzt. Kann doch hinkommen.

Zitat
Ich bin gerade nicht sicher was du da ausgerechnet hast.

Ja, war wohl völliger Humbug, eine gehackte Formel bedingt durch die unchristliche Zeit.

Zitat
Du brauchst 200 000kg*100m/s² = 20 000 000 N, also 20 MN als Kraft.

Soweit klar.
Irgendwie komme ich aber gerade auf keinen grünen Zweig; letzte Woche habe ich das ordentlich an brachistochronen Raumreisen mit unterschiedlichen Schüben durchexerziert und habe durchweg konsistente TW-Ergebnisse erhalten (z.B. 3,8TW, 11TW...); jetzt habe ich versucht die Rechnung zu vereinfachen, und bekomme völlig hanebüchene Schwankungen zwischen 1GW und 1PW. Argh! Ich stinke in Physik ab!

Also, die oben genannte Ausschreibung gilt weiterhin. Suche Antrieb mit geringem Treibstoffbedarf, hohem Schub und handhabbarem Gefahrenindex.

So, nun der Reihe nach weiter:
@TW:
Zitat
Wie stellst Du Dir eigentlich den Aufenthalt wärend des FTL-Fluges vor? Müssen die Leute da in Stasis, oder können sie gemütlich in der Offiziersmesse Cocktails schlürfen und sich Geschichten erzählen?

Keine Ahnung, das ist einfach eine Frage des Beschlusses. Wie gesagt möchte ich, dass FTL möglichst wenig Einfluss auf das Geschehen hat. Vielleicht dauern FTL-Sprünge nur einen Sekundenbruchteil, und solange macht die Crew es sich einfach in ihren G-couchen bequem. Vielleicht dauern sie auch länger (sagen wir, ein paar Tage Realzeit) und werden von der Crew nur als wenige Sekunden wahrgenommen. Letzteres eröffnet auch die taktische Möglichkeit, dass ein Verfolger mit einem schnelleren Schiff zwar später losspringt, aber früher ankommt, und so dem gejagten Schiff auflauern kann.

(Was die Stasistanks angeht: ich habe mich bei Alien nie so um den Hintergrund gekümmert, und bin rein vom optischen davon ausgegangen, dass sie zum Reisen in Stasis gehen müssen, weil sie eben keinen FTL-Antrieb haben und deswegen ein paar hundert Jahre unterwegs sind.)

Zitat
Was die Sublicht und Überlicht-Sache angeht, frage ich mich, ob es nicht sogar spannender wäre, wenn es Schiffe gibt, die nur das eine ODER das andere können. Bzw. Sublichtschiffe auf sogenannte Sprungträger angewiesen sind, die sie mitnehmen.

Ich kann nicht erkennen, was daran spannender sein soll, und vor allem wie sich da die Protagonisten einordnen sollen. Sprungschiff wäre banaler Fährdienst. Raumschiff wäre auf ein System festgenagelt, außer es ist gerade zufällig ein Sprungschiff verfügbar. Wie sollen so z.B. jemals Verfolgungsjagden stattfinden, wenn für den Verfolgten am Jumppoint Endstation ist, weil das nächste Sprungschiff erst in 12 Stunden geht? Jegliche illegalen Aktivitäten werden dadurch komplett unmöglich gemacht. Die Sprungschiffe werden sicher behördlich kontrolliert und nehmen ganz bestimmt keine unregistrierten Schiffe mit, oder Schiffe nach denen gefahndet wird. Das Space Outlaw Thema ist ein Ding der Unmöglichkeit. Sobald du in einem System was ausgefressen hast, hängst du dort fest, bis man dich schnappt.

Zitat
Zum Thema Plausibilität wollte ich übrigens noch erwähnen, dass es für Wachstum diese Verzinsungsformel gibt.
Also die Zeit in der das ganze spielt ist auch ein wichtiger Punkt bei der Plausibilität. Oder soll es in Deiner SF-Welt vielleicht gar keinen Zusammenhang mit dem realen Universum geben?

Also, meine momentane Idee ist, dass dieses Setting die Zukunft eines Mittelaltersettings darstellt, das ich mal vor langer Zeit geschrieben habe. Muss ja nicht jede Zivilisation auf immer und ewig in der Renaissance verharren. <g> Das MA-Setting ist dabei vergleichbar mit dem Spätmittelalter (so technischer Stand ca. 1350), und das SF-Setting soll ca. 1000 Jahre später spielen.
Also nach irdischem Maßstab um 2350, aber auf dem Weg dahin kann man ja noch die eine oder andere Acceleratio einbauen. Es gibt z.B. keinen Grund, warum die Dampfkraft nicht schon wesentlich früher genutzt hätte werden können. Selbst die alten Römer hätten das schon gekonnt, wenn sie gewollt hätten. Sie wollten aber nicht, weil Sklavenarbeit billiger war. Außerdem habe ich in meiner Timeline keine jahrzehntelangen Genozidkriege wie den 30jährigen Krieg vorgesehen, sondern nur relativ begrenzte Kriege (1-3 Jahre).

Zum Techlevel-Anstieg, das ist sehr interessant: da kann man ja etwas mit den Zahlen fummeln, vor allem wäre natürlich gut zu wissen, wie stark der Anstieg denn tatsächlich in unserer realen Welt ist (und wie man ihn festmacht). Fakt ist ja, dass es immer wieder plötzliche Sprünge in einzelnen Bereichen gibt, wenn also ganz neue Sachen erfunden werden, wie Atombombe, Düsenflieger, Siliziumchip etc.

Gehen wir mal von einer "Verzinsung" von 2% aus, das bedeutet eine Verdopplung alle 35 Jahre. Bei paralleler Entwicklung zur Erde wären sie also 350 Jahre weiter als wir heute, ergo 1000mal weiter als wir. Nochmal 150 Jahre später wäre es aber schon Faktor 20.000!
Wie realistisch sind 2%? Wie gesagt, das ist schwer zu definieren. Mit 2% p.a. wären wir viermal weiter als unsere Großeltern vor 70 Jahren. Unsere Autos sind vielleicht 4mal besser (Leistung, Verbrauch, das mag ich nicht nachrechnen), unsere Flugzeuge sind aber eine ganz andere Größenordnung, und von Rechenmaschinen will ich gar nicht erst anfangen. Auch in der Landwirtschaft gab es gewaltige Fortschritte, gemessen am Flächenertrag und den Beschäftigten im Agrarsektor würde ich mal mindestens Faktor 10 ansetzen. Und so zieht sich das durch.

Wir haben natürlich heute den Eindruck, dass sich jetzt nicht mehr viel tut und wir die Spitze der Fahnenstange beinahe erreicht haben, aber das ist typisch und liegt an unserer Perspektive. Schon um 1900 war der Chef des US-Patentamtes der Ansicht, man könne seine Behörde schließen, weil bereits alles erfunden sei, was es zu erfinden gibt. Soviel dazu!

Alles in Allem erscheinen mir also 2% nicht übertrieben, sondern eher konservativ geschätzt. Wenn sich das unbegrenzt fortführt (und wir müssen ja davon ausgehen, dass die Spezies sich nicht selber vaporisiert, weil es sonst kein SF-Setting gibt, sondern höchstens Endzeit), kommt man mit einem Zeitrahmen von 350-500 Jahren in der Zukunft schon wirklich verdammt weit, und kann durch Feinjustierung den Faktor zwischen 1000 und 20.000 einsteuern.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 6.02.2008 | 17:35
Einleitende Worte:
Ich wollte eigentlich zeigen, dass, wenn man etwas mit der Ausströmgeschwindigkeit herumspielt, ein Fusionskraftwerk vollkommen ausreicht. - Um das Ergebnis vorwegzunehmen: Es reicht leider nicht aus: Bei 20% Treibstofftanks und 10g Beschleunigung hält der Treibstoff für gerade mal 1 Stunde. (Wenn man Kernfusion als Energieträger verwendet.)

Ich werde die Rechnung hier trotzdem einmal posten. - Falls man eine Energiegewinnung nimmt, die leistunsgfähiger als Kernfusion ist, kann man die Rechnungen auch verwenden, um nachzurechnen, wie lange der Treibstoff in diesem Fall hält.

1. Rechnung:
Hier mal eine Berechnung, wieviel Energie ein Schiff für maximale Beschleunigung verbrät:
mS= 200 t = 2* 105kg; a=10g=100 m/s²

Das Schiff wiederfährt also in jeder Sekunde eine Impulsänderung von 2x 107 Ns.

Das heißt, wegen der Impulserhaltung, muss man jede Sekunde Quecksilber mit einem Impuls von 2x 107 Ns verschießen.

Nehmen wir an, die Ausströmgeschwindigkeit liegt bei 100.000km/s = 108m/s
Dann gilt:
2* 107 Ns = mq 108m/s
=> mq = 2x 10-1 kg = 200 g

Man verheizt also jede Sekunde 200 Gramm. Um 0,2 kg auf die erforderliche Geschwindigkeit zu bringen, braucht man mindestens:
mq/2 v² =0,1kg * (108m/s)² = 1015 J pro Sekunde. Also 1000 Terawatt.

Bei Wasserstofffusion wäre das also ein Masseverlust von
1000 TW/720 TJ *kg = 1,4 kg/s.

Wir würden jede Sekunde also 1,4 kg Wasserstoff und 0,2 kg Quecksilber verbraten. Du sagtest, dass maximal 20% des Schiffes aus Treibstoff bestehen soll. - Das wären also 40 Tonnen Treibstoff. Bzw. 4*104 kg.

Wenn wir nonstop mit voller Beschleunigung fliegen, würde der Treibstoff für
4*104 kg/kg *s = 2857 s = 47 Minuten reichen. (OK, etwas länger, da das Raumschiff während des Fluges ja Masse verliert.)

Optimierungsüberlegung:
Es gilt ja: Je höher die Ausströmgeschwindigkeit, desto weniger Quecksilber verbrauchen wir. - Aber je höher die Ausströmgeschwindigkeit, desto mehr Wasserstoff verbrauchen wir.

Ziel ist es nun, die optimale Ausströmgeschwindigkeit zu finden:
Verlust an Quecksilber: mq= 2* 107/v [Ns] pro Sekunde
Verlust an Wasserstoff: mH = (mq/2 v²)/720 TJ [kg] = 107 v/720 TJ [kg Ns] pro Sekunde

Insgesamt verliere ich also pro Sekunde:
107*(2/v+v/(720 *1012)) kg
=10-5*(2*1012/v+v/720) kg

So, die optimale Ausströmgeschwindigkeit haben wir, wenn diese Zahl minimal ist. Und sie ist minimal, wenn die Ableitung verschwindet. Das heißt:
-2*1012/v²+1/720 =0
1/720 = 2*1012/v²
v² = 720*2*1012
v² = 1440*1012= 14,4*1014
v = 3,7*107 m/s

2. Rechnung:
Jetzt rechnen wir mal aus, wie viel Masse das Raumschiff verliert, wenn die Ausströmgeschwindigkeit nur bei 3,7*107 m/s liegt:
Delta m = 10-5*(2*1012/v+v/720) kg
= 10-5*(2*1012/3,7*107+3,7*107/720) kg
= 10-5*(105/2+105/2) kg
= 1*(0,54+0,51) kg = 1,05 kg

Das ist zwar nicht viel besser, aber damit hätten wir zumindest nur noch einen Verbrauch von 1,05 kg pro Sekunde. Bei 20% Treibstofftanks wären das also insgesamt:
4*104 /1,05 = 3810 = 63 Minuten

Das Schiff könnte also insgesamt 1 Stunde mit voller Beschleunigung fliegen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 6.02.2008 | 18:25
Man kann die FTL-Reise natürlich auch länger erfahrbar machen, wenn man will, dass die Charaktere ein paar Tage Zeit haben, ihre Skills weiter zu entwickeln. Das ist normalerweise eine clevere Sache um mehr Potenzentwicklung rein zu bringen. Das kommt aber darauf an, ob Du ein Spielsystem mit einigermaßen relistischem Lernsystem benutzt. Kann mich gerade nicht erinnern, ob Du dazu schon was gesagt hast.

Wäre _das_ dann nicht eher wie Star Trek, wo man während des Warpfluges halt mal eben ne Runde Squashen oder Batlethfechten geht?
Und nein, übers Spielsystem habe ich noch nichts gesagt, und mir auch noch keine genaueren Gedanken dazu gemacht. Es wird jedenfalls nicht so eine Erbsenzählerei à la Rolemaster. Es sei aber auch dazu gesagt, dass ich außer Shadowrun und Star Wars d6 bislang überhaupt keine SF-Systeme kenne. Das ist aber momentan auch noch gar nicht relevant.

Zitat
Wenn Dir das nicht gefällt, warum nimmst Du es jetzt plötzlich an.

Hö? Ich habe lediglich durchgespielt, welche Konsequenzen die von dir angedachte Situation hätte.

Zitat
Ich dachte, es wäre bereits raus, dass jeder Zugang zu Jumpdrives haben kann. Die Frage ist eben, wie leicht Du jemandem einen Sprung über Lichtjahre hinweg machen willst. Ich bin da mehr ein Fan von Beschwerlichkeit.

Erstens sollen JDs natürlich kein billiger Allerweltskram sein, den sich jeder in sein Schiff einbaut wie ein Radio in seinen Golf. Aber es soll eben Möglichkeiten geben, an sowas ranzukommen, sodass es eben "private Raumfahrt" gibt. Allerdings fällt mir dafür kein irdischer Vergleich ein. Die Leute, die sich so ein Schiff zulegen, wollen im Endeffekt damit Geld verdienen, der Vergleich mit der Privatjacht würde also hinken.

Zweitens, zum Komfort während des Sprungs hab ich mir bisher keine Gedanken gemacht, aber wenn du es schon ansprichst: es kann durchaus sein, dass jeder FTL-Sprung ein wahrer Höllenritt ist, so eine Art Mischung aus Achterbahnfahrt, Frontalkarambolage und schlechtem Acid. (Das ist übrigens nix neues, es gibt schon SF, in der Reisende nach jedem Sprung erstmal ausgiebig kotzen müssen.) - Das ist in der Tat keine schlechte Idee, weil es wie du sagst die Besonderheit einer FTL-Reise verdeutlicht.

Den FTL-Antrieb soll es zur "Spielzeit" auch schon eine Weile geben, jedenfalls lange genug, dass auf anderen Planeten schon Kolonien etabliert sind. Also sagen wir mal so ca. 100 Jahre interstellare Raumfahrt.

Zitat
Die Realität war aber trotzdem nicht so, und das hat einen Grund: sie ist plausibel.

Teilweise finde ich die Realität alles andere als plausibel. ;) Es geht hier auch nicht darum, mehrere Jahrtausende Entwicklung im Zeitraffer durchzunehmen. Da hab ich auch ma ne Story gelesen, Dampfkraft wird von den alten Griechen nutzbar gemacht, und zur Zeit um Christi Geburt sind Dampfzüge von Britannien bis China gefahren. Aber wie gesagt, darauf will ich nicht hinaus. Zumal es sich ja wie gesagt nicht um die Erde dreht, wo man sagt "362 Jahre von Jetzt an gerechnet", sondern um ein anderes Sonnensystem. Insofern ist es auch relativ wurscht, ob es nach deren Kalendarium nun im Jahre 1100 oder 1300 oder 1500 losgeht.

Zitat
Das würde ich auch als realistisch betrachten. Genauer gesagt kommt es vielleicht auf die 3 - 5 % raus die ich gesagt habe, abzüglich der Jahre, in denen diverse Kriesen ausgestanden werden müssen und man zerstörtes wieder aufholt.

Meiner Seel, bei 4% pro Jahr ist man nach 300 Jahren schon fast bei Index 130.000. ^^ Und es kommt noch besser, siehe unten.

Zitat
Wir können heute eine Hand voll Menschen mit großer Anstrngung zum Mond fliegen. Und dabei sterben sie ab und zu. Das sind 185.000 km. Faktor 20.000 könnte in etwa bedeuten, dass man mit Ach und Krach den Flug zum Pluto realisiert (das sind immerhin 6 Mrd km).

(Der Mond ist übrigens ca. 370.000km entfernt)
Naja, ich behaupte, das in absehbarer Zeit (wenige Jahre) der bemannte Flug zum Mars machbar wäre, wenn man dieses Ziel mit dem gleichen Elan verfolgen würde wie die Mondlandung vor 40 Jahren. Aber man hat eben derzeit kein so großes Interesse daran, weil der praktische Nutzen (ähem) begrenzt ist, und es nicht mehr diesen Schwanzvergleich zwischen den politischen Systemen gibt (man sprach ja nicht umsonst vom "Space Race" - als ob es da oben was zu holen gäbe).

Lass uns anhand dessen mal das Technologiewachstum in der Raumfahrt abschätzen: die Europäer projektieren eine bemannte Marsmission um das Jahr 2030. Also lass es 2040 werden. ;) Das wäre dann 70 Jahre nach der ersten Mondlandung. Die Distanz zwischen Erde und Mars ist mindestens 160mal größer als zwischen Erde und Mond. Das entspräche einem durchschnittlichen Wachstum von 7,5% p.a. - ganz schon ordentlich!

Zitat
Deine historische Quelle beweist, dass es solche Selbstzufriedenen offenbar auch schon früher gegeben hat, aber ich dachte dass die Leute, die in diesem Thema schreiben eher nicht zu der Sorte Mensch gehören.

Deswegen sage ich ja, darf man durchaus auch mal etwas optimistische Werte einsetzen, und muss sich nicht davon kirre machen lassen, dass wir mit unserer heutigen Technologie einen Ionenstrahl eben nur auf 200km/s beschleunigen können. Klar halte ich es für extrem unwahrscheinlich, dass wir tatsächlich jemals eine leistungsfähige interplanetare Raumfahrt entwickeln, vom magischen FTL mal ganz abgesehen. Aber die Forschung hat noch eine Menge Potential.

Ich habe so den Verdacht, daß eine einfache Zinseszinsfunktion nicht ausreicht, um die technologische Entwicklung zu beschreiben. So wie ich die Fortschritte interpretiere, ist es eher eine Art Prämiensparbuch mit Zinseszins _und_ steigendem Basiszinssatz. Ich glaube, der Mathematiker nennt sowas superexponentielles Wachstum.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 6.02.2008 | 18:33
Der wichtige Flair den ich meine ist der das ein Raumschiff möglichst leicht sein muss. Dadurch ergeben sich viele Sachen von selbst. Zum Beispiel das Passagiere nur wenig Gepäck mit nehmen dürfen, oder das Frauen die besseren, weil leichteren Raumfahrer sind, bzw. das Raumfahrer schmächtig und klein sind und keine Gorillas.
Dann noch der Mangel an Ausrüstung, man kann nicht alles mitnehmen, nicht für jede Situation gewappnet sein ohne zu viel Delta V zu verlieren. Wenn du allerdings Delta V in Größenordnungen hast die schon fast beliebige Gewichte erlauben, dann verliert man das und die Raumfahrt wird mehr zu einer Busreise.

Deine Jäger werden wesentlich schwerer werden weil sie viel stärkere Triebwerke haben müssen, dazu noch eine Panzerung die einfach ziemlich schwer ist und einen Reaktor der auch noch abgeschirmt werden muss. Du solltest dir auch überlegen wie klein du deine Technologie skalieren kannst.
Zitat
Also, die oben genannte Ausschreibung gilt weiterhin. Suche Antrieb mit geringem Treibstoffbedarf, hohem Schub und handhabbarem Gefahrenindex.
Gibt es nicht. Außer vielleicht dem Warpantrieb, wobei nicht klar ist ob der nicht gegen die Naturgesetze verstößt. Dazu kommt das er keine Thruster hat.

Zu deiner Technologieberechnung, da gibt es zwei Grenzen. Die eine Grenze ist die Physikalische, es gibt ein Maximum für so ziemlich alles. Die andere ist die Autorengrenze. Damit meine ich das du ziemlich schnell an die Grenze der eigenen Vorstellungskraft ankommst, wenn es darum geht wie das tägliche Leben auf diesen Technologieleveln aussieht. Oft ist es bei SF Geschichten nämlich so das es zwar Raumschiffe am Rande der Physik gibt, der Alltag aber genauso aussieht wie in der Jetztzeit oder sogar wie in der Vergangenheit. Wenn man da nicht aufpasst bekommt man recht schnell Probleme.

Und zum Abschluss einmal ein wenig Formelarbeit von mir.
Ein Zerstrahlungsreaktor mit einem extrem hohem Wirkungsgrad wird etwa 8,5*1016 Joule pro Kilogramm Masse generieren.

Ein Photonenstrahltriebwerk für 10.000t (Die Angabe für das Großkampfschiff) das einen Schub von 10g liefert hätte einen Verbrauch 300 PW und einen Schub von einem Giganewton! Und damit einen Verbrauch von 4kg Masse pro Sekunde.
Bei einer Angabe von 20% Treibstoff würde das bedeuten das dieses Triebwerk etwa 139 Stunden laufen kann. Natürlich ohne Beachtung der Massreduktion während des Fluges. Dafür haben wir aber auch ein Verlustfreies Triebwerk angenommen.
Das Triebwerk müsste etwa 28 Stunden laufen um auf eine Reisegeschwindigkeit von 0,03 c zu beschleunigen und natürlich weitere 28 Stunden um wieder auf relativ Null zu kommen. Das macht 56 Stunden Beschleunigungszeit. Das Schiff kann also ohne Probleme zweimal auf Reisegeschwindigkeit gehen ohne Materie aufnehmen zu müssen.

Ein Ionentriebwerk das ein 10.000t Schiff auf 10g bringen muss, braucht natürlich ebenfalls einen Schub von einem Giganewton liefern. Dieses Triebwerk hätte wenn man linear extrapoliert eine nötige Leistung von 80 TW, also verschwindend gering im Vergleich zum Photonentriebwerk. Wenn man allerdings betrachtet das die lineare Extrapolation daher kommt, das davon ausgegangen wird das mehr Ionen ausgestoßen werden und nicht aus einer Erhöhung der Geschwindigkeit, den diese erfordert laut Wikipedia einen quadradischen Anstieg der benötigten Energie.
Das wären dann 8 Exawatt oder 8*1018 Watt, oder umgerechnet einen Materiedurchsatz von: 94kg pro Sekunde.
Das entspräche einer Laufzeit von 5 Stunden, nicht annähernd ausreichend um auf Reisegeschwingkeit zu kommen.
Du müsstest also den Ionendurchsatz erhöhen. Ich habe aber gerade keine Quelle für den Stützmaßeverbrauch eines Ionentriebwerks gefunden. Ansonsten hätte ich das auch durchgerechnet.

Aber das ist sowieso alles nur theoretisch da ein Ionentriebwerk eine physikalische Grenze für den Schub hat.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 6.02.2008 | 18:37
@Eulenspiegel:
Ich bin bei meinem Berechnungen im Vorfeld auch schon auf ein ähnliches Ergebnis gestoßen -- also, dass man mit Fusion leider nicht auskommt. Wäre dir aber wirklich nicht böse gewesen, wenn du das widerlegt hättest.

Verstehe ich jetzt deine Rechnung richtig? --> im Optimierten Beispiel mit Ausströmgeschwindigkeit 3,7e7 verbraucht das Schiff pro Sekunde 0,54kg Stützgas und 0,51kg Fusionstreibstoff?
Für diese Rechnung nochmal besonderen Dank, ich hätte auch schon gerne die optimale Ausströmgeschwindigkeit berechnen wollen, aber das übersteigt meine mathematischen Fähigkeiten. ^^

Edith:
@Anima:
Die Beschleunigung soll ja für dickere Schiffe geringer ausfallen. Ein Pott von 2000 Tonnen könnte vielleicht noch auf 4-5G kommen, und Großkampfschiffe von 10.000 Tonnen und mehr werden nicht mehr wesentlich über 1G liegen. Zack, Ausdauer verzehnfacht. Der Man O'War als besonders schnelle Ratte vielleicht noch in Richtung 3G.

Zum Durchsatz der Stützmasse hatte ich neulich eine brauchbare Seite gefunden, aber hab sie nicht abgespeichert. Naja, im Endeffekt ist es ja keine Zauberei, Impuls ist m * v.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 6.02.2008 | 19:56
Der wichtige Flair den ich meine ist der das ein Raumschiff möglichst leicht sein muss. Dadurch ergeben sich viele Sachen von selbst. Zum Beispiel das Passagiere nur wenig Gepäck mit nehmen dürfen, oder das Frauen die besseren, weil leichteren Raumfahrer sind, bzw. das Raumfahrer schmächtig und klein sind und keine Gorillas.

Das ist sicherlich ein mögliches Raumfahrtsetting, und sicherlich ist das auch realistisch. Allzu realistisch und nicht besonders spannend. Das sind die Welten, in denen man 8 Monate von der Erde zum Mars braucht. Und in dieser Zeit in einer Sardinendose eingepfercht ist, weil ja jeder zusätzliche Kubikmeter die Masse unnötig erhöhen würde. Das taugt vielleicht zum Ausspielen eines gepflegten Lagerkollers, aber Space Opera sieht für mich anders aus.
 
Da finde ich eine "Brawny" SF wesentlich interessanter, in der Schiffe richtig Dampf im Kessel haben, sodass man nicht um jedes Gramm feilschen muss, und auch relativ zeitnah da ankommt, wo man hinwill. Dafür müssen die Raumfahrer dann aber auch knallharte, durchtrainierte Burschen sein, um den heftigen G-Belastungen widerstehen zu können. Wie gesagt, etwa so wie heutige Kampfpiloten, nur noch härter. Mehr so wie ein Gebirgsjäger. ;)

Das ist zum Beispiel ein Effekt der Entscheidung, dass gegen G-Kräfte nur ein G-Anzug und Cyberware hilft. Keine komfortable 1G-Dauerbeschleunigung, keine Pseudoschwerkraft, kein Stasisfeld, in dem man jede Omma durchs All schicken kann. Das ist unterm Strich genauso limitierend, wenn nich noch mehr, als wenn ich nur Hänflinge ein Raumschiffe setzen kann, weil sie sonst nicht aus dem Orbit kommen.

Zitat
Deine Jäger werden wesentlich schwerer werden weil sie viel stärkere Triebwerke haben müssen, dazu noch eine Panzerung die einfach ziemlich schwer ist und einen Reaktor der auch noch abgeschirmt werden muss. Du solltest dir auch überlegen wie klein du deine Technologie skalieren kannst.

Um mal an die Grundregel des SF zu erinnern, die auch bei Rho an erster Stelle steht: überlege dir zuerst, welchen _Effekt_ du in deiner Welt haben willst, und denke dann darüber nach, wie dieser Effekt erzielt werden könnte. Wirkung folgt Ursache gilt im Leben, aber beim Weltenbau bestimmt man zuerst die Wirkung und bastelt dann die Ursache zusammen.

Daraus folgt, wenn ich für meine Jäger einen Reaktor brauche, der nur ein oder zwei Tonnen wiegt, dann _habe_ ich den auch. Miniaturisierung ist jetzt wirklich noch eine der kleineren Verrenkungen, die man als SF-Autor zu machen bereit sein muss.

Zitat
Zu deiner Technologieberechnung, da gibt es zwei Grenzen. Die eine Grenze ist die Physikalische, es gibt ein Maximum für so ziemlich alles.

Ja, das kann leider ziemlich lästig werden, z.B. den eben aktuell diskutierten Fall, dass Ionentriebwerke nicht beliebig skalierbar sind. Da muss man sich eben darüber hinwegsetzen, wenn es keine andere Lösung gibt. Der Knackpunkt ist eben (ich zitiere), wenn man schon die Gesetze der Physik brechen muss, dann soll man den Bruch möglichst begrenzt halten.

Zitat
Die andere ist die Autorengrenze. Damit meine ich das du ziemlich schnell an die Grenze der eigenen Vorstellungskraft ankommst, wenn es darum geht wie das tägliche Leben auf diesen Technologieleveln aussieht. Oft ist es bei SF Geschichten nämlich so das es zwar Raumschiffe am Rande der Physik gibt, der Alltag aber genauso aussieht wie in der Jetztzeit oder sogar wie in der Vergangenheit. Wenn man da nicht aufpasst bekommt man recht schnell Probleme.

Ja, da stimme ich dir zu. Dazu gibt es auch einige sehr launige Einträge im "Tough Guide To The Known Galaxy".
Übrigens, wenn du in der bisher beschriebenen Technologie unerwartete Konsequenzen für den Alltag entdeckst, dann immer her damit.


[/quote]
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 6.02.2008 | 21:04
Ja, ich bin mir auch noch nicht so sicher ob ein interessantes Rollenspielsetting möglich ist mit dieser Prämisse. Zumindest wenn man es auf einen Space Opera artigen Hintergrund anlegt. Aber zumindest kann ich mir so Space Tramps erlauben, da die Schiffe keine Planetencracker sind.
Wahrscheinlich muss ich dafür aber mit interplanetaren Jumps arbeiten, nicht nur mit interstellaren. Aber ich verstehe deine Abneigung dagegen nicht. Auf diese Weise umgeht man eine Menge Probleme und muss nicht noch mehr Handwavium erschaffen.
Ich arbeite da lieber mit geringen Beschleunigungen und dafür auch kürzeren Strecken und vor allem muss an Bord von Raumschiffen Schwerelosigkeit herrschen, das allerhöchste der Gefühle ist ne Trainingszentrifuge für mich. Das gibt wenigstens sehr interessante Kämpfe in der Schwerelosigkeit, wobei man dazu natürlich auch darauf achten muss was man für waffen an Bord verwendet. Eine Pfeilpistole mit einem starken Betäubungsmittel dürfte eine gute Wahl sein. Mein erster Gedanke ging ja zu Tasern, aber die sind nicht so prall wenn sie statt dem Gegner eine Konsole treffen. Oder bin ich da übertrieben vorsichtig?
Mir sind aber wie gesagt Hänflinge lieber als Gebirgsjägerkanten, einfach weil es anders ist. Oh je, diese Argumentation lasse ich sonst selber nie gelten. Was solls, Inkonsequenz ist doch was schönes. Meine Helden entsprechen dann schon per Definition nicht dem üblichen Heldenbild entspricht.

Ich kann mir aber ehrlich gesagt keinen Reaktor vorstellen der nur 1-2 Tonnen wiegt. Das bricht für mich SoD viel mehr als der starke Ionenantrieb, einfach weil es konterintuitiv ist. Alleine schon die Reaktorabschirmung, immerhin arbeitest du mit Gammastrahlen und zwar einer ganzen Menge davon. Wäre aber zugegebenermaßen kein Punkt der mich dazu bringen würde das Buch an die Seite zu legen.
Ach so, das hätte ich fast vergessen, nimm auf gar keinen Fall eine Gammaturbine. Turbine ist ein wohlbekanntes Konzept und eine Gammaturbine müsste dem folgen. Damit die Gammastrahlung eine Turbine in Bewegung bringt müssten die selben Wirkungsgrade wie beim Photonenantrieb gelten. Du kannst dir ja sicher vorstellen was das bedeuten würde.
Nimm lieber das Konzept der photovoltaischen Zelle, das ist viel plausibler.

Was den Antrieb angeht, hast du dir einmal den AM Beam Core angesehen? Da dein Zerstrahlungsreaktor ja auf einem ähnlichen Prinzip basiert könnte es sein das du den Reaktorausstoß gleich als Reaktionsmasse verwenden kannst. Allerdings hat er nur 10 MN Schub, das dürfte für dich zu wenig sein. Dafür hast du gleich einen sehr hohen spezifischen Impuls.
Natürlich gibt es da ein Gammastrahlenproblem. Für 100 MN Schub müsstest du schon auf ein IC Fusiondrive zurückgreifen.
Ansonsten bleibt eigentlich nur der Photonenantrieb.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 6.02.2008 | 22:27
Ja, ich bin mir auch noch nicht so sicher ob ein interessantes Rollenspielsetting möglich ist mit dieser Prämisse. Zumindest wenn man es auf einen Space Opera artigen Hintergrund anlegt. Aber zumindest kann ich mir so Space Tramps erlauben, da die Schiffe keine Planetencracker sind.

Mit (nach heutigem Erwartungsstand) halbwegs realistischen Antriebskonzepten kommt man wohl auf Beschleunigungen um 1g rum. Hmmmm da kommt mir ein Gedanke... aber jetzt wirklich nur ein Gedankenspiel:

Momentan gehe ich davon aus, dass die meisten Schiffe nur eine bestimmte Teilstrecke beschleunigen, dann den Mittelteil driften und dann die letzte Teilstrecke abbremsen. Je nach Distanz z.B. 1/5--3/5--/1/5. Das spart Sprit und man flutscht ganz gut durch.
Lediglich wenn es pressiert (z.B. bei Kampfmissionen) würde man brachistochron fliegen, d.h. die Motoren ständig auf Vollast, erste Hälfte beschleunigen, zweite Hälfte abbremsen.
Außerdem hat man auf die Weise Spielraum für größere Distanzen, wenn z.B. in Binärsystemen der Jumppoint nicht 8AU sondern 100AU vom Planeten entfernt ist.

Nun gebe ich zu, wäre es eventuell auch denkbar, dass die Antriebe vom Start weg für geringere Beschleunigungen konzipiert sind, und man dann eben häufiger brachistochron fliegt. Dann hat man jedoch keine Leistungsreserven mehr für den Fall, das es noch schneller gehen muss.

Mal sehen, wie das mit der Energiebilanz, Geschwindigkeit und Zeit bei einer Halbstrecke von 5AU aussieht
Schiffsmasse 200t
I.) 1AU mit 10G beschleunigen, dann 4AU driften.
II.) 5AU mit 2G beschleunigen

Fall I:
ra = 150e9m; a = 100m/s²; r2 = 4r;
vmax = sqrt(a*r) = sqrt(100m/s² * 150e9m) = sqrt(15e12m²/s²) = 3.870 km/s (3.9e6m/s)
ta = sqrt( r / a / 2 ) = sqrt(150e9m / (100m/s² / 2)) = sqrt(3e9s²) = 54.770s (55e3s)
tff = 4r / v = 600e9m / 3.9e6m/s = 154.000s (154e3s)
tges = 209e3s (58 Stunden)

P1 = 2e5kg * 3,7e7m/s * 50m/s² = 370e12W (370 Terawatt)
E1 = P * ta = 20e18J entspricht 222g Massendefekt

Fall II:
r = 5AU = 750e9m; a = 20m/s²;
vmax = 3870km/s (Überraschung!)
t = sqrt(r/(a/2)) = 273.861s (76 Stunden)

Für die Berechnung der Energie brauchen wir nun die Ausströmgeschwindigkeit des schwächeren Motors. Wenn wir den gleichen Stützmassendurchsatz annehmen, ist das laut Impulsformel einfach 1/5 des obigen Wertes:
P2 = 2e5kg * 74e5m/s * 10m/s² = 15e12W (15 Terawatt)
E2 = P * t = 3e18J entspr. 34g Massendefekt

HMMMMMM!
Das schnellere Schiff benötigt also mehr als 6mal soviel Energie für eine 25% kürzere Reisezeit. (Noch peinlicher wird es, wenn man die Beschleunigungsphase so bemisst, dass die Reisezeit gleich ist, aber das eine Schiff trotzdem die ca. 5fache Energie benötigt)
Okaaaaaay, ich muss zugeben, dass das schon ein ganz schöner Kanten ist. Ich werd noch ein paar andere Zahlen durchrechnen, aber vielleicht reduziere ich ja die Gs nochmal deutlich. Ist ja schließlich alles relativ -- ein 3G Jäger wäre immer noch schneller als ein 1G Frachter.

Auswirkungen wären: A viel geringerer Energiebedarf (vielleicht langt's ja damit für Fusion), aber B weniger Leistungsreserven.

Zitat
Wahrscheinlich muss ich dafür aber mit interplanetaren Jumps arbeiten, nicht nur mit interstellaren. Aber ich verstehe deine Abneigung dagegen nicht. Auf diese Weise umgeht man eine Menge Probleme und muss nicht noch mehr Handwavium erschaffen.

Wieso, das ist doch noch mehr Handwavium?

Zitat
Ich arbeite da lieber mit geringen Beschleunigungen und dafür auch kürzeren Strecken und vor allem muss an Bord von Raumschiffen Schwerelosigkeit herrschen, das allerhöchste der Gefühle ist ne Trainingszentrifuge für mich.

Siehste, bei den Brawnships mit Driftphase haste auch den größten Teil der Strecke Schwerelosigkeit. Was dafür in der Start- und Bremsphase gebüßt wird. ;)
Hey, ich hab ein neues Wort erfunden. Brawnship, das Gegenstück zum Muscle Car. ^^

Dagegen hast du bei den Whimpships (hehe) eben wohl künstliche Schwerkraft, da hier der schwache Antrieb die meiste Zeit rödeln wird. Denn wenn du nur mit ~1G 1/10 der Strecke beschleunigst und dann driftest, werden die Reisen echt verdammt lange dauern.

Zitat
Das gibt wenigstens sehr interessante Kämpfe in der Schwerelosigkeit, wobei man dazu natürlich auch darauf achten muss was man für waffen an Bord verwendet.

Man bedenke hier den alten Trick (gab's bestimmt schonmal irgendwo), bei einer Schlägerei in der Schwerelosigkeit plötzlich den Motor eines Brawnships anzuschalten. Klatsch, muss man nen roten Fleck von der Wand kratzen. *g* Oder jemand anders, wenn man selber nicht vorgesorgt hat.

Zitat
Nimm lieber das Konzept der photovoltaischen Zelle, das ist viel plausibler.

Okay, wird notiert.
Ich schau mir auch _nochmal_ die Engine List an.

EDIT:
Ein paar erweiterte Ansätze und Ideen:[/b]
1. "Torchship"-Prinzip, Brennstoff wird zu reiner Energie zerstrahlt (Magie) und treibt nun aber keinen Ionenantrieb an, sondern bringt den Treibstoff (die Stützmasse) "einfach" thermisch auf Touren. Ich weiß nun nicht, wie jetzt da die physikalischen Grenzen bei der Ausströmgeschwindigkeit liegen; die "Engine List" liefert als Maxima für diverse Fusionskonzepte immerhin 10-50.000km/s, das wären dann auch locker gesunde Werte für ein Torchship.

2. skaliert man die Gs nochmal deutlich herunter, so bis Faktor 5 (also Bereich <1 - 4G), braucht man deutlich weniger Energie, wie oben  bereits gerechnet. Somit kommt man vielleicht mit wissenschaftlich plausibler Fusion als Energiequelle aus.
Problem dabei: man benötigt für die Fusion sehr leichte Elemente (Deuterium und so), die zur Lagerung _sehr_ viel Platz wegnehmen, und deren Tanks deutlich mehr Masse haben als der Brennstoff darin. Das ist freilich wieder scheiße, und auch mit ein Grund, warum ich zum "Zerstrahler" neige.

2b. Evtl. würde es sich in dem Fall sogar lohnen, etwas schwerere Kerne zu fusionieren; da ist zwar die Energieausbeute pro Mol direkt nicht so hoch, aber wenn man die riesigen und schweren Wasserstofftanks mitrechnet, könnten sich die schweren Kerne trotzdem rentieren.

3. Eine ganz tolldreiste Idee: man könnte beim thermischen Antrieb auch ein Element mit möglichst hoher (!) molarer Wärmekapazität als Stützmasse hernehmen. Grob gesagt eines mit hohem Siedepunkt (aber möglichst hoher Dichte,sonst würde ich Lithium sagen). Also eines, das pro g oder cm³ (was eben günstiger ist) sehr viel Energie aufnehmen kann. Der Clou: man verwendet dieses Element als Heatsink. Sämtliche Abwärme aller Systeme wird nacheinander in mehrere voneinander getrennte Heatsinks geleitet. Kann eine Heatsink keine Wärme mehr aufnehmen, wird ihr Inhalt schlicht und ergreifend ins Triebwerk geleitet und dient dort als Stützmasse für den Antriebsstrahl. Schwupp, so jagt man die Abwärme in den Orkus und muss sich nie wieder darum kümmern.
Ideal in Kampfsituationen, wenn alle Systeme auf Hochtouren laufen, aber die Radiatoren eingeklappt sein müssen.
Für "Normalbetrieb" ohne überschüssige Hitze kann man dann einen "normalen" Treibstoff verwenden.

3b. Die zuvor vorgestellte "Thermal supraleitende Panzerung" könnte man damit auch nach Art eines Langston-Feldes verwenden (nur eben ohne Feld): eingehende thermische Energie (z.B. durch Laserbeschuss) wird flugs in die Heatsink geleitet, wo sie auch noch die Aufbereitung des Treibstoffes erleichtert.

4. Und nochmal zu etwas ganz anderem, der "Beibootfrage": vielleicht sind die Schiffe ja so konstruiert, dass das eigentliche Cockpit komplett abgekoppelt und als autonomes Shuttle fungieren kann, während der Hauptrumpf (mit Hauptantrieb, Jumpdrive, Waffen...) z.B. an einer Orbitalstation angedockt ist oder gar allein im Orbit treibt (wenn man keine Angst hat, dass es einer abschleppt). Diese "Kommandokapsel" hat dann einen kleinen Sublichtantrieb, der für ca. 1.2G gut ist. Vielleicht die beiden vorderen Ausleger des kompletten Schiffes.
Details müsste man freilich noch ausarbeiten, aber so kann fast jedes Schiff ein "Beiboot" mitführen, ohne die ganze Zeit tote Masse mitzuschleppen, und damit relativ ökonomisch auf Planeten landen (und wieder starten). Das wäre dann auch gleichzeitig eine Art Rettungsboot im Fall einer Havarie.

<EDIT für diverse weitere Ausführungen v.a. im Fusionsabschnitt>
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 9.02.2008 | 11:24
Nanu, keine Antworten mehr? Nichts mehr zu sagen? Oder muss ich wohl euch wohl Beine machen.

Also, jetzt mal die letzten Gedanken etwas fortgeführt bzw. bereinigt:

1.) Das mit dem modularen Schiffsdesign könnte man noch weiterführen.  Ein Schiff könnte zum Einen eine Art Kommandosektion haben, die abgekoppelt werden und ein funktionierendes Mini-Schiff darstellt, in erster Linie für planetare Landungen. Dann der Hauptrumpf mit Triebwerken, internen Tanks, Waffen, Laderaum etc.
Und dann könnte es auch Zusatztanks geben, die man kaufen oder mieten kann, um das Schiff zu extremen Langstreckenflügen zu befähigen (wie gesagt bringt Quecksilber als Stützmasse satte 14 Tonnen pro Kubikmeter).
Und wo wir schon dabei sind, könnten auch zusätzliche Frachtmodule angekoppelt werden, sodass man nicht zwingend auf den internen Frachtraum beschränkt ist.  Natürlich erhöht das alles die Gesamtmasse, die von den Triebwerken beschleunigt werden muss, daher wird man sein Schiff immer so kompakt wie möglich halten wollen.
Man könnte das sogar noch weiterspinnen, z.B. dass man sich sein Schiff individuell aus Komponenten zusammenstückeln kann. Und für ein wenig Flavour dabei gibt es verschiedene Hersteller, die ihre Bauteile absichtlich inkompatibel zueinander machen (so wie heute die Ladestecker bei Mobiltelefonen).

2.) Die Triebwerke könnten "Gänge" haben, ählich wie die VASIMR. Kurz, man kann Massedurchsatz und Ausströmgeschwindigkeiten (innerhalb bestimmter Grenzen) den momentanen Bedürfnissen anpassen. Impuls ist ja m * v des Stützgases, während die dazu benötigte Energie = 1/2 m * v ² ist. Also kann man mit der gleichen Energie viel mehr Masse auf eine geringere Geschwindigkeit beschleunigen.

Beispiel:
PAntrieb = 100TW (100e12W); dies ist das ausschöpfbare Maximum. Die maximale Ausströmgeschwindigkeit sei 50.000km/s, der maximale Masseausstoß 0,5kg/s

Modus 1 ("Low Gear"):
P = 100TJ/s; m = 0,5kg --> v = sqrt(2E/m) = 20.000km/s
Impuls I = m * v = 0,5kg * 20e6m/s = 10e6kgm/s --> Schub F = 10e6N (10 Meganewton)

Modus 2 ("High Gear"):
P = 100TJ/s; v = 50.000km/s --> m = E/v² = 100e12 / 250e12 = 0,04kg; (40g/s)
F = 50e6 * 0,04 = 2e6N (2 Meganewton)

Mit dieser Technik kann ein Schiff lange Strecken mit geringem Schub = geringer Beschleunigung und geringem Treibstoffverbrauch fliegen, und bei Bedarf in brenzligen Situationen den "Nachbrenner" einschalten. Auf die Weise ist beides möglich: Langstreckenflüge und rasante Gefechte (die ja nicht lange dauern dürften). Um richtig sparsam unterwegs zu sein, kann man dann auch noch die Leistung drosseln. Wobei man natürlich für die Bordsysteme und die Aufrechterhaltung des Reaktorprozesses immer einen gewissen Grundumsatz braucht.

3.) Dann noch ein Gedanke zur Steuerung der Schiffe. Wie beobachtet der Pilot die Umgebung? Ursprünglich schwebte mir da ein transparentes Cockpit vor, aber das wäre ja extrem anfällig gegen Impaktoren (natürlich oder künstlich). Vielleicht mit Rundumkameras, deren Bild dann im Kontrollraum auf einer Art sphärischem Riesendisplay dargestellt wird, also auf der Innenwand einer Hohlkugel, in deren Mitte der Pilot sitzt. Dann sollte man besser hoffen, dass weder Kameras noch Display ausfallen. Außerdem müssten die Kameras beim Eintritt in eine Atmosphäre vor der entstehenden Hitze geschützt werden, also auf deutsch gesagt abgedeckt, somit wäre das Schiff in dieser kritischen Phase blind. Naja da bin ich mir insgesamt noch nicht sicher.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 9.02.2008 | 17:58
So, ich habe mal auch ein wenig Mathematik betrieben und bei mir ist herausgekommen das ich ein Triebwerk oder eine Triebwerkskonfiguration brauche die 6 Milionen Newton an Schub bringt um ein 1000t Schiff mit 5,6 m/s² zu beschleunigen.
Dazu brauche ich eine minimale Ausstoßgeschwindigkeit von 30 000 m/s und ich muss für den ganzen Flug mit 800 Tonnen Treibstoff und Reaktionsmasse auskommen. Ach und das Triebwerk darf insgesamt nicht mehr als 100t wiegen.
Das dürfte noch in einem realistischen Rahmen machbar sein. Ich habe dann Flugzeiten von 1-2 Wochen, je nachdem ob ich mich treiben lasse oder die ganze Zeit beschleunige.
Nur mal als Vergleich damit du siehst in was für Dimensionen ich denke.

Warum ist es denn mehr Handwavium wenn ich eine Sprungtechnologie habe die es erlaubt nach Belieben zwischen den Sprungpunkten hin und her zu springen. Du musst dein Handwavium noch mehr ausbauen um zu verhindern das das möglich ist.
Es sei denn du hast nur einen Sprungpunkt pro System.
Im übrigen solltest du dein Raumkampfkonzept noch einmal überdenken, bei Sprungantrieben werden alle Raumkämpfe an eben diesen Punkten geführt werden, da es die einzigen Eingänge für Gegner sind. Das ändert natürlich die Taktik erheblich.
Anders sieht es natürlich aus wenn du überall in ein System reinspringen kannst, solange du nur weit genug von Gravitationsschächten entfernt bist.
Mein Kommentar zur Schwerelosigkeit war auch mehr auf künstliche Gravitation bezogen. Wobei meine Triebwerke beschleunigen ja nicht einmal auf 1G...
Ein Schiff zu entern geht im übrigen ebenfalls, du schießt dem Schiff die Radiatoren ab und wartest ein paar Minuten ob die ihren Antrieb abschalten oder verglühen. Dann gehst du längseits und rammst ein paar Haltebolzen in die Bordwand. So verbunden kann das andere Schiff nicht mehr entkommen und du kannst deine Entertruppe durch die Bordwand schicken.
Ein verzweifelter Kapitän schaltet natürlich genau in dem Moment seinen Reaktor auf Überlast. Funktioniert also besser mit Frachtern, deren Kapitäne sind meist nicht so heldenhaft.

Die Limitation für dein Torchship ist der Schmelzpunkt deines Antriebs. Und natürlich hast du das selbe Problem bei deinem Reaktor. Und natürlich gibt es da auch noch Energetische Grenzen, blöde Relativitätstheorie.
Zum Fusionsreaktor kann ich dir ehrlich gesagt nichts erzählen, möglicherweise kannst du den Wasserstoff aber auch komprimieren. Das ist immerhin der Vorteil bei einem Gas. Problematisch ist aber eigentlich nicht das Fusionsmaterial für den Reaktor, sondern deine Reaktionsmasse. Davon brauchst du viel mehr.
Deine Heatsinkidee ist gut, so denkt ein Raketentechniker, wie kann man aus jedem Gramm alles rausholen was nur irgendwie geht. Natürlich ist damit Schluss sobald du keine Masse mehr in deinem Heatsink hast. Aber es ist sicher sehr praktisch.

Zu deinem Beiboot, die grundlegende Idee ist gut. Es hapert nur an einem Detail. Es wird nicht das Kommandmodul sein, das ist nämlich ganz tief in den Eingeweiden deines Schiffes vergraben. Such dir ein anderes Modul.
Die Gänge sind auch sehr lustig, für ein Langstreckenkriegsschiff sicher eine Investition wert. Die meisten Schiffe werden aber darauf verzichten werden, da ein solcher Mechanismus einfach anfälliger und wartungsintensiver ist.

Was die Kameras angeht. Denk daran das dein Schiff eh nicht für Atmossphärenlandungen gedacht ist. Und wenn doch dann braucht es nur ein transparentes Material das große Hitzen aushält. Fertig ist deine Wiedereintritts taugliche Kamera.
Hast du dabei eigentlich schon daran gedacht das das Schiff mit einer VR gesteuert wird, also per Verdrahtung? Bei deinem Techlevel wäre das doch durchaus angebracht.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Haukrinn am 9.02.2008 | 18:43
Auch wenn's eigentlich eher mit Deinem Rechenthread zu tun hat, poste ich's lieber hier hin, denn hier scheint es richtig aufgehoben zu sein. Ich habe ehrlich gesagt ein dickes Problem mit Deiner Herangehensweise an die gesamte Thematik.   >:(

Du willst unbedingt ein in technischer Hinsicht realistisches Setting schaffen, hast aber selber von den fundamentalsten physikalischen und mathematischen Grundlagen dieser Dinge keine Ahnung und kommst deshalb ständig mit neuem pseudo-realistischen Krempel an, den die Ingenieure und Naturwissenschaftler hier im Forum dann für Dich passend erklären sollen.

Prinzipiell habe ich kein Problem damit, jemandem den einen oder anderen Sachverhalt zu erklären. Aber hier nimmt es zusehends überhand, ständig kommst Du mit den widersinnigsten Ideen an, die der gesunde Menschenverstand auch ohne Kenntnisse der elementaren klassischen Mechanik, ohne lineare Algebra und ohne Infinitesimalrechnung als Blödsinn zu enttarnen vermag. Okay, dafür muss man vielleicht einmal kurz aus seiner Kreativitätsstimmung hinaus gleiten und den rational denkenden Teil des Gehirns anschalten. Aber auch das sollte keine Unmöglichkeit sein.

Wenn man Dir einen Sachverhalt erklärt, dann merkst Du irgendwann "Ah so geht's nicht", aber anstatt dann Dir die Mühe zu verstehen, warum es nicht geht, ignorierst Du einfach das Geschriebene und machst mit etwas neuem weiter, was genau so wenig funktioniert, weil es ja doch wieder auf denselben Fehlannahmen beruht.

Wie stellst Du Dir Dein weiteres Vorgehen vor? Willst Du jetzt so weitermachen und Dir jedes Detail von der Tanelorn-Science-Crew absegnen lassen? Es soll doch eigentlich Dein Spiel sein, und es soll Dir und Menschen wie Dir Spaß machen, dieses Spiel zu spielen. Dafür brauchst Du diesen ganzen wissenschaftlichen Krempel aber garnicht, verstehen tut den Deine Zielgruppe wahrscheinlich sowieso nicht und Du als Autor kannst es auch nicht rüberbringen, weil Du selber keinen Plan hast. Wo willst Du also damit hin, frage ich Dich?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 10.02.2008 | 03:22
*Arrrrgh* kacke, schon ne halbe Seite geschrieben und dann mit nem unbedachten Tastendrück alles gelöscht, ich dreh durch. Also nochmal von hinten nach vorne.

@TW:
Die Pläne etc. sollen natürlich möglichst bald kommen, aber dazu muss ich ja erstmal wissen, wie ein Schiff aussehen soll. Jetzt habe ich aber schon bald alles notwendige zusammen. ;)

@Haukrinn:
Wenn du nicht mehr mitmachen magst, dann lass es eben bleiben. Ich hatte wie auch TW den Eindruck, es macht euch Spaß, mit sowas rumzurechnen. Aber davon abgesehen, dass ich zu den Manövrierjets nochmal nachgefragt habe (und das eigentlich nicht aus designtechnischer Notwendigkeit, sondern eher eigenem Interesse), weiß ich echt nicht, was du jetzt mit "fortgesetzten Fehlannahmen" meinst und was für Ideen sonst noch so widersinnig sein sollen. Zumal ich in den letzten Tagen eigentlich nur noch solche Technologien diskutiert habe, die auch auf Project Rho im "realistischen" Teil stehen (das schließt den variablen Schub mit ein).
Ich versuche ja wenigstens, gelehrig zu sein, und nicht auf Holzwegen zu beharren ("Ich will aber mein Uboot"). So hat sich das technologische Konzept seit Beginn des Threads schon ein gutes Stück verändert, ohne dass ich dafür das Settingkonzept grundlegend kompromittiert hätte. Das war möglich durch viel konstruktives Feedback. Mehr als dieses Feedback annehmen kann ich nicht.

So, jetzt geht's weiter mit dem lustigen Teil:

@Anima:
Ich habe dann Flugzeiten von 1-2 Wochen, je nachdem ob ich mich treiben lasse oder die ganze Zeit beschleunige.
Nur mal als Vergleich damit du siehst in was für Dimensionen ich denke.

Mhm, du nimmst also eine Massenratio von ca. 4:1 an. Da wirkt sich dann der Spritverbrauch schon ganz enorm auf die Berechnungen aus. Wenn du übrigens Triebwerke mit variablem Schub hast, wird ein brachistochroner Flug mit geringer Beschleunigung immer effizienter sein als ein insgesamt gleich schneller Flug mit stärkerer Beschleunigung und Gleitphase.

Zitat
Warum ist es denn mehr Handwavium wenn ich eine Sprungtechnologie habe die es erlaubt nach Belieben zwischen den Sprungpunkten hin und her zu springen. Du musst dein Handwavium noch mehr ausbauen um zu verhindern das das möglich ist.

Och, das ist kein Problem. Man kann z.B. sagen, dass die Sprungpunkte sowas wie Tunneleinfahrten sind, und jeder Tunnel führt natürlich nur zu einem bestimmten Ziel. Um also von System A zu System C zu gelangen, muss man u.U. erst nach System B springen und dort mit STL zum nächsten Sprungpunkt fliegen. Das ist alles kein zusätzliches Handwavium, sondern lediglich Definition des vorhanden FTL-Konzepts. So zum Beispiel wird es in Privateer (1+2) gehandhabt.

Bei systeminternen FTL-Sprüngen macht sich ein Kausalitätsproblem bemerkbar, welches zwar bei großen Distanzen ebenfalls da ist, aber dort aufgrund des "echten" Zeitrahmens vernachlässigbar ist (sein muss, sonst können wir das ganze Spiel knicken, weil es ein einziges Zeitreisegehetze wäre). Im Wesentlichen läuft es wohl darauf hinaus, dass man schon vor der Abfahrt ankommt, und so unlösbare Paradoxa versursacht.
http://www.physicsguy.com/ftl/html/FTL_part4.html#chap:unsolvableparadoxes

Das ganze ist ziemlich verschachtelt und zumindest für mich nicht ohne weiteres nachvollziehbar, daher vertraue ich mal dem Fachmann. Bei Distanzen von mehreren Lichtjahren und ohne FTL-Funk kann man da noch einigermaßen drüber hinwegwischen, aber bei wenigen AU kann man da womöglich in Teufels Küche kommen, und das Risiko möchte ich nicht eingehen.

Zitat
Im übrigen solltest du dein Raumkampfkonzept noch einmal überdenken, bei Sprungantrieben werden alle Raumkämpfe an eben diesen Punkten geführt werden, da es die einzigen Eingänge für Gegner sind. Das ändert natürlich die Taktik erheblich.

Dazu hatte ich ja schonmal was geschrieben: es sei möglich, dass man mit genügend Skill aus voller Fahrt springt, und seine Geschwindigkeit relativ zu den Sprungpunkten beibehält. Man kann also z.B. mit 5000km/s in ein System einspringen, was verhindert, dass man dort eine "Sitting Duck" ist, und stattdessen auflauernde Schiffe zu einer Verfolgungsjagd zwingt.
Wäre dieser "Vektorübertrag" nicht möglich, dann hättest du recht, dann müssten sich die Wachschiffe nur rund um den Sprungpunkt auf die Lauer legen und könnten jedes feindliche Schiff sofort zu Schlacke ballern.

Zitat
Anders sieht es natürlich aus wenn du überall in ein System reinspringen kannst, solange du nur weit genug von Gravitationsschächten entfernt bist.

Das würde bedeuten, dass ein militärischer Angriff auf ein System absolut unaufhaltsam wäre. Die Angreifer müssten nur an mehreren Orten gleichzeitig einspringen und dann volle Pulle auf das Missionsziel zuhalten (Werften, Planeten). Einholbar wären sie für die Verteidiger (die zu 99,99% zum Eintrittszeitpunkt weit entfernt sein werden) nur, wenn die Angreifer zur Erfüllung der Mission abbremsen müssten. Wollen sie aber das Ziel nur bombardieren, geht das genausogut bzw. noch besser im Vorbeiflug - und da können sie einfach nicht aufgehalten werden.
Wäre so eine Art der Kriegführung möglich, lägen im Nullkommanichts alle Systeme in Schutt und Asche, und es gibt keine raumfahrende Zivilisation mehr, also auch kein Setting für uns. Daraus schließen wir, dass diese Taktik in unserem Setting nicht funktionieren kann, und deswegen beliebige Sprungaustrittspunkte nicht möglich sind.

Zitat
Die Limitation für dein Torchship ist der Schmelzpunkt deines Antriebs. Und natürlich hast du das selbe Problem bei deinem Reaktor. Und natürlich gibt es da auch noch Energetische Grenzen, blöde Relativitätstheorie.

Bezüglich der Hitze schau ich mir nochmal die Rho-Daten an, aber da bin ich auch bereit, eben wieder zugunsten der SF zu "wischen": Magnetfelder können eben den Kontakt von heißer Materie mit den Wänden verhindern. Energiereiche Strahlung wird entweder reflektiert oder in elektrische Energie umgewandelt, oder eine Kombination aus beidem.

Da fällt mir ein, dass man auch noch irgendeine Art Sekundärsystem braucht, falls mal der "Torch-"prozess zusammenbrechen sollte. Fusion zum Beispiel braucht ja erstmal eine ordentliche Aktivierungsenergie, es ist also fraglich, ob diese überhaupt mit Bordmitteln in Gang gesetzt werden könnte. Und wenn nicht, müsste der Antrieb noch irgendeinen Backupbetrieb ermöglichen, z.B. als NTR (und dafür muss man dann ständig Plutonium mitschleppen, just in case) oder richtig Low-Tech als chemischer Antrieb mit dem Wasserstoff(isotop) und mitgeschlepptem Flüssigsauerstoff (was allerdings nur für eine minimale delta-v reichen kann).
 
Zitat
Problematisch ist aber eigentlich nicht das Fusionsmaterial für den Reaktor, sondern deine Reaktionsmasse. Davon brauchst du viel mehr.

Die Masse muss man natürlich mit rumschleppen, allerdings ist man da ja auf keine chemische Reaktion angewiesen, sondern muss nur irgendein Gas thermisch auf Touren bringen. Dafür hatte ich ursprünglich in erster Linie Quecksilber vorgesehen, da kann man in einem kompakten Kubikmeter glatt 14 Tonnen von unterbringen. Nimmt also nicht viel Platz weg.

Da ich jetzt aber vom Ionenantrieb runter bin, und erstmal versuchen will, mit Fusion auszukommen, kann man sich das Quecksilber unter Umständen komplett schenken. Die Energie kommt aus der Fusion leichter Kerne, wie z.B. Deuterium zu Helium, und eben diesen "Abfall", also Helium, kann man als Reaktionsmasse verwenden - es muss nur die Ausströmgeschwindigkeit und Masse so aufeinander abgestimmt werden, dass die Energie genau aufgeht. Wenn wir das nun auf Eulenspiegels Rechenbeispiel bezüglich der perfekten Ausströmgeschwindigkeit anwenden, erhalten wir den halben Treibstoffverbrauch, also doppelte Brenndauer.
Lediglich für den "Low Gear" mit hohem Schub braucht man extra Reaktionsmasse, und da kann man wieder das kompakte Quecksilber nehmen (vorheizen und gasförmig einspritzen) - voilà, Nachbrenner. Aber davon braucht man dann nicht viel, es langt ein kleiner Zusatztank.
Allerdings ist so der Massemindestdurchsatz durch die Fusionsreaktion festgelegt, man kann also nicht beliebig weit "hochschalten". Da werd ich mir die Zahlen nochmal genauer ansehen.

Wasserstoff und seine Isotope sind halt das genaue Gegenteil von Quecksilber; man braucht mords Tanks, in denen dann ein paar Kilo Wasserstoff gespeichert werden können. Entweder als Druckwasserstoff, da ist die technische Stellschraube der Druck - heutiger Stand der Dinge ist 700 bar. Oder alternativ als Flüssigwasserstoff, da muss man die Temperatur ca. <20K gewährleisten. Das wäre zwar im Weltraum grundsätzlich nicht schwierig, aber wehe es schießt jemand auf die Tanks (explodiert dann zwar nicht, aber ist halt einfach weg). Und selbst dann ist die Dichte von Flüssigwasserstoff nur lausige 71kg/m³. Drittens Speicherung in Metallhydriden - wieder sehr schwer.

Gerade lese ich aber in der großen W, dass es jetzt eine neue Methode mit Graphit-Nanophasern geben soll, das könnte die Lösung sein: ein Gramm Kohlenstoff bindet 30 Liter Wasserstoff. Ersetzt man noch den Wasserstoff komplett durch Deuterium, sind das umgerechnet 5 Gramm Deuterium bzw. 7,5g Tritium pro Gramm Kohlenstoff. Über die Dichte dieser Fasern habe ich allerdings keine zuverlässigen Informationen. Die normale Dichte von Graphit ist 2,25g/cm³; nehmen wir also mal für die Fasern 1g/cm³ an, wäre das 1t Kohlenstoff pro Kubikmeter, die 5 Tonnen Deuterium oder 7,5 Tonnen Tritium binden (vorausgesetzt die schweren Isotope lassen sich genauso dicht binden wie normaler Wasserstoff). Damit kann man was anfangen.
(Diese Fasern sind aber nicht beliebig wieder aufladbar, also wird man zum Betanken der Raumschiffe einfach die kompletten Blöcke auswechseln). Wieder mal ein technologischer Durchbruch unserer Zeit, an dessen schiere Möglichkeit noch vor wenigen Jahren niemand gedacht hätte.

So! Die Kuh ist vom Eis. ;)

Als Fusionsprozess der Wahl, man ahnt es, bietet sich daher die Deuterium-Tritium-Fusion an, da sie den größten Wirkungsquerschnitt besitzt, pro Fusion fast soviel Energie wie D-He3 liefert, dabei aber mit obiger Methode die Wasserstoffisotope leichter zu speichern sein dürften. Aus der Energieausbeute ergibt sich eine maximale Ausströmgeschwindigkeit von 8,7%c = 26.100km/s - mehr geht nicht (Quelle: Project Rho). Daraus ergibt sich ein minimaler Massedurchsatz von ca. 3g/s pro Terawatt. Immer angenommen, dass man auch jeden einzelnen Kern fusioniert.

Wer die Zahlen vergleicht, wird hier feststellen, dass das stark von den zuvor genannten idealen 720TJ/kg abweicht - dies bezog sich aber auf die Proton-Proton-Reaktion mit noch höherem Massendefekt, die aber auch wesentlich schwerer zu initiieren ist als die D-T-Reaktion. Wenn wir nun als SF annehmen, dass sich auch diese im Raumschiffmaßstab reproduzieren lässt, ließe sich damit eine maximale Ausströmgeschwindigkeit von 11,7%c erzielen (35.100m/s), bei nur 1,6g/TJ.

Naja, das ist einerseits eine Frage des Beschlusses, welchen SF-Level man zugrunde legen will. Andererseits bekäme man so wieder weniger Brennstoff unter, nämlich 2,5 Tonnen Wasserstoff pro Kubikmeter. Man muss also weniger Masse mitschleppen, aber rein vom Volumen her käme die Energiedichte ungefähr aufs Selbe raus.

Zitat
Deine Heatsinkidee ist gut, so denkt ein Raketentechniker, wie kann man aus jedem Gramm alles rausholen was nur irgendwie geht. Natürlich ist damit Schluss sobald du keine Masse mehr in deinem Heatsink hast. Aber es ist sicher sehr praktisch.

Klar verbraucht sich das, aber gerade im Gefecht mit eingefahrenen Radiatoren kann diese Reserve den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten. Fragt sich nur noch, ob es dazu sinnvoller ist, ein möglichst dichtes Element zu verwenden (weil man davon bei gegebenem Volumen mehr mitschleppen kann), oder eines mit möglichst hoher spezifischer Wärmekapazität.

Zitat
Zu deinem Beiboot, die grundlegende Idee ist gut. Es hapert nur an einem Detail. Es wird nicht das Kommandmodul sein, das ist nämlich ganz tief in den Eingeweiden deines Schiffes vergraben. Such dir ein anderes Modul.

Für große Schiffe, ja. Bei kleineren Schiffen (nennen wir die Klasse "Personal Transportation") dürften aufgrund der Abmessungen die "Eingeweide" schonmal gar nicht so tief werden.

Zitat
Die Gänge sind auch sehr lustig, für ein Langstreckenkriegsschiff sicher eine Investition wert. Die meisten Schiffe werden aber darauf verzichten werden, da ein solcher Mechanismus einfach anfälliger und wartungsintensiver ist.

Das wäre schon so eine Tech, die ich für die Protagonisten verfügbar machen würde, einfach weil sie praktisch ist. Irgendwelche fetten Frachter brauchen das sicher nicht, wobei das Gros der interplanetaren Fracht wohl eher auf automatisierten Robo-Frachtern mit minimalem Antrieb auf Hohmann-Bahnen unterwegs sein dürfte. Also so das Zeug, was sich zu stehlen nicht lohnt. Bemannte Frachter werden wohl eher für Eilgut bzw. besonders kritische Ladungen verwendet werden. Wenn die Fracht nur wichtig und wertvoll genug ist, wird man auch den Frachter mit einem flexibleren Antrieb ausstatten.

Zitat
Hast du dabei eigentlich schon daran gedacht das das Schiff mit einer VR gesteuert wird, also per Verdrahtung? Bei deinem Techlevel wäre das doch durchaus angebracht.

Wenn du damit eine Riggerkontrolle à la Shadowrun meinst, ja, daran habe ich gedacht. Ist nur eine Frage des Beschlusses, wie teuer und invasiv diese Ausrüstung dann ist, also sprich, wer mit so etwas ausgestattet ist (bzw. sein will). Der durchschnittlicher Frachterpilot wird es nicht brauchen, aber Militärpiloten, Söldner, Kopfgeldjäger und Konsorten werden das ganz toll finden. Hmmm jetzt wo du's sagst... mit der Verdrahtung würde man sich freilich das Display sparen.

[EDIT: Fusionsabschnitt]
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Samael am 10.02.2008 | 09:01
Aber nur für all die plausibel, die sich mit höherer Mathematik auskennen und eine Stunde nachrechnen.

Das war bisher höchstens Oberstufenmathe hier. ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Haukrinn am 10.02.2008 | 17:28
Wenn Du wüsstest was ich für Noten im Mathe-LK hatte... :-(

Hmm, dann sollten aber vielleicht eher andere Leute beurteilen, ob die Mathematik hier anspruchsvoll ist oder nicht.  ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Settembrini am 10.02.2008 | 20:29
Habe ich schon erwähnt, daß Feuersänger das Rad erneut erfindet?

Fire, Fusion & Steel, gibt´s alles schon.



Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 10.02.2008 | 20:52
(http://freefall.purrsia.com/ff300/fv00262.gif)

Oooookay. ^^ Ich kann auch TW sehr gut verstehen, dass er endlich ein paar "saftige" Brocken sehen will, und nicht immer nur trockene Berechnungen. Eigentlich sind wir auch schon fast so weit. Ich werd mich heute noch mit Papier und Bleistift hinsetzen und mich an ein paar Skizzen versuchen. Was dann noch fehlt, ist die Festlegung der Schiffsgrößen und -massen. Das ist dann zwar auch nochmal etwas Rechenarbeit, aber dürfte mit den Skizzen machbar sein. (Und dann muss ich noch den Scanner zum laufen kriegen um sie in den Computer zu kriegen.)
Wahrscheinlich erweist sich Animas Vorhersage als korrekt, dass die Schiffe deutlich schwerer werden als bisher von mir anvisiert. Das ist aber auch kein Beinbruch. Jedenfalls sollte man schon wissen, wieviel Tonnen so ein Kasten hat.

Achja: evtl. ändere ich den Hintergrund doch noch hin zur guten alten Erde. Hätte den Vorteil, dass man sich zur Namensgebung schamlos an den irdischen Mythologien bedienen kann, und die umliegenden Sterne bereits (meist) wohlklingende Namen haben. Naja, mal sehen.

@Settembrini:
Fire, Fusion & Steel hole ich mir vielleicht doch noch, mal sehen. Da bin ich halt etwas zögerlich -- kannst du in etwa sagen, wieviel davon handfeste Technologie ist, und wieviel Magie/Handwavium/Applied Phlebotenum?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 12.02.2008 | 04:52
So, da bin ich wieder -- und diesmal gleich zur Einstimmung was Saftiges: ein erster Scan einer Konzeptskizze. Ich habe sie jetzt eben gezeichnet, dabei xmal radiert, und der Scanner ist auch nicht mehr der allerneueste, also seid bitte nachsichtig mit meinen Zeichenkünsten. ^^ Es sind auch noch keine Radiatoren, Heatpipes oder ähnliches eingezeichnet - quasi nur die glatte Hülle.

(http://img221.imageshack.us/img221/7526/pt01vb0.jpg)

Technische Daten (ca.):
Länge: 17m
Spannweite: 14m
Höhe: ~4m
Masse: ?
Besatzung: 2-4

Das stellt in etwa den kleinstmöglichen "PT", also Personal Transport (oder Private Transportation) für interplanetare Reisen dar. In dieser Konfiguration sowas wie die Zugmaschine eines Sattelschleppers.
Die vordere Hälfte ist mehr oder weniger keilförmig, zum Schutz vor Mikrometeoriten. Das "Cockpit" darf man sich ungefähr im Zentrum der dicksten Stelle des Keils vorstellen. Man kann davon ausgehen, dass die äußerste Schicht des Keils als Whipple-Shield konstruiert ist, und die Hülle ansonsten unterschiedlich gepanzert ist, je nach Bedrohungslage und Paranoia des Kapitäns.
Die planen Flächen am hinteren Teil des Rumpfes bieten sich zur Bestückung mit Radiatoren an. Im Rumpf selber befinden sich die Schiffsysteme und Platz für die Crew.

An zwei relativ kurzen Auslegern befinden sich zwei Triebwerke, die in dieser Konfiguration um die Querachse drehbar sind (dazu später mehr). So kann das Schiff auf interplanetaren Flügen abbremsen, ohne komplett zu "flippen". Bei den Triebwerken handelt es sich um kompakte Fusionsantriebe. Nicht speziell eingezeichnet sind hier diverse Ausgleichs- und Manövrierjets.
Bei dieser zivilen Variante sind keine Montagen für Bordwaffen vorgesehen, jedoch ist die nachträgliche Montage kleinerer Waffen denkbar.
Der Treibstoff wird in Graphitnanofasern gespeichert, die den Vorteil haben, quasi jeden noch so zerklüfteten und verwinkelten Zwischenraum ausfüllen zu können (auch wenn dann die Betankung lästig sein kann).

Am Heck befinden sich in erster Linie Andockklammern und eine Druckschleuse, um z.B. an kleine Raumstationen, andere Schiffe und nicht zuletzt weitere Schiffskomponenten anzudocken. Diese stellen sozusagen den "Auflieger" des Sattelschleppers dar. Die häufigsten Optionen sind hier Frachtmodule und Zusatztanks, aber auch Bordwaffen und nicht zuletzt zusätzliche Triebwerke für den entsprechenden Vortrieb. Bei einem massiven Andockmodul empfiehlt sich dabei, einige Triebwerke zur Verbesserung der Manövrierfähigkeit ebenfalls an Auslegern zu befestigen. Es ist jedoch bei der Anordnung derselben zu beachten, dass der Abgasstrahl der vorderen Triebwerke keine rückwärtigen Komponenten beschädigen darf. Daher wird bei solchen Konfigurationen der vordere Schwenkmechanismus gesperrt, und erst beim Abkoppeln wieder freigegeben.

Die PTs sind auch für atmosphärische Starts und Landungen ausgelegt. Die Behörden erlauben in der Regel keine Landungen auf besiedelten Planeten mit Schiffen, die Waffen (versteht sich) oder radioaktives Material (aus Angst vor Unfällen) an Bord haben. Als Hilfsenergiequelle wird deshalb in der Regel kein Fissionsreaktor, sondern eine Kaltfusionszelle mitgeführt, die wiederum von einem ebenfalls mitgeführten Myonengenerator abhängig ist. Auch der Fusionsprozess der Haupttriebwerke wird hiermit initiiert.

(Nebenbei habe ich gestern gelernt, dass Hi-Tech Schiffe für atmosphärische Landungen überhaupt keinen besonderen Hitzeschutz brauchen. Dieser ist nur für die Brachialmethode notwendig, nämlich atmosphärisches Bremsen. Schiffe mit Power können stattdessen allein mittels ihrer Triebwerke ihre Ground Speed auf 0 reduzieren und sich dann zügig sinken lassen, ohne dabei Hitzeprobleme zu bekommen. Gut, brauchen wir keine Hitzeschilde.)

Als nächstes habe ich vor, einen "aufgemotzten" PT zu zeichnen, mit umfassendem Sekundärrumpf. Hoffentlich vermassel ich dabei nicht alles. ^^
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 13.02.2008 | 01:29
Ja, ich bin erstmal von 4:1 ausgegangen, da Rho das als Grenzwert für einen ökonomischen Raumflug angegeben hat. Das wäre dann aber für meine Expressschiffe. Und meine Triebwerke werden wahrscheinlich keinen variablen Schub bieten. Es erscheint mir ratsam in einer Hochtemperaturumgebung alles so simpel wie möglich zu halten. Ich habe also keine große Wahl.
Deine festen Sprungrouten sind ja auch okay, aber du solltest besser keinen Antrieb mit einem Kausalitätsproblem herbeizaubern, egal mit welchen Entfernungen. Das ist nie gut. Aber da ich ja eh den Antrieb komplett aus dem Land der Phantasie zaubere kann ich einfach sagen das mein Antrieb kein Kausalitätsproblem hat und ich habe fertig. Warum das so ist, das sollen sich doch die überlegen die Ahnung von theoretischer Physik haben, ich werde einen Teufel tun und auch nur ansatzweise mehr beschreiben als das was die Crew beim Sprung erlebt.
Ich meinte auch weniger auflauern als das alle Gefechte an den Sprungpunkten stattfinden werden, wobei die Wachschiffe in einiger Entfernung sein werden und als Hauptabwehr werden die meisten Vektoren vermint sein. Mit billigen kinetischen Minen natürlich. Wenn du da mit 1/60 c reinzischt dann haben die Teile auch die selbe kinetische Energie drauf und das wird ziemlich schnell ziemlich tödlich.
Nein, dann müsste alle Abwehr an den Planeten stationiert sein. Slaggen ist erst möglich wenn du direkt an den Planeten heran springen kannst. Solange du aber ein paar Lichtsekunden davon entfernt rauskommen musst haben die Verteidiger immer noch ausreichend Reaktionszeit um dir eine unliebsame Überraschung zu bereiten. Denk immer daran das man deine eigene Geschwindigkeit als Waffe gegen dich verwenden kann.
Magnetfelder haben das Problem das sie nur eine Kraft bieten um das Plasma im Reaktor zu halten. Wenn die kinetische Energie der Teilchen größer wird als die Energie des Magnetfelds dann schlagen sie durch. Das heißt du brauchst auch immer stärkere Magnetfelder die immer mehr Hitze erzeugen und sehr viel Energie benötigen. Dein Torchship bräuchte einfach einen ausreichend großen Energiespeicher um den Fusionsprozeß wieder in Gang zu bringen. Der hängt natürlich von der Art deines Fusionsprozeßes ab.
Dir ist ja klar das du ohne Reaktionsmasse und nur mit dem Austoss deiner Fusion einen lächerlich geringen Schub bekommst? Zwar ist der Verbrauch sehr gering, aber der Schub eben auch. Eine ²H + ³H Fusion ist sogar für meinen Bedarf zu langsam, zumindest wenn man konventionelle Fusion mit magnetischer Eindämmung benutzt. Ich hoffe du willst wenigstens Trägheitsfusion verwenden. Da kommt auf eine Energieausbeute von einem Gigajoule pro Pellet. Zumindest nach den Angaben auf Wikipedia zur Fusionsenergie. Ich würde eher die Triebwerks und Manschaftsschonendere ³He + ³He Fusion verwenden bei der nur sehr geringe Mengen Radiaktivität entstehen und das Triebwerk nicht von Neutronen angegriffen wird. Natürlich als Trägheitsfusion mit Schwerionen Partikelbeschleunigern. Ob ich noch eine Reaktionsmasse brauche muss ich wohl noch ausrechnen.
Als Tanks für H² würde ich Warbentanks empfehlen, wenn einer Leck schlägt sind nicht gleich alle weg und man kann das Schiff viel leichter austarieren. Wenn man dazu noch annimmt das die Bionik zu der Zeit schon Fortschritte gemacht hat, dann kann man davon ausgehen das wir Fasern mit den Eigenschaften von Spinnennetzen zur Verfügung haben. Die Tanks wären also extrem leicht, so das ihr großes Volumen nicht stört.
Deine Heatsinkidee würde die Zeit die dem Schiff bleibt gegenüber einem konventionellen Heatsink nicht erhöhen, sie erhöht eigentlich nur dein Delta V und das Masseverhältnis deines Schiffes. Was nicht heißt das die Idee schlecht ist. Pass nur auf das deine Leitungen die Hitze auch aushalten.
Kleine Schiffe werden aber kein Beiboot benutzen, da wäre es wahrscheinlich technisch einfacher wenn man gleich das ganze Schiff atmosphärentauglich macht als nur das halbe.
Es ist halt nur eine Frage des Techlevels und deines ist schon ganz schön hoch, also könntest du so eine Technologie ruhig verwenden. Vor allem  bei Raumschiffen die wahrscheinlich sowieso schon schrecklich teuer sind macht das Sinn. Im normalen Straßenverkehr fährt das Auto wahrscheinlich eh ganz von alleine und ohne Fahrer. Aber eine Riggerkontrolle macht sehr viel Sinn für Raumschiffe und ist für Raumjäger eigentlich unabdingbar.


Deine Zeichnung erinnert mich doch gleich an was. Ich glaube an das hier:
http://premium1.uploadit.org/MaxOutrider/ShipImages/Type-8-Shuttle.jpg (http://premium1.uploadit.org/MaxOutrider/ShipImages/Type-8-Shuttle.jpg)

Die Triebwerke sind mir viel zu klein, deine Luftschleuse wird sich eher unten am Schiff befinden als hinten. Schon vergessen das dein Boden in Schubrichtung liegt? Wenn du willst dass das kleine Ding vom Planten auch wieder hochkommt dann sollte es aerodynamisch sein und Flügel haben.
Ich würde es aber als reines Orbitalraumschiff konzipieren, es ist wirtschaftlicher so etwas zu trennen.
Die Triebwerke sehen außerdem überhaupt nicht wie Fusionstriebwerke aus, da gibt es magnetische Flaschen. Die sind außerdem ziemlich cool, ich weiß gar nicht warum man die weg lassen sollte.
Wenn deine Triebwerke schwenkbar sind dann macht die Verbindungen auch Zylinderförmig, ansonsten haben sie keinen Sinn.
Aber ansonsten sehr hübsch. ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 13.02.2008 | 04:24
Deine festen Sprungrouten sind ja auch okay, aber du solltest besser keinen Antrieb mit einem Kausalotätsproblem herbeizaubern, egal mit welchen Entfernungen.

Das ist ja das Problem: angeblich (ich kapier's selber nicht so richtig) würde FTL grundsätzlich und generell zu Kausalitätsproblemen führen, aufgrund unterschiedlicher "Frames of Reference" (Bezugssysteme), die man nicht loswerden kann. Ein theoretischer Physiker könnte dir bestimmt einen Aufsatz darüber schreiben, warum dein Antrieb trotzdem ein Kausalitätsproblem erzeugt. Also wollen wir lieber keine schlafenden Hunde wecken. ;)

Zitat
Ich meinte auch weniger auflauern als das alle Gefechte an den Sprungpunkten stattfinden werden

Das mag schon sein, aber da sehe ich auch nicht so wirklich ein Problem dabei. Das ist halt eben so. Es heisst ja irl auch die Schlacht von Trafalgar oder die Skagerrakschlacht. Wie gesagt, die Alternative wäre, angesichts der gewaltigen Distanzen, Flächen und Räume, dass ein beliebiges Springen irgendwohin einen ziemlich unerreichbar macht.

Zitat
als Hauptabwehr werden die meisten Vektoren vermient sein. Mit billigen kinetischen Minen natürlich.

Das ist keine schlechte Idee. Allerdings benötigen die selber eine Art Antrieb, um ihre Positionen halten zu können. Da empfehlen sich wartungsfreie Sonnensegel. Auf Rho ist da auch irgendwo eine Berechnung, wie groß solche Sonnensegel sein müssen, um eine Mine auf Position zu halten. Man kann sie also nicht beliebig dicht packen.

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Nein, dann müsste alle Abwehr an den Planeten stationiert sein. Slaggen ist erst möglich wenn du direkt an den Planeten heranspringen kannst.

Worauf bezieht sich das "nein"? Bitte bissl quoten. ^^
Jedenfalls: wenn ich nur ein paar Lichtsekunden entfernt ankomme, kann ich den Planeten mit den gleichen Waffen beharken, die er gegen mich einsetzen kann. Wenn ich etwas Schwung mitbringe, muss ich nur mein Bündel Slugs ausklinken, Rest geht von allein. Es muss ja nichtmal unbedingt slaggen sein, es langt ja, wenn man die orbitalen Schiffswerften perforiert.

Hmmmm ich verstehe jedenfalls was du meinst, es ist beides etwas problematisch, was die taktischen Optionen anbelangt. Als Device wäre es vielleicht das Beste, wenn die Sprungpunkte keine wirklichen _Punkte_ sind, sondern eher Sphären von soundsoviel Durchmesser. Sodass man weiß: da irgendwo in diesem Gebiet (bei 200km Radius z.B. 33 Millionen km³, vielleicht sind aber auch einige 10.000km?) kommen die Schiffe raus, aber man weiß nicht genau, wo. Das lässt sich auch nicht beeinflussen, sondern ist reiner Zufall.
Deswegen kann man auch nicht das ganze Gebiet verminen (es gibt ja auch legalen Verkehr, wären außerdem ziemlich viele Minen, auch wenn man sie nur an die Oberfläche der Sphäre setzen würde).
So können sich einerseits die Verteidiger nicht in Kernschussweite auf die Lauer legen, und die Angreifer (wegen der Distanz) nicht sofort ihre Waffen gegen das Missionsziel einsetzen. Sinn und Zweck des ganzen Tweakens ist ja (zumindest für mich), eine Ausgangssituation zu schaffen, die nicht von vornherein für eine Seite völlig aussichtslos ist.

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Dir ist ja klar das du ohne Reaktionsmasse und nur mit dem Austoß deiner Fusion einen lächerlich geringen Schub bekommst?

Mitnichten. Genau davon war ich zunächst auch ausgegangen, und habe dann erstaunt festgestellt, dass die Asche im Normalbetrieb vollkommen ausreicht. Das sind dann zwar nicht unbedingt die reinen Schubwunder, aber sie sind dafür sparsam im Verbrauch bei hoher Ausströmgeschwindigkeit.

Die Rechnungen auf Project Rho gehen übrigens genau davon aus, also dass nur die Fusionsasche als Treibmittel genommen wird. Die Ausströmgeschwindigkeit berechnet sich dabei wie folgt:
vx= sqrt(2 * delta-m / m0) * c;

Anders gesagt, wenn du pro Sekunde 100 Gramm Brennstoff fusionierst und daraus z.B. 63TJ/s gewinnst (Optimalwert), kannst du mit dieser Energie die Asche als Treibstoff auf satte 11% c beschleunigen, also 35e6m/s.
Der Schub ist dementsprechend m*v/s, also 3,5e6N oder 3,5 Meganewton. Damit kann man einem Schiff schon Beine machen. Dabei kann ein Schiff mit so einem Antrieb und überschaubaren 20t Treibstoff immerhin 55 Stunden bei "Vollast ohne Nachbrenner" laufen.

Wenn doch mal mehr Schub vonnöten ist, kann man ja den "Nachbrenner" zuschalten; es steigt die Masse, es sinkt die Ausströmgeschwindigkeit, und unterm Strich erhöht sich der Schub enorm.

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Ich hoffe du willst wenigstens Trägheitsfusion verwenden.

Das kommt darauf an, wie diese Pellets erzeugt werden und wie schnell sie eingeführt werden können. Wenn man für jedes Pellet eine physische Hülle Glas oder Metall benötigt, ist es Schwachsinn, weil du dann mehr Hüllenmaterial als Brennstoff mitschleppen musst. Bei einem GJ pro Pellet bräuchte man einige zehntausend Pellets _pro Sekunde_, um die von mir geforderten Terawatts zu erzeugen. Wenn jede Hülle nur 10mg wöge, gingen da schon bis zu 1kg pro Sekunde drauf. Immerhin hast du so jede Menge Reaktionsmasse. ;)

Insgesamt lasse ich diese Frage zunächst einfach mal offen -- sollen sich die Physiker des 25. Jahrhunderts drum kümmern, wie man das am besten macht.

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Ich würde eher die Triebwerks und Manschaftsschonendere ³He + ³He Fusion verwenden bei der nur sehr geringe Mengen Radiaktivität entstehen und das Triebwerk nicht von Neutronen angegriffen wird.  Natürlich als Trägheitsfusion mit Schwerionen Partikelbeschleunigern. Ob ich noch eine Reaktionsmasse brauche muss ich wohl noch ausrechnen.

Das mit den Neutronen ist ein berechtigter Einwand, da hatte ich auch zunächst nicht drangedacht, und dann ist mir zunächst keine Lösung eingefallen. Die 3He-3He-Fusion ist da in der Tat pflegeleichter, das rächt sich aber dafür in einer viel geringeren Energieausbeute.
Dann rechne ich dir das mal aus:

Atommassen (u):
3He 3.014932
4He 4.001506
p    1.007276

3He + 3HE --> 4He + 2 p + E; -- soweit richtig?

Massendefekt und Energie:
(2 * 3.014932) - (4.001506 + 2 * 1.007276) = 0,013806;
0,013806 / (2 * 3.014932) = 0,0023 = 0,23%;

--> 206TJ/kg.

Berechnen wir nun noch die Ausströmgeschwindigkeit (wenn wir nur die Asche beschleunigen):
v = sqrt(2 * 0,0023)c = 6,7%c = 20km/s

Ergibt bei beispielsweise 100g/s einen Schub von 2 Meganewton. Vergleicht man das mit dem oben genannten Maximalwert für Fusion, ist das schon ein gewaltiger Unterschied.

Für mein Universum reicht das nicht, die Schiffe bräuchten größere Tanks und wären grundsätzlich langsamer. Darum brauche ich noch einen etwas höheren Techlevel, der die kontrollierte Nutzung der Proton-Proton Reaktion ermöglicht. Diese kann zunächst durch kalte Fusion eingeleitet werden (kalte Fusion funktioniert dank Myonengeneratoren, die wiederum dank Supraleitern effizient genug arbeiten) und dann evtl. über Zwischenstufen bis zur p-p-Reaktion hochgestuft werden.
Voilà, keine rumfliegenden Neutronen UND maximale Energieausbeute, was will man mehr? ^^

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Als Tanks für H² würde ich Warbentanks empfehlen, wenn einer Leck schlägt sind nicht gleich alle weg und man kann das Schiff viel leichter austarieren.

Klar, man braucht auf jeden Fall kleine, voneinander getrennte Tanks.

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Wenn man dazu noch annimmt das die Bionik zu der Zeit schon Fortschritte gemacht hat, dann kann man davon ausgehen das wir Fasern mit den Eigenschaften von Spinnennetzen zur Verfügung haben.

Das ist grundsätzlich eine gute Idee, werde ich mal klauen. Allerdings ist Spinnenseide selber zwar sehr reißfest, aber nicht besonders temperaturbeständig, da sie aus Proteinen besteht. Aber vielleicht ist ja bionisch möglich, die Struktur mit anderen Elementen zu reproduzieren.

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Kleine Schiffe werden aber kein Beibott benutzen, da wäre es wahrscheinlich technisch einfacher wenn man gleich das ganze Schiff atmospährentauglich macht als nur das halbe.

Die Bauweise soll sowieso relativ kompakt aussehen, es ist aber unklar, wie hoch die Massen da nun so werden. Besonders bei gepanzerten Hüllen geht das schnell durch die Decke. Ich bin heute nicht zum zeichnen gekommen, aber sage mal überschlagsmäßig, dass der "Auflieger" 5-10mal soviel Masse haben könnte wie die "Fahrerkabine".

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Deine Zeichnung erinnert mich doch gleich an was. Ich glaube an das hier:

Ja pfui, Unverschämtheit, dir werd ich helfen! Siehst du da vielleicht irgendwo rote Lampen und blaue Streifen? Hm?

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Die Triebwerke sind mir viel zu klein, deine Luftschleuse wird sich eher unten am Schiff befinden als hinten. Schon vergessen das dein Boden in Schubrichtung liegt?

Hinten und Unten ist in dem Fall das gleiche, da das Schiff ja ein Bellylander ist. Im atmosphärischen Flug bzw. gelandet ist die Schleuse "hinten", im freien Flug dagegen "unten". Die "Decks" sind schon senkrecht zur Flugrichtung; die relevanten Crewmöbel entsprechend klappbar.

Im atmosphärischen Flug werden die Triebwerke (über deren Größe kann ich nicht viel sagen) ja geschwenkt, zur Landung um ganze 90° (unterm Rumpf fährt dann ein Landegestell aus). Das Ding fliegt also nur mittels Schub, es benötigt keinen aerodynamischen Auftrieb.

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Ich würde es aber als reines Orbitalraumschiff konzipieren, es ist wirtschaftlicher so etwas zu trennen.

Wirtschaftlicher ja, aber wie ich schonmal sagte, geht es hier nicht um reine Ökonomie, sondern auch um Devices im storytechnischen Sinne. Je komplizierter man den Besuch eines Planeten macht, desto seltener werden die Spieler diese aufsuchen, wenn man sie nicht gerade mit einer arkturianischen Megabullenpeitsche zwingt.
Der Mensch als solcher steckt lieber Unsummen in den Unterhalt seines eigenen Schiffes, als sich für einen kleinen Betrag auf anderer Leute Shuttle einen Platz zu buchen. Das erkennt man an der Tatsache, dass wir über 46 Millionen PKW in Deutschland haben.

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Die Triebwerke sehen außerdem überhaupt nicht wie Fusionstriebwerke aus, da gibts magnetische Flaschen.

Ja, die kannst du dir dazudenken. ;) Sind auf dieser Detailstufe nicht eingezeichnet. Oder von der Verkleidung verdeckt. ^^

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Wenn deine Triebwerke schwenkbar sind dann macht die Verbindungen auch Zylinderförmig, ansonsten haben sie keinen Sinn.

Die Verbindungen sind ja zylinderförmig :p, allerdings zum Schutz vollverkleidet, weil es ziemlich peinlich wäre, wenn die Verbindungen beschädigt würden und das Triebwerk dann nicht mehr schwenkbar wäre (oder komplett ausfallen würde).

Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 13.02.2008 | 05:07
Das man beim beschleunigen an den Boden un ney an die Wand geklatscht wird, un sich beim bremsen an der Decke die Birne haut un ney an der anneren Wand. So grob beschrieben.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Anima am 13.02.2008 | 05:34
Mein FTL Antrieb kann das aber. Wie gesagt so lange man kein Sterbenswörtchen darüber verliert wie das Ganze nun genau funktioniert ist man auf der sicheren Seite. Da es eh pures Handwavium ist ist es auch egal ob ich noch ein Naturgesetz breche.
Ein lustiger Effekt ist aber das Lichtecho, wenn du lange genug wartest kannst du dich selbst beim Sprung beobachten obwohl du schon längst gesprungen bist.

Meine Minen würde ich gar nicht unbedingt parken. Es reicht ein paar Asterioden da zu haben die um den Sprungpunkt kreisen und sie dann zu detonieren wenn Schiffe auf komischen Vektoren und mit zu vielen Waffensystemen kommen. Die Trümmer erledigen dann bei den Geschwindigkeiten den Rest.

Einen Protonen + Protonen Fusion setz vor allem Gammastrahlung frei die dein Schiff nicht beschleunigt, will heißen den größten Teil der Fusionsenergie kannst du nicht nutzen. Meine 3HE Fusion liefert mir wenigstens Protonen die ich benutzen kann und keine Gammastrahlung die meine Crew rösten könnte.
Eine 2H + 3H Fusion bietet 17,6 MeV, eine 3He + 3He Fusion 13 MeV, so viel schlechter ist das nun auch wieder nicht. Dafür kann ich meine Protonen ganz einfach mit einer magnetischen Flasche nach hinten rauspusten.

Deine Zeichnung hat überhaupt keine Lichter und Balken, sieht eher aus wie Shuttle das sich gerade tarnt  :P
Die Ähnlichkeit ist ja mal wirklich frappierend. Wenn deine Schleuse nicht unten ist sondern hinten brauchst du eine ziemlich große Schleuse, sie muss 2m hoch und 2m tief sein, ansonsten kann man sie unter Schub nicht benutzen.
Deshalb sage ich ja auch benutz verschiedene Schiffe für Raumflug und planetare Landung. Ein aerodynamisches Schiff kann mit viel weniger Delta V abheben als ein Klotz und ist damit einfach wirtschaftlicher. Für die Erde würde ich dir eh Orbitallifts vorschlagen. Das ist eh die stilvollste Möglichkeit auf die Erde zu kommen, vor allem wen es Panorama Fenster und ne Bar gibt.
Und die sicherste Möglichkeit für die Erde ist es auch, alle Raumschiffe bleiben im Orbit.

Ist aber ne ziemliche große Verkleidung und ne ziemlich kleine echte Verankerung. Du bekommst im übrigen ein Problem wenn das Schiff seine Schubachse ändern kann, dein Boden wandert. Deshalb dreht man lieber das Schiff wenn nicht alle unter Schub in frei orientierbaren Beschleunigungscouchen liegen sollen.

Edit: Man möge mir nachsehen das ich magnetische Flasche geschrieben habe, ich habe Magnetic Bottle und Magnetic Nozzle verwechselt. Korrekt ist also magnetische Düse.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 13.02.2008 | 13:26
Zitat
Meine Minen würde ich gar nicht unbedingt parken. Es reicht ein paar Asterioden da zu haben die um den Sprungpunkt kreisen und sie dann zu detonieren wenn Schiffe auf komischen Vektoren und mit zu vielen Waffensystemen kommen. Die Trümmer erledigen dann bei den Geschwindigkeiten den Rest.

Was du nun konkret da in den Weg stellen willst, Minen, Asteroiden oder Eiswürfel, ist eigentlich egal, die sind alle immer noch der Sonnenschwerkraft ausgesetzt und müssen deswegen entweder auf einen stabilen Orbit gebracht werden, oder ständig angetrieben werden um nicht in Richtung Sonne zu fallen. Nun wäre es aber eine ziemlich kühne Annahme, dass die Sprungpunkte ebenfalls den Stern umlaufen -- vielmehr werden sie relativ zur Sonne stationär sein (haben ja keine Masse und sind keine Gebilde dieses Raumes, somit ließe sich schon gar keine Umlaufbahn berechnen).
Daraus folgt, dass alle Verteidigungsmittel, ob Wachschiffe, Minen oder Eiswürfel, einen ständigen Impuls benötigen, um ihre Position relativ zum Sprungpunkt zu halten.

Genauere Analyse hier: http://www.projectrho.com/rocket/rocket3v.html#statite

Zitat
Einen Protonen + Protonen Fusion setz vor allem Gammastrahlung frei die dein Schiff nicht beschleunigt, will heißen den größten Teil der Fusionsenergie kannst du nicht nutzen.

Früher oder später kommt man eh nicht drum rum, dass man die Gammastrahlung nutzbar machen muss. Dazu braucht man natürlich SF-Technologie, logisch. Ich war ja eh schonmal so weit, als ich noch mit der Zerstrahlung geplant habe (die immer noch der Trumpf in der Hinterhand bleibt, wenn die ganze Fusionsgeschichte überhaupt nicht hinhauen sollte. If it don't fit, use a bigger hammer).
Jedenfalls sind 13MeV bei 3He-3He verglichen mit 26MeV beim Wasserstoffbrennen schon ein ziemlicher Unterschied.

Zitat
Wenn deine Schleuse nicht unten ist sondern hinten brauchst du eine ziemlich große Schleuse, sie muss 2m hoch und 2m tief sein, ansonsten kann man sie unter Schub nicht benutzen.

Vielleicht stehe ich ja gerade auf dem Schlauch, aber warum um Himmels Willen sollte man eine Schleuse unter Schub benutzen wollen? Wie gesagt _muss_ sie da sein, wenn man hinten noch was ankoppeln will. Wenn etwas angekoppelt ist, fungiert die Schleuse sowieso nur noch als einfache Luke, als Durchgang zu den hinteren Schiffssektionen.

Zitat
Deshalb sage ich ja auch benutz verschiedene Schiffe für Raumflug und planetare Landung. Ein aerodynamisches Schiff kann mit viel weniger Delta V abheben als ein Klotz und ist damit einfach wirtschaftlicher.

Die Frage ist nach wie vor, wer hat welches Schiff? Haben die Helden ihren eigenen Lander - wo bringen sie den dann unter?  Haben sie keinen, dann siehe oben, von wegen Mobilität. So ein Gleiter nach Art des Sänger, Meteor oder Hermes ist ja sicher ganz süß und schnucklig, aber die meiste Zeit wird er nur im Hangar stehen und Platz und Nutzlast belegen.

Und was ist das immer für ein Gewese mit der Wirtschaftlichkeit? Wir leben im 25. oder 26. Jahrhundert und haben Fusionstriebwerke! Mal einen ganz groben Überschlag: Saturn V hatte 3000 Tonnen Startmasse  bei einer Mass Ratio von 22, und drei Stufen, die alle verloren gingen. Natürlich ist sowas schweineteuer.
Wir haben aber keine Stufen sondern komplett wiederverwendbares Schiff, und dazu eine Energiequelle, die 3-600TJ/kg liefert statt 10MJ/kg wie der entsprechende Raketentreibstoff. Selbst mit 3He-3He Fusion steht dir also die 3000fache Energiedichte zur Verfügung. Dazu musst du obendrein viel weniger Masse in Form von Treibstoff und Tanks beschleunigen. Langer Rede kurzer Sinn: du brauchst vom Boden bis zum Orbit so ca. 100 kg Brennstoff. Das geht doch im Rundungsfehler unter!

BTW, was verstehst du unter Orbitallifts? Eine Ariane ist auch ein Orbitallift.

Zitat
Ist aber ne ziemliche große Verkleidung und ne ziemlich kleine echte Verankerung. Du bekommst im übrigen ein Problem wenn das Schiff seine Schubachse ändern kann, dein Boden wandert. Deshalb dreht man lieber das Schiff wenn nicht alle unter Schub in frei orientierbaren Beschleunigungscouchen liegen sollen.

Da siehst du mehr als ich; so genau kann man da gar nicht erkennen, wie dick die Verankerung ist (bzw kann sie ohne weiteres dicker sein als sie evtl. aussieht). Ist schon klar, dass der Boden wandert. Das Schiff befindet sich ja meistens im Raumflug; die Bauchlandung ist ja in erster Linie dazu da, um den Schwerpunkt abzusenken und eine stabile Landung zu erleichtern. Und wenn die Beschleunigung über 2G beträgt, schnallt man sich eh besser an. Für genau diese Zwecke, wie ich bereits sagte, sind die Crewmöbel ja dann auch schwenkbar (bzw. richten sich automatisch aus).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 13.02.2008 | 15:14
Belly lander heisst, dass die Langachse parallel zum Erdboden ist. Beim Tail Lander ist die Langachse senkrecht zum Erdboden.

Du brauchst für die Triebwerke drei Positionen: nach hinten, nach unten, nach vorne. Nach hinten ist klar. Nach unten für planetare Landungen, es sei denn du hast Bock, das Teil senkrecht mit ein paar qm Grundfläche zu landen und stabil abzustellen. Da kannst du auch versuchen, rohe Eier in der Pfanne aufzufangen. Nach vorne zum abbremsen, weil sich da der ganze Schutz gegen Mikrometeoriten befindet. Das eigentliche Manövrieren um die Achsen kann unabhängig davon mit kleinen Thrustern erfolgen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 13.02.2008 | 16:08
Coole Verfolgungsflüge durch Canyons oder Häuserschluchten ind er Atmosphäre eines Planeten...  >;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 13.02.2008 | 17:23
Da hab ich in Sci-Fis schon ganz annere Dinge fliegen gesehen.  >;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 14.02.2008 | 01:02
Hey, das ist ja richtig possierlich. ^^
Wie ich da aber so den Stecker am Heck sehe, fällt mir noch etwas dazu ein: ein senkrecht stehendes Schiff ist unbequemer zu warten. Man muss im Prinzip mit Gerüsten, Kränen und Bühnen arbeiten, wie heutzutage bei einem Raketenstart. Ein bodennah liegendes Schiff kann von der Maintenance Crew viel leichter gewartet werden. Auch was z.B. ein etwaiges komplettes Auswechseln der Tanks angeht.

Und wie ich das so aus der Perspektive sehe, dürfen die Triebwerke wohl in der Tat noch etwas klobiger sein. Und etwas weiter vorne liegen, damit das Andockmodul nicht in Konflikt mit den Auslegern gerät.
Aber so rein prinzipiell schaut das nicht ganz abwegig aus. ^^
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 14.02.2008 | 15:12
Ansonsten kann man ja auch noch andere konzepte einführen:

Faltbarevacuumdirigibles (http://www.orionsarm.com/tech/vacuum_dirigible.html) um das Schiff durch jede beliebige Atmosphäre in eine Höhe zu bringen, in der man gefahrlos beschleunigen kann (während sich der Schwebekörper wieder einfährt)
damit hat man dann Zeppelin-ähnliche Raumschiffe innerhalb von Athmosphären und die Dinger brauchen gar nicht zu landen, sondern können unbegrenzt schweben.

bzw:
Dropship, dass kometenhaft eintritt und dadurch bremst, dass es ein Vacuum-Behälter im "Windschatten(konstruktionsbedingt)" aufbläht, der das Schiff immer unaerodynamischer und "loser" (Gegenteil von dicht  ;D) macht, bis es endlich schwebt.
Da hat man dann zwar keinen echten Flug, aber zumindest ein eigenständiges Feeling für Landeschiffe.


Szenarien, wie "Bespin" können dann recht stylish realisiert werden.

@TW

Zitat
Inneneinrichtung in 3Richtungen drehbar...
Oder man designt sie einfach so, dass man nichts drehen muss.
ob ein 24"Computerrack nun am Boden, oder in er Wand steckt ist für die handhabung fast egal. nur als Beispiel.


sers,
Alex
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 15.02.2008 | 22:40
Zumindest bei einem Vehikel dieser Größe spricht nichts gegen traditionelle Harrier-Technologie. Es könnte ganz konventionell aus der horizontalen Lage heraus soweit vom Boden abheben, bis das Haupttriebwerk die Arbeit aufnimmt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 20.02.2008 | 13:04
Ein Gedanke, der mir schon vorige Woche kam, aber von dem ich vergaß, ihn zu Forum zu bringen, bezüglich futuristischer Technologie und Alltagsleben: soweit ich weiß, gab es in den letzten Jahrhunderten _keine_ _einzige_ Zukunftsprognose, die von der tatsächlichen Entwicklung auch nur _ansatzweise_ bestätigt worden wäre. Belegen kann man das freilich nur für etwas ältere SF, so vom 19. Jh bis einschließlich "Golden Age".
Was zum Beispiel Michel Verne Anno 1889 in "Ein Tag aus dem Leben eines Journalisten im Jahre 2889" prophezeiht, war doch zu 90% bereits 1989 längst kalter Kaffee (abgesehen von der Atlantik-U-Bahn vielleicht).

Insgesamt sieht es doch so aus, dass derartige Vorhersagen IMMER entweder meilenweit hinter der tatsächlichen Entwicklung zurückbleiben,

(http://expositions.bnf.fr/utopie/images/3/3_95c1.jpg)

oder völlig absurde Implementierungen von zeitgenössischen Entdeckungen beinhalten,

(http://expositions.bnf.fr/utopie/images/3/3_95b8.jpg)
("Radiumheizung")

beziehungsweise auch beides gleichzeitig.
Ein besonders deutliches Beispiel aus der Golden-Age SF ist diese eine Story, in der ein Raumfahrer unbekümmert mit 8G vom Pluto zur Erde fliegt, aber die Kursberechnung dafür mit Logarithmentafel und Rechenschieber durchführt. Ich find das so klasse. Raumschiffe mit Atomantrieb okay, aber Taschenrechner liegen außerhalb der verwegensten Vorstellungskraft.

Ebenso, wenn z.B. in diesem Thread davon gesprochen wird, irgendeine Technologie sei "zu groß/zu schwer" -- dass es sowas wie Miniaturisierung gibt, wird da mal gerne komplett vergessen. Daran fühlte ich mich auch bei diesem futuristischen Bildtelefon erinnert:
(http://expositions.bnf.fr/utopie/images/3/3_95b2.jpg)

Anderer Beispiele sind Legion, ich könnte den ganzen Tag noch mehr aufzählen und käme zu keinem Ende. Das nur mal so als kleine Auflockerung, und Ansporn zum Mut in der "Erfindung" neuer Technologien.

Faltbarevacuumdirigibles (http://www.orionsarm.com/tech/vacuum_dirigible.html) um das Schiff durch jede beliebige Atmosphäre in eine Höhe zu bringen, in der man gefahrlos beschleunigen kann (während sich der Schwebekörper wieder einfährt)

Das klingt brauchbar. Die Vakuumzellen sollten dann tetraedisch sein, für maximale Stabilität gegen Stauchung. Da müsste man mal ein paar Berechnungen anstellen (wie groß müssen die Schwebekörper sein etc.).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.07.2008 | 04:13
Casting Raise Thread... success!

So, ich habe mich jetzt mal längere Zeit mit anderen Dingen beschäftigt, und auch alles aus diesen Threads tüchtig einsinken lassen. Jetzt habe ich, denke ich, ein klareres Bild davon, wie ich mir das Setting vorstelle. Heute befasse ich mich erst nochmal mit dem technischen Unterbau, demnächst dann mit dem Setting an sich.

Also jetzt nochmal von vorne der aktuelle Stand der Dinge:

Die wichtigste Änderung ist wohl, dass ich von der Materiezerstrahlung als Energiequelle abgekommen bin und nun alles auf Kernfusion ausgelegt habe. Dazu war es notwendig, die Beschleunigungsfaktoren drastisch zu reduzieren. Wo ich vorher mindestens 10G haben wollte, gebe ich mich nun mit 1G zufrieden.

Schlüsseltechnologien: elektrische und thermische Supraleiter, Nanotechnologie
Elektrische Supraleiter können Strom quasi widerstandsfrei transportieren, sodass in den elektrischen Systemen so gut wie keine Abwärme entsteht. Hierdurch wird bspw. die Erzeugung von Myonen wesentlich vereinfacht und kalte Fusion ermöglicht. Thermische Supraleiter leiten thermische Energie extrem gut, wodurch diese großflächig verteilt werden kann (Radiatorprinzip). Radiatoren können enorme Energiemengen ins Vakuum abstrahlen.
Durch Nanotechnologie können völlig neue Verbundstoffe realisiert werden, unter anderem auch ausgefeilte Speichermethoden für Treibstoff und Energie, aber auch fortschrittliche Baumaterialien.

Energieerzeugung: effizienter Massendefekt.
Fusion von Wasserstoff (Unobtainium). Kompakte Reaktoren. Es existieren verschiedene ausgereifte Technologien mit unterschiedlichem Treibstoffbedarf und unterschiedlicher Energieausbeute.
Beispielsweile einfache, robuste und relativ idiotensichere D-T oder 3He-3He-Reaktoren, die ca 360TJ/kg erzeugen, bis hin zu hochmodernen Wasserstoffbrennern (proton-proton) mit der für Kernfusion maximal möglichen Energieausbeute von 720TJ/kg.
Darüber hinaus dient kalte Fusion oft als Hilfsenergie.

Der Brennstoff wird in Kohlenstoff-Nanoröhrenpaketen mitgeführt, die bis zu 5t Wasserstoff pro Kubikmeter speichern können (oder entsprechende Mengen anderer leichter Elemente).

STL-Antrieb: ebendiese Fusionstriebwerke. Im Regelbetrieb wird die Asche des Fusionsprozesses (Helium) als Stützgas verwendet und mit bis zu 37.000km/s ausgestoßen, was die maximale Effizienzstufe darstellt.
Viele Triebwerke sind außerdem mit einer Art "Nachbrenner" ausgestattet, indem bei Bedarf zusätzlicher Treibstoff zugeführt wird. Dies kann der gleiche Brennstoff sein, der für die Fusion verwendet wird, oder auch schwerere Elemente, die in separaten Tanks mitgeführt werden, und z.T. auch gleichzeitig als Heatsinks fungieren. Durch diese Technik wird der Schub auf Kosten der Ausströmgeschwindigkeit erhöht.
Umgekehrt können die Motoren auch in gewissem Rahmen "mager" gefahren werden, wodurch sich zwar die Ausströmgeschwindigkeit nicht erhöht, aber insgesamt weniger Masse umgesetzt wird (und somit auch die Beschleunigung geringer ist).

FTL-Antrieb: "Jumpdrive" ähnlich dem Alderson-Drive (reines Handwavium)
* Interstellare Reisen finden über Jumppoints zwischen benachbarten Systemen statt.
* Energieaufwand proportional zur Schiffsmasse und der zu überbrückenden Entfernung (wäre ja noch schöner). Durchschnittliche Sprungweite: 10LY. Sprungdauer noch zu definieren (wenige Minuten).
* ENDpunkt eines Sprungs ist immer an einem Jumppoint (diese werden in besiedelten Systemen logischerweise immer militärisch geschützt)
# STARTpunkt eines Sprung könnte (unentschieden) entweder an ebendiese JPs gebunden sein (Alderson), oder aber beliebig (Frontier), sofern genügend Abstand zur nächsten Schwerkraftquelle gegeben ist. (Unterschiedliche taktische Auswirkungen)
* Kein FTL-Funk. Es muss sich schon jemand in ein Schiff setzen und die Nachricht überbringen.
* KEINE wie auch immer geartete Interaktion mit Schiffen während des Sprungs!

Schiffsdesign et al:
* Typischer Treibstoffanteil: i.d.R. 20-40% der Startmasse
* Aufteilung des Antriebes (meistens) in einen rumpfmontierten Hauptmotor und mehrere (je nach Schiffsgröße) Hilfsmotoren mit Schubvektorsteuerung, die an Auslegern befestigt sind. Stärke der Hilfsmotoren begrenzt durch Materialstärke der Ausleger. Zusätzliche Manövriertriebwerke zur schnellen Ausrichtung der Schiffslage.
* Planetare Landungen stellen dank der starken Motoren kein Problem dar, es muss nicht atmosphärisch gebremst werden, dadurch entfällt die Notwendigkeit von Hitzeschilden. Die meisten Schiffe sind Tail Lander, d.h. sie landen mit der Hauptantriebsachse senkrecht zum Boden.
* Normalbeschleunigung normalerweise 1G, teilweise bis zu 1.5G. Maximalbeschleunigung je nach Schiffsgröße und Verwendungszweck auch bis 6G oder womöglich noch mehr.
* Kompensation durch Anti-G-Anzüge und nötigenfalls automatisch gesteuerte G-couchen;
* kybernetische Modifikationen unterschiedlicher Art (z.B. verbesserte Flüssigkeitspolsterung des Hirns, Muskelverstärkungen, Neuralinterface zur direkten Steuerung [Rigging]).

Schutzmaßnahmen:
Kombination verschiedener Technologien zur Abdeckung eines möglichst breiten Bedrohungsspektrums. Evtl. muss ein Schiff zugunsten einer Technologie auf eine andere verzichten.

* Konventionelle Panzerung: z.B. Titanlegierung oder Nanowerkstoffe; Effektmaximierung durch schräge Flächen.
* Whipple Shielding zum Schutz vor Mikrometeoriten
* Reaktivpanzerung: hochexplosive gerichtete Ladungen, die auftreffende kinetische Impaktoren wegschleudern
* Elektromagnetisches Feld: lenkt geladene Teilchen ab.
* Neutronen- und Gammastrahlenschutz: Schicht der Schiffshülle zum Schutz vor ungeladener Strahlung/Teilchen
* Karbonpanzerung: kostengünstiger Laserschutz, mit einer Verdampfungsenergie von 40MJ/kg.
* Thermosupraleitende Panzerung (Miltech): punktuell einwirkende Thermalenergie wird augenblicklich großflächig verteilt und wieder ins All abgestraht.
* Abwehrlasersystem: anfliegende materielle Objekte werden von Sensoren erfasst und von computergesteuerten Lasergeschützen beschossen. Je nach Art des Objektes soll dieses dadurch abgelenkt, zersplittert oder verdampft und dabei ionisiert werden. Ionisierte Kleinstteilchen werden wiederum vom EM-Feld abgelenkt.

Waffensysteme:
Es ist zu beachten, dass die meisten Waffensysteme (bis auf Raketen) auf Energie angewiesen sind, die einerseits erzeugt werden muss, und andererseits auch Abwärme generieren, die abgeführt werden muss. Daher sind Laser und Massebeschleuniger in ihrer Leistung relativ beschränkt.
* Laser: hauptsächlich kleinere Ausführungen als Point-Defense Systeme zur Abwehr von Raketen und Impaktoren.
Große Laser, die auch auf weite Distanzen zielgenau und potent sein sollen, benötigen sehr große Linsen, die ihrerseits leichte Ziele für den Gegner sind. Verschiedene Gegenmaßnahmen (s.o.)
* Massebeschleuniger: Rail- oder Coilguns variabler Größe, die massive (d.h. nicht explosive) Projektile mit möglichst hoher Geschwindigkeit auf das Ziel schleudern. Relativ geringe Reichweite; im Einzelschuss wenig effektiv, bei Schnellfeuer aber hochgefährlich ("Sandstrahler").
* Raketen: größtmögliches Schadenspotential, aber anfällig gegen Abwehrlaser.
* Abgasstrahl: nach der Grundregel "jeder interessante Antrieb ist auch eine interessante Waffe" ist der Abgasstrahl eines Fusionstriebwerkes nicht zu unterschätzen (siehe unten: Schubleistung), allerdings ist die effektive Reichweite eher gering.

Stealth kann es im Weltraum nicht geben (http://www.projectrho.com/rocket/rocket3w.html#nostealth), da jedes Schiff Abwärme abstrahlt wie blöde.

Beispiel (vereinfacht, ohne Berücksichtigung des Masseverlustes)
Schiff mit 150t Maximalmasse, davon 30t Treibstoff (20%); 4H-Reaktor (720TJ/kg)
gewünschte Beschleunigung: 10m/s² ~ 1G
benötigter Schub: 150e3*10=1,5e6N = 1,5MN
Schubleistung: (F*ve)/2 = 27,75TW
Treibstoffdurchsatz: F/ve = 0,04kg/s = 40g/s
maximale Brenndauer: 30e3kg/0,04kg/s= 740.000s = 208h
Delta-V = 0,74e6s * 10m/s² = 7400km/s

Das ist fast die 200fache Delta-V, die für eine Erde-Mars Mission auf Hohmann-Orbit benötigt würde (ca 40km/s).

Schiffskategorien
Generell unterscheiden wir zwischen drei Kategorien:
1. Brawnships oder Torchships mit starken Fusionsantrieben, wie oben; für schnellen interplanetaren und interstellaren Verkehr (sprungfähig), hohe Leistungsreserven ermöglichen es, quasi jede Route im brachistochronen Flug zu überwinden. Dabei muss weder um jedes Gramm gefeilscht werden, noch stellen planetare Starts und Landungen aus leistungstechnischer Sicht ein Problem dar. Delta-V mehrere tausend km/s.
2. Hulks oder Haulers mit großer Nutzlast, relativ schwachen Antrieben (z.B. Kaltfusion) und geringer Treibstoffrate, quasi immer unbemannte, automatisch gesteuerte Frachter, die interplanetare Strecken auf Hohmann-Orbits überwinden; Delta-V deutlich unter tausend km/s.
3. Teakettles/Teekesselchen mit (meist) chemischen Antrieben, die quasi ausschließlich als Orbitallifts eingesetzt werden, vor allem auf Planeten, auf denen aus Sicherheitsgründen keine Torchships landen dürfen (aus Furcht vor dem Abgasstrahl). Delta-V deutlich unter hundert km/s.
Zuweilen werden Schiffe, die nicht der 1. Gruppe angehören, auch Whimpships genannt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 4.07.2008 | 12:22
Ich habe da neulich etwas von Dan Simmons gelesen.
bei dem gibt gibt es (mit viel handwavium) best. Prozessoren, die einmal angefahren Wärme vernichten, indem sie sie in andere Branen "schieben" und so hat die THermodynamik vergewaltigen.
Das Problem ist diese Dinger wieder anzuhalten, da sie um so schneller laufen, je kälter sie sind.
Das heißt, sie verbrauchen netsprechend Platz (anfangs....).

ist natürlich kein HardSF, aber zumindest ist es eine Idee mit Nachteil...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 4.07.2008 | 13:41
Nach dem Durchlesen finde isch auch, dass es sich ganz nett aunhört....ich mag nur leider dieses Uboot feeling beim Raumkampf und dazuu gehört dann auch das "schleichen".
Wenn eh schon Sprungantriebe exisiteren, dann könnte man ja auch Antriebe haben, die (vielleicht wesentlich schlechter sind, als die herkömmlichen) die deren Abgasstrahl aber nach einigen Planlängen in schwernachweisbare Dinge zerfällt....irgendwelche Protonen, die in Neutron + ein paar komische Dinge zerfallen, die nur sehr kurz aufleuchten(innerhalb des Schiffes) und so nur von hinten zu sehen sind...

Auf jeden Fall dürften Kämpfe jetzt auch sehr lange dauernd...Reisen auch...Und bei den Energiemengen dürften die Raumschiffe auch aussehen wie gigantische Schmetterlinge....hat schon was.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.07.2008 | 18:01
Kinners, ich bin ja prinzipiell auch total für U-Boote und so, die Vorstellung gefällt mir auch , aber das mit dem Stealth haben wir doch schon durchgekaut.  ::)
(Klicke zum Anzeigen/Verstecken)

Ein Schiff mit einer Triebwerksleistung von soundsovielen Terawatt wird jedenfalls auch eine Signatur von ebensovielen Terawatt haben und von hier bis nach Alpha Centauri leuchten wie ein Weihnachtsbaum. Kein Scheiss!
Jegliche Stealth-Bemühungen können also nur auf "Silent Running" bezogen sein, basierend auf möglichst kleinem Hüllenquerschnitt, guter Isolierung und internen Heatsinks, aber ohne Antrieb kommt man halt nicht weit.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 6.07.2008 | 02:37
Jetzt dürft ihr euch nochmal austoben, wenn ihr wollt -- ich würd mich freuen:
malt, zeichnet, generiert, rendert Raumschiffe, von denen ihr meint, dass sie zu diesem Setting passen.

Ich steh da nämlich ehrlich gesagt bissl aufm Schlauch, bin mit meinen aktuellen Entwürfen nicht richtig zufrieden. Das, was ich eigentlich vor meinem geistigen Auge habe, schaffe ich nicht, zu Papier zu bringen. An mir ist halt nicht unbedingt ein Künstler verloren gegangen.

Was die Größe/Tonnage der Schiffe angeht, bin ich nun auch flexibel. Ich denke mal, die kleinsten FTL-tauglichen Schiffe sollten 3-6 Mann Besatzung haben. Ob die errechnete Tonnage dann 150 oder 500 oder >1000 ist, ist in dem Sinne erstmal egal - kommt ja nur aufs Verhältnis an.

(Hab mir übrigens nu doch Fire, Fusion & Steel geholt -- die 6,50 Euro konnt ich schonmal riskieren. ;) )

Nun muss ich sogar eingestehen, dass in der Tat eine der vernünftigsten Formen für ein Raumschiff eine mehr oder weniger zylindrische Rakete wäre - so wie sie im Golden Age meistens gezeichnet worden sind. Das ist auch schon das Problem: das sieht so langweilig, altbacken, uncool und naiv aus (obwohl es eigentlich das Gegenteil von naiv ist).

Naja, wollte eigentlich noch mehr zum Thema schreiben aber bin abgelenkt worden; morgen fahre ich fort.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 6.07.2008 | 18:08
Ah, doch, sorryyy, da steht was von Anti-G-Anzügen. Also keine künstl. Schwerkraft.

Genau. ^^
Künstliche Schwerkraft (z.B. durch Ringzentrifugen) könnte es für ganz dicke Pötte geben, die den Großteil der Reise antriebslos dahindümpeln. Brawnships hingegen beschleunigen einfach durchgängig mit ca. 1G im Dauerbetrieb. Notfallbeschleunigungen von mehreren G werden dann durch modische und bequeme G-Anzüge kompensiert.

Zitat
Das mit den Raketen finde ich auch sinnvoll. Die Raumschiffe sind mehr oder weniger Wolkenkratzer, die auf gigantischen Düsen stehen. Wolkenkratzer können aber auch unterschiedliche Formen haben.

Stimmt. Erster Knackpunkt ist, ob die Haupttriebwerke direkt das Fundament bilden sollen, oder symmetrisch etwas nach außen verlagert sind. Ist zwar für Wendigkeit und Stabilität nicht entscheidend -- das geht auch so mit Manövriertriebwerken an Auslegern -- aber könnte sicherheitstechnisch relevant sein. Wenn ein Triebwerk beschädigt wird, sind die anderen weit genug weg, um nicht zwingend in Mitleidenschaft gezogen zu werden. Dieses Prinzip findet ja auch im Flugzeugbau Verwendung.
Ein weiteres Triebwerk kann ja trotzdem genau auf der Antriebsachse liegen. Als Nebeneffekt werden im Bremsflug etwaige Partikel in der Flugbahn einfach verdampft.
Meine vorherige Idee mit den schwenkbaren Triebwerken an Auslegern dürfte halt aufgrund der auftretenden Kräfte und mechanischen Belastungen relativ passé sein -- wir reden hier schließlich von mehreren Meganewton Schubkraft, und das stabil an einem Gelenk aufzuhängen, dürfte schwierig werden.

Zitat
Die andere Frage ist, ob es überhaupt Zeichnungen von den Schiffen geben muss.

Wie du schon sagtest, die können ja unterschiedlich aufgebaut sein. Vor allem schwebt mir da eine gewisse Modularität vor, um die Schiffskonfiguration dem Missionsprofil anzupassen. Für lange Strecken mehr Treibstofftanks, alternativ mehr Frachtraum, mehr Waffensysteme, etc.

Zitat
Recht interessant wäre mal eine Liste von Dingen, die sich an Bord eines Schiffes befinden könnte und wieviel das dann wiegt.

Erstmal: wieviel das Zeug wiegt, ist eigentlich großteils eine Frage des Beschlusses (ich spar mir jetzt mal die Masse-Gewicht-Spitzfindigkeiten). Wer kann schon sagen, wie schwer ein Fusionstriebwerk ist? Beispiel Verbrennungsmotoren: vor hundert Jahren hat man aus 7 Liter Hubraum keine 100 PS erzielt, heute holt man schon aus 250cc um die 230PS raus (Motorrad-WM).

Zu den einzelnen Komponenten:
* Hülle (nur die reine Hüllenstruktur ist gar nicht besonders schwer, wenn man sie nicht panzert)
* Treibstofftanks (mit Nanofaser-tech: pro Kubikmeter ca. 2,5/5/7,5t Wasserstoff/Deuterium/Tritium, Trockenmasse ca. 1t)
* Hüllenpanzerung (das kann richtig derb reinhauen), z.B. auf Karbonbasis
* Triebwerke
* Energie, u.a. Kaltfusionsreaktor, Batterien, Myonengenerator etc., für Lebenserhaltung, Schiffs- und Waffensysteme etc.
* Radiatoren - dabei sind Tröpfchenradiatoren wesentlich effizienter als normale Radiatoren;
* Sensoren/Antennen
* Strahlenschutz (vor kosmischen Strahlen, Waffeneffekten und evtl. schiffseigenen Systemen)
* Crewbereich: Arbeits- und Ruhebereiche
* Lebenserhaltung
* Kontrollsysteme etc.
* Medizinische Einrichtungen (bei langer Reisedauer)
* Werkzeug, Ersatzteile, Schadenskontrollsysteme
* Waffensysteme natürlich, wär ja langwilig sonst.

Auf Poject Rho wird das an einem Beispiel durchexerziert: bei einer sechsköpfigen Besatzung und 18 Monaten Missionszeit (d.h. große Autonomie) belegt das gesamte Habitatmodul ca. 35 Tonnen, davon ca. ein Drittel für die Struktur, und ein Viertel für die Kombüse/Vorratssystem. Setzt man die Autonomieanforderung auf bspw. 3 Monate herab, mag man ein paar Tonnen einsparen können.

Was man dagegen _nicht_ braucht, sind Rettungskapseln oder dergleichen; das ist nur totes Gewicht ohne praktischen Nutzen. Wenn man einen Reaktor hat, der explodieren kann, stößt man eben im Notfall den Reaktor ab und bleibt selber im Schiff, solange man auf Rettung wartet. Sinken kann es ja nicht.

[Edit: Wasserstofftank-Kapazität korrigiert]
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 8.07.2008 | 21:49
Im Prinzip könnte man auch gleich die ganze "Fahrgastzelle" so gestalten, dass sie sich unabhängig von den Antriebssegmenten jeweils optimal ausrichtet. Dann bleibt für die Menschen an Bord rein vom wahrnehmbaren und fühlbaren Bereich alles gleich - was natürlich nichts daran ändert, dass man sich gelegentlich anschnallen bzw. gleich in Sicherheitsnetze (oder eine äquivalente Vorrichtung) hängen muss. Aber zumindest ist Boden immer Boden, Wand immer Wand und Decke bleibt Decke, was viel redundante Mechanik/Elektronik spart, bewegliche Teile minimiert und für mehr Effizienz und natürlich auch für mehr Komfort sorgt.

Aber fragt mich jetzt bitte nicht, wie genau man die Fahrgastzelle ins Raumschiff einhängt ... Am einfachsten ist wohl das Prinzip "Kugel in Kugel", wobei die Innenwand der äußeren Kugel und die Außenwand der inneren Kugel möglichst keinen mechanischen Kontakt haben, sondern in einer Flüssigkeit schweben und/oder durch magnetische Felder gehalten werden - natürlich jeweils mit mechanischen Puffern, falls mal etwas schief geht.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 9.07.2008 | 11:38
ich wäre hier für modular aufgebaute schiffe:

z.b.
Länge: 400m, Gewicht 60.000t
vier senkrechte Säulen, zwischen die die einzelnen Module gehangen werden:
-Ganz vorne: ein riesiger EIsblock als EInschlagschutz und Wasservorrat und als Schutz vor Strahlung bei sehr hohen GEschwindigkeiten.
-dirket dahinter das Wohnmodul
-Technik
-Heatsinks und Radiatoren
-Treibstoff
-Frachtmodule
-nichts
-nichts
...
-nichts
-Antrieb

Es gibt dann noch vier Manövrierausleger, die ausgeklappt werden können.

Dieses Schiff kann sich ohne Weiteres in vier wenigerwendige und weniger stabile Schiffe aufteilen (jede Säule einzeln), Jeder AUsleger kann als Landungsschiff funktionieren und ein Frachtmodul aufnehmen.

Die einzelnen Teile des Verbundes fliegen versch. Stationen im Zielgebiet an, verrichten ihre Geschäfte/tauschen Fracht aus/besorgen Treibstoff und treffen sich wieder.
Während dieser Zeit werden die Heatsinks ausgetauscht/durch die Radiatoren gekühlt, was getrennt von den restlichen acht schiffen passieren kann.
Das Ganze baut sich zusammen, die Radiatoren werden eingefahren, ebenso wie die Manövriertürme und das Schiff beschleunigt....irgendwann im Flug wendet es mit Hilfe marginal geöffneter Manövriertürme und bremst den Rest des Weges.
Am Ziel zerfällt es sofort in seine EinzelSchiffe und die glühenden Heatsinks werden erneuert...



z.B.
Container wird per Sonnensegel auf seine Reise geschickt und trifft fünf Jahre später ein, ohne große Kosten verursacht zu haben...


z.B.
Kampfschiff:

Aufbau aus einzelnen Containern, die selbst völlig autark sind, aber zusätzlich über weitere FUnktionen verfügen, die erst Sinn machen, sollten sie sich zu einem großen Schiff verbinden (z.B. Antriebsmodule, Radiatormodule, Heatsinkmodule und Waffenplattformen)

Im Falle eines Angriffs, bei geortetem Feind, wird dieser "geblendet", das Schiff zerfällt in viele sich erratisch bewegende Einheiten, von denen sich die Wehrlosen hinter einen Mond etc. verschanzen und einige Waffenplattformen Feuern, bis sie kochen.

Einzelne Module beschleunigen als Raketen (mit der Sonne/Blendmechanismus im Rücken als Raketen Richtung Gegner, legen Nanoschwärme...)

So ein Kampf kann dan auch schonmal monate dauern, bis man auf mehrere Lichtsekunden Entfernung etwas trifft.

sers,
Alex
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 10.07.2008 | 02:19
@Yerho: das it dem schwenkbaren Fahrgastraum hatte ich auch schon irgendwo postuliert, halte ich also für keine schlechte Idee, kommt aber wohl aufgrund des zusätzlichen Konstruktionsaufwandes nur für größere Schiffe in Frage.

@Alex: das meiste davon klingt ziemlich sinnvoll, dafür wird es sicherlich einen Platz geben. Wie gesagt bin ich inzwischen auch für modular aufgebaute Schiffe (vielleicht im Regelfall nicht so extrem wie bei dir).

Das mit den Containern per Sonnensegel wird aber wohl so nicht klappen, egal ob du nun wirklich Sonnensegel oder Solarzellen meinst. Sonnensegel im engeren Sinne können gar nicht funktionieren, bleibt noch das Solarmodul.
Der energetisch billigste Weg von Orbit zu Orbit ist immer der Hohman-Transit, und selbst dafür braucht man schon ein Delta-V von einigen km/s, z.B. 5,6km/s für den Hohman Mars-Erde oder umgekehrt. Im Erdorbit kommen von der Sonne noch 1400W/m² an, auf Marshöhe sind es noch knapp 600W/m². Ich wage nicht, mir die Ausmaße des gigantischen Riesenpaddels vorzustellen, das genügend Saft liefert, um z.B. 100t Nutzlast mit dieser dV auszustatten, selbst wenn wir mal großzügig 99% Wirkungsgrad annehmen.

Aber wie gesagt, automatische Frachter bekommen halt einen schwächeren, billigeren Antrieb mit eigenem Brennstoff verpasst, dann passt die Brille. ;)

Was Kampfschiffe angeht, jetzt könnte es interessant werden:
Erstmal vorneweg, das mit den "monatelangen Gefechten" halte ich für extrem unwahrscheinlich; um gegnerischem Beschuss auszuweichen, braucht man jede Menge Schub, und Schub frisst massig Treibstoff, und sobald ein Schiff unter eine bestimmte Rest-dV fällt, hat es verloren. Es ist rechnerisch unmöglich, soviel Treibstoff mitzuführen, um monatelang mit High-G Manövern gegnerischem Laserbeschuss auszuweichen (und was anderes als Laser ist bei mehreren Lichtsekunden Distanz sinnlos).

Aber jetzt was Anderes: ich habe soeben beschlossen, dass interstellares Militär zum Zeitpunkt des Settings gar keine große Rolle spielen kann. Mehr so im Rahmen von Sicherheitskräften für Polizeiaufgaben, zur Piratenabwehr und ähnliches. Machen wir mal eine Fallunterscheidung:

I) Erde ist politisch geeint (unwahrscheinlich) --> es besteht überhaupt kein Bedarf für ein echtes Militär. Frühestens, wenn es zum Unabhängigkeitskrieg einer Kolonie kommt, gibt es Bedarf. Dafür werden aber nicht auf Verdacht Unmengen an Ressourcen in den Bau riesengroßer Schlachtschiffe gepumpt. Es wird also nur relativ leicht bewaffnete Sicherheitskräfte geben, die dann in diesem etwaigen Krieg zweckentfremdet werden.

II) es gibt weiterhin Nationen/Bündnisse auf der Erde (wahrscheinlich) --> es wird keine Raumschlachten geben. Im Kriegsfall würde  sich kein Beteiligter lange damit aufhalten, riesengroße Schlachtschiffe quer durchs Sonnensystem zu schicken. Bedrohungen im All würden von landgestützten Lasern bekämpft werden, die dank besserer Kühlung wesentlich leistungsfähiger sein können als jegliches weltallgestützte System. Mit den gleichen Lasern ließen sich nebenbei auch Interkontinentalraketen etc. abschießen. Tatsächlich müssten die beteiligten Staaten es wohl auf ganz altmodische Weise mit konventionellen Truppen auf dem Boden ausfechten.
Ich habe auch kurz darüber sinniert, ob Kriegsschiffe zur Rohstoffsicherung bzw Blockade eingesetzt werden könnten, aber nein: jeglicher Ressourcennachschub für eine Partei kann wiederum von der anderen Partei vom Boden aus abgeschossen werden. Im Kriegsfall ist also automatisch der ganze Planet vom Nachschub abgeschnitten.

Die einzige realistische Kriegsgefahr ist also ein kolonialer Aufstand. Da es nach meinen Überlegungen zum Settingstart seit ca. 200 Jahren extrasolare Kolonisation geben soll, ist es da auch vielleicht genau die richtige Zeit für. Und nehmen wir mal an, die Erde/Mutternation will das nicht ohne Weiteres akzeptieren. Es kann trotzdem keine Kriegspartei auf bestehende Kriegsflotten zurückgreifen, sondern alle müssen die vorhandenen Schiffe aufrüsten, so gut es eben geht und die Dienste von unabhängigen Weltraumfahrern anwerben. Ein neues Freibeuterzeitalter.
Ist doch auch viel lustiger so. ^^
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 10.07.2008 | 11:40
@Sonnensegel

ich meine schon richtige Segel, die durch "Sonnenwind aufgebläht werden" ;D
Das ganze würde es ermöglichen, Container richtung Sonne abzubremsen, ohne Treibstoff zu verbrauchen und selbige im INterplanetaren Raum zu beschleunigen (man hat ja Zeit). und wenn es schneller gehen soll richtet man einen Partikelstrahl auf des Segel und erberträgt so Moment.

@Energieversorgung
Sehr lange Gefechte wären natürlich auf Nachschub angewiesen, der allerdings "auf schleichfahrt" hergebommt werden könnte, in Form von Partikelstrahlen/Laser Energie übermittelt, oder durtch das Verbrennen einzelner Module(Könnte doch eine Möglichkeit sein, sich Masse zu holen, die man zum Beschleunigen wegwerfen kann). Was auch funktioniert ist, dass sich Module wie in einem Tanz mit Seilen verbinden, sich voneinander abstoßen etc...hierfür bräuchte man dann nur noch Energie und keine Masse, die einfacher zu übertragen ist...
Die Energieversorgung könnte einem helfen, die gengerischen Schiffe zu orten, weshalb sofort "nebekwolken" losgeschickt werden, um die Strahlen sichtbar zumachen....Für diese Wolken kann man dann auch direkt aggressive Nanobots nehmen, die eine bestimmte Zeit aktiv sind... sodass ein Schiff, das durchfliegt infiziert ist und sich langsam zersetzt...


@freibeuterzeitalter
Es ist ja kaum möglich ein Schiff zu entern. dafür muss man extrem wendig sein und extrem beschleunigen können, um die gigantischen Entfernungn zu überbrücken.
Alle üblen Aktionen müssten dann in Stationsnähe passieren, wo sich auch locker ein großer Laser befinden kann.


Was den Bodenkrieg angeht, kann man davon ausgehen, dass jede Partei die Möglichkeit hat, jede andere sofort zu vernichten, allerdings nicht ohne Gegenschlag....wie im Kalten Krieg.
Memetische Kriegsführung hieße dann das Zauberwort.Informationskriege, die um Überzeugungen kämpfen Misstrauen sähen...
das ist aber nicht so spannend.

vielleicht kann man ja die Verteidung gegen Naniten und Biowaffen sehr hoch ansetzen (Angelnets=mit Naniten durchsättigte Luft, die Stürze bremsen, Keime kontrollieren...).
das hätte zur Folge, dass je nach Stärke des Angelnets Luftkämpfe unmöglich werden/sehr energieaufwändig sind und Bodentruppen immer einen eigenen Angelnetprojektor dabei haben müssen, und somit nur eine sehr begrenzte Zeitaktiv sein können.
das ist echt strange....
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 10.07.2008 | 16:31
Es ist ja kaum möglich ein Schiff zu entern. dafür muss man extrem wendig sein und extrem beschleunigen können, um die gigantischen Entfernungn zu überbrücken.
1) Man muss nur den Antrieb des Gegners zerstören. Anschließend kann man ihn ganz leicht entern.
Alternativ kann man sie auch auffordern: "Entweder ihr lasst euch entern, oder wir zerstören euch."

2) Gerade Frachtschiffe können zwar mit 1 g nach vorne beschleunigen, besitzen aber nicht sehr viel Manövrierfähigkeit, um abzubremsen oder zur Seite auszuweichen.

Zitat
Alle üblen Aktionen müssten dann in Stationsnähe passieren, wo sich auch locker ein großer Laser befinden kann.
Stationen können sehr schwer ausweichen: Da kann man einfach ein zwei riesige Kometen beschleunigen und auf die Station zufliegen lassen.

Zitat
Was den Bodenkrieg angeht, kann man davon ausgehen, dass jede Partei die Möglichkeit hat, jede andere sofort zu vernichten, allerdings nicht ohne Gegenschlag....wie im Kalten Krieg.
Memetische Kriegsführung hieße dann das Zauberwort.Informationskriege, die um Überzeugungen kämpfen Misstrauen sähen...
das ist aber nicht so spannend.
Der Kalte Krieg war Ursprung sehr vieler spannender Agententhriller Marke "James Bond". Wie realistisch diese Agentenhriller sind, sei mal dahingestellt. Aber ich konnte mir auch durchaus ähnliche Abenteuer in der fernen Zukunft vorstellen.

Alternativ könnte es natürlich auch sein, dass die Raketenabwehrsysteme perfektioniert wurden und man nahezu 100% aller (Inter)-Kontinentalraketen abschießen kann.

Oder man führt Stellvertreterkriege: Im Kalten Krieg haben sich die Russen und Amis zum Beispiel in Vietnam auch die Köpfe blutig geschlagen, ohne Nuklearraketen zu verwenden.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 10.07.2008 | 18:12
1) Man muss nur den Antrieb des Gegners zerstören. Anschließend kann man ihn ganz leicht entern.
Alternativ kann man sie auch auffordern: "Entweder ihr lasst euch entern, oder wir zerstören euch."

2) Gerade Frachtschiffe können zwar mit 1 g nach vorne beschleunigen, besitzen aber nicht sehr viel Manövrierfähigkeit, um abzubremsen oder zur Seite auszuweichen.
Stationen können sehr schwer ausweichen: Da kann man einfach ein zwei riesige Kometen beschleunigen und auf die Station zufliegen lassen.
Oh stimmt, das war ja eine Settingannahme in einem unserer Settings, dass durch den Ausstoß Triebwerke von hinten quasi unverwundbar sind.
Das muss ja nicht stimmen. Wenn man annimmt, dass Triebwerke die ienzigen nicht panzerbaren Teile eines Shciffes sind, dann geht soetwas sehr gut...
Kopfkino rollt gerade wieder an...freu.

Man könnte sagen, dass bei treffern die Triebwerke sofort abgeschaltet werden müssen, da sie sonst ihr Gleichgewicht verlieren und explodieren könnten. das heißt man könntre mit kleinen Lasergarben einen Antrieb immer wieder stoppen, bis man nah genug dran ist...

Zitat
Der Kalte Krieg war Ursprung sehr vieler spannender Agententhriller Marke "James Bond". Wie realistisch diese Agentenhriller sind, sei mal dahingestellt. Aber ich konnte mir auch durchaus ähnliche Abenteuer in der fernen Zukunft vorstellen.

Es könnte sehr genial sein, aber bei so guter Überwachung sähen solche Aktionen aus, wie bei Dna simmons: Tarnpersönlichkeit, die erst nach und nach entdeckt, was sie tun muss, wenn sie im Zielgebiet ist und dann eine Handlung ausführt, deren Zweck nicht erkennbar ist. (a la Improv everywhere)
Könnte auch ganz lustig sein...die SPieler erhalten immer mal wieder geheimnisvolle Imperative, fremde Erinnerungen und kennen komische Leute/geraten in merkwürdige Dinge...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 13.07.2008 | 04:31
So, endlich komm ich ma wieder zum Antworten.

ich meine schon richtige Segel, die durch "Sonnenwind aufgebläht werden" ;D

Und wieder nehme ich an, du meinst wenigstens den Photonendruck statt den echten Sonnenwind, weil der erstgenannte etwa zwanzigmal stärker ist als letzterer. Aber selbst der ist ungeeignet zu Transport von irgendwas.

Zitat
Das ganze würde es ermöglichen, Container richtung Sonne abzubremsen, ohne Treibstoff zu verbrauchen und selbige im INterplanetaren Raum zu beschleunigen (man hat ja Zeit). und wenn es schneller gehen soll richtet man einen Partikelstrahl auf des Segel und überträgt so Moment.

So einfach funzt das nicht. Beim interplanetaren Flug ist es mit beliebigem Beschleunigen oder Abbremsen nicht getan. Man fängt in einem Orbit an und muss in einen anderen Orbit gelangen. Und das auch noch genau gleichzeitig mit dem Planeten im Zielorbit. Die energetisch absolut billigste Möglichkeit, das zu erreichen, nennt sich Hohmann-Transfer (nach dem berühmten deutschen Astronomen Walter Hohmann, der 1925 auf diesen Trichter gekommen ist. Ja, liebe Kinder, deutsches Wort und Lied dringt in alle Welt). Und selbst diese benötigt immer noch ein delta-V von einigen km/s, wie oben genannt. Drunter geht es einfach nicht*, und wenn du die erforderliche Delta-V nicht aufbringst, driftest du entweder bis St Nimmerlein im All oder rauschst früher oder später in der Sonne.

*) Gut, eine Ausnahme gibt es, das "Interplanetary Transport Network" kommt mit noch viel geringeren dVs aus. Aber ist dafür langsamer als ein Fahrrad; selbst für die Strecke Erde-Mond bräuchte man per ITN 2 Jahre. Also wollen wir das mal ignorieren.

Das mit den Partikelstrahlen wäre evtl. eine Möglichkeit, aber afaik haben diese Strahlen nur eine eher geringe Reichweite, und ich hab keinen Schimmer welche dV mit sowas erreichbar ist. Größere Reichweiten gäbe es mit nem Laser-Segel, aber das ist ein völlig anderes Konzept (vom Material her und so) und ich hab mich auch damit noch nicht näher befasst.

Darüberhinaus muss ich mein eigenes Gesülze von weiter oben revidieren: es wird überhaupt keine Hohmann-Frachter geben. Ein Hohmann-Transfer ist nämlich nur bei bestimmten Planetenkonstellationen möglich, diese treten umso seltener ein, je weiter außen im Sonnensystem die Planeten liegen. Schon bei der Strecke Mars-Erde liegen über 2 Jahre (!) zwischen den Startfenstern, und der Flug selber dauert nochmal 8 Monate. Da die "Abfahrtszeiten" auf beiden Planeten so ungefähr gleichzeitig sind, heisst das, dass man nach Ankunft über 16 Monate warten muss, bis man wieder losmachen kann.

Dagegen dauert ein Mars-Erde-Brachistochron selbst mit lächerlichen 0.01G nur schlappe 30 Tage im Schnitt. In der Zeit, in der ein Hohmann-Frachter einmal hin und zurück fliegt, ist man mit 0.01G die Strecke 32mal abgeflogen. Es ist leicht einzusehen, dass das trotz höherem Spritverbrauch pro Strecke um Größenordnungen ökonomischer bzw. profitabler ist.

Zitat
Sehr lange Gefechte wären natürlich auf Nachschub angewiesen, der allerdings "auf schleichfahrt" hergebommt werden könnte, in Form von Partikelstrahlen/Laser Energie übermittelt,

Ich überlege gerade, wie das gehen soll; also unbemerkt Nachschub zu liefern, während sich zwei Einsatzgruppen beharken. Die größte Chance hätte man vllt, wenn man einen antriebslosen Treibstofftank mit etwas Schwung auf die Reise schickt, und der Empfänger dann genau im richtigen Moment dessen Bahn kreuzt, seinen Vektor anpasst, und andockt.
Übrigens kann das Übertragen von Energie in Form von Strahlen sicher niemals auch nur annähernd so effizient sein wie Transfer von Masse. Die Effizienzverluste von Sender und Empfänger multiplizieren sich und man muss sich mit der ganzen Abwärme rumschlagen.

Zitat
Die Energieversorgung könnte einem helfen, die gengerischen Schiffe zu orten, weshalb sofort "nebekwolken" losgeschickt werden, um die Strahlen sichtbar zumachen..

Unnötig, weil schon Sender und Empfänger dank der Verlustleistungen leuchten werden wie Weihnachtsbäume, sodass der Gegner nur noch reinhalten muss - oder ganz altmodisch hitzesuchende Raketen losschickt.

Zitat
..Für diese Wolken kann man dann auch direkt aggressive Nanobots nehmen, die eine bestimmte Zeit aktiv sind... sodass ein Schiff, das durchfliegt infiziert ist und sich langsam zersetzt...

Also, DASS ist mir dann doch definitiv zu weit hergeholt. Mag sein, dass es eine gute Taktik wäre, aber das ist mir zu kompliziert, da die möglichen Folgen und Komplikationen auszutüfteln.

Zitat
Es ist ja kaum möglich ein Schiff zu entern. dafür muss man extrem wendig sein und extrem beschleunigen können, um die gigantischen Entfernungn zu überbrücken.

Erstmal, um an ein anderes Schiff ranzukommen, brauchst du nichtmal an seine Beschleunigung ranzukommen. Dein Ziel muss schließlich irgendwann auf jeden Fall zu bremsen anfangen. Und während er bremst, holst du ihn ein. Raumpiraten werden sich irgendwo in der "Nähe" des Jumppoints auf die Lauer legen und von da aus ihr Ziel verfolgen. Wenn ihr Schiff mindestens die halbe Beschleunigung herbringt wie das Schiff des Opfers, holen sie es ein, während dieses im Zielanflug abbremst.

Davon abgesehen hat Eulenspiegel noch einen sehr guten Punkt gebracht; wenn einem der Antrieb zerstört wird, gehört man der Katz.
Ich würde mal vermuten, dass ein Antrieb von _genau achtern_ immun gegen kinetische Geschosse ist, weil diese vom Antriebsstrahl lange vor Einschlag verdampft werden, aber das nützt nichts gegen a) Laser und b) schräge Einschlagswinkel.

Zitat
Was den Bodenkrieg angeht, kann man davon ausgehen, dass jede Partei die Möglichkeit hat, jede andere sofort zu vernichten, allerdings nicht ohne Gegenschlag....wie im Kalten Krieg.

Wie gesagt, gehe ich eher davon aus, dass jede Partei so ziemlich jeden Angriff einschließlich Atomrakten _abwehren_ kann; es könnten also alle versuchen, sich gegenseitig die Köpfe einzuschlagen, aber keiner würde einen Treffer landen, weil sämtliche Angriffsvehikel von den bodengebundenen Abwehrlasern pulverisiert werden. Die einzige Ausnahme wären vielleicht pandemisch-biologische Waffen, aber da würde man sich hüten, weil da das Risiko zu groß wäre, sich selber gleich mitzuvernichten.
Bis hin zu Kampfnaniten will ich wie gesagt nicht gehen, das ist auch mir zu strange. Naniten sollen in dem Setting primär dazu verwendet werden, Dinge zu bauen.

1) Man muss nur den Antrieb des Gegners zerstören. Anschließend kann man ihn ganz leicht entern.
Alternativ kann man sie auch auffordern: "Entweder ihr lasst euch entern, oder wir zerstören euch."

2) Gerade Frachtschiffe können zwar mit 1 g nach vorne beschleunigen, besitzen aber nicht sehr viel Manövrierfähigkeit, um abzubremsen oder zur Seite auszuweichen.

Punkt 1 ist gut, bei Punkt 2 kommt es halt einfach drauf an, wie stark die Manövriertriebwerke sind. Allerdings werden die Manövriertriebwerke sicher nicht so effizient sein wie die Haupttriebwerke, sodass sie vergleichsweise viel Sprit verbrauchen. Die besten Karten hätte da wohl ein Schiff mit Schubvektorsteuerung oder gar (wir hatten das bereits) schwenkbaren Haupttriebwerken, wobei letztes sicher problematischer zu realisieren ist.

Zitat
Stationen können sehr schwer ausweichen: Da kann man einfach ein zwei riesige Kometen beschleunigen und auf die Station zufliegen lassen.

So "einfach" ist das auch wieder nicht. Und wenn eine Seite Asteroiden (Kometen wohl eher weniger) beschleunigen kann, kann die andere Seite mit dem gleichen Aufwand ihren Kurs ändern.

Zitat
Oder man führt Stellvertreterkriege: Im Kalten Krieg haben sich die Russen und Amis zum Beispiel in Vietnam auch die Köpfe blutig geschlagen, ohne Nuklearraketen zu verwenden.

Sowas sollte besser in den Hintergrund-Thread (http://tanelorn.net/index.php/topic,39767.0.html) gepostet werden, mach ich vielleicht nachher noch.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 13.07.2008 | 17:15
@Sonensegel
Ich meinte schon Photonendruck. Und die Wirksamkeit dieser Methode hängt alleine davon ab, wie leicht die Segel sind und wie groß man sie gestaltet.
Dann bekommst du auch deine dV hin.
Man kann übrigens auch beliebig langsam seinen orbit erhöhen. Dan kreist dieses Paket halt 10Jahre um die Sonne, macht nen slingshot um Jupiter und wird dann ein oder zwei Jahre später am Saturn gebremst...

Gerade bei Gütern wie Erzen oder so ist ja fast egal, wie lange sie unterwegs sind...Dann wird der klumpen halt von einem (wiederverwertbaren) 10000km^2 Membransegel verzögert, das sich durch Nanotech mit Material der LIeferung selbst in Stand hält.

@Hohmann Transfer
Der ist sehr elegant, da man nur zwei mal das Triebwerk zünden muss. Durch ein Segel hat man aber ein beliebiges dV, da man unbegrenzt Treibstoff hat. Es dauert halt nur lange und man muss verfuchst viel rechnen, damit man nicht durch die anderen Schwerkraftquellen abdriftet etc...
Man braucht ja nicht auf die Wirtchaftlichkeit der Manöver achten, wenn man langsam, aber beliebig viel Energie bekommt...

Möglicher orbit:
Vom Rand des SOnnensystems wird ein Asteroid mit MIneralien richtung Sonne beschleunigt und über die nächsten 50 Jahre mit Segeln abgebremst, sodass er nach einer Kurve um die Sonne auf dem Erdorbit eingefangen werden kann.
So ein Segel kann dann ja schon ein paar hundert Jahre eingesetzt werden... man kann es ja auch wieder zurück schicken....
Man spart sich quasi die zweite Beschleunigung beim Hohman transfer, da man kontinuierlich abbremst.

@Versorgung auf Schleichweg
So hatte ich das gedacht... ein toter Brocken wird beschleunigt und vom Ziel eingefangen.

@Versorgung durch Laser/Partikelstrahlen
Den Sender, der irgendwo auf einem Planeten/Asteroiden sitzen kann muss nicht gut ortbar sein, da er sich selbst ja gut kühlen kann (Heatsinks usw...)
Wieviel Energie dabei verloren geht ist ja nicht so wichtig.
Die Hitze des Empfängers ist da etwas problematischer, da hast du recht. Aber zumindest kann dann ein Modul wieder aufgeladen werden und die Energie dann an die anderen schicken (Akkus zuwerfen).


@aufholen mit halber Beschleunigung um zu entern
Dann gelingt das Entern aber erst in großer Nähe zum Ziel...was ein Problem sein kann.
Naja, ein leichtes Shciff, das nur aus Antrieb und LEbenserhaltung besteht wird einen Personenfrachter/Warenfrachter, der entweder sehr schwer ist, oder nicht auf hohe BEschleunigungen ausgelegt ist, zur schnecke machen....
Piraterie ist nicht so einfach, da sie lange dauert, in der Nähe desZiels/startes passiert und deshalb immer gut zu beobachten ist....

@Wirtschaftlichkeitl
Naja, wenn sich TOrchflüge lohnen, dann kostet Treibstoff wirklich nichts bei deinem Setting...
Sobald es ein Kostenpunkt ist, dann kann es ein, dass es sich eher lohnt ein paar Jahre unterwegs zu sein.

@Wendigkeit von großen Schiffen
Antriebsmodul abkoppeln und an der anderen Seite ankoppeln...ist bei großen Pötten schneller als das Ganze Schiff zu drehen.
Wenn die Triebwerke eh um den Rumpf herum verteilt sind, muss jedes auch nur 180° drehen...das kann schon schnell gehen.

@NAniten
alle baunaniten sind Kampfnaniten...
man muss sie nur aus der kontrollierten Umgebung entfernen und irgendwo platzieren, wo sie Rohstoffe finden. Z.B. in Form von Menschen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 13.07.2008 | 21:26
Ich meinte schon Photonendruck. Und die Wirksamkeit dieser Methode hängt alleine davon ab, wie leicht die Segel sind und wie groß man sie gestaltet.

Also schön, lass uns mal sehen. Wie gesagt benötigt 1kg Masse bereits 632m² Sonnensegel, um seine Position zu halten. Das setzt natürlich erstmal voraus, dass 632m² Segel nicht schon schwerer als 1kg sind. Daran scheitert das Konzept heutzutage, weil man nicht annähernd ausreichend leichte Segel herstellen kann. Aber gut, nehmen wir mal an, es kann Segel geben, die so leicht sind, dass man mit 900m² Segel 1kg Nutzlast in Position halten kann (das Segel wöge dann 0,58kg). Dann könnte man die Nutzlast mit 1000m²/kg bereits minimal beschleunigen. Gesamtmasse in dem Fall 1,64kg; Schub insgesamt 0,00934N, wovon 0,0084N verhindern, dass der Krempel in die Sonne stürzt und 0,0009N die Last nach außen schieben. (Der Schub ist jetzt auf 1.0AU bezogen, aber es haut in beliebigen Abständen von der Sonne genauso hin, da deren Schwerkraft genauso stark abnimmt wie ihr Photonendruck.)

Also: wenn du dich mit einer Beschleunigung von 0,1mm/s² zufriedengibst, _dann_ braucht eine Nutzlast von 100t schlappe 100km²(!) Segelfläche. In Worten: ein Segel mit zehn Kilometern Kantenlänge. Wie lang man nun bei 0,1mm/s² für sagen wir mal 150 Millionen Kilometer braucht, will ich jetzt nicht ausrechnen.

Für den Verkehr von außen nach innen bräuchte man überhaupt keine Segel: man schubst den Container einmal an und wartet, während er automatisch mit 0,6mm/s² beschleunigt. Segel würden den Transport nur noch langsamer machen.

Zitat
Gerade bei Gütern wie Erzen oder so ist ja fast egal, wie lange sie unterwegs sind...Dann wird der klumpen halt von einem (wiederverwertbaren) 10000km^2 Membransegel verzögert, das sich durch Nanotech mit Material der LIeferung selbst in Stand hält.

Eine Erzlieferung mit Naniten ausstatten, um über einen Zeitraum von zig Jahren eine einzige Lieferung ins Ziel zu bringen, das ist okay, aber stattdessen ein paar Kilo Treibstoff verbrennen, das ist Science Fiction? Ich denke doch, lieber Alex, dass du da die Prioritäten nicht ganz richtig einschätzt.

Zitat
Man braucht ja nicht auf die Wirtchaftlichkeit der Manöver achten, wenn man langsam, aber beliebig viel Energie bekommt...

Genau genommen kann man überhaupt nicht manövrieren, da die Segel immer genau auf die Sonne ausgerichtet sein müssen. Es war im Übrigen bisher nirgends von Manövriertriebwerken die Rede. Diese funzen übrigens auch nicht ohne Reaktionsmasse.

Zitat
Vom Rand des SOnnensystems wird ein Asteroid mit MIneralien richtung Sonne beschleunigt und über die nächsten 50 Jahre mit Segeln abgebremst, sodass er nach einer Kurve um die Sonne auf dem Erdorbit eingefangen werden kann.

Wenn die gesamte Reise sagen wir mal 50 Jahre dauern würde (ich halte das noch für zu knapp bemessen), wäre das aber eine verdammt schlechte Dividende. Schließlich will das Segel ja erstmal bezahlt sein. Und das kann sich dann erst nach Ankunft amortisieren. Wenn sich innerhalb der 50 Jahre etwas auf dem Markt ändert, kann die Fracht nach Ankunft auch vollkommen wertlos sein. Wenn die Fracht dagegen stark an Wert gewinnt, würde ich mir Sorgen machen, dass sie unterwegs geklaut wird.

Zitat
So hatte ich das gedacht... ein toter Brocken wird beschleunigt und vom Ziel eingefangen.

Oder unterwegs von irgendwelchen Husaren eingesammelt, die sich freuen, dass jemand seine Rohstofflieferungen unbeaufsichtigt im Schneckentempo durch die Milchstraße dümpeln lässt.

Zitat
Die Hitze des Empfängers ist da etwas problematischer, da hast du recht. Aber zumindest kann dann ein Modul wieder aufgeladen werden und die Energie dann an die anderen schicken (Akkus zuwerfen).

Zugegeben, so ein Manöver stelle ich mir ziemlich drollig vor.

Zitat
@aufholen mit halber Beschleunigung um zu entern
Dann gelingt das Entern aber erst in großer Nähe zum Ziel...was ein Problem sein kann.

Kommt drauf an. Wenn der Pirat ein paar Treibstoffreserven in petto hat, ist es kein Problem. Gut, "halbe Beschleunigung" ist vielleicht etwas knapp gerechnet. Nehmen wir an, er verfolgt mit auf einer Gesamtstrecke von 10AU einen Brenner so, dass er ihn schätzungsweise 2,5AU vor dem Ziel einholt. Ehe er tatsächlich angreift, kann auch keine Hilfe geschickt werden, weil bis dahin keine feindliche Absicht unterstellt werden kann. Sobald er angreift, ist es zu spät, Hilfe zu schicken, weil die mehrere Tage unterwegs wäre. Schafft er es, den Brenner aufzubringen, nimmt er sich, was er haben will, und -- aktiviert seinen Jumpdrive.

Zitat
Naja, wenn sich TOrchflüge lohnen, dann kostet Treibstoff wirklich nichts bei deinem Setting...

Die Treib- und Brennstoffkosten sind wirklich keine Hexerei. Es sind keine geheimnisvollen Zaubermaterien aus dem Wunderland, sondern irgendwelche ganz normalen, leichte Elemente oder Isotope. Oder im allerbilligsten Fall nimmst du als Treibstoff einfach Wasser, da kann nun wirklich niemand behaupten, dass es zu teuer wäre. Brennstoff hingegen wird je nach Technologie höchstwahrscheinlich Wasserstoff oder eins seiner Isotope sein; teuerstenfalls Lithium (um daraus Tritium zu brüten).

Nehmen wir als Beispiel mal einen eher langsamen Frachter, der mit 0,1G brachistochron fliegt. Für die Strecke Jupiter-Erde braucht er dabei 36 Tage (was mit Hohmann knapp 3 Jahre dauern würde). Delta-V ca. 3000km/s. ve sei 7000km/s, das ist gar kein Akt für Fusionstriebwerke. Benötigte mass ratio R=1,5, d.h. 1/3 der Gesamtmasse ist Treibstoff.

Benötigte Brennstoffmenge: lass die Startmasse 1500t sein (500t Treibstoff, 200t Hülle, 800t Fracht), benötigter Schub also 1,5MN, macht bei ve=7000km/s einen Massedurchsatz MDot=0,21kg/s -- dabei ignorieren wir jetzt einfach mal, dass die Gesamtmasse ja sinkt und dadurch immer weniger MDot benötigt wird. Wir vereinfachen.
Die Schubleistung beträgt dann 0,5 * 0,21 * (7e6)² = 5,15TW. Dient D-T-Fusion als Energiequelle, sind das also 5,15/360=0,014kg Brennstoff pro Sekunde, oder 41 Tonnen über die gesamte Flugzeit (wie gesagt, eigentlich weniger wegen des Masseverlustes), und die Asche fungiert gleich noch als Reaktionsmasse. Das ist das einzig teure am ganzen Flug.
Die restlichen 460t Treibstoff können alles Mögliche sein; Wasser, Katzenpisse, völlig egal. Kosten gleich Null.

Im Endeffekt läuft es also darauf hinaus: ist der Gewinn aus 800t Fracht größer als die Kosten von 40t D-T-Brennstoff, lohnt sich die schnelle Route. D-T wiederum kann mittels Solarenergie aus Wasser gewonnen werden, oder z.B. aus der Atmosphäre des Jupiter gefiltert, wie auch immer. In einer Welt, in der Diamant ein ganz normales Konstruktionsmaterial ist wie heutzutage Plastik, wird auch die Herstellung von Deuterium und Tritium nicht besonders teuer sein.

Wenn die Fracht dagegen zu billig dafür ist, kann man sie auch mit 0,01G transportieren - das erhöht die Reisedauer für die genannte Strecke auf 105 Tage und senkt die delta-V auf 1000km/s. Setzen wir das in die obigen Gleichungen ein, erhalten wir ein Massenverhältnis von 1,15 -> 13% Treibstoffanteil. Unser 1500t-Frachter könnte also mit 200t Treibstoff 1100t Fracht transportieren. Schubleistung 500GW. Brennstoffdurchsatz 0,0014kg/s = 1,4g/s, macht 12 Tonnen D-T für die gesamte Reise.

Wenn die Frachter bemannt sind, muss man noch die Kosten für die Crew mitrechnen, nicht nur für die reine Flugzeit, sondern auch für eine Erholungsphase zwischen den Flügen, da mehrere Monate bei nahezu Schwerelosigkeit kein Spaß sind und gesundheitliche Schäden mit sich bringen (Raumkrankheit, Knochen- und Muskelschwund, Lagerkoller). Daher werden solche langsamen Frachter wohl so weit wie möglich automatisiert sein.

Ich sag mal so: wenn eine Fracht nicht wertvoll genug ist, um einen Brennstoffanteil von 1% zu rechtfertigen, ist sie es nicht wert, überhaupt transportiert zu werden.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 13.07.2008 | 22:35
Deine Rechnungen zum Thema Beschleunigung sind irgendwie verwirrend, denn sie gehen immer von stillstehenden Objekten aus, die auf die Sonne zu stürzen.
Wir haben hier aber im Allgemeinen Bewegungen von Orbit zu orbit. Wenn ich mich von der Erde löse und mich parallel zu ihr auf dem gleichen Orbit bewege, dann lande ich irgendwann auf irgendeinem der Lagrangepunkte. Wenn ich mich allerdings nach Außen beschleunige...dann komme ich zwangsläufig auf höhere Energieniveaus, was größere Orgits bedeutet. Wenn ich zeit habe komme ich auch mit kleinen Beschleunigungen aus...dan drehe ich halt mehrere Runden um die SOnne.

Dass diese Segel dann Größen von zwanzig, dreißig Kilometern Kantenlänge haben, (wenn nicht 200 bis 300), hatte ich auch so im KOpf (das ist SciFi mach es groß, richtig GROß ;D)
Außerdem ist es so möglich diese Brocken anzuschubsen und per Laser abzubremsen, dass sie mit angenehmer Geschwindigkeit eintreffen. (ich gehe jetzt mal davon aus, dass Energie am "Boden" quasi unbegrenzt ist.).




@Naniten
wenn man erstmal das Modell hat, dann kosten Naniten ja fast nichts mehr (wenn sie sich selbst replizieren können). Diese Dinger verändern so ziemlich die ganze Spielwelt! Ganze Bodenschichten werden zu Computern, Material kann 100% recycelt werden, das heißt Shciffe bauen sich selbst um und können sich zur Not teilweise selbst verbrennen, man infiziert Asteroiden mit ihnen und einer Energiequelle und kommt ein paar Jahre später wieder und der Asteroid ist in seine EInzelteile sortiert und braucht ihn nur aufzusaugen....es so verrückt, wi e man es haben will.


Zitat
Eine Erzlieferung mit Naniten ausstatten, um über einen Zeitraum von zig Jahren eine einzige Lieferung ins Ziel zu bringen, das ist okay, aber stattdessen ein paar Kilo Treibstoff verbrennen, das ist Science Fiction? Ich denke doch, lieber Alex, dass du da die Prioritäten nicht ganz richtig einschätzt.
Hey, das ist dein Setting. ich sprudel nur Ideen aus!
Wenn dir Segel+bodengestützte Laser+Sonne nicht gefällt, dann lass es draußen!

@Manöver
Die Beschleunigung zu verändern ist auch ein Manöver...

Zitat
Wenn die gesamte Reise sagen wir mal 50 Jahre dauern würde (ich halte das noch für zu knapp bemessen), wäre das aber eine verdammt schlechte Dividende. Schließlich will das Segel ja erstmal bezahlt sein. Und das kann sich dann erst nach Ankunft amortisieren. Wenn sich innerhalb der 50 Jahre etwas auf dem Markt ändert, kann die Fracht nach Ankunft auch vollkommen wertlos sein. Wenn die Fracht dagegen stark an Wert gewinnt, würde ich mir Sorgen machen, dass sie unterwegs geklaut wird.
Es hängt davon ab, wie schnell man den Brocken zu Anfang beschleunigt.
Man will ja nicht, dass der Klotz dann nach 50 Jahren mit 10000km/s dV an der Erde vorbeirauscht, deshalb kann man ihm auf der gesamten Strecke etwas abbremsen und dann nach 70 Jahren bequem einsammeln...
Bis dahin ist er auch von den Naniten gut aufgearbeitet. Den Klotz zu stehlen ist wegen der Naniten problematisch, die man erstmal abschalten muss, was eigentlich erst nach 60 Jahren der Fall ist. Ist jetzt die Frage, wie das Segel befestigt ist, aber solche technishcen details kann man ja handwaven.

Ach ich habe da noch eine andere kranke Idee, die ich irgendwoo mal gesehen habe.:
sobald ein Planet ein Magnetfeld hat und man ein Schiff per geladenem Ausleger zum magneten macht, kann man damit eine Kraft erzeugen... vllt. lassen sich so Stationen auf Kurs halten...Dinge sehr "lautlos" bewegen...


@drolliges Manöver
naja, es ist in etwas so drollig wie zwei Soldaten, die sich volle Magazine zuwerfen...Von der Idee her befinden sich einige Module in deckung hinter einem Planeten etc... und andere außerhalb der Deckung, das sind die aktiven feuernden Einheiten. Wenn diese jetzt durch schwer ortbare Energieversorgung länger aktiv sein können, ist das ein echter Vorteil. Wäre sie ortbar, wäre sie angreifbar...

sers,
Alex
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 13.07.2008 | 23:19
Ich beziehe mich nur auf die Delta-V, die eben für eine bestimmte Mission (Route) benötigt wird. Die tatsächlichen Geschwindigkeiten sind ja sowieso immer relativ zu irgendwas und lassen sich deswegen gar nicht fassen.

Übrigens können die Dinger wohl nicht ganz ohne Manövriertriebwerke auskommen, und wenn es nur ein paar Pressluftflaschen sind. Sonst stelle man sich mal vor, Mikrometeoriten treffen auf die Segel auf. Dabei wird in jedem Fall ein Impuls übertragen. Schwupp, dreht sich die ganze Agglomeration, die Segel sind nicht mehr auf die Sonne ausgerichtet, der Schub stimmt nicht mehr, und alles geht den Bach runter.

Im Prinzip wäre diese Segelidee ja ganz witzig, aber wie gesagt, glaube ich nicht, dass sie sich rechnet, bzw in einer Welt mit Fusionsantrieben etc. wären solche Transporte nicht mehr als Selbstbedienungsautomaten für Piraten.

Achja, gut dass du das mit den Naniten ausführst, jetzt weiss ich mit Bestimmtheit, dass ich den Krempel nicht in meinem Setting will. ;) Wie du eben sagtest, sie verändern die ganze Spielwelt, und so genau kann man die ganzen Ripple-Effekte gar nicht durchdenken, dass man nicht am Ende in einer Sackgasse stehen könnte. Nanotechnologie ja - das gibt es ja heute schon - selbstreplizierende Nanoroboter nein.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 13.07.2008 | 23:26
Hast schon recht. Wenn so große dVs möglich sind, dann kann man solche Segelschiffe sehr einfach abfangen...

Das mit den Naniten ist echt eine ganz krasse geschmacksfrage...ich pers. finde es nicht so schlimm, nur sehr sehr fremdartig.

Wirst Du destruktive Uploads und entsprechende Clonverfahren zulassen?
Man lässt sein Hirn scannen, das dabei zerstört wird. Diese Daten werden dann gespeichert und durch All geschickt um am Zielort als Vorlage für einen Klon dienen, der identisch mit dir ist...also man lebt dort dann weiter.

sers,
alex
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 14.07.2008 | 01:21
Deswegen ja der Zusatz in der Klammer.
Alles andere ist ja nur halbgarer Fluff, der kaum Auswirkungen auf die Spielwelt hat...ob die große Blackbox, die gerade X herstellt das durch Katalysatoren, Belichtung, oder Naniten macht, ist dann egal...
Naniten gehen halt so schnell kaputt, wenn sie sich nicht ständig erneuern können. Sie oxidieren, zerfallen, reagieren sonstwie...da muss man nur kurz das temperaturband verlassen, ein Mirkowellenpuls draufkommen, die falschen stoffe in die Nähe kommen etc. ist wie mit Bakterien.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 14.07.2008 | 02:10
Oh btw, ich seh grad, ich hab bei meinen obigen Berechnungen nen Fehler gemacht: alle Angaben für Zeiten und Delta-Vs für die Jupiter-Beispiele sind auf Flüge _hin und zurück_ bezogen. Also im Prinzip für die einfache Strecke alle Zahlen halbieren.

Das mit dem Brachial-Teleport will ich auch nicht. Zumal sich das ja auch nur lohnen würde, wenn die Klonerei dann nur maximal ein paar Tage oder Wochen dauern würde. Ist mir auch wieder der Ripple-Effekt zu groß. Erste Konsequenz: Unsterblichkeit. Man lässt sich jedesmal auf ein biologisches Alter von 20 heranzüchten und wiederholt das, wenn man sich körperlich nicht mehr so ganz auf der Höhe fühlt. Da es sich bei dem Prozedere eigentlich um ein Transportmittel handeln soll, kann es ja auch nicht allzu teuer sein. Andere Implikationen erinnern mich zu sehr an Star Wars.

Naniten wiederum kann ich mir in einem _ganz_ begrenzten Umfang vorstellen... maximal als Bau- und Reparaturmodule, aber dann auch nicht selbstreplizierend, sondern eher stur auf relativ simple Aufgaben ausgerichtet.
Ich hätte zum Beispiel gern einen Effekt, der Einschusslöcher in Schiffsrümpfen abdichtet. Da kann man nun den großen Hammer "Naniten" nehmen, die ausrücken um das Loch zu stopfen. Man könnte aber eventuell auch einfach den Rumpf mit einem Netz von Leitungen durchziehen, die bei Beschädigung verschiedene Flüssigkeiten freisetzen, die wiederum miteinander reagieren, aufschäumen und aushärten.

Achja, für den Schiffsrumpf und Anbauteile kommen auch wieder verschiedene Materialien in Frage. Sie sollen natürlich generell möglichst leicht und stabil sein. Titan ist da noch eine konventionellere Wahl.
Man kann auch Diamant nehmen -- davon ausgehend, dass man mit diesem Techlevel ohne Weiteres Diamant in jeder Form und Größe herstellen kann. Das ist härter als Titan und gleichzeitig leichter, ein hervorragender Wärmeleiter und mit einer sehr hohen spezifischen Verdampfungsenergie.
Problem: schlecht zu reparieren, da man Diamant nicht schweissen und nur unter hohem Druck herstellen kann. Außerdem wandelt es sich ab ca. 1600K in Graphit um, man kann die Teile also nicht allzu heiß werden lassen.
Aber es gibt noch viele andere wundersame Stoffe, zum Beispiel bestimmte Karbide, deren Schmelzpunkt selbst Wolfram bei Weitem übertreffen, zum Beispiel Tantalhafniumkarbid mit fast 4500K. (Über die anderen Eigenschaften von dem Zeug hab ich leider nichts gefunden, aber man beschichtet hochtemperaturbeanspruchte Teile damit, zB Turbinenschaufeln.)

Jedenfalls gibt es da viele spannende Ideen. Man stelle sich z.B. ein Schiff aus milchig-transparentem Diamant vor, mit langen Auslegern, die von saphirausgekleideten Adern durchzogen ist, durch die orange glühendes flüssiges Lithium gepumpt wird, bis in haarfein aufspreizende Enden, die die Wärme ins All abstrahlen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 14.07.2008 | 02:25
Man stelle sich z.B. ein Schiff aus milchig-transparentem Diamant vor, mit langen Auslegern, die von saphirausgekleideten Adern durchzogen ist, durch die orange glühendes flüssiges Lithium gepumpt wird, bis in haarfein aufspreizende Enden, die die Wärme ins All abstrahlen.
Jau! Sehr schön! so ködert man mich bei SF-Settings!
Die Passagierkabine ist komplett mit einer extrem klaren Flüssigkeit gefüllt, die bei Bedarf Sauerstoff abgibt und gleichzeitig als G-dämpfer fungiert.


Orbitale, deren Formenvielfalt an prähhistorisches PLankton erinnert und unter deren Eispanzern das Diamantskelett gerade noch erkennbar ist.

Hüllen als Linsen mit negativem Brechungsindex gaukeln einem FOrmen vor, die unter normalen Topologien nicht möglich sind.


Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 16.07.2008 | 04:06
Der guten Form halber ein Update zur Technologie, ich hab nämlich nun kurzfristig - und nach viel Leserei - beschlossen, die Energieerzeugung nochmal anders aufzuziehen. Es wird unterm Strich nicht viel an der bisher beschriebenen Performance ändern, aber diese hoffentlich etwas plausibler erklären.

Bisher bin ich ja für die schnellsten Schiffe von H-H-Fusion ausgegangen, weil das die höchste Energieausbeute gibt, und die gewünschten Delta-V und Massenverhältnisse nicht mit schwächeren Fusionsformen wie D-T erreichbar sind. Nun habe ich mich auch noch endlich überzeugen lassen, dass Proton-Proton-Fusion justement unmöglich in substellaren Maßstäben repliziert werden kann. Selbst in der Sonne mit den dort herrschenden Drücken und Temperaturen dauert es im Schnitt 10 Millionen Jahre, bis ein Proton mit einem anderen fusioniert. Das "Leistungsgewicht" der Sonne (W/kg) ist um mehr als den Faktor 1000 schlechter als das jedes beliebigen warmblütigen Lebewesens im Ruhezustand. Also zugegeben kein gutes Vorbild für unsere Sternenschiffe.

Ich möchte stattdessen wieder zum ursprünglichen Grundgedanken der Materiezerstrahlung zurückkommen, allerdings nicht so magisch wie am Anfang des Threads.
Tatsache ist: es gibt verschiedene Theorien und Ideen, wie es ganz ohne Antimaterie zur völligen Zerstrahlung von Elementarteilchen kommen kann. Zwei Stichwörter dazu (voneinander unabhängig) sind magnetische Monopole einerseits und Q-Balls andererseits.

Disclaimer: das Ganze ist jetzt natürlich hochgradig Science Fiction im reinsten Sinne. Niemand kann sagen, ob sich so etwas jemals (als kompakte Energiequelle) realisieren lassen könnte. Aber damit stehen diese Konzepte immerhin besser da als z.B. die H-H-Fusion, von der wir mit absoluter Sicherheit wissen, dass wir sie nie und nimmer in den Griff bekommen werden. ;)

Magnetische Monopole (d.h. Magneten mit nur einem Pol) bieten sich zu Beispiel an, eine lithiumbetriebene Pionenrakete zu betreiben - der Monopol vernichtet einen Großteil der Kernmasse, deren Energieäquivalent (großteils) auf die übriggebliebene Restmasse, nämlich Pionen übertragen wird. Diese werden dadurch auf völlig absurde 0,95c beschleunigt. Aufgrund der Arbeitsweise ist eine nachträgliche Erhöhung des Schubes durch Reaktionsmassenbeimischung _nicht_ möglich. Wenn eine Pionenrakete hohen Schub haben soll, qualifiziert ihre Leistung sie zum reinrassigen Planetenkiller. Also nicht gerade förderlich für unser Setting.

Q-Balls hingegen könnten, vereinfacht gesagt, Materie spontan in Antimaterie verwandeln. Schafft man das mit einem einzelnen Proton innerhalb eines Kerns wie Aluminium oder Silizium, reagiert natürlich das Antiproton mit einem Proton und zerstrahlt. Die Energie wird dabei auf den restlichen Kern übertragen, der dadurch zertrümmert wird. Die Trümmer - jetzt leichtere Kerne wie Lithium oder Beryllium - werden dadurch natürlich entsprechend angeregt und werden als Reaktionsmasse aus dem Triebwerk geschleudert. In diesem Fall kann auch mehr oder weniger beliebig weitere Reaktionsmasse hinzugefügt werden, um den Schub auf Kosten der Ausströmgeschwindigkeit zu erhöhen. Im Regelbetrieb ohne Nachbrenner ist aber schon ein ordentlicher Schub bei geringem Brennstoffverbrauch zu erzielen, die Ausströmgeschwindigkeit kann sich "trocken" auch um ca. 0,3c bewegen.

Welches Element man nun als Brennstoff nimmt, wird vor allem von drei Faktoren abhängen:
1.) gute Verfügbarkeit; da bieten sich natürlich Elemente wie Aluminium oder Silizium an, die im Überfluss vorhanden sind;
2.) verwertbare Kerntrümmer; genauer gesagt wollen wir möglichst keine einzelnen Neutronen haben, sondern nur geladene Kerne, die wir als Plasma "bequem" mit Magnetfeldern dahin lenken können, wo wir sie haben wollen, nämlich am Ausgang;
3.) in geringerem Maße auch die Handhabung des Brennstoffes; Aluminium ist z.B. praktisch wegen seines niedrigen Schmelzpunktes.

Punkt 2 ist dabei unterm Strich der wichtigste. Die ganz leichten Kerne werden zu Pionen zerstrahlt, die uns nicht viel weiterhelfen. Schwere Kerne wiederum werden beim Zertrümmern diverse Neutronen lassen, die auch nur als schädlich zu betrachten sind.

Natürlich gibt es dann noch andere Probleme, wie z.B. Bremsstrahlung, aber das ist jetzt erstmal primär nicht so kriegsentscheidend. Wichtig ist vielmehr, dass mit diesen Ideen eine Energiequelle erfunden wird, deren Effizienz irgendwo zwischen Fusion (<1% Massendefekt) und Annihilation (100%) liegt. Nämlich bei ca. 10%, also dem geometrischen Mittel der beiden. Ich find das shiny. ^^
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 16.07.2008 | 12:28
http://www.orionsarm.com/tech/Magmatter.html
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 17.07.2008 | 04:02
Achja, weil TW nach Medizin und Lebenserwartung gefragt hat: das gehört eher in den Setting-Thread. Ich werde mal drüben antworten.

Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 22.07.2008 | 03:57
Jetzt noch mal zum Thema Laser/Energiewaffen, weil im Setting-Thread ein paar Unklarheiten auftraten.

Also. Die Eigenschaften eines Lasers definieren sich primär durch:
* Wellenlänge: je kleiner, desto geringer die Streuuung. Aber: sehr kleine Wellenlängen (ab UV) werden von Atmosphären absorbiert.
* Apertur / Linse / Reflektor - je größer, desto besser/enger wird der Strahl fokussiert
* Puls oder Strahl - ist oft durch das Arbeitsprinzip vorgegeben, z.B. sind Freie Elektronenlaser (FEL) immer gepulst.
* Leistung: logischerweise mit höherer Leistung umso gefährlicher
* Effizienz: herkömmliche Laser haben schauderbare Wirkungsgrade um 20%, d.h. für jedes Megajoule im Ziel müssen 4 Megajoule Abwärme bewältigt werden. Moderne Freie Elektronenlaser haben theoretisch maximal 65% Wirkungsgrad.

Leistung und Größe sind aber auch nicht voneinander entkoppelt; die Kanone muss schließlich ihre eigene Strahlenleistung abkönnen. Derzeit ist das technisch machbare Maximum ca. 5MW/cm², allerdings nur im Infrarotbereich.
Und noch ein kleines bißchen Trivia: im Vakuum sind auch Laserstrahlen des sichtbaren Spektrums unsichtbar.

Jetzt ist schon zweimal der Begriff "Freier Elektronenlaser" gefallen -- das ist eigentlich von der Arbeitsweise her kein Laser, aber der Strahl, der vorne herauskommt, hat die gleichen Eigenschaften, also kann man ihn auch so nennen. Der FEL vereinigt die Vorteile hoher Brillianz, hoher Effizienz und variabler Frequenz; ist zwar heutzutage noch schwierig und teuer zu bauen, aber das lässt sich wohl in den Griff kriegen. Daher gehe ich mal davon aus, dass die meisten Laser in dieser Zukunft FEL darstellen.

Die Streuuung eines Lasers wächst linear zur Entfernung nach der Formel:
RT = 0.61 * D * L / RL
Radius des Strahls im Ziel = 0,61 * Entfernung in m * Wellenlänge in m / Radius der Linse bzw des Reflektors.

Wie man sieht, bleibt ein kurzwelliger Strahl besser gebündelt als ein langwelliger. Andererseits kommen sehr kurzwellige Strahlen wie gesagt nicht durch Atmosphären durch. Der beste Kompromiss ist nach meinem Dafürhalten eine Wellenlänge von ca. 400nm - knapp oberhalb des UV-Bereichs.

Der Effekt im Ziel berechnet sich logischerweise nach Leistung/Fläche, umgelegt auf die Widerstandskraft der Panzerung, z.B. Verdampfungswärme - allerdings gibt es immense Wirkungsunterschiede zwischen Pulsen und Strahlen.

Dann kam die Frage auf, ob man nicht Spiegel als Laserpanzerung benutzen könnte. Ich habe jetzt grad nochmal nachgeschaut: eher langwellige Laser lassen sich in der Tat gut (>96%) von ganz normalen polierten Metallen (wie Aluminium oder Silber) reflektieren. Die Reflexivität nimmt allerdings bei kürzeren Wellenlängen rapide ab, vereinfacht gesagt je nach Metall ab 500 bis 800nm. Gegen einen o.g. ~400nm-Laser wäre Silber noch der beste Schutz (ca. 93%), aber schon bei 380nm sieht es wesentlich schlechter aus. Aber bedenkt, dass ~10% durchkommende Energie immer noch zuviel sein kann.
Quelle: http://panoptesv.com/SciFi/Mirrors.html

Wie gesagt kann man wesentlich effizientere Spiegel (99,99%) für ganz bestimmte Wellenlängen fabrizieren, aber das wird nur der Konstruktion von Lasern nützen, nicht der Abwehr. Gerade Freie Elektronenlaser lassen sich in ihrer Wellenlänge sehr leicht variieren, sodass maßgeschneiderte Panzerspiegel nicht realisierbar sind.

Was man nicht reflektieren kann, fängt man am besten mit Karbonpanzerung auf - diese bietet die höchste spezifische Verdampfungsenergie. Das schließt Diamant mit ein. Etwaige Ausleger/Radiatoren können sogar aus komplett transparentem Diamant bestehen, der die Laserstrahlen einfach durchlässt.

Insgesamt versuche ich die Technik so abzustimmen, dass reine Raumkämpfe mit Lasern noch spannend bleiben, weil die Laser selbst nicht so furchtbar stark sind, kleine Schiffe gut ausweichen und große Schiffe viel aushalten können. So soll verhindert werden, dass der erste Schuss auf 2 Lichtsekungen Entfernung gleich ein Schiff vernichtet.
Die eben entdeckte 90%-Spiegelpanzerung hilft da nochmal, weil man so 10mal stärkere Laser zulassen kann, ohne dass sich am Kräftegleichgewicht etwas ändert. Mehr noch, dadurch könnten auch Mass Driver / Railguns wieder im Rennen sein.
(Hat sich also doch gelohnt, dass ich nochmal den ganzen Lasersums durchgearbeitet habe.)

Planetare Laser hingegen zur Abwehr von Bedrohungen aus dem Weltraum sind ein anderer Schnack; da gibt es kein Pardon. Die können so groß sein und soviel Bums haben, dass jeder Angriff auf einen derart geschützten Planeten reiner Selbstmord wäre. Damit will ich auch Planetslagging verhindern, welches ja auch wieder blöd fürs Setting wäre.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 22.07.2008 | 08:54
Zu Aspekt Wärmeleitung:
fiel in dem anderen Thread nicht irgendwann der BEgriff "Wärmesuperleiter"? dann könnte man WÄrme zumindest extrem schnell abführen und damit (irgendwie) ein BLock Nanoflywheels aufheizen...

(Nanorotoren gelagert in einem Kristallgitter speichern eine RIesen Menge an Bewegungs/Wärmeenergie...)
Diesen kann man dann im Laufe der zeit wieder abkühlen.

sers,
Alex 
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 22.07.2008 | 10:35
Okay, ich erkenne dein größeres Fachwissen im Bereich Laser neidvoll an.  :)

Allerdings ist mir gestern abend noch eine Idee gekommen - nämlich, dass ein Angreifer den Laser von außerhalb von dessen effektiver Reichweite mit Raketen beschießt.

Abhängig davon, welche Schussfrequenz so ein bodengestützter Laser aufweist, wie gut er ein relativ kleines Ziel wie eine Rakete treffen kann, und wie schnell die Rakete die effektive Reichweite des Lasers durchqueren kann, ist eine bestimmte Anzahl Raketen notwendig, um den Laser zu "übersättigen", sprich mehr Raketen loszuschicken, als der Laser abfangen kann. (Ich bin mir nicht sicher, ob es den Begriff im Deutschen so gibt; auf Englisch spricht man von "saturate") Dann kommt es darauf an, wie groß so eine Rakete ist, und wie groß ein militärisches Raumschiff ist, um zu bestimmen ob es machbar ist, dass ein Raumschiff den Laser "übersättigt".

Ich weiß nicht, wie empfindlich so ein Laser ist, aber eine Rakete, selbst eine relativ kleine (eine Minuteman-Interkontinentalrakete wiegt etwa 36 Tonnen) dürfte ziemlichen Schaden anrichten, wenn sie mit mehreren Kilometern pro Sekunde einschlägt, selbst ohne Sprengkopf. Eventuell könnte selbst bei einem Einschlag abseits des Ziels die Druckwelle schon ausreichen, genug Schaden anzurichten, dass der Laser nicht mehr richtig funktioniert.
Und wenn das nicht ausreicht, kann man einen Sprengkopf in die Bombe einbauen, etwas wie dies hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Zar-Bombe (http://de.wikipedia.org/wiki/Zar-Bombe); da kommt es dann auf ein paar Kilometer Abweichung vom Ziel nicht mehr an.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 22.07.2008 | 14:01
Nanoflywheels, das klingt drollig. Die Thermosupraleiter im engeren Sinne hab ich gedanklich wieder etwas beschränkt, da es dafür keine wirkliche theoretische Grundlage gibt. Es gibt aber Stoffe mit sehr guter Wärmeleitfähigkeit, Rekordhalter sind auch hier wieder mal die wunderbaren Kohlenstoffnanoröhren mit etwa 6000W/mK.

Stichwort Raketen vs Laser:
die Debatte wird in einschlägigen SF-Kreisen schon seit Jahren geführt, mangels empirischer Daten zwangsläufig ohne Ergebnis. Beide Fronten (die Laser Gang und die Missile Gang) führen jeweils gute Argumente an, aber unter dem Strich überzeugen mich die Laser mehr, weil die Raketenargumente sich teilweise selbst widersprechen.

Grundsätzlich: du musst die einfliegenden Raketen nicht mit der Dicken Berta abschießen (kannst es aber, wenn du die Raketen früh genug ortest). Für die letzten ~100-200km wirst du dafür kleinere Point Defense Turrets haben. Da die Raketen selber auch eher klein sind, sind sie auch schneller kaputt.

Zur Trefferchance: Raketen können auch keine komplizierten Ausweichmanöver fliegen, da sie ja letzten Endes im Ziel ankommen müssen. Daher ist es nicht so schwierig sie zu treffen. Bereits in der heutigen Zeit können Raketen von Feuerwaffen oder Raketen abgeschossen werden. Mit Lasern geht das noch viel einfacher.

Im Raumschiffkampf haben Raketen noch den Vorteil, dass ein rein kinetischer Gefechtskopf quasi komplett verdampft werden müsste, um die Bedrohung auszuschalten - selbst kleine Restfragmente fliegen immer noch in Richtung Ziel. Beim planetaren Angriff gilt das nicht, im Gegenteil: der Laser muss lediglich ein Loch in den Hitzeschild der Rakete bohren, den Rest erledigt die Atmosphäre beim Eintritt.

Die Raketengang führt das Argument der Saturierung an, vergisst dabei aber, dass das angreifende Schiff die Raketen außerhalb der Laserreichweite abschießen muss. Das gibt der Lasercrew eine Menge Zeit, die Raketen nacheinander zu orten und abzufangen.

Raketen sollen die Kapazität der Abwehrlaser überklasten, aber können sie das schaffen? Jede Rakete muss erstmal den ganzen Weg mitgeschleppt werden, und ist nach Abfeuern weg. Laser können so lange schießen wie die Saft haben und nicht überhitzen. Für Raumschiffe gilt: wenn du Verbrauchsmunition haben kannst, kannst du auch Verbrauchskühlmittel haben. Für Planeten gilt, dass du überhaupt keine Kühlungsprobleme hast.

Atomraketen sind überhaupt keine gute Wahl, weil diese sehr leicht außer Gefecht zu setzen sind. Wenn der Laser sie beschädigt, explodieren sie nicht mehr. Davon abgesehen, will man überhaupt eine Atombombe über seinem eigenen Volk zünden, auch wenn es abtrünnig ist? Da ist ein ganz banales, massives Wuchtgeschoss die bessere Wahl, hat aber auch nur Chancen auf Erfolg, wenn es nach Beschädigung durch den Laser nicht in der Atmosphäre verglüht. Außerdem sind Wuchtgeschosse zweifelsohne viel billiger als Sprenggeschosse.

Sind Raketen überhaupt bezahlbar?
Das teuerste an einer Rakete ist ihr Antrieb. Im Raumschiffkampf muss eine Rakete schneller beschleunigen können als ein Schiff, sonst kann man ihr leichter ausweichen als einem Federball. Will man wirklich ein Einmalgeschoss mit einem sauteuren Torch-Antrieb ausstatten? Man will nicht. Ein kleiner Fusionsreaktor wäre auch noch sehr teuer. Bezahlbarer erscheinen da NTRs, die ihre Reaktionsmasse mittels Kernspaltung auf Touren bringen. Aber ganz billig ist das auch nicht.
Eine weitere Möglichkeit wären Mass Driver Geschosse, die mit kleinen (billigen) Hilfsmotoren zur Kurskorrektur ausgestattet sind, aber nach Verlassen des Mutterschiffs nicht mehr wesentlich beschleunigen können. Macht die Sache freilich umso leichter für die Point Defense.
Für planetare Bombardements kommt noch der Aspekt hinzu, dass atomare Antriebe auch atomare Verseuchung bedeuten würden. Wie oben bereits erwähnt kann das nicht Sinn der Übung sein.

Das wären so einstweilen meine Gedanken zu dem Thema.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 22.07.2008 | 14:14
Eine weitere Möglichkeit, die Raketen zu schützen, sind Ballons:

Man schießt 500GEschosse und 10000Ballons ab, die man äußerlich nicht unterscheiden kann, dafür wiegt das Ganze dann nur so viel wie 600 geschosse...
Es muss ja nur ein echtes durchkommen...

Die Geschosse könnten mit SUperbrechenden material umhüllt sein, das einen neg. Brechungsindex hat und so fast unsichtbar sein....(kein REaktor=keine Wärme)

Diese Geschosse kann man ja aus einem Meteoriten herstellen, den man auf dem Weg zu Planeten einfängt und zerschneidet, so spart man sich zumindest einen Teil des treibstoffes...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Pyromancer am 22.07.2008 | 14:29
Diese Geschosse kann man ja aus einem Meteoriten herstellen, den man auf dem Weg zu Planeten einfängt und zerschneidet, so spart man sich zumindest einen Teil des treibstoffes...

Oder man schmeißt gleich den Meteoriten.

Den kann man z.B. ganz weit weg ordentlich anschubsen, so dass er Richtung Planet fliegt. Das eigene Raumschiff kann dann dahinter in Deckung gehen, und während der Laser sich noch bemüht 10 hoch irgendwas Tonnen Gestein zu verdampfen kann man einfach abwarten, bis er überhitzt und dann aus der Deckung auftauchen und zurückschießen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: EliasvY am 22.07.2008 | 14:34
Raketen sollen die Kapazität der Abwehrlaser überklasten, aber können sie das schaffen?


Mhmm, erstmal die Terminologie (Ja, etwas Klugscheißerisch): Raketen sind ungelenkt, Flugkörper hingegen sind "Raketen" mit eigener Lenkung. (Wurde uns damals so vom Flugkörpermeister erklärt)

Ja, Flugkörper können die Abwehrlaser "überlasten". Das hängt aber davon ab, wie hochentwickelt die Sensoren sind und wie "robust" die Flugkörper konstruiert sind.

Limitierende Faktoren sind also:
- Anzahl der Lasertürme
- Sensorenkapazität, sprich: Wieviele Objekte können getracked werden?
- Überlebensfähigkeit des Flugkörpers, damit ergibt sich auch ein "Abwehrfenster", innerhalb dessen sich der FK zerstören lässt ohne gefahr für das eigene Schiff

Bsp:
Es können 10 anfliegende FKs gleichzeitig bekämpft werden. Das Zeitfenster zum Bekämpfen ist 10sec lang. Damit muss ein FK mindestens 6sec dem Laserbeschuß standhalten und es müssen mindestens 11 FK geschossen werden.

Ergo: Viele FK -> viele Treffer
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 22.07.2008 | 14:56
Auch raketen können den Laser überlasten...wo ist das Problem?

Ob man nun den Meteoriten schmeißt, oder viele kleine Brock en kann etwas ausmachen, wenn zum Beispiel der Laser ein riesiger (50m DUrchmesser) Antischiffslaser ist und man ihn mit mit Autogroßen Brocken beschmeißt und so ein Großteil der Energie je Brocken verpufft, während die gleiche Masse als riesenklumpen den gesamten Strahl aufnehmen müsste...

vielleicht geht diese Rechnung aber auch nicht auf....
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 22.07.2008 | 15:53
Klar können ganz viele Raketen einen Laser überlasten.
Die Frage ist bloß:
1) Kann ein Raumschiff (oder von mir aus auch eine Raumschifflotte) genügend Raketen mitnehmen, um die Laser zu überlasten?
(Man bedenke, auf einem Raumschiff kann man mit viel Mühe vielleicht 100 Raketen unterbringen. - Es ist dagegen wesentlich einfacher, auf dem Planten 100 Laser unterzubringen.)

2) Ist es wirklich effektiver, wenn das Raumschiff mit Raketen anstatt mit Lasern schießt? (Ich kann entweder 50 Laser oder 50 Raketen auf dem Gegner abfeuern. - Von den 50 Raketen kommt vielleicht 1 Rakete an. Von den 50 Laser treffen vielleicht 40 das Ziel.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Quaint am 22.07.2008 | 16:11
Es gibt ja auch noch interessante Mischformen, z.B. nuklear gepumpte Lasersprengköpfe.
Die so ausgestatteten Raketen (braucht wohl einen größeren Schwarm) fliegen dann einfach in Richtung Planet.
Der Planet wiederrum brauch relativ heftige Laser um trotz Atmosphäre die Dinger abzuschießen. Sobald er damit anfängt merken sich die Raketen wo die Abwehrlaser sitzen und BAM!
Da so eine 100m Linse meiner Meinung nach auch relativ fragil ist, brauchs ja dann auch keinen direkten Treffer um sie auszuschalten (und AFAIK sind diese Nuklearlaser relativ heftig)
Ein krass befestigter Planet mit hunderten oder tausenden 100m Abwehrlaser ist damit wohl nur unter extremsten Anstrengungen zu knacken, aber bei nem Kolonieplaneten der 2 bis 4 davon hat könnte man mit wenigen hundert Raketen hinkommen.
Und so eine Rakete muss ja nicht groß sein - mit 10kg kommt man hin für den Sprengkopf und dann nochmal 30kg für die Restrakete. Verschießen dann zunächst mit Massebeschleuniger. Kann man auf 100t Stauraum (was ich bei nem ordentlichen Kriegsschiff für realistisch halte) locker 2500 Raketen mitführen.
Ich weiß ja jetzt nicht wie häufig so ein Abwehrlaser schießen können soll und wie schnell der neue Ziele erfasst und wie gut die Sensoren sind bzw. wann die Stealthraketen entdecken.

Letzten Endes muss man aber auch überlegen was man haben will: Bisher sehe ich langweilige Laserfunzeleien als Raumkämpfe und absolut unmögliche planetare Angriffe... Hurray, das scheint ja spannend zu werden...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 22.07.2008 | 16:45
Man schießt 500GEschosse und 10000Ballons ab, die man äußerlich nicht unterscheiden kann, dafür wiegt das Ganze dann nur so viel wie 600 geschosse...

Wieso sollte man ständig beschleunigende Raketen nicht von antriebslosen Täuschkörpern unterscheiden können?

Zitat
Die Geschosse könnten mit SUperbrechenden material umhüllt sein, das einen neg. Brechungsindex hat und so fast unsichtbar sein....(kein REaktor=keine Wärme)

Ich bin mir nicht sicher, ob du die richtige Vorstellung vom Effekt negativer Brechzahlen hast. Tatsache ist, Stoffe mit negativer Brechzahl werden bereits entwickelt und dürften in 500 Jahren gängige Praxis sein. Aber ihr Einsatzbereich ist laut Wikipedia in hochauflösenden Optiken zu suchen. Von Tarnkappentechnologie ist da nirgends die Rede. Das Militär ist bekanntlich an jeder neuen Technologie interessiert, wenn eine potentielle militärische Verwendung auch nur entfernt vorstellbar erscheint; daher denke ich nicht, dass hier wirklich das eine mit dem anderen zu tun hat.
"I don't think it means what you think it means."

Oder man schmeißt gleich den Meteoriten.

1. Wir reden immer noch vom Szenario "Mutterland will rebellischer Kolonie den Kopf waschen". Warum sollten sie versuchen, den Planeten zu slaggen? Wenn der Asteorid durchkommt, wird er die Zerstörungskraft mehrerer Zar-Bomben in unmittelbarer Nähe des kolonialen Zentrums freisetzen. Mit anderen Worten, die Kolonie wäre geschmolzene Schlacke, alle Einwohner tot, Restwert Null. Warum in aller Welt sollte irgendjemand seinen eigenen Kolonisten dieses antun wollen?

2. Wenn tatsächlich ernsthafte Slagging-Absichten bestehen sollten (was ich mir im I-War nicht vorstellen kann), wird der Asteroid auch nicht unaufhaltsam sein; es wäre höchstens kein guter Plan, ihn mit dem Laser verdampfen zu wollen.
Das Trumm wird aufgrund seiner Masse nicht besonders schnell sein. Ob die Angreifer ihn nun "anschubsen" (Impuls) oder einen Antrieb dranbasteln, seine Höchstgeschwindigkeit wird ziemlich niedrig sein. Zeit für ein, wenn auch gewagtes, Rettungsunternehmen: unter dem Feuerschutz des Planetarlasers fliegt ein Rebellenschiff den Asteroiden an. Hat dieser einen eigenen Antrieb, muss man nur den Asteroiden um ein paar Grad drehen, und der eigene Antrieb wird ihn am Planeten vorbeischießen. Hat er lediglich einen Impuls auf den Weg bekommen, müssen die Verteidiger einen Antrieb Lotrecht zur Flugrichtung anbauen.
Das ist zwar riskant, weil die Angreifer versuchen könnten, die Verteidiger davon abzuhalten, aber dazu müssen sie sich auch in die Reichweite der Dicken Berta begeben.

Mhmm, erstmal die Terminologie (Ja, etwas Klugscheißerisch): Raketen sind ungelenkt, Flugkörper hingegen sind "Raketen" mit eigener Lenkung. (Wurde uns damals so vom Flugkörpermeister erklärt)

Ach weisste, ehrlich gesagt ist es mir scheissegal, welche willkürlichen Phantasiebegriffe die Beamtenterminologie der Bundeswehr da unterscheidet. Es heisst auch "Gefechtsfeldbeleuchtung Mehrstern rot" und wir haben trotzdem "Leuchtrakete" gesagt. Und erst recht ist es mir in Hinblick auf die Entwicklung in 500 Jahren egal. Raketen klingt cooler und damit basta.  :P

Zitat
Autogroßen Brocken

Über Autogroße Brocken würde ich mir gar keine Gedanken machen, die verglühen ohne jedes menschliche Zutun von alleine beim Eintritt. Ein echter geplanter Brocken-Angriff müsste die Größe des Asteroiden so wählen, dass er _nach_ Laserschuss _und_ Eintritt noch genau soviel Energie hat, um die Waffen zu vernichten aber die Siedlung stehen zu lassen. Da kommen zu viele Unwägbarkeiten zusammen.

(Man bedenke, auf einem Raumschiff kann man mit viel Mühe vielleicht 100 Raketen unterbringen. - Es ist dagegen wesentlich einfacher, auf dem Planten 100 Laser unterzubringen.)

Richtig. (Natürlich müssen aber die Laser auch erstmal installiert werden)

Zitat
2) Ist es wirklich effektiver, wenn das Raumschiff mit Raketen anstatt mit Lasern schießt? (Ich kann entweder 50 Laser oder 50 Raketen auf dem Gegner abfeuern.

Das Hauptargument für die Raketentaktik ist, dass man diese außerhalb der Laserreichweite abfeuern würde, sodass der Abwehrlaser der Angriffsflotte nichts tun kann. Ab da zählt dann das Prinzip Hoffnung, dass von den 50 Raketen wenigstens eine durchkommt.
Ein Angriff mit Lasern - also von Raumschiffen gegen die Planetenoberfläche - ist dagegen reichlich hoffnungslos:
* Planetare Laser lassen sich relativ gut tarnen, während Raumschiffe überhaupt nicht getarnt werden können.
* Planetare Laser haben keine Hitzeprobleme, während Raumschiffe nur so lange schießen können, wie ihre Heatsink erlaubt.
* Planetare Laser können fast beliebig groß gebaut werden, während das bei Bordwaffen wesentlich schwieriger ist. Größere Laser haben größere Reichweite, sie können also die Angreifer auseinandernehmen, bevor diese überhaupt den ersten Schuss abgegeben können.

Zitat von: Quaint
Letzten Endes muss man aber auch überlegen was man haben will: Bisher sehe ich langweilige Laserfunzeleien als Raumkämpfe und absolut unmögliche planetare Angriffe... Hurray, das scheint ja spannend zu werden...

Was fändest du denn spannend? Wenn immer bereits der erste Angriff unaufhaltsam wäre und die absolute Vernichtung des Gegners garantieren würde? Das fände ich nicht nur unspannend, sondern unspielbar.
Die Balance, die ich versuche zu erzielen, beinhaltet:
* dass kämpfende Raumschiffe relativ nahe aneinander ran müssen, um vernünftig zu treffen und Schaden zu machen, und nicht ein einziger Puls auf 3 Lichtsekunden das Opfer verdampft.
* dass planetare Invasionen mit viel List und Tücke durchgeführt werden müssen, ohne dass es dafür ein Patentrezept gibt, und nicht einfach ein großer Stein auf den Planeten fallen gelassen wird, der alles in geschmolzene Lava verwandelt.

Nu ma Butter bei die Fische, wie hättest du es denn gerne?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Quaint am 22.07.2008 | 17:21
Also ich hätte im Krieg gerne richtigen Krieg, wie man das vielleicht auch von der Erde kennt. Kein: 2 Abwehrlaser und die gesamte terrestrische Flotte hat nichtmehr den Hauch einer Chance uns anzugreifen.
Das wär ja so, als hätte eine fette Kanone an der Normandie gereicht um die Alliierten abzuwehren. Sicher können Abwehrlaser ne tolle Sache sein, aber so absolut mißfällt mir.

Und Superlaser-Weltraumschlachten auf absurde Distanzen sind auch nicht mein Ding. Zumal da die interessanten Sachen quasi komplett von nem ordentlich programmierten Gefechtscomputer gemacht werden.
Lieber Abwehrmaßnahmen die auch was bringen (z.B. Sandcaster oder Schilde oder wasweißich) und Gefechte mit ein wenig mehr Dynamik. Kleine Jäger die Dogfighten und versuchen an die großen Pötte ranzukommen um Nuklearwaffen anzubringen. Abwehrdrohnensysteme. Dicke Pötte mit fetten Breitseiten. Raketenschwärme. Stealthraumschiffe mit Nahkampf-Überfall-Plasmakanonen. Fregatten die (fast) nur mit Abwehrwaffen bestückt sind um dem fetten Trägerschiff den Rücken frei zu halten. Keine Ahnung, jedenfalls auch etwas mit mehr Vielfalt als: Raumschiff + Laser = automatisierte Gefechte auf 1 Mio+ km Distanz
Und beim Bodenkampf dann eben auch etwas mehr als: Landetruppen werden verdampft. Ende der Geschichte.
Fette Panzer mit Mörder-Massebeschleunigern. Mechgerüstete Truppen. Kommandoeinsätze um z.B. tolle Abwehrlaser auszuschalten. Heroisch-aufopferungsvolle Landungen bei (teilweise) intakter Planetenverteidigung mit vielen Verlusten aber einer Chance auf Erfolg. Krieg unter Einsatz taktischer Atomwaffen und ABC-Sicherer (Mech)Infanterie.

Sowas in der Art.
Mag nicht toll realistisch sein, aber wenn man besonders realistisch ist machts auch irgendwie keinen Spaß finde ich.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Pyromancer am 22.07.2008 | 17:44
Kleine Jäger die Dogfighten und versuchen an die großen Pötte ranzukommen um Nuklearwaffen anzubringen. Abwehrdrohnensysteme. Dicke Pötte mit fetten Breitseiten. Raketenschwärme. Stealthraumschiffe mit Nahkampf-Überfall-Plasmakanonen. Fregatten die (fast) nur mit Abwehrwaffen bestückt sind um dem fetten Trägerschiff den Rücken frei zu halten.

...

Mag nicht toll realistisch sein, aber wenn man besonders realistisch ist machts auch irgendwie keinen Spaß finde ich.

Das ist nicht mal "nicht toll realistisch", das ist reines Fantasy. Macht auch Spaß, hat aber mit dem Thema hier nix zu tun (glaube ich zumindest).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 22.07.2008 | 18:00
Das ist nicht mal "nicht toll realistisch", das ist reines Fantasy. Macht auch Spaß, hat aber mit dem Thema hier nix zu tun (glaube ich zumindest).

Stimmt.
Drohnensysteme könnte es aber geben. Auch relativ dicke Pötte (>10.000t), ebenso wie wendige Flitzer (<500t).

Was es definitiv nicht geben wird, sind Schutzschilde, Sandcaster, Stealthschiffe und dergleichen.

Atomwaffen sind pfui und international geächtet. Im Weltraum bringen sie sowieso nix, mangels Druckwelle. Und seine eigenen Planeten will man sich nicht verseuchen.

Man bedenke, mögliche Konflikte wie die genannten Unabhängkeitskriege werden die ersten Kriege im Weltall überhaupt sein. Zuvor gab es vielleicht etwas Piraterie und Schmuggel, aber nichts, was mehr als ein paar leichtbewaffnete Patrouillen rechtfertigt. Darum gibt es zunächst wie gesagt keine Großkampfschiffe. Die Kämpfe werden mit umgerüsteten Scouts und Frachtern geführt. Erst danach wird man, fußend auf den gemachten Erfahrungen, spezialisierte Kriegsschiffe bauen.
Das stelle ich mir nämlich durchaus interessant und potentiell spannend vor. Improvisieren und experimentieren. ^^
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 22.07.2008 | 18:04
Wieso sollte man ständig beschleunigende Raketen nicht von antriebslosen Täuschkörpern unterscheiden können?

Ich glaube, da war von antriebslosen Geschossen die Rede, nicht von Raketen.

Zitat
*snip*

1. Wir reden immer noch vom Szenario "Mutterland will rebellischer Kolonie den Kopf waschen". Warum sollten sie versuchen, den Planeten zu slaggen? Wenn der Asteorid durchkommt, wird er die Zerstörungskraft mehrerer Zar-Bomben in unmittelbarer Nähe des kolonialen Zentrums freisetzen. Mit anderen Worten, die Kolonie wäre geschmolzene Schlacke, alle Einwohner tot, Restwert Null. Warum in aller Welt sollte irgendjemand seinen eigenen Kolonisten dieses antun wollen?

Wir waren ja schon darauf gekommen, dass wir mehrere Laserkanonen brauchen, um den ganzen Planeten abzudecken. Und falls bei einer relativen jungen Kolonie mit relativ kleiner Bevölkerung noch nicht der ganze Planet besiedelt ist, müssen zumindest ein Teil der Kanonen in unbesiedelten oder nur sehr dünn besiedelten gebaut werden, um wirklich 360° abzudecken; diese Kanonen könnte man dann mit relativ geringen Auswirkungen auf die Bevölkerung bombardieren, um eine Lücke in der Abdeckung zu schaffen, durch die eine Invasionsstreitmacht schlüpfen kann.
Und wenn ich die Standorte von Abwehrlasern planen müsste, würde ich sie ohnehin so platzieren, dass die Nebenwirkungen von Angriffen auf die Zivilbevölkerung minimiert werden. Andererseits, eine wirklich zynische und skrupellose Kolonial-Administration könnte bei jeder Kanone eine Stadt gründen, um deren Bewohner als lebende Schilde zu benutzen.

Außerdem ist schon die Drohnung, es Zar-Bomben regnen zu lassen, sicher schon ein Druckmittel, gerade wenn der Krieg bereits so verbittert geführt wird (Unabhängigkeitskriege neigen dazu, ziemlich hässlich und verbittert zu werden), dass die Bevölkerung den Angreifern diese Drohung ohne weiteres glaubt.
Und nicht zuletzt könnte eine entsprechend skrupellose und/oder verbitterte Regierung sagen, zur Hölle mit der Kolonie, wir äschern die Aufrührer allesamt ein und bauen anderswo auf dem Planeten eine neue Kolonie auf - was sicher langfristig mehr Einnahmen bringt als die Kolonie ihrer Wege ziehen zu lassen.

Zitat
2. Wenn tatsächlich ernsthafte Slagging-Absichten bestehen sollten (was ich mir im I-War nicht vorstellen kann), wird der Asteroid auch nicht unaufhaltsam sein; es wäre höchstens kein guter Plan, ihn mit dem Laser verdampfen zu wollen.
Das Trumm wird aufgrund seiner Masse nicht besonders schnell sein. Ob die Angreifer ihn nun "anschubsen" (Impuls) oder einen Antrieb dranbasteln, seine Höchstgeschwindigkeit wird ziemlich niedrig sein. Zeit für ein, wenn auch gewagtes, Rettungsunternehmen: unter dem Feuerschutz des Planetarlasers fliegt ein Rebellenschiff den Asteroiden an. Hat dieser einen eigenen Antrieb, muss man nur den Asteroiden um ein paar Grad drehen, und der eigene Antrieb wird ihn am Planeten vorbeischießen. Hat er lediglich einen Impuls auf den Weg bekommen, müssen die Verteidiger einen Antrieb Lotrecht zur Flugrichtung anbauen.
Das ist zwar riskant, weil die Angreifer versuchen könnten, die Verteidiger davon abzuhalten, aber dazu müssen sie sich auch in die Reichweite der Dicken Berta begeben.

...was sicher ein absolut cooles Abenteuer ergibt.

Zitat
Ach weisste, ehrlich gesagt ist es mir scheissegal, welche willkürlichen Phantasiebegriffe die Beamtenterminologie der Bundeswehr da unterscheidet. Es heisst auch "Gefechtsfeldbeleuchtung Mehrstern rot" und wir haben trotzdem "Leuchtrakete" gesagt. Und erst recht ist es mir in Hinblick auf die Entwicklung in 500 Jahren egal. Raketen klingt cooler und damit basta.  :P

Ich glaube, hier ging´s um die englisch Terminologie "rocket" versus "missile". Na ja, ist ja auch wurscht. Raketen klingt nicht nur cooler, sie sind auch cooler, sonst würde ich nicht für sie argumentieren. ;) (Außerdem heißt "missile" technisch gesehen nicht Flugkörper, sondern Geschoss...)

Zitat
Über Autogroße Brocken würde ich mir gar keine Gedanken machen, die verglühen ohne jedes menschliche Zutun von alleine beim Eintritt. Ein echter geplanter Brocken-Angriff müsste die Größe des Asteroiden so wählen, dass er _nach_ Laserschuss _und_ Eintritt noch genau soviel Energie hat, um die Waffen zu vernichten aber die Siedlung stehen zu lassen. Da kommen zu viele Unwägbarkeiten zusammen.

Wie groß muss ein Brocken denn sein, um bis zum Boden zu kommen? Wir reden hier von Geschwindigkeiten von mehreren Kilometern pro Sekunde, da dürfte selbst ein relativ kleiner Brocken schon ordentliche Schäden anrichten. Sie müssten die Waffen ja auch nicht vernichten, sondern nur so weit beschädigen, dass sie nicht mehr ordnungsgemäß funktionieren - was sicher leichter ist, je nachdem, wie kratzfest die Linse ist, und wie schockresistent der ganze Rest der Anlage.

Zitat
Richtig. (Natürlich müssen aber die Laser auch erstmal installiert werden)

Das Hauptargument für die Raketentaktik ist, dass man diese außerhalb der Laserreichweite abfeuern würde, sodass der Abwehrlaser der Angriffsflotte nichts tun kann. Ab da zählt dann das Prinzip Hoffnung, dass von den 50 Raketen wenigstens eine durchkommt.
Ein Angriff mit Lasern - also von Raumschiffen gegen die Planetenoberfläche - ist dagegen reichlich hoffnungslos:
* Planetare Laser lassen sich relativ gut tarnen, während Raumschiffe überhaupt nicht getarnt werden können.

Ich stelle es mir schwierig vor, einen 100m-Laser, der noch dazu so installiert ist, dass er sich in jede Richtung drehen lässt, gut zu tarnen. Und selbst wenn man ihn tarnen kann... sobald ein Spion den Standort einmal entdeckt hat, ist er bekannt, und wegbewegen lässt der Laser sich nicht.

Zitat
*snip*
Was fändest du denn spannend? Wenn immer bereits der erste Angriff unaufhaltsam wäre und die absolute Vernichtung des Gegners garantieren würde? Das fände ich nicht nur unspannend, sondern unspielbar.
Die Balance, die ich versuche zu erzielen, beinhaltet:
* dass kämpfende Raumschiffe relativ nahe aneinander ran müssen, um vernünftig zu treffen und Schaden zu machen, und nicht ein einziger Puls auf 3 Lichtsekunden das Opfer verdampft.
* dass planetare Invasionen mit viel List und Tücke durchgeführt werden müssen, ohne dass es dafür ein Patentrezept gibt, und nicht einfach ein großer Stein auf den Planeten fallen gelassen wird, der alles in geschmolzene Lava verwandelt.

Nu ma Butter bei die Fische, wie hättest du es denn gerne?

Ich weiß nicht, wie es Eulenspiegel geht, aber ich sehe das so:

Die Laserkanonen, wie von dir beschrieben, reichen auf jeden Fall aus, um jeden beiläufigen Invasionsversuch zu unterbinden. Wie man es auch macht, macht braucht eine Menge Feuerkraft oder ein paar sehr ausgefallene Ideen, um an den Kanonen vorbeizukommen.
Wenn ein Angreifer eine Flotte mit Raketenwerfern vollgestopfter Raumschiffe braucht, um genug Laserkanonen auszuschalten, dass seine Landungsschiffe durch die entstehenden Lücken schlüpfen können, ist das auch schon eine recht effektive Verteidigung, weil eben auch eine größere Nation so viele Raketenträger nicht einfach so aus dem Ärmel schüttelt, von den Landungsschiffen und den Truppen ganz zu schweigen. Und idealerweise hat eine Kolonie auch noch eine mobile Verteidigung, das heißt, eigene Raumschiffe.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 22.07.2008 | 18:36
Also ich hätte im Krieg gerne richtigen Krieg, wie man das vielleicht auch von der Erde kennt.
Dann schau dir mal die Stellungskriege im 1. Weltkrieg an:
Da war es doch im Prinzip genau so:
Ein mehrfach gestaffelter Schützengraben mit MG Nestern war unüberwindbar. Selbst, wenn der Gegner mit einem riesigen Infanteriebattailon samt Artillerieunterstützung gegen den Graben vorgegangen ist, hielt der Schützengraben und die MG-Nester den Angreifer auf. (Was ein Grund für die Entwicklung der Panzer war, die im 1. Weltkrieg aber noch viel zu fehleranfällig waren.)

Zitat
Und Superlaser-Weltraumschlachten auf absurde Distanzen sind auch nicht mein Ding.
Ich denke, es läuft dann eher auf Spionage und Sabotage hinaus: Wenn man den Gegner nicht im offenen Angriff besiegen kann, dann muss man halt einen James Bond einschleusen, der die Verteidigungswaffen lahmlegt.

Zitat
Kleine Jäger die Dogfighten und versuchen an die großen Pötte ranzukommen um Nuklearwaffen anzubringen.
1) Die großen Pötte haben ja auch wesentlich kleinere Lasergeschütze als ein Planet, da ein Raumschiff ein wesentlich stärkeres Abwärmeproblem hat.

2) Entweder man spielt Kamikaze oder eine Nuklearrakete ist sinnvoller als eine Nuklearbombe anzubringen.

Zitat
Und beim Bodenkampf dann eben auch etwas mehr als: Landetruppen werden verdampft. Ende der Geschichte.
Nein, natürlich sollte das nicht so ablaufen. Also muss man sich halt überlegen, wie man die Bodenlandetruppen getarnt auf den Planeten bringt.
Die Soldaten kann man einfach als Zivilisten oder Touris ausgeben. Bleibt also die Frage, wie man die Waffen auf den Planeten schmuggelt. (--> Bietet wieder Möglichkeiten für SCs, sich als Waffenschmuggler zu betätigen.)

Also allgemein: Weg vom offenen Krieg, hin zum Guerillakrieg, Terrorismus und Agententätigkeiten.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 22.07.2008 | 19:18
*snip*
Die Soldaten kann man einfach als Zivilisten oder Touris ausgeben. Bleibt also die Frage, wie man die Waffen auf den Planeten schmuggelt. (--> Bietet wieder Möglichkeiten für SCs, sich als Waffenschmuggler zu betätigen.)

Zumindest könnte man auf diese Weise eine kleine Spezialeinheit (SEALs, Delta Force, Spetsnaz oder ähnliche Kaliber) auf den Planeten schmuggeln, die die Abwehrlaser lahmlegen, damit die richtige Armee landen kann.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 22.07.2008 | 19:19
Chaosens Angriffsstrategie ist zum Beispiel ein guter Plan, wie eine Invasion tatsächlich funktionieren könnte: eine Lücke in die Verteidigung reißen, indem man einen "rückwärtigen" Laser entweder sabotiert oder erfolgreich zerbombt, und dann in die Lücke hinein Truppen landet. Dann aber eher weit von den Bevölkerungszentren entfernt sein dürfte, und dann eine ordentliche Kampagne führen muss, obendrein ohne gesicherten Nachschub, wie Hannibal weiland.

Eulenspiegels Variante mit eingeschmuggelten Infiltratoren etc. ist eine andere Variante. Kann funktionieren oder auch nicht -- so wie sich das für einen spannenden Konflikt gehört.

Also ich hätte im Krieg gerne richtigen Krieg, wie man das vielleicht auch von der Erde kennt.

Dazu ist mir auch noch was eingefallen.
Die Kriege der modernen Zeit zeichnen sich bei genauerem Hinsehen durch eine bemerkenswerte Erfolglosigkeit aus. Man könnte sogar so weit gehen zu sagen, dass der weltweit letzte erfolgreich geführte Krieg - soll heißen: wo der "Aggressor" seine Ziele durchsetzen konnte - der Preußisch-Französische Krieg 1870/71 war. [Wenn wir ganz streng sind und sagen, dass ja eigentlich die Franzen angefangen haben, müssen wir sogar noch weiter zurückgehen]
Seither wurde die Seite, die den Krieg begonnen hat, regelmäßig in ihre Schranken verwiesen und stand am Ende meist schlechter da als vorher.
Denkt mal drüber nach.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 22.07.2008 | 23:03
Chaosens Angriffsstrategie ist zum Beispiel ein guter Plan, wie eine Invasion tatsächlich funktionieren könnte: eine Lücke in die Verteidigung reißen, indem man einen "rückwärtigen" Laser entweder sabotiert oder erfolgreich zerbombt, und dann in die Lücke hinein Truppen landet. Dann aber eher weit von den Bevölkerungszentren entfernt sein dürfte, und dann eine ordentliche Kampagne führen muss, obendrein ohne gesicherten Nachschub, wie Hannibal weiland.

Na ja, wenn die Lücke erstmal da ist, dann bleibt sie auch offen, und man kann Nachschub genauso schwer oder leicht landen, wie ursprünglich schon die Truppen. Und die vorrückenden Bodentruppen können weitere Laser, die sie erreichen, genauso außer Gefecht setzen, so dass das Verteidigungsnetz noch weiter offen gerissen wird. Richtig schwierig werden wohl erst die letzten paar hundert Kilometer, wenn man sich dem Laser nahe der "Hauptstadt" nähert, um den herum sich auch die Truppen der Verteidiger konzentrieren.
Ich hier davon aus, dass wenn die Lücke in der Laserverteidigung groß genug ist, die Schiffe des Angreifers sich in geostationären Orbit über ihrer Landezone begeben können, und alle Verteidiger, die sich zu weit aus der Deckung ihrer Laser wagen, aus diesem Orbit heraus mit kinetischem Beschuss pulverisieren.

Zitat
Eulenspiegels Variante mit eingeschmuggelten Infiltratoren etc. ist eine andere Variante. Kann funktionieren oder auch nicht -- so wie sich das für einen spannenden Konflikt gehört.

Dazu ist mir auch noch was eingefallen.
Die Kriege der modernen Zeit zeichnen sich bei genauerem Hinsehen durch eine bemerkenswerte Erfolglosigkeit aus. Man könnte sogar so weit gehen zu sagen, dass der weltweit letzte erfolgreich geführte Krieg - soll heißen: wo der "Aggressor" seine Ziele durchsetzen konnte - der Preußisch-Französische Krieg 1870/71 war. [Wenn wir ganz streng sind und sagen, dass ja eigentlich die Franzen angefangen haben, müssen wir sogar noch weiter zurückgehen]
Seither wurde die Seite, die den Krieg begonnen hat, regelmäßig in ihre Schranken verwiesen und stand am Ende meist schlechter da als vorher.
Denkt mal drüber nach.

Du musst wohl mindestens bis zum Amerikanischen Unabhängigkeitskrieg zurückgehen - und genau den ziehen wir ja immer wieder als Beispiel für Kriegsführung in deinem Szenario heran.

Da muss man aber auch dazu sagen, dass in den allermeisten erfolglose Kriegen die Aggressoren entweder von vorneherein reichlich planlos an die Sache herangegangen sind, oder aber in blinder Überheblichkeit Gegner angegriffen haben, die zu groß für sie waren. Vietnam wäre ein Beispiel für ersteres, der Zweite Weltkrieg (sowohl für Deutschland als auch für Japan) für letzteres. Ein kompetent geplanter Krieg gegen einen Gegner von einigermaßen leicht verdaulicher Größe müsste eigentlich gewinnbar sein. Das Problem hier für dein Szenario ist nur, dass noch niemand einen interstellaren Krieg geführt hat, und daher auch niemand in der Lage ist, so einen Krieg wirklich kompetent zu planen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 22.07.2008 | 23:30
Erstens:
aus dem tiefen Raum kommend sofort in einen geostationären Orbit einzutreten, ohne dabei laser-gedeckte Sektoren zu überfliegen, ist keinesfalls leicht. Wenn es überhaupt möglich ist. Das einzuschätzen, übersteigt allerdings meine Kompetenz. ;)
Clever wäre dann vom Verteidiger, Hohlspiegel in einen eigenen geostationären Orbit zu bringen, mit denen dann die noch funktionsfähigen Laser "um die Ecke" schießen können.

Zweitens:
die deutschen Einigungskriege von 1864 bis 1871 waren erfolgreich. Weiter zurück braucht man also nicht gehen.
Danach war aber ziemlich Essig.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 23.07.2008 | 14:32
Wieso sollte man ständig beschleunigende Raketen nicht von antriebslosen Täuschkörpern unterscheiden können?
dieser Post bezog sich auf nicht-beschleunigende Geschosse...
Und selbst wenn...kann man die Ballons halt mit nem Feuerzeug als Antrieb aufrüsten und sie halten der Beschleunigung stand...Da kann man beliebig wild in beide Richtungen täuschen.
Zitat
Ich bin mir nicht sicher, ob du die richtige Vorstellung vom Effekt negativer Brechzahlen hast. Tatsache ist, Stoffe mit negativer Brechzahl werden bereits entwickelt und dürften in 500 Jahren gängige Praxis sein. Aber ihr Einsatzbereich ist laut Wikipedia in hochauflösenden Optiken zu suchen. Von Tarnkappentechnologie ist da nirgends die Rede. Das Militär ist bekanntlich an jeder neuen Technologie interessiert, wenn eine potentielle militärische Verwendung auch nur entfernt vorstellbar erscheint; daher denke ich nicht, dass hier wirklich das eine mit dem anderen zu tun hat.
"I don't think it means what you think it means."

Quelle: Spektrum der Wissenschaft
war sogar eine eigene Seite, in der ein Raumschiff davon umhüllt wurde und die Lichtwege gekennzeichnet waren.

Dass man im Moment diese Metamaterialien dazu verwenden möchte/kann, auch details von der Größe der halben Wellenlänge zu untersuchen ist einfeich eine andere Andwendung.

Negativer Brechungsindex bedeutet ja, dass ein eintreffender Strahl "hinter" die Senkrechte zur Materialoberfläche gebrochen wird. Damit lassen sich
Tarnkappen bauen. nur eine Seite, die das erwähnt (http://www.physikclub.de/aus-forschung-und-wissenschaft/neues-aus-der-forschung/tarnkappen-und-negativer-brechungsindex/tarnkappen-fur-licht/)
Manchmal ist die Wikipedia nicht vollständig...
Zitat
Über Autogroße Brocken würde ich mir gar keine Gedanken machen, die verglühen ohne jedes menschliche Zutun von alleine beim Eintritt. Ein echter geplanter Brocken-Angriff müsste die Größe des Asteroiden so wählen, dass er _nach_ Laserschuss _und_ Eintritt noch genau soviel Energie hat, um die Waffen zu vernichten aber die Siedlung stehen zu lassen. Da kommen zu viele Unwägbarkeiten zusammen.
hängt alles von der Form und der Beschaffenheit ab und ob man die Brocken dann noch mal kurz bremst usw...
Zitat
Laserargumente und Tarnung der Raketen
diese Brocken können ja kalt sein und zu anfang schnell beschleunigt werden....sie müssen ja nicht die ganze Zeit beschleunigen, es reicht, wenn sie kurz vor Atmosphäreneintritt so weit abbremsen, dass sie bis zum Boden geleangen und den Laser treffen...


Zitat
erfolglose Kriege
und was ist mit den ganzen erfolgreichen Putschen?
Und das sind sehr wohl Kriege....
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 23.07.2008 | 14:52
Das mit der Tarnkappe klingt doch ganz lustig, hätt ich nicht gedacht dass das geht. ^^
Wird nur für den Raumkampf nicht viel nützen.

Und selbst wenn...kann man die Ballons halt mit nem Feuerzeug als Antrieb aufrüsten und sie halten der Beschleunigung stand...Da kann man beliebig wild in beide Richtungen täuschen.<snip>
Negativer Brechungsindex bedeutet ja, dass ein eintreffender Strahl "hinter" die Senkrechte zur Materialoberfläche gebrochen wird.

Knackpunkt in beiden Fällen: Infratotsignatur. Zumindest was angetriebene Geschosse angeht. Ein massives Geschoss mit Raketenantrieb wird, Tarnkappe hin oder her, tausendmal mehr Hitze abstrahlen als ein Täuschkörper.
Wie das mit antriebslosen, optisch quasi unsichtbaren Körpern aussieht, und wie man die dann orten kann, kann ich ehrlich gesagt nicht beurteilen. Grundsätzlich würde ich aber auf der Verteidigerseite ein ganzes Sensorennetz erwarten, das solche Systeme enttarnt. So wie ja auch schon heutige Tarnkappenflugzeuge von gleichwertiger Technologie schon entdeckt werden; der Krampf funzt bloß, solange man technisch unterentwickelte Gegner angreift.


Zitat
und was ist mit den ganzen erfolgreichen Putschen?
Und das sind sehr wohl Kriege....

Ich habe bei meiner Quelle etwas übersehen: da war von "inter-state wars", also Kriege zwischen Staaten die Rede. Auch auf die meisten Bürgerkriege trifft das zu.
Aber zu Putschen gibt es eine interessante Beobachtung: wenn man sich die weltweite Entwicklung seit Ende des 2. Weltkriegs anschaut, ist seither im Durchschnitt eine Armee eine größere Bedrohung für die eigene Regierung als für andere Staaten. Diese ganzen südamerikanischen und afrikanischen Bananenrepubliken z.B. haben ja so gut wie nie gegeneinander Krieg geführt; die Militärs waren vielmehr damit ausgelastet, für Rotation ihrer amtierenden Präsidenten zu sorgen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 23.07.2008 | 15:14
Knackpunkt in beiden Fällen: Infratotsignatur. Zumindest was angetriebene Geschosse angeht. Ein massives Geschoss mit Raketenantrieb wird, Tarnkappe hin oder her, tausendmal mehr Hitze abstrahlen als ein Täuschkörper.
AUßer man stattet die Täuschkörper mit Fackeln aus...
Beispiel : 2. Golfkrieg bei dem der Irak mit GUmmiballons und Gasherden Panzer simuliert hat und so eine Menge Beschuss fehlgeleitet hat.
Der schwere Brocken kann ja eine Menge mehr termische Energie aufnehmen, bis er die gleiche Temperatur hat, wie der Ballon.
Diese Differenz stellt die Abwärme des Antriebes dar.
(Die INfrarot signatur des Antriebes ist ja nur ein Nebenprodukt, da auch Energie in Form von Geschwindigkeit der Reaktionsmasse vorhanden ist. Deshalb lässt sich ja der Strahl "simulieren")

Das mit den unsichtbaren Brocken erfordert natürlich Vorarbeit, wie das Manipulieren einiger Sensoren etc...
(Abenteueridee?)

Ein schiff könnt so auch recht unsichtbar irgendwohin treiben...dann bräuchte es enorme Heatsinks und viel Zeit, aber so könnt es aus einer Planetendeckung herauskommen und sich unbemerkt in Position bringen (mit ein paar MOnaten Zeit).
(zusammen mit einem Neutronenantrieb könnte es sogar schwer zu orten sein...sofern es soetwas gibt...Es reicht ja schon fürs Flair, wenn es solche SPezialschiffe gibt, sdie nicht Sprungfähig sind, kaum Antrieb haben und Monate brauchen...)
EDIT:
Sorry, ich finde versteckte Raumfahrt  einfach nur zu geil, um sie nicht zu übernehmen....sie bietet einfach so viele Abenteuerideen...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 23.07.2008 | 17:07
Das mit der Tarnkappe klingt doch ganz lustig, hätt ich nicht gedacht dass das geht. ^^
Wird nur für den Raumkampf nicht viel nützen.

Knackpunkt in beiden Fällen: Infratotsignatur. Zumindest was angetriebene Geschosse angeht. Ein massives Geschoss mit Raketenantrieb wird, Tarnkappe hin oder her, tausendmal mehr Hitze abstrahlen als ein Täuschkörper.
Wie das mit antriebslosen, optisch quasi unsichtbaren Körpern aussieht, und wie man die dann orten kann, kann ich ehrlich gesagt nicht beurteilen. Grundsätzlich würde ich aber auf der Verteidigerseite ein ganzes Sensorennetz erwarten, das solche Systeme enttarnt. So wie ja auch schon heutige Tarnkappenflugzeuge von gleichwertiger Technologie schon entdeckt werden; der Krampf funzt bloß, solange man technisch unterentwickelte Gegner angreift.
*snip*

Selbst wenn man das Raumschiff selbst tarnen kann - was ist mit dem Antriebsstrahl, und mit der Abgasspur? Die müssten beide im Infrarotbereich weithin zu sehen sein, und tarnen kann man sie auch nicht. Und ein Schiff, das irgendwo hin will, muss *irgendwann* mal beschleunigen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 23.07.2008 | 17:21
@Antriebsstrahl
oder man beschleunigt Partikel, die nach wenigen Planklängen wieder zerfallen...die bran wechseln oder sonstwie weggehandwaved werden...

schlechter Wirkungsgrad + geringe Beschleunigung bei schlechtem dV würden schon dafür sorgen, dass ein solcher Antrieb das Setting nicht zerstört.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 23.07.2008 | 22:42
AUßer man stattet die Täuschkörper mit Fackeln aus...
Beispiel : 2. Golfkrieg bei dem der Irak mit GUmmiballons und Gasherden Panzer simuliert hat und so eine Menge Beschuss fehlgeleitet hat.

Das Problem dabei ist, dass du immer noch in irdischen Maßstäben denkst. Im interplanetaren Maßstab gehen die Uhren anders. Heutige Panzer wie Leo2 oder M1 haben eine Leistung von ca. 1MW (auf dem Antrieb) zuzüglich Verlustleistung, die beim M1 deutlich größer ist als beim Leo (Gasturbine statt Dieselmotor). Diese Verlustleistung ist es, die die Wärmesignatur ausmacht, und die wird sich ebenfalls in der Größenordnung von 1MW aufhalten. Das lässt sich ohne weiteres mit einem Gasofen simulieren, weil der Antrieb selbst auch nicht viel anderes ist als ein Gasofen.

Raumfahrzeuge unterscheiden sich da gleich in doppelter Hinsicht: Größenordnung und Funktionsprinzip. Raumschiffantriebe werden im Terawattbereich liegen, also millionenmal mehr als so ein Panzer.

Der zweite Hauptunterschied ist, dass die Raketenleistung quasi komplett Hitzeleistung ist. Das Funktionsprinzip ist, den Treibstoff aufzuheizen, dadurch in Bewegung zu setzen und sich durch den daraus ergebenden Rückstoß fortzubewegen. Je schneller das Abgas ist, desto heißer. Ganz automatisch. Da lässt sich nichts rumdeuteln. Würden die Abgaspartikel zerfallen, würde das in _noch_ größerer Strahlung resultieren! Die Thermodynamik lässt sich nicht austricksen.
Der "heimlichste" Antrieb wäre im Gegenteil, große Klumpen Masse mit sehr geringer Geschwindigkeit auszustoßen. Sozusagen eine Eisenkugel mit einem Gummikatapult rausschleudern. Das ist aber auch herrlich inneffizient und selbst bei maximalem Masseverhältnis nur für ein paar wenige m/s delta-V gut.

Selbst die luschigen Manövriertriebwerke des real existierenden Space Shuttle, die nur für eine delta-V von 300m/s gut sind, leisten schon ca. 100MW und sind von hier zum Asteroidengürtel erkennbar (ca 300 Millionen Kilometer). Und man kann natürlich locker unterscheiden, ob da nun 1MW, 100MW oder 1TW strahlen.

Zitat
(Die INfrarot signatur des Antriebes ist ja nur ein Nebenprodukt, da auch Energie in Form von Geschwindigkeit der Reaktionsmasse vorhanden ist. Deshalb lässt sich ja der Strahl "simulieren")

Nur nochmal zur Verdeutlichung, das ist ein und dasselbe. Es gibt keinen "kalten Antriebsstrahl". Die einzige Möglichkeit, einen 1GW Antrieb darzustellen, ist eine 1GW Wärmequelle.

Hoher Wirkungsgrad: hell leuchtender Antriebsstrahl
niedriger Wirkungsgrad: hell leuchtendes Raumschiff

Alles obige jetzt auf Raumschiffe und Raketen bezogen.
Antriebslose kinetic slugs haben diese Probleme natürlich so nicht. Ein entsprechendes Angriffsschiff könnte eine große Coilgun tragen, mit der die Slugs aufs Ziel geschleudert werden. Ich habe allerdings keinen Erwartungswert, welche Temperatur diese Slugs haben werden. Wenn sie kalt sind und so konstruiert, dass sie Radarwellen und sichtbares Licht nicht reflektieren, DANN könnten sie in der Tat als Stealth-Geschosse funktionieren.
Ich werd den Ansatz mal weiter verfolgen.

Nota bene: das Coilgun-Konzept bedingt, dass das Geschoss magnetisch ist. Das ist schonmal ein Ansatz, es aufzuspüren. Lässt sich aber evtl. umgehen, wenn man stattdessen eine Railgun mit Sabot verwendet.

Zitat
Ein schiff könnt so auch recht unsichtbar irgendwohin treiben...dann bräuchte es enorme Heatsinks und viel Zeit, aber so könnt es aus einer Planetendeckung herauskommen und sich unbemerkt in Position bringen (mit ein paar MOnaten Zeit).

Stimmt, mit ein paar Monaten Zeit. Wenn die eine Seite sich das leisten kann, monatelang im voraus zu planen, sind solche strategischen Angriffe durchaus im Bereich des Möglichen.
Auf die obige Projektilidee bezogen, brauchen die Dinger dann auch einen Selbstzerstörungsmechanismus. Man stelle sich mal vor, du schießt eine solche Salve auf eine Installation ab, und die ergibt sich daraufhin. Da muss man ja die Geschosse noch irgendwie unschädlich machen können, ehe sie einschlagen.

Zitat
(zusammen mit einem Neutronenantrieb könnte es sogar schwer zu orten sein...sofern es soetwas gibt...

Neutronen sind genau die Teilchen, die sich am allerwenigsten zu Antriebszwecken eignen. ;) Beim Design eines nuklearen Antriebs will man vielmehr genau solche Reaktionen erzielen, die überhaupt keine Neutronen erzeugen. Sie strahlen in alle Richtungen, beschädigen die Schiffsstruktur, und lassen sich mangels Ladung nicht in eine Richtung bündeln.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 23.07.2008 | 22:46
@Antriebsstrahl
oder man beschleunigt Partikel, die nach wenigen Planklängen wieder zerfallen...die bran wechseln oder sonstwie weggehandwaved werden...

schlechter Wirkungsgrad + geringe Beschleunigung bei schlechtem dV würden schon dafür sorgen, dass ein solcher Antrieb das Setting nicht zerstört.

Du schlägst vor, dass Militärraumschiffe (und Piraten- und Schmugglerschiffe?) zwei Antriebe oder Antriebsmodi haben - einen für Normalbetrieb und einen für "Schleichfahrt"? Klingt interessant - sofern es machbar ist. Feuersänger will ja wohl das Handwavium auf das Nötigste beschränken.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 23.07.2008 | 23:43
Ich hatte eigentlich im Kopf, dass nur kleine spezialschiffe diesen Antrieb haben, da er für große Schiffe zu schwach sein sollte, damit das Setting erhalten bleibt.
Also manche Schiffe solche Beiboote haben, mit denen waghalsige Helden auf Schleichfahrt gehen können.

P.S.
Feuersänger mag "Schleichfahrt" nicht, aber versuche ihn irgendwie zu überreden. ;D


@Feuersänger
  @Helles Schiff vs. heller Antrieb
Bei den Antrieben, bei denen man durch expansion eines Stoffes ein Moment erzeugt hast du vollkommen recht.

Habe gerade auf wikipedia nachgelesen und da wurde die Temperatur (irgendwie unglücklich, aber übereinstimmend mit meiner Intuition) wie folgt definiert:
Zitat
Alle festen Stoffe, Flüssigkeiten und Gase bestehen aus sehr kleinen Teilchen, den Atomen und Molekülen. Diese befinden sich in ständiger Bewegung und zwischen ihnen wirken Kräfte. Die Geschwindigkeiten der Teilchen eines Stoffes sind unterschiedlich groß und sind im Mittel 0 bzw. gleich der Geschwindigkeit des Körpers. Anders ist es mit den Abweichungen vom Mittelwert, besonders dem Mittelwert des Quadrates der Geschwindigkeiten. Wie groß das mittlere Geschwindigkeitquadrat aller Teilchen eines Stoffes ist, hängt von der Art des Stoffes, vom Aggregatzustand und vor allem von der Temperatur ab. Für feste, flüssige und gasförmige Körper gilt: Je höher die Temperatur eines Körpers ist, desto größer ist das mittlere Geschwindigkeitsquadrat aller Teilchen des Stoffes, aus dem der Körper besteht.
Das heißt, eine Molekülwolke, die in nur einem Freiheitsgrad sehr viel Energie trägt ist sehr kalt...
Wobei ich leider nirgends gefunden habe, wie WÄrmestrahlung eigentlich entsteht...werden da elektronen durch das Zittern der Moleküle und wechselwirkungen mit NAchbarn auf höhere Niveaus gehievt und setzten beim "rückfall" die Energie als Strahlung frei?
Ionenantriebe sollten dann recht kalt sein, oder?

Hieße das andere, dass Gaswolken aufeinaml anfangen z uleuchten, wenn ich mich schnell auf sie zubewege? (Ok, dann gibt es eine Blau-verschiebung, aber irgendwie glaube ich nicht, dass die gemeint ist, oder?)

sers,
Alex
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 24.07.2008 | 04:12
Vorweg eine Korrektur, was ich vorher über magnetische Sensoren gesagt habe, ist Schwachsinn. Ignorieren. Das Geschoss kann auch aus reinem Eisen bestehen, macht keinen Unterschied.

Feuersänger mag "Schleichfahrt" nicht, aber versuche ihn irgendwie zu überreden. ;D

Du irrst, ich liebe Schleichfahrt. Der Weltraum ist nur die denkbar allerschlechteste Umgebung zur Umsetzung solcher Ideen.
Wie wär's mal mit einem ozanischen Setting voller U-Boote? ^^

Zitat
Das heißt, eine Molekülwolke, die in nur einem Freiheitsgrad sehr viel Energie trägt ist sehr kalt...

Alles relativ. Im Vakuum kann sich Hitze eben nur auf eine Art ausbreiten, und das ist Wärmestrahlung (im Gegensatz zu Konvektion und Konduktion, wie es in allen anderen Medien möglich ist). Selbst wenn die Teilchen im Abgasstrahl nur eine Emissivität von 0,01% hätten, macht das bei z.B. 10 Terawatt noch 1GW Wärmestrahlung in alle Richtungen.

Zitat
werden da elektronen durch das Zittern der Moleküle und wechselwirkungen mit NAchbarn auf höhere Niveaus gehievt und setzten beim "rückfall" die Energie als Strahlung frei?

Ungefähr so, ja, hab ich das auch im Hinterkopf.

Zitat
Ionenantriebe sollten dann recht kalt sein, oder?

Ich glaube, ja. Relativ. Ich wollte ja ursprünglich Ionenantriebe verwenden, wurde aber zurechtgesetutzt, weil es physikalisch unmöglich ist, Ionenantriebe mit hohem Schub zu bauen.

Um die Frage mit den Gaswolken drück ich mich mal.

Habe mich in der Zwischenzeit noch etwas weiter schlau gemacht, was "schleichfahrende" Geschosse und Fahrzeuge angeht, mit oder ohne Tarnanstrich:

Hitze kann durch passive Sensoren erkannt werden. Es gibt aber auch noch X verschiedene aktive Sensoren/Scanner. Raumschiffe werden so lange wie möglich auf aktive Sensoren verzichten, weil sie dadurch erst recht leuchten wie ein Weihnachtsbaum und so auf sich aufmerksam machen. Aber: stationäre Installationen können auf die Heimlichkeit pfeifen und scannen, was das Zeug hält.

Neben dem bekannten Radar gibt es z.B. noch LIDAR, was im Prinzip genau wie Radar funzt, nur mit Laserstrahlen statt Radiowellen.
* UV-Lidar. Es ist, als würdest du im weißen T-Shirt unterm Schwarzlicht stehen.
* Röntgen-Lidar. Ionisiert alles, worauf der Strahl trifft. Das leuchtet dann wie der sprichwörtliche Weihnachtsbaum.
* Waffenlaser können noch weit über ihre effektive Waffenreichweite hinaus Objekte innerhalb ihres Fächers/Spots markieren und heizen sie dadurch auf. Zack, die Wärmesensoren springen darauf an.
Eigentlich braucht es bei Flugzeiten über ein paar Stunden nichtmal einen Suchlaser; die Sonne selbst heizt die Oberfläche des Objekts schon stark genug auf.
* Darüber hinaus funktionieren alle Tarnmechanismen wie Radarschlucker oder diese Negative-Brechzahl-Geschichte nur für eine bestimmte Bandbreite von Wellenlängen. Wenn das Objekt im sichtbaren Spektrum unsichtbar ist, nützt das nichts gegen ein UV-Lidar. Wenn es gegen Radarwellen des einen Bandes geschützt ist, wird es trotzdem von einem stark verschiedenen Band erkannt. Und so weiter.
* Zu guter Letzt wissen die Verteidiger von Anfang an recht genau, wo sie suchen müssen. Angreifer müssen das System erstmal betreten, und das passiert am Sprungpunkt. Coilgun-Tarngeschosse werden von einem Schiff abgefeuert, dessen Position spätestens durch das Abfeuern bekannt wird. Entsprechend muss man nur der Flugbahn entlang suchen; schon die kleinste Signatur ist verräterisch genug.

Noch ein kleines Rechenbeispiel zur Sonneneinstrahlung:
Auf der Höhe des Mars beträgt die Sonnenleistung etwa 600W/m². Ein "getarntes" Vehikel auf "Schleichfahrt" wird innerhalb 24 Stunden satte 50 Megajoule pro Quadratmeter Querschnitt abbekommen. Ein Mini-"U-Boot" mit 20m² Querschnitt hätte somit 1GJ pro Tag, die es von der Oberfläche weg in die Heatsinks leiten müsste, wenn das überhaupt technisch machbar ist (man brächte sicher ein mehrstufiges Wärmetauschsystem). Dazu kommt noch, im Falle eines bemannten Schiffes, die Energie für die Schiffselektronik (man vergleiche: ein handelsüblicher PC hat schon ca. 400W), Lebenserhaltungssysteme und die Wärmeleistung der Besatzung selbst (ca. 80W pro Mensch). Und das alles immer noch ohne Antrieb.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 24.07.2008 | 04:40
kleine Anmerkung:
Es muss nicht die ganze Wärme in den Heatsinks gespeichert werden. Man kann einen Teil der Wärme auch über Radiatoren abgeben, die nur in eine bestimmte Richtung Strahlen. (Wenn man auf der feindabgewandten Seite einen Radiator anbringt und den in alle anderen Richtungen abschirmt, dann strahlt er nur in eine Richtung aus.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 24.07.2008 | 11:25
Umsichtige Verteidiger werden an verschiedenen Punkten im System passive Sensoren verstecken, sodass auch solche Tarnradiatoren immer von irgendeinem Sensor erkannt werden können. Der Angreifer müsste also erstmal sämtliche Sensoren aufspüren und ausschalten. Das mag möglich sein (schließlich müssen die Sensoren ihre Daten per Funk oder Laser übertragen), braucht aber eine Menge Zeit und Delta-V.

Auf jeden Fall läuft es darauf hinaus, dass ein Invasor ein System quasi _erst_ "erobern" und die absolute Raumüberlegenheit erlangen muss, ehe seine kümmerlichen U-Boote auch nur die winzigste Erfolgschance haben. Wenn er aber schon die absolute Kontrolle hat, wieso soll er dann überhaupt noch U-Boote schicken?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 24.07.2008 | 15:30
Du irrst, ich liebe Schleichfahrt. Der Weltraum ist nur die denkbar allerschlechteste Umgebung zur Umsetzung solcher Ideen.
Wie wär's mal mit einem ozanischen Setting voller U-Boote? ^^
Ich weiß...und Lodland mag ich auch irgendwie...

Zitat
Alles relativ. Im Vakuum kann sich Hitze eben nur auf eine Art ausbreiten, und das ist Wärmestrahlung (im Gegensatz zu Konvektion und Konduktion, wie es in allen anderen Medien möglich ist). Selbst wenn die Teilchen im Abgasstrahl nur eine Emissivität von 0,01% hätten, macht das bei z.B. 10 Terawatt noch 1GW Wärmestrahlung in alle Richtungen.

Ungefähr so, ja, hab ich das auch im Hinterkopf.
Das heißt, wenn sich alle Teilchen nur Minimal gegeneinander bewegen, dann gibt es wenig Strahlung...
Zitat
Ich glaube, ja. Relativ. Ich wollte ja ursprünglich Ionenantriebe verwenden, wurde aber zurechtgesetutzt, weil es physikalisch unmöglich ist, Ionenantriebe mit hohem Schub zu bauen.
*nick*
Zitat
Hitze kann durch passive Sensoren erkannt werden. Es gibt aber auch noch X verschiedene aktive Sensoren/Scanner.
Da hast Du wohl recht. Wenn aktiv gesucht wird, dann findet man wohl auch was...

Zitat
Sonnenstrahlung
Naja, du gehst jetzt davon aus, dass die Srtahlung zu 100% absorbiert wird... wenn es allerdings ne Tarnkappe gibt (die dann auch über ein breites Frequenzband funktionieren müsste *handwedelnanotekhustexotischematerie*) dann wird diese Strahlung kaum aufgenommen....so wie sich halt eine Fensterscheibe erwärmt, wenn die Sonne draufscheint....

Zitat
Einsatzzweck von "Ubooten"
solche Unternehmungen würden wichtige Personen, wie Bootschafter, Enterkommandos, Spione etc...transportieren.
diese setzt man nicht aus, während man gerade aktive gescannt wird (was einem die quellen verrät, sodass man sie leicht ausschalten kann...es entstehen gestaffelte Verteidigungen)
Sobald es eine Reihe von großen Mächten gibt, werden diese ihre Sensorenstellungen möglichst geheim halten und höchstens von ihren bekannten Basen aus aktiv scannen.
Das aussetzen eines solchen Ubootes kann kurz vor dem Bremsmanöver passieren und ist so kaum zu entdecken...Sie könnten auch in andere Richtungen geschleudert werden und über Umwege (Asteroid per Kabel als Umlenkpunkt verwenden?)ans Ziel kommen.
Wenn man all diese Bereiche aktiv scannt, dann haut man aber ganz schön viel Energie ins All.

Während also die hauptflotte außerhalb der Laserreichweiten Rohstoffe abbaut, um Waffen zu bauen, hat der Informationskrieg und die Sabotagen schon längst begonnen, denn Nanoproben, Bushbots und erste Kommandos sind schon getarnt unterwegs, um reconnoitering zu betreiben .

Der Einsatzbereich wäre sehr beschränkt, aber das will man ja auch, oder?


Die Existenz von Wärmesuperleitern und Metamaterialien würde Laser übrigens fast außerkraft setzen, da die Hitze sofort abgeführt werden könnte und ein Laser vor Ort mehr Hitze erzeugt, als am Ziel...
Das würde die Gefechte wieder auf Raketen etc...beschränken und damit enger aneinander führen. Es könnte auch wieder Flugmanöver geben.

sers,
Alex
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 24.07.2008 | 15:45
Die Existenz von Wärmesuperleitern und Metamaterialien würde Laser übrigens fast außerkraft setzen, da die Hitze sofort abgeführt werden könnte und ein Laser vor Ort mehr Hitze erzeugt, als am Ziel...
Nein, genau andersrum:
Auf dem Planeten kann man Wärmesuperleiter supergut einsetzen, um die Hitze aus dem Laser abzuführen und damit zum Beispiel die Erdkruste oder den benachbarten See zu erwärmen.

Bei einem Raumschiff ist das nicht der Fall: Die Wärme kann zwar theoretisch abgeführt werden, aber wo soll sie hin? Einen Teil der Wärme kann man in die Heatsinks pumpen. Aber die sind auch irgendwann voll. Einen Teil der Wärme kann man über die Radiatoren abstrahlen.
Aber ich denke mal, ein planetarer Laser erzeugt auf dem Schiff mehr Wärme, als ein Radiator in den Weltraum abgeben kann.

Zitat
Es könnte auch wieder Flugmanöver geben.
Flugmanöver kann es auch beim Laser geben: Klar, wenn der Laser erstmal abgefeuert wurde, ist es zu spät auszuweichen.
Aber der Laser muss ja erstmal auf das Ziel eingestellt werden. Und wenn das Raumschiff wie verrückt hin und hergurt, ist es für den doch recht guten Laser schwer, sich so auszurichten, dass man das Schiff trifft. (Beim Laser geht es also darum, auszuweichen, BEVOR der Laser schießt. Bei einer Rakete geht es darum, auszuweichen, NACHDEM sie abgefeuert wurde.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 24.07.2008 | 16:59
Naja, du gehst jetzt davon aus, dass die Srtahlung zu 100% absorbiert wird... wenn es allerdings ne Tarnkappe gibt (die dann auch über ein breites Frequenzband funktionieren müsste *handwedelnanotekhustexotischematerie*)

"There's really no way to get around this using matter made out of atoms held together by chemical bonds (or hydrogen bonds, VanDerWaals forces, and so on)." -- will heißen, jedes Material ist aus Atomen mit Kernen und Elektronen gemacht, und diese Elektronen lassen sich anregen, wenn nicht durch die eine Frequenz, dann auf jeden Fall durch viele andere.

Zitat
solche Unternehmungen würden wichtige Personen, wie Bootschafter, Enterkommandos, Spione etc...transportieren.

Botschafter können entweder unbehelligt normal reisen oder sie werden am Zielort sowieso nicht respektiert. Enterkommandos in so einer Nußschale hätten kaum eine Chance, ein richtiges Schiff zu kapern - aber vielleicht dachtest du da eher an Raumstationen? Wie gesagt, dann dürften sie bis _nach_ dem Andocken nicht entdeckt werden, was ich nach wie vor für "schwierig" halte.
Spione sehe ich ein -- wenn man die Zeit hat und es dann am Schluss eine Möglichkeit gibt, so einen Spion unbeschadet auf eine Planetenoberfläche zu bringen.

Davon unabhängig ist mir gerade eine Idee gekommen, wo sich ein Schiff auf Schleichfahrt gut verstecken könnte: in einer Art "Schrottplatz" mit diversen alten Schiffsteilen, die dort im Raum driften, teilweise mit radioaktiven Antrieben, die genug strahlen könnten, um ein antriebsloses Schiff auf reiner Lebenserhaltung zu verdecken. Das ist jetzt erstens aus einem Computerspiel geklaut, zweitens für militärische Zwecke weniger praktisch, aber, drittens, dürfte es sich super für ein Abenteuer ausschlachten lassen. ^^

Zitat
Sobald es eine Reihe von großen Mächten gibt, werden diese ihre Sensorenstellungen möglichst geheim halten und höchstens von ihren bekannten Basen aus aktiv scannen.

Wie gesagt, die verstreuten Sensoren können einfach passiv sein, dann sind ihre "Scans" quasi nicht zu orten. Die gesammelten Daten müssten dann von Kommunikationslasern gesendet werden -- so gibt es keine ortbare Radioquelle, und man muss "nur" mit der Abwärme des Commlasers fertigwerden. Was machbar sein könnte, wenn man das ganze Sensorrelais z.B. in einen Asteroiden einbaut.

Zitat
Wenn man all diese Bereiche aktiv scannt, dann haut man aber ganz schön viel Energie ins All.

Wie gesagt, aktive Scanner können die verwenden, denen die Signatur egal sein kann.

Zitat
Während also die hauptflotte außerhalb der Laserreichweiten Rohstoffe abbaut, um Waffen zu bauen, hat der Informationskrieg und die Sabotagen schon längst begonnen

Hmmm, dann müsste man ja ganze Fabrikschiffe heranbringen. Womit man sich wiederum eine Blöße gibt, weil man dem Gegner angreifbare Ziele quasi frei Haus liefert.

Zitat
Die Existenz von Wärmesuperleitern und Metamaterialien würde Laser übrigens fast außerkraft setzen, da die Hitze sofort abgeführt werden könnte und ein Laser vor Ort mehr Hitze erzeugt, als am Ziel...

Grundsätzlich habe ich mich ja von der Idee des Wärmesupraleiters wieder verabschiedet, aber davon abgesehen, hat Eulenspiegel recht, es wären so oder so die Planetenbasen im Vorteil.

Zitat
Das würde die Gefechte wieder auf Raketen etc...beschränken und damit enger aneinander führen. Es könnte auch wieder Flugmanöver geben.

Auch was Eulenspiegel sagt: Lasern muss man vor dem Schuss ausweichen. Da bist du dauernd am manövrieren. ;) Man muss da z.B. reichlichen Gebrauch von seinen Lateralthrustern machen.

Man kann einen Raumkampf prinzipiell auf drei Arten gewinnen:
a) man trifft den Gegner stark genug, um das Schiff außer Gefecht zu setzen oder gar komplett zu vernichten --> Kill
b) man zwingt den Gegner so lange auszuweichen, bis er dabei soviel Delta-V verbraucht hat, dass er seine Mission nicht mehr erfüllen kann, obwohl sein Schiff noch intakt ist --> Mission Kill
c) man schafft es, das Hitzemanagement (Heatsink/Radiatoren) des Gegners zu überlasten. Dabei gehe ich davon aus, dass fragile Radiatoren im Kampf eingefahren werden, damit sie nicht zerschossen werden. Droht das Schiff zu überhitzen, muss es die Radiatoren ausfahren, was einer Kapitulation gleichkommt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Kleiner 4. Mann am 24.07.2008 | 18:11
Also, zu dem Thema "Planet vs. Raumflotte" hatte ich schon einmal eine längere Diskussion. Konsens war, was hier auch schon angeklungen ist: Wenn die Raumflotte will, kann sie den Planeten (oder vielmehr Teile desselben) einäschern, weil sie aus großer Entfernung mit aller Zeit der Welt nach Belieben Steine schmeißen kann.
Nun wurde hier eingewandt "Aber das wollen die ja nicht ihren eigenen Kolonisten antun", oder sonstige Skrupel. Schön, aber: Wenn das angesichts der fortgeschrittenen Abwehrlaser die einzige Möglichkeit ist, dann wird es trotzdem passieren. Ganz definitiv. Kein Militär der Welt(en) läßt sich von solchen Erwägungen komplett die Butter vom Brot nehmen.
Was in einem solchen Szenario nun passieren kann, ist folgendes: Planetenbombardement ist verpönt - und planetare Abwehrlaser ebenso. Raumschiffe werden mit Raumschiffen bekämpft, und Planeten werden danach durch Invasionstruppen erobert.
Das ist so eine Art "Tit for tat". Gab es auch in der Realität, selbst bei Gegnern, die sich wirklich spinnefeind waren - beispielsweise basierte der Nichteinsatz von Giftgas im 2. Weltkrieg auf solchen Erwägungen.

Offtopisches...
Seither wurde die Seite, die den Krieg begonnen hat, regelmäßig in ihre Schranken verwiesen und stand am Ende meist schlechter da als vorher.
Denkt mal drüber nach.
Also, die Sowjetunion hat ihren Teil von Polen behalten...
(Die hat den 2. Weltkrieg in Europa nämlich mit angefangen. Vergißt man oft.)

Zitat
b) man zwingt den Gegner so lange auszuweichen, bis er dabei soviel Delta-V verbraucht hat, dass er seine Mission nicht mehr erfüllen kann, obwohl sein Schiff noch intakt ist --> Mission Kill
Das ist eine etwas schräge Defintion von "Mission Kill" (andererseits kann man vermutlich "Unit Kill" im Weltraum auch nicht im üblichen Sinne verwenden.) Wo hast Du die her?[/size]
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 24.07.2008 | 18:27
Das gehört jetzt eigentlich wieder in den Setting-Thread.

Ich antworte dort.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 24.07.2008 | 19:06
Wie schon geschrieben, das sind Vorschläge, die nur durch Handwedeln funktionieren...

@Botschafter sind immun.
nicht wenn eine dritte Partei das nicht will...

Man sollte trotzdem auf außergewöhnliche Designs zurückgreifen:
die Diamantschiffe mit den Lithium-öAdern sind schon geil!

Wenn man alternative Designs sucht, so kann man sich zum Beispiel verschieden raumfüllende Muster anschauen:Schoenfliese (http://www.wissenschaft-online.de/page/fe_seiten?article_id=593845&skip=1)
(http://www.3doro.de/pics/R1-stel.gif)
so könnte eine Weltall-Nanofabrik ausschauen: kompakt im FLug und mit großer Oberfläche+Radiatoren und sauberem Innenraum bei der Produktion...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 25.07.2008 | 19:59
Feuersänger, ich versuche mal in diesem Themenkomplex davon weg zu kommen auf diese endlosen Wortklaubereien und das hin und her einzugehen. Es ist von größter Bedeutung die strategische Konzeption im Auge zu behalten - vor allem in diesem frühen Stadium der Setting-Entwicklung.

Mein momentanes Anliegen:
Nach allem was ich jetzt gelesen habe über das Setting würde ich dringend raten, nochmal zur prinzipiellen Funktionsweise der FTL-Antriebe zurück gehen und sie zu löschen.

Es mag aus einem für mich bisher völlig unbekannten Grund toll für Dich sein oder logisch klingen oder ich weiß nicht warum, aber mit der Bedingung auf Sprungpunkte springen zu müssen, hast Du Dir einfach großartige Möglichkeiten zugemauert.
Diese seitenlange Diskussion über das Ende aller Kriege hätte man sich sparen können. Es ist keinen Deut realistisch weil die ganzen realistischen Folgerungen letztenendes doch nur auf 100% Handwavium gründen. Die Folge für das Spiel ist einfach nur eine unbedingte Langeweile, in der ich mir beim besten Willen nicht mehr das coole Spiel von unabhängigen privaten Raumfahrern vorstellen kann, die Du zu Beginn im Kopf hattest.
Mein Rat: Streich die Sprungpunkte - die sind Käse.
Das Überhandnehmen von FTL-Antrieben und daraus resultierenden Waffensystemen kannst Du trotzdem limitieren, indem Du es teuer und/oder illegal machst.

(das hätte ich natürlich auch im Settingthread schreiben können, aber es betrifft ja auch unmittelbar die Raumschiffe.)

Du hast deine Meinung ja recht eindrucksvoll dargelegt. Nur eines hast du vergessen: zu erklären, warum aus A (Sprungpunkte) B (keine privaten Raumfahrer) folgt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 25.07.2008 | 23:19
Einzelne, festgelegte Punkte sind leicht von Militärs/Zoll/Sonstwas kontrollierbar,
da jeder dort durchmuss und es keinen weg drumherum gibt. Die Macht die mit
der Kontrolle über diese wenigen Punkte einhergeht wäre so groß das sich
bestimmt jemand findet, ob staatlich oder privat, der dies auszunutzen sucht.

Wenn es keine festgelegten Punkte/Routen gibt ist es um einiges schwerer, man
könnte sogar davon ausgehen das es für einen Staat fast unmöglich wäre alle
Routen zwischen allen Sonnensystemen/Sonstwas immer komplett abzudecken.
Und vor allem in der Lage zu sein rechtzeitig einzugreifen wenn etwas auserplanmäsig
irgendwo auftaucht bevor es sich wieder verdrückt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 26.07.2008 | 04:00
@ Lt. Niceyard, M.
Nein. Aber die Amerikaner haben eine gut bewachte Küstenlinie erobern müssen: Sie  konnten halt nicht irgendwo im Deutschen Reich landen, sondern mussten an einer bestimmten Küste landen. (Die anderen Küsten waren zu weit weg und um mitten auf dem Festland zu landen, reichten die Transportkapazitäten der Flugzeuge nicht aus.)

Des Weiteren verstehe ich das mit der Macht nicht:
Wenn ein Schiff von Europa nach Amerika fahren wollte, konnte es auch nicht irgendwo starten und irgendwo landen. Es gab halt Häfen, wo das Schiff anlanden konnte und diese Häfen waren fest vorgegeben. Aber obwohl das Militär die Häfen genau kontrollierte, gab es immer ein paar Schmuggler, die sich an den Hafenkontrollen vorbeischleichen konnten. (Und so ein Hafen ist tausendmal kleiner als eine mehrere Kilometer durchmessende Sphäre.)

Desweiteren: Wollen wir mal deinen Vorschlag und den von Feuersänger miteinander vergleichen:
1) Vorschlag von Lt. Niceyard, M.:
Ein Händler kann vom Planeten starten und verschwindet im Hyperraum, sobald es die Atmosphäre verlassen hat. Danach erscheint es über den Zielplaneten, kurz über der Atmosphäre.
Die Polizei muss also nicht mehr das ganze System, sondern nur die Planetenoberflächen sichern. - Da sich die Händlerschiffe nur wenige Sekunden bis Minuten dort befinden, wird es für Piraten quasi unmöglich, die Händler anzugreifen. (Der Pirat ortet ein Händlerschiff. - Und ehe es in Reichweite ist, ist das Händlerschiff bereits im Hyperraum. - Am Zielpunkt das gleiche: Der Pirat ortet das Händlerschiff. Aber ehe er noch in Reichweite ist, ist das Händlerschiff bereits gelandet.)

Militärische Kriege wären ebenso langweilig: Der Gegner erscheint aus dem Hyperraum genau über der gegnerischen Hauptstadt, pulverisiert diese und springt wieder zurück in den Hyperraum, noch bevor der Gegner merkt, was überhaupt los ist.

Sorry, aber sowohl das Piratensetting als auch das Militärsetting wirkt recht langweilig.

2) Vorschlag von Feuersänger:
Piraten können nicht einfach so von einem System ins andere springen, da die Sprungpunkte vom Militär/Polizei abgesichert sind. - Das führt dann aber eben zu lokaler Piraterie. (Auf der Erde gab es ja auch Piraten, die sind in der Karibik tätig gewesen und es gab Piraten, die waren um Indonesien herum tätig. Aber es gab kaum Piraten, die weltweit aktiv wurden.)

Das heißt, es gibt zum Beispiel Solpiraten: Diese leben nur im Solsystem und überfallen halt Handelsschiffe, die zwischen Erde, Mars und den Neptunmonden verkehren. - Oder wenn ein Erzfrachter Rohstoffe von den Saturnringen zur Erde transportieren will, werden sie von Piraten angegriffen. (Und mit einem Kaperbrief, können sie anschließend relativ legal bei einer befreundeten Großmacht auf der Erde landen.)

Oder Alpha Centauri Piraten: Diese überfallen Handelsschiffe, die vom Kolonialplaneten auf Alpha Centauri und den Asteroiden oder zum Sprungpunkt unterwegs sind.
Ihr Versteck haben sie auf einem Planeten. (Entweder auf einem unbewohnten Planeten, oder sogar auf dem Kolonialplanet: Dieser besitzt sicherlich auch noch zigtausend Hektar unbesiedelte Fläche.)
Das heißt, das Militär kann zwar orten, auf welchen Planeten die Piraten meistens fliegen und wahrscheinlich ihre Basis haben. - Aber wo genau auf dem Planeten sie ihre Basis haben, können sie nicht feststellen. Dazu ist ein Planet einfach zu groß. (Und vielleicht haben die Piraten auch Sympathisanten unter der Kolonialbevölkerung. - So Robin Hood mäßig, und die Kolonisten verstecken die Piraten vor dem Militär.)

Beim Militärsetting: Der Aggressor muss erstmal den Sprungpunkt einnehmen. Hier haben die Verteidiger zwar einen Vorteil, aber es ist nicht unmöglich für den Aggressor. Anschließend muss er den Planeten erobern. Hier hilft jedoch keine rohe Gewalt, sondern er muss hinterlistig vorgehen. (Mit List und Tücke kann man vielleicht irgendwie ein Elite-Bodenkommando absetzen, dass den Planeten infiltriert. - Rohe militärische Gewalt ist jedoch kaum effektiv gegen die Laser.)

Hier finde ich Piraten- und Militärsetting sehr spannend.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 26.07.2008 | 04:46
Goldene Mitte, Schiffe sind nicht an Sprungpunkte gebunden, können aber nicht in ein System hereinspringen. Heisst müssen an den Rand des Systems springen (magnetisch/gravimetrisches Feld, sonstwas, blablabla, physikgebabbel). Erlaubt sichere Routen für Händler(und gewagte Schmuggler, die dann aber sicher vor Piraterie sind) durch feste, kontrollierte Handelsrouten und einen großen Freiraum für die Leute mit fragwürdigen Absichten. Militärangriffe sind nicht instant, allerdings auch nicht auf einen Punkt konzentriert wo eine Doomsday-Defensivwaffe jede Angriffsflotte instant pulverisieren könnte ohne das sich der Verteidiger über die Auswirkungen auf seine Industrie/Handels/Bevölkerungszentren sorgen machen müsste.

Schlussendlich isses aber ney mein Setting un mir Pupsegal was draus wird. Aber ich geb gern Anstöße, vieleicht gefällts ja jemand.

//Eulenspiegel
Hafenanlagen (Orbitale Stationen mit planetaren Aufzügen?) werden für große Frachter immernoch wichtig sein. Allerdings braucht eine Invasionsflotte nicht unbedingt eine; genau wie kleien Schmuggelschiffe (siehe Drogenschmugglerschnellboote usw). Siehe dein Beispiel -> D-Day; wo ohne Hafenanlage eine riesige amphibische Landung gelungen ist, um dann genau diese Hafenanlagen für die eigentliche Invasion zu erobern.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 26.07.2008 | 09:47
*snip* Mir geht es im Moment um die großen Zusammenhänge. Und das war auch nur ein gut gemeinter Hinweis zur weiteren Vorgehensweise. Macht damit Watt ihr Volt.

Ein kleiner gut gemeinter Hinweis meinerseits: gut gemeinte Hinweise kommen nicht allzu gut gemeint an, wenn sie im Tonfall "Das ist alles Scheiße, was da sagst, du musst das machen wie ICH sage" abgeschickt werden.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 26.07.2008 | 10:35
Mal ne kurze Zwischenmeldung: ich hab dieses WE keine Zeit, hier ausführlich zu posten, werde mich aber ab ca. Sonntag Abend wieder drum kümmern.

Einstweilen: es ist sehr schwierig, in Punkto FTL eine Regelung zu finden, die möglichst alle Notwendigkeiten unter einen Hut bringt und keine ignoriert.
- Wenn man z.B. statt Sprungpunkten "Sprungorbits" einführt, d.h. ankommende Schiffe können irgendwo auf einer ~10AU-Bahn um die Sonne ankommen, ist das praktisch für Schmuggler, aber sorgt für enorme Bauchschmerzen im militärischen Sektor. So kann ein System unmöglich verteidigt werden, weil die Angreifer viele AU entfernt von den Verteidigern auftauchen können und somit von diesen nicht abgefangen werden können.

Ausnahme, die mir gerade einfällt: die Verteidiger könnten aus dem System heraus- und sofort wieder hereinspringen, an die gleichen Punkte wie die Angreifer. Das bedeutet aber unter dem Strich nicht viel anderes als fixe Ankunftspunkte.

So, jetzt muss ich los. Ihr könnt euch gerne ein paar Gedanken zu dem Thema machen. Werde ich auf jeden Fall berücksichtigen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 26.07.2008 | 12:38
Man darf auch nicht den Schmuggel innerhalb eines Planeten vergessen, den es nach wie vor gibt.
Vor Allem in einer Zeit, in der der Raum so stark überwacht wird.
Das Spannende wird nicht im All, sondern auf den Planeten passieren!

Vorschlag:
Die Menschheit vermehrt sich nicht so stark, wie es ihr neuer Lebensraum zuließe.
Es gibt Megacitys, die von unendlicher Wildnis umgeben sind, durch die ein paar Magröhren und Schwebenschienen führen.
weiter draußen gibt es dann einige nahrungskolonien und Abbaugebiete für Rohstoffe.
hier ist es dreckiger und etwas ärmer, als in den Städten, dafür ist der Umgangston auch rauher und viele mögen das.

Interessante Orte:
Gasriesen: (Bespin irgendwer?)
Wasserplaneten: Uboote, Supercavitation, fremdes Leben...
Wandernde Städte auf Monden, die niemals in den Schatten kommen dürfen...
Wandernde handelsstationen, di evon System zu System reisen (wenn delta Leistung/delta Gewicht >1 für große Bereiche gilt). Also ein Verbund von 10000Modulen, auf dem eigene Regeln gelten, es schlimme Ecken gibt und selbst die "Orga" nur noch das wenigste mitbekommt...


sers,
Alex
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Camouflage am 26.07.2008 | 13:27
- Wenn man z.B. statt Sprungpunkten "Sprungorbits" einführt, d.h. ankommende Schiffe können irgendwo auf einer ~10AU-Bahn um die Sonne ankommen, ist das praktisch für Schmuggler, aber sorgt für enorme Bauchschmerzen im militärischen Sektor. So kann ein System unmöglich verteidigt werden, weil die Angreifer viele AU entfernt von den Verteidigern auftauchen können und somit von diesen nicht abgefangen werden können.

Nicht ganz. Man muss halt von der Idee Abstand nehmen, die Flotten schon weit draussen am Sprungorbit abzufangen, sondern die Planeten in System selbst entsprechend absichern. Draussen gibt es dann nur Patroullien und Sensorstationen, die die Sprungzone auf entsprechende Aktivitäten überwachen. Wird eine Invasionsflotte geortet schickt man ihr eine Abfangflotte entgegen (und hofft, daß das nicht bloß eine Finte mit vielen auf Schlachtschiffsignatur gepimpten Uralt-Frachtern ist, und die eigentliche Invasionsflotte ein paar Stunden später aus der genau entgegengesetzten Richtung kommt).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 26.07.2008 | 16:11
Was Camouflage sagt!
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 26.07.2008 | 17:39
Eine andere Möglichkeit wären Sprungpunkte (NICHT die Sprungtechnologie) wie bei BattleTech praktiziert.

Dort liegen die "regulären" Sprungpunkte recht weit draußen, IIRC für einen Stern wie die Sonne jeweils 7 AU über und unter der Ekliptik-Ebene. Allerdings kann man, wenn man sich traut, auch an sogenannte "Piratenpunkte" springen, die näher an bestimmten Welten im System liegen - das Knifflige daran ist, dass man recht genau wissen muss, wo diese Piratenpunkte sich im Augenblick gerade befinden. Springt man falsch, ist im günstigsten Fall der Sprungantrieb hinüber, im ungünstigsten Fall löst sich das Schiff in irgendetwas Unsagbares auf.
Sie werden zwar nie als solche bezeichnet, aber von der Beschreibung her scheint es, als sollten die Piratenpunkte die Lagrange-Punkte; anscheinend können sowohl L4/L5 als auch L1/L2 als Piratenpunkte dienen, je nachdem, wie mutig man sich fühlt.
Die Piratenpunkte werden so genannt, weil sie hauptsächlich von Piraten genutzt werden, die mal schnell eine Welt überfallen wollen und ihrem Ziel so wenig Vorwarnzeit wie möglich lassen möchten.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 27.07.2008 | 00:33
Im Prinzip sehe ich es genau so, wie Destruktive Kritik.

Im Folgenden aber ein paar Punkte näher ausgeführt:
1) Serien wie Firefly kommen komplett ohne FTL aus und bieten trotzdem viele coole Action. Alle Formen von Action, die in FTL losen Settings auftauchen, kann man auch in ein Spiel mit wenig Sprungpunkten aufbauen.

2) Zu viele Sprungpunkte, die auch noch in der Nähe von Planeten liegen lassen die ganzen Systeme zu sehr aneinanderwachsen. Man hat den Eindruck, dass es kein großes Ding ist, zwischen den Systemen zu wechseln.
Vom Gefühl her, finde ich es aber spannender, wenn jedes Sonnensystem ein abgeschlossener Mikrokosmos ist udn die einzelnen Sonnensysteme nur losen Kontakt untereinander haben.

Als Beispiel mal die Karibik:
Es gab Europa und die Karibik. Und natürlich gab es Handel zwischen diesen beiden Bereichen. Aber letztendlich sind die Piraten  selber in der Karibik geblieben Es ist selten vorgekommen, dass ein karibischer Pirat mal einen kurzen Abstecher nach Indien oder nach Europa gemacht hat, um die Leute dort zu überfallen.
Natürlich war es möglich, von einen Kontinent zum nächsten zu fahren. Aber es war für den einfachen Piraten eher die Ausnahme: Er ist auf einem Kontinent großgeworden und hat im Dunstkreis dieses Kontinentes dann seine Raubzüge durchgeführt.

Und genau so stelle ich mir es auch bei SF Piraten vor:
Es gibt Piraten, die planetar oder stellar agieren. - Aber interstellar agierende Piraten sind die Ausnahme. (Genau so, wie heutzutage interkontinental agierende Piraten die Ausnahme sind.)

Dort liegen die "regulären" Sprungpunkte recht weit draußen, IIRC für einen Stern wie die Sonne jeweils 7 AU über und unter der Ekliptik-Ebene. Allerdings kann man, wenn man sich traut, auch an sogenannte "Piratenpunkte" springen, die näher an bestimmten Welten im System liegen
Klar, das kann man tun:
Es gibt einen sicheren Sprungpunkt, von dem man ziemlich genau weiß, wo er ist und es gibt einige unsicher Punkte, von denen man nicht so genau weiß, wo sie sind.
Aber auch hier gilt: Das Militär kann ja einfach ein paar Schiffe an den Stellen abstellen, von denen sie vermutet, dass es unsichere Sprungpunkte sind.

Zitat
Die Piratenpunkte werden so genannt, weil sie hauptsächlich von Piraten genutzt werden, die mal schnell eine Welt überfallen wollen und ihrem Ziel so wenig Vorwarnzeit wie möglich lassen möchten.
Das kann man in Feuersängers Setting auch: Die Piraten haben auf dem Planeten eine geheime Basis. Von dort starten sie und durch die Atmosphäre geschützt, fliegen sie dann bis zu der feindlichen Stadt oder steigen sofort auf und greifen wegfliegende Transportschiffe an. - Und dann tauchen sie wieder Blitzschnell in der Atmosphäre ab und verstecken sich.

Das, was du schreibst, klingt sehr nach: Europäische Piraten fahren los, überfallen schnell die Karibik und ehe man noch richtig reagieren kann, sind sie wieder auf den Rückweg nach Europa.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 27.07.2008 | 00:55
Im Prinzip sehe ich es genau so, wie Destruktive Kritik.

Im Folgenden aber ein paar Punkte näher ausgeführt:
1) Serien wie Firefly kommen komplett ohne FTL aus und bieten trotzdem viele coole Action. Alle Formen von Action, die in FTL losen Settings auftauchen, kann man auch in ein Spiel mit wenig Sprungpunkten aufbauen.

Ein Setting in der nicht gar so extrem fernen Zukunft (vor allem ohne krasses Terraforming) kann nur einen einzigen bewohnbaren Planeten bieten - das ist ein bißchen wenig.

Zitat
2) Zu viele Sprungpunkte, die auch noch in der Nähe von Planeten liegen lassen die ganzen Systeme zu sehr aneinanderwachsen. Man hat den Eindruck, dass es kein großes Ding ist, zwischen den Systemen zu wechseln.
Vom Gefühl her, finde ich es aber spannender, wenn jedes Sonnensystem ein abgeschlossener Mikrokosmos ist udn die einzelnen Sonnensysteme nur losen Kontakt untereinander haben.

Als Beispiel mal die Karibik:
Es gab Europa und die Karibik. Und natürlich gab es Handel zwischen diesen beiden Bereichen. Aber letztendlich sind die Piraten  selber in der Karibik geblieben Es ist selten vorgekommen, dass ein karibischer Pirat mal einen kurzen Abstecher nach Indien oder nach Europa gemacht hat, um die Leute dort zu überfallen.
Natürlich war es möglich, von einen Kontinent zum nächsten zu fahren. Aber es war für den einfachen Piraten eher die Ausnahme: Er ist auf einem Kontinent großgeworden und hat im Dunstkreis dieses Kontinentes dann seine Raubzüge durchgeführt.

Oh, es gab reichlich interkontinentale Piraten - man erinnere sich nur an Francis Drake, der ja sogar einmal um die ganze Welt gesegelt ist, oder Piet Heyn, der (mehr oder weniger eben mal so) von Holland in die Karibik gesegelt ist und die spanische Schatzflotte geplündert hat.

Zitat
Und genau so stelle ich mir es auch bei SF Piraten vor:
Es gibt Piraten, die planetar oder stellar agieren. - Aber interstellar agierende Piraten sind die Ausnahme. (Genau so, wie heutzutage interkontinental agierende Piraten die Ausnahme sind.)
Klar, das kann man tun:
Es gibt einen sicheren Sprungpunkt, von dem man ziemlich genau weiß, wo er ist und es gibt einige unsicher Punkte, von denen man nicht so genau weiß, wo sie sind.
Aber auch hier gilt: Das Militär kann ja einfach ein paar Schiffe an den Stellen abstellen, von denen sie vermutet, dass es unsichere Sprungpunkte sind.

Die unsicheren Sprungpunkte sind genau bekannt; jeder, der sich im System befindet, weiß genau, wo sie sich befinden. Nur wer von einem anderen System her kommt, braucht sehr genaue astronomische Daten, um den Standort der Punkte berechnen zu können.
Und das mit dem Wache halten ist nicht so einfach. Selbst wenn wir nur die L4- und L5-Punkte nehmen, hättest du da z.B. in unserem Sonnensystem ein Problem - es gibt jeweils einen Satz Piratenpunkte im Sonne-Erde-System, einen im Sonne-Mars-System, einen im Sonne-Venus-System und einen im Sonne-Merkur-System. Das sind acht Punkte, die man im Auge behalten müsste, und die alle näher an der Erde liegen als der reguläre Sprungpunkt.
Man würde dann vermutlich entweder die Kriegsschiffe beim Planeten behalten - geschützt innerhalb der effektiven Reichweite der Abwehrlaser - oder beim regulären Sprungpunkt. In letzterem Fall verlässt man sich darauf, dass die Kriegsschiffe zum Planeten zurückkehren, wenn dieser bedroht wird, und damit die Angreifer so sehr zur Eile drängen, dass sie ihr Ziel nicht mehr erreichen.

Zitat
Das kann man in Feuersängers Setting auch: Die Piraten haben auf dem Planeten eine geheime Basis. Von dort starten sie und durch die Atmosphäre geschützt, fliegen sie dann bis zu der feindlichen Stadt oder steigen sofort auf und greifen wegfliegende Transportschiffe an. - Und dann tauchen sie wieder Blitzschnell in der Atmosphäre ab und verstecken sich.

Das, was du schreibst, klingt sehr nach: Europäische Piraten fahren los, überfallen schnell die Karibik und ehe man noch richtig reagieren kann, sind sie wieder auf den Rückweg nach Europa.

Eher so, dass sie sich bei Nacht und Nebel an den Hafen anschleichen (und riskieren, auf ein Riff zu laufen), anstatt im hellsten Tageslicht anzusegeln.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 27.07.2008 | 05:04
Ein Setting in der nicht gar so extrem fernen Zukunft (vor allem ohne krasses Terraforming) kann nur einen einzigen bewohnbaren Planeten bieten - das ist ein bißchen wenig.
1) Wer sagt, dass krasses Terraforming nicht möglich ist?

2) Ein bewohnbarer Planet reicht doch vollkommen aus: Er besitzt sicherlich mehrere Kontinente und im restlichen System sind auch viele Asteroiden, auf dem man Bergbau betreiben kann. Dazu vielleicht noch ein paar Kuppelstädte auf ansonsten unbewohnbaren Planeten.

Zitat
Oh, es gab reichlich interkontinentale Piraten - man erinnere sich nur an Francis Drake, der ja sogar einmal um die ganze Welt gesegelt ist, oder Piet Heyn, der (mehr oder weniger eben mal so) von Holland in die Karibik gesegelt ist und die spanische Schatzflotte geplündert hat.
1) Also Francis Drake war ja kein reinrassiger Pirat, sondern lange Zeit auch Vizeadmiral.
Seien Weltumsegelung hat er nicht als Pirat, sondern als Entdecker unternommen. (Und das kann es ja auch im SF Setting geben: Ein Pirat, der seinen Piratendasein an den Nagel hängt und im Auftrag einer Großmacht ein neues Schiff bekommt, um auf Entdeckungsreise zu gehen.)
2) Piet Heyn war ebenfalls lange Zeit Vize-Admiral der West India Company.
Und seine Raubüberfälle erinnerten weniger an die eines Freibeuters, sondern vielmehr an militärische Aktionen. (Er wurde sowohl von der West India Company als auch von den Niederlanden bezahlt. Seine Beute behielt er nicht für sich, sondern gab sie an diese beiden Großmächte ab.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 27.07.2008 | 17:29
Erstmal: was zum Teufel macht diese Diskussion im Techthread? Achtet doch da ein bißchen drauf, da kennt sich ja in einem Jahr niemand mehr aus.

Dann erstmal zur Erinnerung, Terraforming haben wir schon längst abgehandelt, iirc im Setting-Thread auf Seite 2 oder so.

Wird eine Invasionsflotte geortet schickt man ihr eine Abfangflotte entgegen

Das kann nicht funktionieren, da brauchen die Angreifer sich gar nicht mit Täuschungsmanövern abmühen. Ihr denkt noch zu sehr in irdischen Maßstäben. Schiffe, die 10AU vom Zentrum entfernt ankommen, können je nach Mission ca. 5AU lang beschleunigen und bewegen sich dann mit mehreren tausend Kilometern pro Sekunde auf den Planeten zu. Im Zentrum startende Abwehrschiffe werden diesen Schiffen frühestens auf halbem Weg begegnen, dann aber ebenfalls mehrere tausend km/s draufhaben. Die relativen Geschwindigkeiten addieren sich auf, sodass Angreifer und Verteidiger mit "vielen" tausend km/s (z.B. 6000km/s) aufeinandertreffen bzw. aneinander vorbeirauschen. Den Verteidigern bleiben also nur wenige Sekunden, um die Angreifer entweder komplett auszuradieren oder alles zu verlieren. Die Angreifer hingegen müssen nur diesen einen Angriff überleben und haben dann freie Bahn. Das verdreht die Chancen viel zu stark zugunsten des Angreifers.

Langer Rede kurzer Sinn: Weltraumschlachten können nur bei geringen relativen Geschwindigkeiten stattfinden - wenn z.B. beide Seiten mit 3000km/s aufs Zentrum zurasen. Ein Schiff kann nur von hinten abgefangen werden. Das ist das A und O der Gefechtsführung im Weltraum.
Um also im Setting für Chancengleichheit zu sorgen, muss man dem Verteidiger die Möglichkeit geben, Invasoren zu verfolgen. Und das geht nur, wenn man die Ankunft der Invasoren auf ein relativ enges Gebiet eingrenzt.

Was vielleicht noch klappen könnte, wäre den Ankunftsbereich deutlich auszudehnen, von bisher geplanten ~10000km auf sagen wir mal 1 Million Kilometer im Durchmesser oder so, vielleicht noch mehr. Damit ist dann von Anfang an für mehr Chancengleichheit gesorgt.

Hm, scheint so, dass man durch einen freieren FTL-Antrieb deutlich mehr Ideen aus dem Ärmel schütteln kann, die auch nach wirklichem Abenteuer klingen.

Das ist ja lieb und nett, aber vor allem bedeutet ein freierer FTL-Antrieb unendliche Vorteile für Invasoren oder Terroristen und macht es unmöglich - nicht schwierig, sondern unmöglich - ein System gegen entschlossene Angreifer zu verteidigen.
Logischer Knackpunkt: je größer die potentielle Gefahr, die von einem einzelnen Schiff ausgeht, desto strikter wird die Raumfahrt gehandhabt werden. Schiffskapitäne werden an sehr kurzen Leinen gehalten werden. Wenn jeder Terror-Achmed mit einer billigen Klapperkiste von Stan's Gebrauchtschiffhandel einen Planeten slaggen könnte, wird es überhaupt keine freie Raumfahrt geben. Das wäre nämlich in etwa so, wie wenn man als Cessna-Pilot legal einen B1-Bomber inklusive Atombewaffnung kaufen könnte, wenn man ganz feste verspricht, keinen Unsinn damit zu machen. Not gonna happen.

Kurzum, bedenkt bitte, dass das Setting so eingerichtet sein muss, dass die Zulassung privater Raumfahrt ohne tiefgreifende Einschnitte in die Handlungsfreiheit der Schiffsbesatzungen plausibel ist.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 27.07.2008 | 17:37
Weltraumschlachten können nur bei geringen relativen Geschwindigkeiten stattfinden - wenn z.B. beide Seiten mit 3000km/s aufs Zentrum zurasen. Ein Schiff kann nur von hinten abgefangen werden.
Der erste Satz stimmt. Der zweite nicht:
Angenommen, der Angreifer rast mit 3000 km/h auf meine Verteidigungslinie zu. Dann beschleunige ich so, dass ich mit 2900 km/h vor dem Angreifer abhaue.

Relativ gesehen, fliege ich dann mit 100 km/h auf den Gegner zu.
Kurz bevor mich der Gegner erreicht, kann ich (absolut gesehen) ja nochmal um 50 km/h beschleunigen. (Das bewirkt dann, dass ich (relativ gesehen) um 50 km/h bezüglich des Angreifers abbremse und wir nur noch 50 km/h Geschwindigkeitsdifferenz haben. (Der Angreifer fliegt mit 3000 km/h und ich fliege mit 2950 km/h.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 27.07.2008 | 18:04
Ja, aber wo ist deine Verteidungslinie? Wo stellst du deine Schiffe hin (von denen du nicht unendlich viele hast, sondern maximal ein paar Dutzend), wenn der Gegner irgendwo in 10AU Entfernung vom Ziel auf einer 9 Milliarden (!) Kilometer langen Kreisbahn aufpoppt?
(Wenn die Ankunft auf die Ekliptik beschränkt ist. Wenn man irgendwo auch außerhalb der Ekliptik auftauchen kann, ist es noch schlimmer.)

Dein Beispiel ist eh schon wieder irreführend, weil du in km/h rechnest. 3000km/h sind 0,8km/s. Ich rede aber von 3000km/s. Eine Abwehrflotte vom Zielplaneten aus erst in Richtung Angreifer zu schicken, unterwegs kehrt zu machen und eine geringe relative Geschwindigkeit zum Aggressor einzunehmen, erfordert eine Delta-V von ca. 9000km/s (oder mehr, je nach gewünschtem Abfangpunkt). Gleichzeitig muss die Beschleunigung der Verteidiger um ein vielfaches besser sein als die der Angreifer, dies ist nur mit immensem Schub möglich, der wiederum gewaltige Mengen Reaktionsmasse benötigt.
Wenn der Gegner mit 1 G auf 3000km/s beschleunigt, brauchst du eine Delta-V von 9000km/s bei schätzungsweise 3 G* und dann noch eine Treibstoffreserve, um nach dem Gefecht nochmals abzubremsen und zur Heimat zurückzukehren.
Ich hab so meine Zweifel, dass das möglich ist. Das dafür benötigte Masseverhältnis würde vermutlich den Einsatz von Stufen erfordern. Zumindest wird es für den Verteidiger ein teurer Spaß, und bei einem Folgeangriff würde er endgültig mit heruntergelassenen Hosen dastehen.

*) Wie gesagt, Schätzwert. Kannst aber die genauen Erfordernisse gerne ausrechnen, wenn du dich berufen fühlst.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 27.07.2008 | 18:31
Ja, aber wo ist deine Verteidungslinie? Wo stellst du deine Schiffe hin (von denen du nicht unendlich viele hast, sondern maximal ein paar Dutzend), wenn der Gegner irgendwo in 10AU Entfernung vom Ziel auf einer 9 Milliarden (!) Kilometer langen Kreisbahn aufpoppt?
Wo stellst du deine Schiffe hin, wenn du von hinten angreifen willst?

Ich kann nicht erkennen, wieso die Taktik "Wir greifen von hinten an" der Taktik "Wir greifen von vorne an." hier vorzuziehen ist.

Im Gegenteil: Bei der "Wir greifen von hinten an"-Taktik musst du deine Schiffe überall ein 10 AU Umgebung postieren.
Bei der "Wir greifen von vorne an"-Taktik, kannst du die Schiffe auf deinem Kolonialplaneten postieren und fliegst von dort aus los. (Du kannst auch einfach in der Nähe des Kolonialplaneten warten. - Der Angreifer muss ja irgendwann auch wieder abbremsen, wenn er nicht einfach am Planeten vorbeifliegen will.)

Zitat
(Wenn die Ankunft auf die Ekliptik beschränkt ist. Wenn man irgendwo auch außerhalb der Ekliptik auftauchen kann, ist es noch schlimmer.)
Dieser Satz gilt nur, wenn man die "Wir greifen von hinten an"-Taktik benutzt.
Bei der "Wir greifen von vorne an"-Taktik, ist das nicht ganz so schlimm.

Zitat
Eine Abwehrflotte vom Zielplaneten aus erst in Richtung Angreifer zu schicken, unterwegs kehrt zu machen und eine geringe relative Geschwindigkeit zum Aggressor einzunehmen, erfordert eine Delta-V von ca. 9000km/s (oder mehr, je nach gewünschtem Abfangpunkt).
Naja, der Angreifer benötigt dieses Delta-v ja auch: Er muss erst vom Ankunftspunkt beschleunigen (bis zu deinen 3000 km/s und muss anschließend wieder 3000 km/s abbremsen, wenn er nicht am Planeten vorbeirasen will). Das macht ein Delta-v von 6000 km/s. Wenn der Verteidiger ihn in der Abbremsphase abfängt, dann muss er wesentlich weniger Delta-v ausgeben.

Zitat
Gleichzeitig muss die Beschleunigung der Verteidiger um ein vielfaches besser sein als die der Angreifer, dies ist nur mit immensem Schub möglich,
Nein. Der Verteidiger kann es sich bei der "Wir greifen von vorne an"-Taktik sogar leisten, eine langsamere Beschleunigung zu haben.
Nur bei der "Wir greifen von hinten an"-Taktik, braucht er eine schnellere Beschleunigung.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Ein am 27.07.2008 | 19:19
Ist es eh nicht viel sinnvoller sich bei der Verteidigung auf die Basen zu stützen anstatt auf mobile Flottenverbände?

Basen (ob auf Asteroiden oder Planeten) haben kaum Probleme mit der Abwärme.
Basen haben Zugriff auf frische Ressourcen (Vorräte, Bergbau, Fabriken), frische Soldaten (Kolonisten).
Basen sind sowieso die wahrscheinlichsten Angriffsziele.

Also würde ich als Verteidigungsminister wohl eher auf bodenbasierende Abwehrsysteme bauen, ob in der Form von Energiewaffen, Raketen oder Jäger. Was vom eigenen Material abgeschossen wird, wird nachproduziert (das BIP der Erde 2007 beträgt ca. 60 Billionen US$). Bei einem direkten Angriff kann der Aggressor also nur verlieren.

Dann läuft es doch auf gutes alte Belagerung mit Belagerungwaffen (Asteroiden) und (wirtschaftlichem) Aushungern hinaus, oder?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 27.07.2008 | 20:17
Wie ich schon in ähnlichen Diskussionen seit Jahr und Tag sage: Konflikte im Weltraum sind plattformgebunden.

Niemand riskiert seinen Hintern für leeren Weltraum, also wird jedes Szenario, dem keine Duell-Situation ("Wir treffen uns da, wo es niemanden schadet und machen das unter uns aus.") zugrunde liegt in der Nähe von irgendwelchen Raumobjekten wie Planeten, Monden oder wenigstens künstlichen Raumplattformen stattfinden - also in der Nähe dessen, was man erobern will. Und ihr ist bei tendenziell gleicher militärischer Stärke der Verteidiger mittelfristig immer im Vorteil, während der Angreifer nur kurzfristig (Überraschungsoffensive) oder langfristig (Belagerung) zum Zuge kommt.

Weitere Ausnahmesituationen dazu sind:
1.) Die Annektierung unzureichend geschützter Plattformen, die ihre Defensivvorteile nicht ausgebaut haben.
2.) Ein genereller militärtechnischer Vorsprung.

Eine eigentlich ausscheidende Situation ist das Overkill-Szenario. Eine Plattform zu zerstören, sie also für sich und für andere unbrauchbar zu machen, ist leicht bewerkstelligt. Wenn es Raumschiffe gibt, die interstellare Entfernungen überbrücken können, kann man auch entsprechende Vernichtungswaffen bauen, die mit so gut wie keiner Vorwarnzeit einschlagen.
Nur: In einem interstellaren Szenario besteht normalerweise kein Bedarf für die komplette Auslöschung eines Gegners, von dem man sonst eigentlich nichts will. Schließlich ist der Weltraum groß genug, um sich gar nicht erst über den Weg laufen und genozidale Mordgelüste entwickeln zu müssen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 27.07.2008 | 21:03
Wie ich schon in ähnlichen Diskussionen seit Jahr und Tag sage: Konflikte im Weltraum sind plattformgebunden.

Niemand riskiert seinen Hintern für leeren Weltraum, also wird jedes Szenario, dem keine Duell-Situation ("Wir treffen uns da, wo es niemanden schadet und machen das unter uns aus.") zugrunde liegt in der Nähe von irgendwelchen Raumobjekten wie Planeten, Monden oder wenigstens künstlichen Raumplattformen stattfinden - also in der Nähe dessen, was man erobern will. Und ihr ist bei tendenziell gleicher militärischer Stärke der Verteidiger mittelfristig immer im Vorteil, während der Angreifer nur kurzfristig (Überraschungsoffensive) oder langfristig (Belagerung) zum Zuge kommt.

Weitere Ausnahmesituationen dazu sind:
1.) Die Annektierung unzureichend geschützter Plattformen, die ihre Defensivvorteile nicht ausgebaut haben.
2.) Ein genereller militärtechnischer Vorsprung.

Eine eigentlich ausscheidende Situation ist das Overkill-Szenario. Eine Plattform zu zerstören, sie also für sich und für andere unbrauchbar zu machen, ist leicht bewerkstelligt. Wenn es Raumschiffe gibt, die interstellare Entfernungen überbrücken können, kann man auch entsprechende Vernichtungswaffen bauen, die mit so gut wie keiner Vorwarnzeit einschlagen.
Nur: In einem interstellaren Szenario besteht normalerweise kein Bedarf für die komplette Auslöschung eines Gegners, von dem man sonst eigentlich nichts will. Schließlich ist der Weltraum groß genug, um sich gar nicht erst über den Weg laufen und genozidale Mordgelüste entwickeln zu müssen.

Der Knackpunkt ist die Frage, warum man das ganze eigentlich macht. Sinn und Zweck aller militärischen Manöver ist es, dem Feind die Möglichkeit zur Kriegsführung zu nehmen; dem spielt alles, was in Overkill resultiert, in die Hände.

Allerdings ist das politische Ziel, für das die ganze Militärmaschinerie überhaupt erst mobilisiert wird, in der Regel, dem Feind etwas abzunehmen - um es selbst zu besitzen. Mit ganz wenigen Ausnahmen (wie den deutschen Vereinigungskriegen 1866-1871) wurden Kriege immer begonnen, weil jemand etwas für sich haben wollte, was jemand anderem gehörte - sei es nun "Lebensraum" oder die "Große Ostasiatische Gemeinsame Wohlstandssphäre" oder was auch immer. Die allerwenigsten Kriege finden statt, weil jemand den Anblick rauchender Trümmerhaufen so toll findet. Das heißt also, dass Overkill in den meisten Fällen am Ziel vorbeischießt (wenn du den lahmen Kalauer gestattest).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 27.07.2008 | 21:18
Ist es eh nicht viel sinnvoller sich bei der Verteidigung auf die Basen zu stützen anstatt auf mobile Flottenverbände?
Basen haben sicherlich ihre Vorteile, wie du ausgeführt hast. Aber Flottenverbände haben auch ihre Vorteile:
1) Sie können besser ausweichen als stationäre Ziele.
2) Sie können an mehreren Orten eingesetzt werden:
Angenommen, du hast innerhalb eines Systems 10 Ziele, die es zu verteidigen gilt:
Da ist es mitunter preiswerter, eine einzige Verteidigungsflotte zu bauen und sie immer dahin zu schicken, wo der Angriff stattfindet, als an jedem Ort eine eigene Verteidigungsbasis aufzubauen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 27.07.2008 | 21:36
Wo stellst du deine Schiffe hin, wenn du von hinten angreifen willst?

An den Jumppoint. Du hast dich da ein bißchen verrannt.
Zur Erinnerung: bei der ganzen Diskussion geht es schließlich immer noch darum, welche Bestimmungen man im Setting für FTL erfindet. Ich sage ja, ein Jump-Ring oder gar noch beliebigere Ankunftsmöglichkeiten machen ein System unmöglich zu verteidigen. Deswegen bin ich nach wie für für Jump-Points.

Zitat
Ich kann nicht erkennen, wieso die Taktik "Wir greifen von hinten an" der Taktik "Wir greifen von vorne an." hier vorzuziehen ist.

Die Frage stellt sich nicht, weil die zwei Szenarien grundverschieden und von der FTL-Physik abhängig sein. Bei Jump-Ringen von mehreren AU Radius oder ähnlichem kann man nicht von hinten angreifen. Bei Jump-Points wäre es Schwachsinn, von vorne anzugreifen, da man von hinten nur einen Bruchteil der Delta-V benötigt.

Zitat
Naja, der Angreifer benötigt dieses Delta-v ja auch:

In diesem Szenario (Jump-Ring) braucht der Verteidiger wie gesagt nicht nur doppelt soviel Delta-V, er muss diese auch noch bei viel größeren Beschleunigungen realisieren können, um den Angreifer abfangen zu können. Der Treibstoffverbrauch steigt aber zum Quadrat der Beschleunigung. Ein 3G-Schiff braucht also neunmal soviel Treibstoff wie ein gleich großes 1G-Schiff für die gleiche Delta-V. Doppelte Delta-V bei dreifacher Beschleunigung --> 18facher Treibstoffbedarf.

Zitat
Nein. Der Verteidiger kann es sich bei der "Wir greifen von vorne an"-Taktik sogar leisten, eine langsamere Beschleunigung zu haben.
Nur bei der "Wir greifen von hinten an"-Taktik, braucht er eine schnellere Beschleunigung.

Selber nein. Das stimmt einfach nicht. Wo soll ich anfangen, das zu erklären?
Fall 1: "von vorne" mit geringerer Beschleunigung: die beiden Flotten treffen sehr kurz vor dem Ziel aufeinander, quasi direkt vor der Haustür. Zu dem Zeitpunkt können die Angreifer bereits sonstwas für Waffen losgelassen haben. Die Verteidiger sollten also die Angreifer möglichst weit vom Missionsziel entfernt stellen.
Fall 2: "von hinten" mit geringerer Beschleunigung: die Verteidiger holen die Angreifer ein, wenn diese in die Abbremsphase eintreten. Zugegeben, das klappt nur, wenn die Angreifer auch wirklich am Ziel stoppen wollen, und nicht nur ein Fly-By-Bombardement mit anschließendem Hypersprung planen. Doch auch in dem Fall benötigen die Verteidiger nur eine minimal größere Beschleunigung, um dranzubleiben.
Nota bene: die besseren Schiffe werden alle ihren Schub variieren können. Da kann es also richtige Verfolgungsjagden geben, wenn beide Kommandanten immer größere Beschleunigungen auf Kosten der Delta-V befehlen, bis zum "Point of no Return", wenn das Schiff aus Treibstoffmangel havariert bzw eine sichere Rückkehr nicht mehr möglich ist.

Achja: Basen usw sind schön und gut und werden sicher in jeder ernstzunehmenden Systemverteidigung ebenfalls eine Rolle spielen. Aber insgesamt wird es auf eine gesunde Mischung aus Basen und Einsatzschiffen ankommen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 28.07.2008 | 00:08
Schiffe, die auf einen zu beschleunigen sind auch wunderbar angreifbar...
Man kann sie wunderbar mit allerlei zeug bewerfen, in das sie auch noch reinfliegen..zum Beispiel: unsichtbare Steine, Laser etc...alles zusammen...man kann sie blenden, da man weiß wo sie sind...man kann ihenen Nanowolken in den Weg legen, die sich durch die Hüle fressen....

das gesamte repertoire.

es ist nur zum Spielen langweilig...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 28.07.2008 | 11:23
Ich bin nicht dieser Meinung (du hast ja selbst sehr eindrucksvoll geschildert, wie gut man mit Lasern verteidigen kann), aber gehen wir einfach mal davon aus, dass man das System wirklich schlecht verteidigen kann: Wo ist das Problem?

Das Problem? "Genocidal interstellar wars that last all of five minutes".
Laser sind toll, aber in der effektiven Reichweite begrenzt. Das ist also die letzte Abwehrlinie gegen orbitales Bombardement oder Landungsschiffe, vor allem aber gegen den gelegentlichen Asteroiden.
Man muss aber, wie iirc Chaos sagte, auch gegen den "Worst Case" gewappnet sein. Zumal es ja wie auch heute sein kann bzw hochwahrscheinlich ist, dass es neben regulären Truppen und Taktiken auch Terrorismus gibt. Oder einfach irgendeinen Verrückten, der einen Planeten slaggen will, einfach weil er es kann. Das benötigte Handwerkszeug steht in Form von Torchdrives zur Verfügung. Diese Dinger sind wirklich mächtig und eröffnen Möglichkeiten, für die man erstmal einen Blick kriegen muss.

Wir hatten das Thema weiter oben (was geht, was nicht) nicht zu Ende gedacht. Wollen wir mal sehen:
Eine reguläre Streitmacht könnte Raketen, Bombenlaser oder Slugs auf halbem Weg zum Ziel ausklinken, dann haben sie schonmal 3000km/s drauf und können je nach Konstruktion noch weiter beschleunigen. Dann hängt alles von den Abwehrlasern ab.
Die kinetische Energie eines Körpers bei 3000km/s ist Äquivalent zu einer Megatonne pro Tonne. Gibst du den Dingern nochmal 1000km/s obendrauf mit, sind es bereits 2 Megatonnen pro Tonne.
Hätte ich so etwas vor, würde ich die Geschosse lang und schmal bauen, mit niedrigem Querschnitt. Ein "Wolframnagel" von 20cm Durchmesser und 300cm Länge würde bereits 2 Tonnen wiegen. Bei 4000km/s sind das also 4 Megatonnen pro Nagel. Man kann sie auch länger machen als 3 Meter; skaliert ja linear. Und bei diesen Dingern ist es wirklich nicht besonders schwer, viele Geschosse mitzubringen und abzufeuern.
Es ist aber ziemlich schwer, sie zu treffen, weil ihr Querschnitt so klein ist, vor allem wenn viele davon reinkommen.

Habe mal eben ausgerechnet: gegen so kleine und dichte Geschosse wäre die Effektive Reichweite unseres Abwehrlasers gerade mal 12000 Kilometer - also nur drei Sekunden Flugzeit vor dem Einschlag. Trifft er, kann er das Geschoss rechtzeitig verdampfen. Es ist auch genug Zeit, mehrere Geschosse aufs Korn zu nehmen und abzuschießen. Wenn aber 50 von den Dingern reinkommen, wird der Laser überfordert sein.

Ich muss also meine zuvor geäußerte Meinung teilweise revidieren:
Planetare Laser sind wunderbar gegen Schiffe, weil diese einen relativ großen Querschnitt und geringe Dichte bzw wenig Panzerung besitzen.
Gegen viele lange, dünne Nägel aus einem hochdichten Metall (wie Wolfram) hingegen stinken sie ab.

Mal alternativ ein Asteroidenbeispiel: ein Klumpen von sagen wir 20km Durchmesser wäre etwa 14.000 Tonnen schwer. Den würde ich jetzt mit starken Seilen zwischen zwei oder mehrere Schiffe spannen und Vollgas geben. Sobald die Schlepper den für diesen Missionsteil vorgesehen Treibstoff verballert haben, geben sie dem Kiesel noch eine Rotation um die Querachse mit auf den Weg, klinken ihn dann aus und springen in die Heimat.

Nehmen wir an, es sind drei 1000t Schiffe mit jeweils 10MN Schub, macht im Ganzen 30MN auf 17.000t, ergibt eine Beschleunigung von ca. 1,7m/s². Binnen 24 Stunden bringen sie den Asteroiden so auf ca. 140km/s. Das stattet ihn mit einer kinetischen Energie aus, die 33 Megatonnen entspricht.
Ist allerdings, denke ich, für den Bodenlaser leichter abzuwehren, weil er schon viel früher zu feuern anfangen kann und das Objekt sich viel länger (ca. 2 Stunden) innerhalb des Abwehrperimeters aufhält -- wenn er nicht schon vorher aufgehalten wird.

Edit: das ganze Beispiel ist Makulatur, weil ich in der Angabe Meter und Kilometer durcheinandergeschmissen habe. Siehe dazu unten den Kommentar von Turning Wheel / Lt. Niceyard.

Kurzum, derart massive Objekte können auch mit den gegebenen technischen Möglichkeiten nicht auf _so_ enorme Geschwindigkeiten gebracht werden, dass sie nicht in den Griff zu bekommen wären. Viel problematischer sind, wie schon gesagt, die kleinen Nägel.

In einem Universum it Jump-Ringen würde man nun jedem Angreifer, ob Militär oder Terror-Ali, viele Stunden Zeit und etwa 5AU Strecke zur Verfügung stellen, um seine Nägel auf Touren zu bringen. Wenn die Verteidiger endlich aufgeschlossen haben, sind die Dinger längst unterwegs. The end of the world as we know it.
In einem Jump Point Universum hingegen werden die Bomber zunächst mal die Abfanngjäger* am Hintern kleben haben. Wenn sie es weit genug schaffen, können sie ihre Nägel trotzdem ausklinken und wegspringen. Dann haben aber wenigstens die Abfangjäger noch eine Chance, die Dinger abzuschießen.

*) Wohlgemerkt meine ich mit Abfangjäger keine winzigen 20-Tonnen-Einmannschiffe, sondern schon ausgewachsene Torches mit mindestens 300 Tonnen Leergewicht. Eben sowas, was auch die Akteure fliegen könnten.

Zitat
Vielleicht ist das Springen ja auch gar nicht präzise, und man muss sich nach dem Sprung erst mal eine Zeit lang orientieren. Möglichkeiten gäbe es genügend, um auch dem Angreifer Schwierigkeiten zu bereiten.
Aber eine Regelung mit den Jump-Points führt so wie ich das sehe einfach zu einem Spiel ohne systemübergreifende kriegerische Auseinandersetzungen. Ist das sinnvoll?

Der Vorschlag mit den weniger präzisen Sprüngen wäre eine Möglichkeit, allerdings auch nicht kriegsentscheidend, wenn es einer wirklich auf planetares Bombardement abgesehen hat.

Zum Zweiten: ganz im Gegenteil. Schiffe, die quasi überall aus dem FTL austreten können, eröffnen lediglich die Möglichkeit interstellarer Kriege, die nach fünf Minuten (oder meinetwegen 24 Stunden) gelaufen sind. Gerade die hieraus resultierende Leichtigkeit des Slaggens macht die Kriegführung fundamental problematisch, weil es im Wesentlichen auf ein Gleichgewicht des Schreckens wie im Kalten Krieg hinausläuft. Beide Seiten können sich jederzeit gegenseitig vernichten. "Everybody dies." - toller Krieg.
Diese strategische Realität wird Kriege gerade verhindern. Wer nicht konventionell angegriffen werden will, muss nur mit Slagging drohen. Hat bei den Amis gegen die Russen auch funktioniert.

Jump Points hingegen stellen natürlich militärische Engstellen dar -- aber genau so werden auch konventionelle Kriege geführt. Du warst doch auch beim Bund: Sperren und Engen sind die Zauberwörter. Du zwingst den Gegner, durch eine hohle Gasse zu kommen, die du verteidigst, und wenn er da durch will, muss er den Preis bezahlen.

Der Jump Point sei dann auch kein "Punkt" sondern eben ein Areal von sagen wir 1-10 Millionen Kilometer Durchmesser. Dann hat auch ein Neuankömmling automatisch etwas Bewegungsfreiheit und kann nicht sofort aufs Korn genommen werden.

Wenn man dann noch die Piraterie, wie von Eulenspiegel vorgeschlagen, hauptsächlich interplanetar macht - also jeweils auf ein System beschränkt - stellt die Konzentration von Sicherhheitskräften am Jumppoint auch kein großes Problem für die Piraten dar. Man muss halt nur darauf achten, dass das eigene Schiff (Transpondercode) beim Betreten eines Systems in diesem eine Weiße Weste hat. Gleiches gilt für sonstige Kriminelle.

Ich bin nach wie vor bereit, mir Alternativen zu Jump Points anzuschauen, aber wie gesagt, "Go Anywhere" _kann_ nicht funktionieren, aus den hier nochmals erläuterten Gründen.

A propos: nach einigem hin- und herüberlegen denke ich jetzt auch, dass die Sprünge doch nicht augenblicklich erfolgen sollten, da sich das zu leicht exploiten lässt. ("Ich muss ganz schnell vom Systemzentrum zum Rand? Kein Problem, spring ich einmal ins Nachbarsystem und wieder zurück, dauert zwei Minuten und ich bin da.")
Für die Besatzung wird sich die subjektive Wahrnehmung nicht ändern - sie empfindet den Sprung wie ein paar Minuten im Schleudergang - aber tatsächlich werden je nach Schiff und Distanz ein bis mehrere Tage vergehen. Zack, Problem gelöst.

So, das war jetzt ein ziemlicher Schwung. Weiter oben war glaub ich noch eine Frage zu FTL, werd ich dann auch noch beantworten.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Quaint am 28.07.2008 | 11:45
Nur mal so ein Einwurf, nicht dass ich das dezidiert ausrechnen könnte: So ein Nagel mit 4000km/s oder so - müsste der sich nicht in der Atmosphäre zerlegen? So wie ich mir das vorstelle ist selbst die obere Atmosphäre eines Planeten wie eine solide Wand für etwas mit dieser Geschwindigkeit.
Und wenn der seine paar Megatonnen in 100km Höhe oder was entlädt passiert doch auf dem Boden nicht so gräßlich viel, oder?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 28.07.2008 | 11:48
Der Knackpunkt ist die Frage, warum man das ganze eigentlich macht. Sinn und Zweck aller militärischen Manöver ist es, dem Feind die Möglichkeit zur Kriegsführung zu nehmen; dem spielt alles, was in Overkill resultiert, in die Hände.

So ganz stimmt das nicht: Ich kann ja auch militärische Manöver gegen einen Gegner ausüben, der gar keine Mittel zur Kriegsführung besitzt. Zum Beispiel, wenn ich die Pazifisten-Kolonie auf Haumichnicht III okkupiere. Oder wenn ich ein nicht unmittelbar bedrohtes Objekt militärisch sichere.

[quoteDie allerwenigsten Kriege finden statt, weil jemand den Anblick rauchender Trümmerhaufen so toll findet. Das heißt also, dass Overkill in den meisten Fällen am Ziel vorbeischießt (wenn du den lahmen Kalauer gestattest).[/quote]

Klar, der könnte von mir sein. ;)
Spaß beiseite, wir sind uns anscheinend einig.

Natürlich klappt das nur, so lange keine abstrusere Ideologie oder eine gänzlich von der menschlichen abweichende Psychologie im Spiel ist. Das Szenario mit der super-paranoiden außerirdischen Spezies, die vorsorglich schon mal alle anderen Spezies ausmerzt, die irgendwann einmal zur Bedrohung werden könnten, ist ja auch nicht gerade neu. Menschliche, pathologische Fanatiker oder Spezies mit entsprechender Mentalität pulverisieren dann - wenn sie es technisch können - ganze Planeten, Sonnensysteme, Galaxien oder gar Multiversen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 28.07.2008 | 11:53
Nur mal so ein Einwurf, nicht dass ich das dezidiert ausrechnen könnte: So ein Nagel mit 4000km/s oder so - müsste der sich nicht in der Atmosphäre zerlegen? So wie ich mir das vorstelle ist selbst die obere Atmosphäre eines Planeten wie eine solide Wand für etwas mit dieser Geschwindigkeit. Und wenn der seine paar Megatonnen in 100km Höhe oder was entlädt passiert doch auf dem Boden nicht so gräßlich viel, oder?

Die Richtungsenergie wird durch die Kollision nicht gänzlich aufgehoben. Wie viel davon noch am Boden ankommt, müsste man mal beispielhaft für die Erdatmosphäre ausrechnen.

Aber: Ein Nagel, der sich bei 4000 km/s nicht bereits bei der Beschleunigung verformt, müsste aus einem extrem widerstandsfähigen Material bestehen und übersteht die Kollision mit der Atmosphäre womöglich recht gut.

Mal ganz davon abgesehen, dass man kaum mit Nägeln auf Planeten schießen dürfte. Etliche Tonnen schickt man da schon auf den Weg, wenn das Ziel tatsächlich der Planet ist.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 28.07.2008 | 13:08
Und wenn der seine paar Megatonnen in 100km Höhe oder was entlädt passiert doch auf dem Boden nicht so gräßlich viel, oder?

Im Wesentlichen, was Yerho gesagt hat.
Da war grad neulich ein ähnliches Thema in einer SF-Newsgroup. Ich übersetze mal den Knackpunkt:
Bei 1000km/s [das war dort das Beispiel] hat jedes Atom [Eisen] genug kinetische Energie, um die Umgebung auf 190keV aufzuheizen, was bereits tief im Röntgenbereich ist. Der Feuerball wird sich ebenso wie bei einer Fissionsbombe entwickelt, und der thermale Puls wird sich in einer ähnlichen Größenordnung aufhalten.

Nun reden wir hier sogar von 4000km/s, das bedeutet eine 16mal höhere kinetische Energie. Bumm.

Aber: Ein Nagel, der sich bei 4000 km/s nicht bereits bei der Beschleunigung verformt, müsste aus einem extrem widerstandsfähigen Material bestehen und übersteht die Kollision mit der Atmosphäre womöglich recht gut.

Man muss den Nagel nichtmal brachial beschleunigen, wenn man mehrere AU Anlaufstrecke zur Verfügung hat. Den Großteil der Geschwindigkeit übernimmt er einfach von dem Bomber, der ihn ausklinkt. Den Rest kann er z.B. von einer Coilgun mitbekommen, und/oder einem eigenen Raketenantrieb (der freilich dabei verlorengeht).

Als Material würde ich Wolfram nehmen, weil es ein extrem dichtes Metall mit enorm hohem Schmelzpunkt ist. Ideal für unsere Zwecke.

Zitat
Mal ganz davon abgesehen, dass man kaum mit Nägeln auf Planeten schießen dürfte. Etliche Tonnen schickt man da schon auf den Weg, wenn das Ziel tatsächlich der Planet ist.

Wie gesagt, mein Beispielnagel (20cmx3m) hatte schon 2 Tonnen. Lässt sich wie gesagt ohne Weiteres hochskalieren. Wir wollen dabei den Querschnitt aber möglichst klein halten, um die Abwehr zu erschweren.
Machen wir den Wolfram-Nagel also z.B. 40cm im Durchmesser und 9 Meter lang, sind wir schwupps bei 90 Tonnen, bei 4000km/s entspricht das etwa 160 Megatonnen. Das entspricht ungefähr dem Ausbruch des Krakatao und lässt jede real existierende Atombombe wie ein Kinderspielzeug aussehen. Groß genug für dich?

Kleinere Nägel von wenigen Tonnen lassen sich aber in größerer Anzahl abschießen, und ich halte sie für militärisch sinnvoller, wenn man den Planeten nicht wirklich slaggen will. Ein paar Megatonnen hier und da sorgen für enorme Schäden und demoralisieren die Bevölkerung, ohne den Planeten gleich unbewohnbar zu machen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 28.07.2008 | 13:11
Naja, wenn das Schiff dann noch existiert, kann es ja einen Fallkanal für den Nagel per Laser vorbereiten, sodass dieser fast uohne Reibungsverluste einschlägt.
dann gibt es einen großen Blitz und der Nagel schlägt sehr tief ein....Das ist auch eine Möglichkeit. Der Boden wird dieses Geschoss auch untersch. wiech auffangen, oder?
Vielleicht dringt er erst zwei Kilometer tief ein, bevor er verdampft, dann wirds für die Oberfläche weniger kritisch...

Vllt. liegt eine Verteidigung dann auch eher in einer sehr unempfindlichen Infrastruktur, die sehr dezentral ausgelegt ist, was dank der Vernetzung kein Problem darstellt...

eine weitere Alternative wären kill-vehikels, die mit den Nägeln kollidieren sollen.
Ausserdem braucht man dem Nagel ja nur einen winzigen drehimpuls zu geben, sodass er nicht trifft...
das könnte man ja schon imt ein paar Partikelstrahlern im Orbit machen...

Alle wichtigen ziele, währen dann tief im Boden geschützt... Die Abwehr laser könnten auch sehr tief sitzen und über versch. Umlenkungen feuern....
sers,
Alex
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Quaint am 28.07.2008 | 13:19
Äh, ja schön, dass das eine Explosion wie bei einer nuclearen Waffe gibt. Da aber z.B. bei der Erde spätestens in 200km Höhe genug dichte Atmosphäre da ist um so ein Ding quasi zur Explosion zu bringen, bringt das doch nix.

Vielleicht mal da gucken:  Wikipedia zu den Effekten von Nuklearwaffen  (http://en.wikipedia.org/wiki/Effects_of_nuclear_explosions)

Ne 20 Megatonnenbombe macht auf 50km noch "moderate Schäden an Zivilgebäuden" - was ja nicht gerade Slagging ist.
Aber auf 200 km? Na gut, wenn man hinguckt ist man wahrscheinlich blind, aber den Gebäuden am Boden passiert jedenfalls nicht wirklich was.


Ich meine, ich hab auch mal zu verglühen und so nachgelesen. Meteoriten haben vielleicht so 20-80 km/s und die verglühen reihenweise, wenn sie nicht gerade 80m Durchmesser haben. Mein Gott, selbst menschengemachte Raumfahrzeuge mit vielleicht 3km/s haben massive Probleme mit dem möglichen verglühen.
Bei 4000 km/s müsste es bei den ersten Anwandlungen von Atmosphäre einfach *POOF* machen und dann war der Nagel mal gewesen und das eben in einer Höhe, dass dem Boden nix passiert. Die Energie wird *da oben* frei.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Hr. Rabe am 28.07.2008 | 13:34
So aus der Hüfte geschossen, würde ich sagen, es gibt im Wesentlichen zwei Möglichkeiten für die Nagelwaffe.

Entweder der Nagel verglüht in der Athmosphäre (was man bei der geringen Luftverdrängung im vergleich zur Masse mal ausrechnen sollte). Dann wird die gesammte Bewegungsenergie des Nagels (die 150 MT) in Wärme umgesetzt. Warme Luft steigt nach oben, schlagartig entsteht ein immenses Hochdruckgebiet. Eine steife Brise nennt der Seemann das. ;D
Ich gehe als Angreifer also her und beschiesse wichtige Stellen der Atmosphäre mit ausreichend Masse, und habe als Bonus sogar noch den tollen Phycho-Spezial-Effekt eines richtig ordentlichen Sturms.

Oder der Nagel verglüht nicht. Dann macht es hübsch BUMM auf der Planetenoberfläche.
Das könnte man zum Beispiel forcieren, indem man dem Nagel einen Operationslaser dezentral in die Spitze einbaut, mit genügend Saft etwa 1-2 Minuten volle Leistung zu bringen.
Während des Abschußes sorge ich (z.B. durch gedrillte Schienen einer Railgun) für den nötigen Drall und lasse den Nagel mit ein- zweitausen u/min rotieren.
Sobald ein Hitzesensor in der Nagelspitze anspringt, schalte ich den Laser an, der mir durch Ionisierung einen hübschen Tunnel in die Luft gräbt. --> BUMM. 8]
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 28.07.2008 | 13:35
In 200km Höhe? Da tut sich noch gar nicht viel. Der Druck da oben beträgt ca. 1e-20Pa. Die meisten Meteoriten verglühen ja zwischen 50 und 80km Höhe, und die sind viel langsamer unterwegs (i.d.R. sowas wie 20-30km/s) und dabei viel weniger hitzeresistent. Oberhalb von 100km wird jedenfalls die Atmosphäre keine großen Fisimatenten machen.

Uns fehlen halt in bißchen die Erfahrungswerte für mehrere tausend km/s. ;) Aber man muss sich da wirklich die Maßstäbe vor Augen führen. Heutzutage schießt man mit kinetischen "Nägeln" auf Kampfpanzer, die Dinger schlagen auch durch und prallen nicht etwa ab.

Man bedenke: bei 4000km/s braucht das Geschoss nur 25 Millisekunden für 100 Kilometer. Bei einem derartigen Kawuppdich wird es nicht von ein bißchen Gas abprallen, sondern einfach durchstoßen. Mag sein, dass ein Teil in der Atmosphäre verdampft - das wirkt dann wie luftgezündete A-Bomben - aber der Rest wird ungespitzt in den Erdboden rammen und gewaltige Krater / Erdbeben etc. verursachen.

Das könnte man zum Beispiel forcieren, indem man dem Nagel einen Operationslaser dezentral in die Spitze einbaut, mit genügend Saft etwa 1-2 Minuten volle Leistung zu bringen.

Bei den genannten Geschwindigkeiten reicht es sogar, wenn der Laser 50-100ms feuert. ^^
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Thot am 28.07.2008 | 13:35
[...]
Ne 20 Megatonnenbombe macht auf 50km noch "moderate Schäden an Zivilgebäuden" - was ja nicht gerade Slagging ist.
Aber auf 200 km? Na gut, wenn man hinguckt ist man wahrscheinlich blind, aber den Gebäuden am Boden passiert jedenfalls nicht wirklich was.
[...]

Außer natürlich den NEMP (http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetischer_Puls#Nuklearer_elektromagnetischer_Impuls_.28NEMP.29), der eine hochtechnische Zivilisation voller Mikrochips wahrscheinlich viel härter trifft als der Verlust einer Stadt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 28.07.2008 | 15:58
Viel Spaß beim Vollgas geben. So ein Brocken wiegt nicht 14.000 Tonnen sondern eher 14.000.000.000.000 Tonnen.
Dann zerschneidet man den Brocken und hat anschließend 1.000.000.000 Brocken, die alle 14.000 Tonnen wiegen. (Das heißt, man hat genug Brocken für die ganze Flotte und einige Brocken bleiben halt zurück. - Man muss ja nicht alle Brocken mitnehmen.)

Zitat
Was die danach erwähnten Nägel angeht, so könnte man auch einfach von Railgeschossen sprechen.
Aber: ist denn jetzt nach Wochenlanger Diskussion über Laser und andere Details plötzlich wieder die gute alte Wumme die Waffe der Wahl?
Diese Railgeschosse sind nur so extrem wirkungsvoll, wenn du
a) stationäre Ziele angreifst
b) schon vor dem Abschuss eine hohe Relativgeschwindigkeit hast.

In diesem speziellen Fall sind Geschosswaffen den Laserwaffen überlegen.
Innerhalb eines Raumkampfes ist jedoch a) oder b) nicht so gegeben. (Ich halte auch Geschosswaffen innerhalb eines Raumkampfes für sinnvoll. - Da besitzen sie aber nicht diese sehr hohe Überlegenheit.)

Wobei man tatsächlich mal ausrechnen müsste, wie effektiv diese Nägel wären:
Man muss ja nicht den gesamten nagel verdampfen. Es reicht ja aus, wenn man einen Teil des Nagels verdampft, damit der Rest vom Kurs abkommt. (Alternativ könnte man auch Abfangraketen losschicken.)

Und bei nagelförmigen Geschossen ist halt zusätzlich noch die Frage, ob sie ihre Energie wirklich wie eine Bombe in alle Richtungen abgeben, oder ob sie nicht einfach nur den Erdmantel durchschlagen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 28.07.2008 | 16:09
Diese Dinger sind wirklich mächtig und eröffnen Möglichkeiten, für die man erstmal einen Blick kriegen muss.

So wie Flugzeuge auch. Nur hat es bei denen eben fast hundert Jahre gedauert, bis jemand ihr terroristisches Potential voll erkannt hat.

Zitat
Wir hatten das Thema weiter oben (was geht, was nicht) nicht zu Ende gedacht. Wollen wir mal sehen:
Eine reguläre Streitmacht könnte Raketen, Bombenlaser oder Slugs auf halbem Weg zum Ziel ausklinken, dann haben sie schonmal 3000km/s drauf und können je nach Konstruktion noch weiter beschleunigen. Dann hängt alles von den Abwehrlasern ab.
Die kinetische Energie eines Körpers bei 3000km/s ist Äquivalent zu einer Megatonne pro Tonne. Gibst du den Dingern nochmal 1000km/s obendrauf mit, sind es bereits 2 Megatonnen pro Tonne.
Hätte ich so etwas vor, würde ich die Geschosse lang und schmal bauen, mit niedrigem Querschnitt. Ein "Wolframnagel" von 20cm Durchmesser und 300cm Länge würde bereits 2 Tonnen wiegen. Bei 4000km/s sind das also 4 Megatonnen pro Nagel. Man kann sie auch länger machen als 3 Meter; skaliert ja linear. Und bei diesen Dingern ist es wirklich nicht besonders schwer, viele Geschosse mitzubringen und abzufeuern.
Es ist aber ziemlich schwer, sie zu treffen, weil ihr Querschnitt so klein ist, vor allem wenn viele davon reinkommen.

Wie sieht es mit einer mobilen Verteidigung aus, d.h. Schiffen, die von der Kolonie aus der Salve entgegenfliegen? Sie würde sie weiter draußen treffen und hätten daher auch mehr Zeit, sie abzuschießen.

Und wäre es machbar, Raketen mit Atomsprengköpfen auf die Nagelsalve zu schießen (ich finde schon noch eine gute Verwendung für meine Zarbomben...  >;D). Ein 50-Megatonnen-Sprengkopf produziert (laut Wikipedia) einen Feuerball von knapp 10 Kilometer Durchmesser, es käme also auf Genauigkeit nicht so sehr an, und eine Kernfusion ist allemal heiß genug, um die Nägel zu verdampfen - falls die Durchflugzeit von ausreicht, sie entsprechend aufzuheizen.

Zitat
Habe mal eben ausgerechnet: gegen so kleine und dichte Geschosse wäre die Effektive Reichweite unseres Abwehrlasers gerade mal 12000 Kilometer - also nur drei Sekunden Flugzeit vor dem Einschlag. Trifft er, kann er das Geschoss rechtzeitig verdampfen. Es ist auch genug Zeit, mehrere Geschosse aufs Korn zu nehmen und abzuschießen. Wenn aber 50 von den Dingern reinkommen, wird der Laser überfordert sein.

Ich muss also meine zuvor geäußerte Meinung teilweise revidieren:
Planetare Laser sind wunderbar gegen Schiffe, weil diese einen relativ großen Querschnitt und geringe Dichte bzw wenig Panzerung besitzen.
Gegen viele lange, dünne Nägel aus einem hochdichten Metall (wie Wolfram) hingegen stinken sie ab.

Mal alternativ ein Asteroidenbeispiel: ein Klumpen von sagen wir 20km Durchmesser wäre etwa 14.000 Tonnen schwer. Den würde ich jetzt mit starken Seilen zwischen zwei oder mehrere Schiffe spannen und Vollgas geben. Sobald die Schlepper den für diesen Missionsteil vorgesehen Treibstoff verballert haben, geben sie dem Kiesel noch eine Rotation um die Querachse mit auf den Weg, klinken ihn dann aus und springen in die Heimat.

Wie der gute Leutnant schon anklingen ließ, meintest du sicher 20 Meter Durchmesser. Das wären ca. 4.200 m³, da kommen 14.000 Tonnen ungefähr hin.

Zitat
Wenn man dann noch die Piraterie, wie von Eulenspiegel vorgeschlagen, hauptsächlich interplanetar macht - also jeweils auf ein System beschränkt - stellt die Konzentration von Sicherhheitskräften am Jumppoint auch kein großes Problem für die Piraten dar. Man muss halt nur darauf achten, dass das eigene Schiff (Transpondercode) beim Betreten eines Systems in diesem eine Weiße Weste hat. Gleiches gilt für sonstige Kriminelle.

Piraterie mit einem Q-Schiff müsste aber noch gehen, zumindest in Systemen, in denen das Schiff bei Eintreten nicht physisch inspiziert wird.

@Eulenspiegel
Zitat
Wobei man tatsächlich mal ausrechnen müsste, wie effektiv diese Nägel wären:
Man muss ja nicht den gesamten nagel verdampfen. Es reicht ja aus, wenn man einen Teil des Nagels verdampft, damit der Rest vom Kurs abkommt. (Alternativ könnte man auch Abfangraketen losschicken.)

Die haben bereits ein derartiges Bewegungsmoment, dass "von Kurs abbringen" nicht viel hilft. Wenn sie mit 3000 km/s auf deinen Planeten zufliegen,  ist es relativ egal, ob du ihnen in den letzten Sekunden noch einen Stups von vielleicht 1 km/s in irgendeine Richtung gibst.

Zitat
Und bei nagelförmigen Geschossen ist halt zusätzlich noch die Frage, ob sie ihre Energie wirklich wie eine Bombe in alle Richtungen abgeben, oder ob sie nicht einfach nur den Erdmantel durchschlagen.

Das wäre doch auch schlimm genug, oder nicht? Es würde auf alle Fälle ein Erdbeben auslösen, vielleicht noch einen Vulkanausbruch. Auf jeden Fall richten sie massiv Schaden an.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 28.07.2008 | 16:14
*hust*
In der Tat, danke für den Hinweis, ich hab da einfach in der Angabe Meter und Kilometer durcheinandergebracht. Turning Wheel hat Recht. Die 14.000 Tonnen wären in der Tat für einen (sphärischen) Felsbrocken von schluffigen 20 Metern Durchmesser.

(werde das jetzt erstmal editieren)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 28.07.2008 | 16:46
Und dann sind sie auch nicht 20km durchmessend sondern nur 12 Meter. Dann kannst Du sie Dir auch schenken gegen eine von Lasern und Raketen verteidigte Atmosphäre.
Nein, ein kleiner Durchmesser ist sogar von Vorteil. Am besten ist halt eine große Masse mit einem kleinen Volumen.

Wie sieht es mit einer mobilen Verteidigung aus, d.h. Schiffen, die von der Kolonie aus der Salve entgegenfliegen? Sie würde sie weiter draußen treffen und hätten daher auch mehr Zeit, sie abzuschießen.
Wiegesagt: Hier muss man halt beachten, dass sie nicht zu schnell losfliegen dürfen und bereits abbremsen müssen, bevor sie die Salve erreichen. (Sonst fliegen sie einfach an der Salve vorbei, noch bevor sie großartig agieren können.)

Zitat
Und wäre es machbar, Raketen mit Atomsprengköpfen auf die Nagelsalve zu schießen (ich finde schon noch eine gute Verwendung für meine Zarbomben...  >;D). Ein 50-Megatonnen-Sprengkopf produziert (laut Wikipedia) einen Feuerball von knapp 10 Kilometer Durchmesser,
Das Problem mit dem Weltraum ist, dass dort keine Atmosphäre vorhanden ist. :)

Die Funktionsweise einer Atombombe (und im Prinzip der meisten anderen Bomben auch) ist folgendes:
Der Sprengstoff in der Bombe wird extrem erhitzt. Dadurch wird die Bombe und die umgebende Luft extrem erhitzt. Heiße Luft breitet sich aber sehr schnell aus. Die Luft expandiert also explosionsartig. Dadurch erhitzt sie die umgebende Luft und drückt diese zusätzlich ebenfalls zur Seite.
Diese expandierende Luft ist das, was wir als Explosionswelle wahrnehmen. (Und die Hitze der Luft ist das, was wir als Feuerball wahrnehmen.)

Im Weltraum gibt es wiegesagt keine Luft. Das heißt, es gibt auch weder eine richtige Explosionswelle noch einen Feuerball. Alles was passiert ist, dass die Rakete selber verdampft und sich in alle Richtungen superschnell und superheiß ausbreitet.
Das heißt, die Nägel werden von keiner Explosionswelle getroffen, sondern von der verdampfenden Rakete.
Um zu wissen, ob der Impuls der verdampfenden Raketenüberreste ausreicht, müsste man wissen, wieviel Masse so eine Rakete hat und wie die Nägel darauf reagieren: Werden sie einfach durchschlagen, kommt es nicht zum Impulsübertrag. Werden sie jedoch nicht durchschlagen, bekommen sie einen schönen Impuls in die falsche Richtung.

Bei den Geschwindigkeiten ist es allerdings auch relativ egal, ob der Nagel nun in fester Form oder gasförmig oder gar als Plasma den Planeten trifft. Bei diesen Geschwindigkeiten würden dann die Atome notfalls einzeln überall durchschlagen. (Im allerschlimmsten Fall hätte die Atomrakete aus einer Geschosswaffe also eine Plasmawaffe gemacht.)

Andererseits im günstigsten Fall hätte die Atomrakete dafür gesorgt, dass die Nägel am Planeten vorbeifliegen.

Zitat
Wenn sie mit 3000 km/s auf deinen Planeten zufliegen,  ist es relativ egal, ob du ihnen in den letzten Sekunden noch einen Stups von vielleicht 1 km/s in irgendeine Richtung gibst.
Die Erde hat einen Radius von ca. 600 km. Das heißt, man muss den Nagel um 600 km zur Seite schubsen.
Wenn man den Nagel also einen Impuls von 1 km/s zur Seite gibt, müsste man ihn bei einer Entfernung von 1.800.000 km diesen Impuls verpassen. Das sind 0,01 AE.
Das heißt, es reicht für den Laser aus, wenn er den ankommenden Nägeln auf 0,01 AE Entfernung den Impuls verpassen kann.

Zitat
Das wäre doch auch schlimm genug, oder nicht? Es würde auf alle Fälle ein Erdbeben auslösen, vielleicht noch einen Vulkanausbruch. Auf jeden Fall richten sie massiv Schaden an.
Hmm, wäre halt die Frage, was genau passiert, wenn etwas sehr schnell den Erdmantel durchschlägt.
Ein bisschen Magma kommt bestimmt hoch. Ob das jetzt aber so viel Magma wie bei einem normalen Vulkanausbruch oder weniger ist, ist hier fraglich.
Und auch beim Erdbeben wäre ich mir nicht so sicher, wie stark das Erdbeben ist. (Schwingungen, also Erdbeben, werden ja häufig dadurch ausgelöst, dass etwas gespannt wird. - Hier wird der Erdmantel aber so schnell durchschlagen, dass kaum Zeit bleibt, um Spannungen aufzubauen.)


Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Quaint am 28.07.2008 | 16:55
Moment mal. Ich denke doch, dass etwas umso wahrscheinlicher verglüht je schneller es ist.

Und wenn ein Meteorit in 50 bis 80km Höhe verglüht, wobei er 20 bis 80 km/s drauf hat, dann wird etwas mit 3000 km/s doch viel weiter oben verglühen. Und verglühen wird es auf jeden Fall. Es wird bei Verglühen ja wohl auch mit doppelter Geschwindigkeit viermal soviel "Verglüh-Energie" frei.

Ergo 1400 mal bis 22500 mal soviel verglühen wie bei einem Meteoriten. Da macht dann auch das bißchen Hitzebeständigkeit vom Wolfram nixmehr aus.

Bei Wikipedia haben sie für einen Meteoriten mal einen Temperaturanstieg von 80.000°C ausgerechnet. Hier müssen es dann vage über den Daumen gepeilt 112 Mio °C bis 1,8 Milliarden °C haben.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 28.07.2008 | 17:00
So, weiter im Text.

Zweckmäßigkeit und Einsatzbereich von Projektilwaffen: siehe Eulenspiegel.

Mit breitgefächertem Laser wegbrennen: wird schwierig bei Wolframgeschossen. Der bislang postulierte Laser mit 100m Reflektor, 2GW und 400nm verdampft auf 100.000km Entfernung gerade mal 2mm Wolfram pro Sekunde.

Zitat
Generell geht es mir aber nicht um Details sondern um mögliche Konflikte.
In Deinem ganzen langen Posting steht keine einzige Begründung, warum das jetzt nicht gehen soll.
Moderne Feuergefechte dauern ja auch nur 5 MInuten oder ein Stunde und trotzdem macht man sie.

Ein 5minütiges Feuergefecht wäre ja in Ordnung. Aber ich habe von einem fünfminütigen Krieg geschrieben und das auch so gemeint. Genaugenommen wären es, wenn man den "Anlauf" nicht mitzählt, nichtmal 5 Minuten, und würde ungefähr so ablaufen:
* Angreifer betritt ein System, und zwar möglichst weit von den Verteidigern entfernt (sagen wir: 10AU).
* Verteidiger identifizieren Angreifer. Dann geht der ganze Tanz wie in den vorherigen Beiträgen beschrieben los. Im Endeffekt haben die Verteidiger nicht wirklich eine Chance, die Angreifer am Schwung holen und Railgun feuern zu hindern.
* Wenn es sich beim Angreifer um eine andere Nation handelt, ist daher die beste Abwehrmaßnahme: eigene Flotte ins gegnerische Heimatsystem schicken. Der Invasionsflotte zufunken, dass ihre Heimat geslaggt wird, wenn sie nicht sofort abziehen.
* Wenn es sich um eine Terroraktion handelt, bei der keine Vergeltung möglich ist, muss man eben versuchen, den Angreifer frontal zu vernichten, ehe er die Railgun feuert (also: ehe die Geschoßgeschwindigkeit unabwehrbar hoch wird).
Dann rauschen aber die beiden Gruppen mit 6-10.000km/s insgesamt aufeinander zu; das hieraus resultierende Feuergefecht wird maximal ein paar Sekunden dauern. Und das war's dann.

Zitat
Die Erde hat einen Radius von ca. 600 km.

Gott sei dank, nich nur ich schieße solche Böcke. Erdradius sind 6000km.

Was nun die Wirkung eines solchen Wolframgeschosses angeht, behaupte ich jetzt einfach mal, dass hier niemand im Thread, weder ich noch sonstwer, genügend Ahnung von der Materie hat, um plausibel vorrechnen zu können, was passiert.
Daher werde ich diese Frage mal an Leute weitergeben, die sich den ganzen Tag mit sonem Mist beschäftigen. ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 28.07.2008 | 17:01

Wiegesagt: Hier muss man halt beachten, dass sie nicht zu schnell losfliegen dürfen und bereits abbremsen müssen, bevor sie die Salve erreichen. (Sonst fliegen sie einfach an der Salve vorbei, noch bevor sie großartig agieren können.)

Klar.

Zitat
Das Problem mit dem Weltraum ist, dass dort keine Atmosphäre vorhanden ist. :)

(etc)
Um zu wissen, ob der Impuls der verdampfenden Raketenüberreste ausreicht, müsste man wissen, wieviel Masse so eine Rakete hat und wie die Nägel darauf reagieren: Werden sie einfach durchschlagen, kommt es nicht zum Impulsübertrag. Werden sie jedoch nicht durchschlagen, bekommen sie einen schönen Impuls in die falsche Richtung.

Aber bei einer Atomexplosion wird doch eine ganze Menge Energie frei, oder? Diese Energie wird in alle Richtungen abgestrahlt, und wenn die Nägel nah genug dran sind, bekommen sie einiges davon ab, oder? Wenn ich also genug Energie nah genug an den Nägel dran erzeuge, müssten sie verdampfen.
Dass es keine Druckwelle gibt, war mir übrigens schon klar, auch dass es keinen "klassischen" Feuerball gibt, aber es sollte schon eine kugelförmige Zone geben, in der es sehr, sehr heiß ist.

Zitat
Bei den Geschwindigkeiten ist es allerdings auch relativ egal, ob der Nagel nun in fester Form oder gasförmig oder gar als Plasma den Planeten trifft. Bei diesen Geschwindigkeiten würden dann die Atome notfalls einzeln überall durchschlagen. (Im allerschlimmsten Fall hätte die Atomrakete aus einer Geschosswaffe also eine Plasmawaffe gemacht.)

Bist du sicher? Dann wäre es im Grunde auch zwecklos oder kontraproduktiv, die Nägel mit dem Laser abschießen zu wollen.

Zitat
Andererseits im günstigsten Fall hätte die Atomrakete dafür gesorgt, dass die Nägel am Planeten vorbeifliegen.
Die Erde hat einen Radius von ca. 600 km. Das heißt, man muss den Nagel um 600 km zur Seite schubsen.

6.000 km plus Wechselgeld, nicht 600 km.

Zitat
Wenn man den Nagel also einen Impuls von 1 km/s zur Seite gibt, müsste man ihn bei einer Entfernung von 1.800.000 km diesen Impuls verpassen. Das sind 0,01 AE.
Das heißt, es reicht für den Laser aus, wenn er den ankommenden Nägeln auf 0,01 AE Entfernung den Impuls verpassen kann.
Hmm, wäre halt die Frage, was genau passiert, wenn etwas sehr schnell den Erdmantel durchschlägt.
Ein bisschen Magma kommt bestimmt hoch. Ob das jetzt aber so viel Magma wie bei einem normalen Vulkanausbruch oder weniger ist, ist hier fraglich.
Und auch beim Erdbeben wäre ich mir nicht so sicher, wie stark das Erdbeben ist. (Schwingungen, also Erdbeben, werden ja häufig dadurch ausgelöst, dass etwas gespannt wird. - Hier wird der Erdmantel aber so schnell durchschlagen, dass kaum Zeit bleibt, um Spannungen aufzubauen.)

Es ist ja nicht nur ein Nagel, es wären ja mehrere, Dutzende oder Hunderte, je nach Größe der angreifenden Flotte. Und wenn so ein Nagelhagel ein Gebiet perforiert, dürfte das schon gewisse Auswirkungen haben.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 28.07.2008 | 17:08
Die Reibung hängt auch mit der Aerodynamik des Geschosses ab.
Ein Komet hat ja eine sehr schlechte Aerodynamik.
Während ein Geschoss, das nagelförmig bzw. pfeilförmig ist, eine sehr gut Aerodynamik besitzt. Damit erzeugt es auch weniger Reibung.
Zusätzlich kann man am Nagel Hitzeschilder befestigen, wie sie auch in der Raumfahrt verwendet werden.

Und letztendlich kann der Nagel ruhig verdampfen: Wenn du von einer 3000 km/s schnellen Druckwelle erfasst wirst, ist das fast genau so verheerend, wie von einem 3000 km/s schnelle Festkörperprojektil getroffen zu werden.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Hr. Rabe am 28.07.2008 | 17:24
Und letztendlich kann der Nagel ruhig verdampfen: Wenn du von einer 3000 km/s schnellen Druckwelle erfasst wirst, ist das fast genau so verheerend, wie von einem 3000 km/s schnelle Festkörperprojektil getroffen zu werden.

Tatsächlich würde ich als Angreifer den Nagel sogar verdampfen lassen wollen. Das resultierende Luftchaos, wenn 9.000.000.000.000 kJ kinetische Energie (Ekin = 1/2*mv2) schlagartig in Wärme umgewandelt wird ergibt so ein wunderhübsches Unwetter, daß ich mir keine bessere Vernichtungswaffe wünschen könnte. >;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 28.07.2008 | 17:39
Gott sei dank, nich nur ich schieße solche Böcke. Erdradius sind 6000km.
Stimmt. Dadurch verzehnfachen sich meine oben errechneten Werte:
Man muss ihn auf 18.000.000 km Entfernung, das entspricht 0,1 AE bereits den Impuls von 1km/s verpassen.

Aber bei einer Atomexplosion wird doch eine ganze Menge Energie frei, oder? Diese Energie wird in alle Richtungen abgestrahlt, und wenn die Nägel nah genug dran sind, bekommen sie einiges davon ab, oder? Wenn ich also genug Energie nah genug an den Nägel dran erzeuge, müssten sie verdampfen.
Ja, wenn du genug Energie erzeugst, dann verdampfen sie irgendwann.
Das Problem ist halt, dass du im Weltraum aber wesentlich mehr Energie zum Verdampfen benötigst als in der Atmosphäre.

Eine Atombombe setzt im Prinzip zwei Strahlungsarten frei:
Strahlungsenergie und Hitzeenergie.
Die Strahlen entweichen halt in alle Richtungen und die meisten fliegen ungehindert in den Weltraum. Nur die wenigsten Strahlen kommen auf den Nagelgeschossen an.
Von diesen wenigen Strahlen, die auf den Nagelgeschossen ankommen, werden wiederum die meisten entweder reflektiert oder durchdringen das Geschoss ungehindert. Es gibt nur ein sehr geringes Spektrum, das dafür sorgt, dass der Nagel sich erhitzt.

Kommen wir zur Hitzeenergie: Diese kann sich mangels Atmosphäre nicht ausbreiten und bleibt auf die Rakete selber beschränkt. Das bedeutet also, dass sich die Rakete so sehr erhitzt, dass sie gasförmig wird. Das Gas breitet sich nun explosionsartig aus und fliegt in alle Richtungen davon.
Auch hier gilt: Ein Großteil des Gases fliegt ungehindert in den Weltraum und hat keinerlei Auswirkungen auf die Geschosse. Ein Bruchteil des Gases trifft aber die Geschosse. Und hier ist halt die Hoffnung, dass die Hitzeenergie, die bisher in der verdampften Rakete gespeichert ist, sich auf die Nagelgeschosse überträgt und sie erhitzt.

Man kann also guten Gewissens schätzen, dass über 90% aller Energie, die bei einer Atombombenexplosion im Weltraum freigesetzt wird, sich nicht auf die Nägel überträgt, sondern wirkungslos im Weltraum verpufft. (Klar, wenn man 100 Atombombe zündet, dann sollte es ausreichen. - Aber man benötigt im Weltraum halt wesentlich mehr Energie als innerhalb der Atmosphäre.)

Zitat
Bist du sicher? Dann wäre es im Grunde auch zwecklos oder kontraproduktiv, die Nägel mit dem Laser abschießen zu wollen.
1) Nein, ich bin mir nicht sicher. Meine Vermutung beruht aber auf ein paar Beobachtungen:
Selbst Wasser kann sehr sehr schmerzhaft sein, wenn man es mit genügend hoher Geschwindigkeit abbekommt. (z.B. Bauchklatscher vom 10 Meterbrett oder Wasserwerfer der Polizei)

Der Schaden von Sprengstoffen beruht in den wenigsten Fällen direkt auf die Hitze, die freigesetzt wird, sondern häufiger auf der Druckwelle, die bei der Explosion ausgelöst wird. Und diese Druckwelle, die sogar Häuser zum Einsturz bringt, ist "nur" Luft mit einer sehr hohen Geschwindigkeit.

2) Die Nägel zu verdampfen bringt durchaus etwas. Es ist halt nur extrem wenig, was es bringt. (Anstatt ein 100 km tiefes Loch zu bohren, bohren die Partikel dann nur noch ein 90 km tiefes Loch. (Zahlen frei erfunden))

3) Der Sinn des Lasers (und der Atomrakete) sollte es auch weniger sein, den Nagel zu verdampfen, sondern vielmehr, ihm von Kurs abzubringen. (Du musst halt nicht den ganzen Nagel verdampfen, sondern ihn nur auf einer Seite verdampfen. Das sorgt dann dafür, dass der Nagel in Richtung der nichtverdampften Seite ablenkt.)

Bei Nägeln, die einen Spin haben, ist das zwar wesentlich komplizierter, aber prinzipiell auch machbar.

Zitat
Es ist ja nicht nur ein Nagel, es wären ja mehrere, Dutzende oder Hunderte, je nach Größe der angreifenden Flotte. Und wenn so ein Nagelhagel ein Gebiet perforiert, dürfte das schon gewisse Auswirkungen haben.
Das habe ich nie bestritten. Natürlich haben diese Nägel Auswirkungen.
Mir ging es um die Frage, ob sie Vulkane und/oder Erdbeben auslösen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Camouflage am 28.07.2008 | 18:17
Wenn man ein Geschoss auf dem Weg zum Planeten verdampft, dann hat sich die Sache erledigt. Gasförmig breitet sich das Geschoß nämlich durch den Druckausgleich und thermische Bewegung in alle Richtungen aus. Was in der Atmosphäre ankommt ist dann nur noch ein leichter Hauch, der vermutlich schon an die Ionosphäre einfach abgleitet. Wenn man die Theorien hier so ließt, dann fragt man sich, warum wir nicht schon längst vom Sonnenwind perforiert oder den unzähligen Explosionen von Tonnen von kosmischer Materie in der oberen Atmosphäre in Stücke gerissen wurden...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 28.07.2008 | 18:20
Solche Dinge sehe ich in der Sprungtor-Idee leider nicht. Oder hab ich was übersehen? Schreib doch mal wie ein spannender Krieg durch Sprungtore aussehen könnte.
1) Es gibt kein Sprungtor, sondern eine Spungsphäre. (Also einen Raum von vielleicht 1 Mio bis 10 Mio km Durchmesser, wo die Schiffe erscheinen können.)

2) mögliches Kriegszenario:
Sprung ins System mit Kriegsdrohnen. Diese Kriegsdrohnen sind mit Raketen ausgestattet, die auf alles schießen, was sich bewegt oder evtl. zurückschießt.

Eine Minute später erscheint dann die eigentliche Flotte der Angreifer.
Der Angreifer startet sofort Richtung Kolonialplanet mit Vollgas. Die Verteidiger im Nacken. Hier entbrennt im Prinzip ein Kampf wie in Star Wars IV, wo es galt, den Todesstern zu vernichten. (Die Angreifer haben einen Zielpunkt und versuchen mit vielen Ausweichmanövern diesen Zielpunkt zu erreichen, während die Verteidiger ihm am Nacken kleben und versuchen, den Angreifer vorher abzuknallen.)

Die Angreifer senden ihrerseits ebenfalls ein paar Jäger aus, die das Ziel haben, den Verteidiger aufzuhalten und zu beschäftigen, während die Bomber weiter auf das Ziel zufliegen.
Die Verteidiger müssen sich jetzt entscheiden, ob sie die Verfolgung abbrechen und sich um die Jäger kümmern oder ob sie die Verfolgung weiter aufnehmen und dafür dann von den Jägern unter Beschuss genommen werden.

Einige Kilometer bevor die Bomber in Reichweite der planetaren Laser gelangen, schießen die überlebenden Bomber ihre ganze Munition in Richtung Planet. (Darunter befinden sich sowohl Geschosse mit Antrieb als auch solche ohne Antrieb. Sowohl solche mit Sprengköpfen als auch welche ohne.)
Danach drehen die Bomber ab.

Der Planet schickt jetzt seinerseits alle möglichen Abwehrraketen in Richtung Angreifer und nimmt mit seinen planetaren Lasern den Beschuss der anfliegenden Nägel auf sich. (Die Bomber halten sich ja intelligenterweise außerhalb der Reichweite der Laser.)

Die Angriffsmunition der Angreifer ist gestaffelt: Vor allem vorne fliegen einige Raketen, die einen gut geschützten Sprengkopf haben und selbstständig manövrieren können. Sobald die Abwehrraketen der Feinde in Reichweite sind, zünden sie und zerstören damit die Abwehrrakten der Feinde.
Einige Angreiferraketen führen Ausweichmanöver durch, damit sie vom planetaren Laser schlechter getroffen werden und die anderen vertrauen auf ihre schiere Masse und fliegen direkt auf den Planeten zu.

Evtl. gibt es auch noch ein paar Abfangjäger der Verteidiger, die von hinten die Munition und Raketen unter Beschuss nehmen. (Und dabei vor den Jägern der Angreifer ausweichen müssen.)

Entweder gelingt es dem Angreifer mit diesem Erstschlag, eine Bresche in die planetare Verteidigung zu schlagen oder nicht.
Wenn es dem Planeten gelingt, alle feindlichen anfliegenden Raketen und Railgeschosse abzuschießen, gilt der Angriff als gescheitert und der Angreifer zieht sich zurück. (Evtl. baut er ja auf einem abgelegenen Planeten einen Brückenkopf auf.)

Sollte es dem Angreifer jedoch gelingen, die planetaren Laser auf einer Seite des Planeten auszuschalten, so können sie im nächsten Atemzug mit Phase B beginnen:
Ihre Bomber fliegen wieder zum Planeten. Und zwar ind em Korridor, in dem die planetaren Laser vernichtet wurden.

Auf dem Planeten ist man derweil beschäftigt, aus dem bunker diversese Flaks rauszuholen und sie auf der verwundeten Seite des Planeten zu stationieren. Uboote und Flugzeuge mit Interkontinetalraketen werden ebenfalls in Bewegung gebracht, um die Ankunft des Feindes zu erwarten.

Im Weltraum selber sollte derweil langsam eine Seite als überlegenen Seite hervorgehen. Nehmen wir mal an, dies seien die Angreifer. Die letzten Schiff springen also in den Hyperraum, um Hilfe zu holen und da sie keine Lust haben, vernichtet zu werden. (Die Verstärkung für den Verteidiger trifft aber frühestens in einigen Tagen ein.)

So, die Bomber können sich jetzt überlegen, was sie tun wollen: Die eine Seite des Planeten können sie relativ mühelos zerbomben. (Und ich denke mal, die Städte auf der verwundeten Seite des Planeten kapitulieren auch recht schnell.)
Auf der anderen Seite des Planeten sind die Abwehrsysteme des Planeten aber noch vollkommen intakt und der Angreifer hat auch bereits den Großteil seiner Munition verschossen.

Er wird daher Landetruppen aussenden, die die kapitulierenden Städte besetzt. Danach versucht er dann auf planetarer Ebene, bis zu den gegnerischen Lasern vorzustoßen und diese zu zerstören. (Aus dem Weltraum heraus, wäre das zu riskant.)
Dabei wird der Angreifer jedoch durchd ie Guerilla-Taktik der verteidiger immer weiter aufgehalten: Halt lauter Basen, die unter Wasser oder unter der Erde versteckt sind und den Flugzeugen/Raumschiffen zusetzen, sobald sie innerhalb der Atmosphäre fliegen.
Bodentruppen des Angreifers werden ebenfalls mit Widerstand zu kämpfen haben. Und sobald die Bodentruppen des Angreifers den bereich erreichen, der durch die planetaren Laser noch geschützt wird, können die angreifenden Bordentruppen auch nicht mehr auf Luftunterstützung hoffen. (Bzw. sie müssen erst den planetaren Laser ausschalten und bekommen dann Luftunterstützung.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 28.07.2008 | 18:43
Wenn die Boote und Flugis Interkontinentalraketen tragen, braucht man sie nicht Richtung Feind zu schicken. Sie bewegen sich nur um ihren Standort möglichst diffus zu halten. Die Raketen selbst haben ja interkontinentale Reichweite.  ::)

Als Verteidiger, besonders wenn es nur einen bewohnten Planeten gibt, wäre mir immernoch eine stationierte Flotte im Orbit. Diese muss dann nicht dem Angreifer hinterherjagen, sondern kann ihm entgegenfliegen. Die eigenen Waffen haben dann eine bessere Chance den Feind abzufangen. Besonders wenn die angreifenden Schiffe auf Geschindigkeit ausgelegt sind. Ein paar defensive Nuklearschläge in Fächerform um die Flotte dann etwas aufzubrechen. Das sollte auch die Nägelchen aus der stabilen Flugbahn werfen. Und alle sind glücklich. Nur so als Idee.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 28.07.2008 | 19:29
Gasförmig breitet sich das Geschoß nämlich durch den Druckausgleich und thermische Bewegung in alle Richtungen aus.
Das kommt auf die Relativbewegung der einzelnen Gasteilchen an.
Bei festen und flüssigen Stoffen werden die Atome zusammengehalten, auch wenn sie eigentlich in verschiedene Richtungen fliegen wollen.
Bei einem Gas fliegt jedes Atom in seine Richtung, ohne auf die anderen Atome Rücksicht zu nehmen.
Es ist also die Frage, in welche Richtung die einzelnen Atome fliegen.

Zitat
Wenn man die Theorien hier so ließt, dann fragt man sich, warum wir nicht schon längst vom Sonnenwind perforiert oder den unzähligen Explosionen von Tonnen von kosmischer Materie in der oberen Atmosphäre in Stücke gerissen wurden...
1) Der Sonnenwind ist elektrisch geladen. Daher wird er auch an der Ionosphäre abgelenkt.
Daher ist das Magnetfeld der Erde auch so wichtig: Ohne Magnetfeld der Erde, könnte die Ionosphäre uns nicht so gut vor den schnellen Sonnenwinden schützen.

Aber die Railgeschosse sind ja nicht ionisiert. Die Ionosphäre und das Magnetfeld der Erde lenken diese Geschosse also nicht ab.

2) Der stärkste Tornado hatte Windgeschwindigkeiten von 500 km/h. Das entspricht 0,14 km/s.
Jetzt stell dir bitte einen Wind vor, der zehntausendmal so schnell ist, wie der stärkste Tornado. Das ist nämlich das verdampfte Nagelgeschoss.

Deine Idee beinhaltet aber leider gar nicht, dass das Sprungtor verteidigt wird. 1 - 10 Mio km sind jetzt nicht wirklich die große Späre für diese Technologie.
1) Doch, natürlich wird sie verteidigt. Deswegen werden ja auch erst die Drohnen  vorgeschickt, um den Großteil des Raketenarsenals auf sich zu ziehen.
Und nachdem die die Hauptangriffsflotte den Punkt erreicht, startet sie ja auch mit Maximalgeschwindigkeit durch und fliegt sofort Ausweichkurse.

2) Ich halte 1 Mio km bis 10 Mio km Durchmesser Schon für extrem groß. Das entspricht immerhin die dreifache bis 26fache Entfernung Erde-Mond.
Aber falls dies zu klein ist, kann man die Sphäre sicherlich auch auf 100 Mio km bis 2 AE ausweiten. (Aber ich halte die momentane Größe für vollkommen ausreichend.)

Zitat
Du sprichst von Verteidiger im Nacken ala StarWars. Für wie blöd hältst Du die Verteidiger? Die werden nicht hinter dem Sprungtor rumdümpeln sondern zwischen dem System und dem Sprungtor.
Was sollen sie denn dort machen?
Das wäre nicht sehr intelligent vom Verteidiger:
Bis der Angreifer dann endlich ihre Position erreicht hat, haben sie bereits eine hohe Relativgeschwindigkeit. Außerdem haben  die Verteidiger so wertvolle Zeit verloren, die sie zum Abfangen hätten nutzen können.

Der effektivste Ort, um Angreifer abzuwehren ist nunmal in der Nähe des Sprungpunktes und nicht irgendwo zwischen Sprungpunkt und Kolonie. (Vor allem, da man nie weiß, ob der Angreifer die Kolonie angreift oder einen Asteroidenbasis oder eine Abbaumine oder eine Luftkuppel auf einem anderen Planeten.)

Also: Sollten die Verteidiger nicht am Sprungpunkt, sondern zwischen Sprungpunkt und Planet auf mich warten, würde ich mich als Angreifer riesig freuen.

Zitat
Und das Setting ist auch gar nicht wie StarWars, wo Jäger herumkurven und per Hand mit dem Laser schießen.
Das habe ich auch nie gesagt. Ich sagte, die einen fliegen auf den Planeten zu und die anderen versuchen das zu verhindern. Und weil ein bild nunmal mehr als tausend Worte sagt, habe ich geschrieben, dass das halt so ähnlich ist wie bei Star Wars Episode IV.

Falls du mit diesem Bild nichts anfangen kannst, vergiss das Bild einfach und orientiere dich an dem Text, den ich geschrieben habe. Aber es gibt nunmal viele Leute, die eher visuell wahrnehmen und denen dieses Bild mehr sagt, als eine umständliche Textbeschreibung der Sachen. (Und dass zumindest die Bomber in dem Setting keine ein Mann Raumgleiter sind, sondern ein großer Pott, muss ich wohl nicht extra erwähnen. (Das folgt irgendwie implizit aus der späteren Aussage, dass die Bomber Landetruppen absetzen.))
Und ob die Jäger selber lieber klein und wendig oder groß und schwer gepanzert sind, ist für das Prinzip erstmal egal. Das darf sich dann der General vor Ort überlegen, welche Schiffe er einsetzt. (Bzw. wenn ich in dem Setting mal einen General spiele, werde ich es mir zu diesem Zeitpunkt überlegen. Hier ging es ja nur um die grobe Idee.)

Zitat
Das ist ein böses wissenschaftliches Setting mit zielsuchenden Raketen.
Zielsuchende Raketen gab es auch bei StarWars. (Disclaimer: Ich will damit NICHT sagen, dass dieses Setting wie StarWars ist. - Ich will nur sagen, dass es in beiden Settings zielsuchende Raketen gibt. - Nicht mehr und nicht weniger.)

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Wer auch immer da ankommt muss eine Orgel aus automatischem Abwehrfeuer aushalten.
Ja, und der Verteidiger muss eine Orgel aus automatischen Angriffsfeuer aushalten.

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Und das sind spott billige Raketen-Drohnen und Lasergeschütze, nicht welche mit einem eigenen FTL-Antrieb, die die Angreifer stellen müssen. Wie billig denkst Du ist so ein FTL-Antrieb und wie billig denkst Du ist es eine Drohne quer durchs Universum zu schicken?
Keine Ahnung, wie teuer ein FTL Antrieb ist. Ich denke aber nicht, dass ein FTL-Antrieb teurer als 3-4 Raketen ist.

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So ein Sprungtor kann mit einem wirksameren Minengürtel versehen werden.
Und deswegen schicke ich auch erstmal Drohnen und eigene Minen durch das Sprungtor, damit der Großteil des gegnerischen Feldes erstmal ausgeschaltet wird.

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Sorry, Dein Szenario wirkt nicht im mindesten überzeugend, weil Du Dir nicht ausreichend Gedanken gemacht hast, dass ein militärisch verteidigtes Sprungtor eine Todesfalle ist.
Nein. Ein Sprungtor ist ein Nadelöhr, aber keine Todesfalle.
Klar wird der Verteidigers eine Verteidigung auf die Nadelöhre forcieren. Das ändert aber nichts daran, dass es keine Todesfallen sind. (Sieh es wie den Sturm auf die Normandie: Dort hatten die Deutschen die Verteidigung auch entlang der Küstenlinie forciert und es sind viele Amis gestorben. Aber letztendlich haben sie den Strand doch noch eingenommen. - Und hier hatten die Deutschen den Vorteil, dass sie sich verschanzen konnten. Das ist im Weltraum nicht möglich.)

Wieviele AE Durchmesser müsste denn deiner Meinung nach ein Sprungpunkt haben, damit er nicht zur Todessfalle wird?

Zitat
Das ganze Kriegsdingens ist ja aber auch gar nicht das eigentliche Thema, sondern die Freiheit der Spieler.
Sorry, ich habe nur eine Frage beantwortet.

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Die Spieler sind ja Händler, Kolonisten, Piraten oder Forscher, die von einem freieren FTL-Bewegungssystem profitieren würden.
Bei einem Sprungtor-Prinzip gibt es keine Wahl und kein Geheimnis für die Spieler.
Was meinst du damit?
1) Man muss kein Sprungtor benutzen. Auch innerhalb eines Systems gibt es genug Action. (Siehe z.B. Firefly)
2) Ja, wenn man sich als Schmuggler verdient, muss man damit rechnen, dass ein Kontrolleur an Bord kommt und das Schiff durchsucht. - Dann muss man als Schmuggler seine Waren halt gut versteckt haben.

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Ich finde das eher lahm, aber ich werde jetzt aufhören etwas dazu zu sagen. Wer an diesem Punkt immer noch anderer Meinung ist, soll sich halt mal für die andere Sache ein paar coole Stories überlegen, denn die haben wir immer noch nicht so wirklich.
Dann erzähle doch mal eine coole Story, die mit deiner Form des FTLs funktioniert, aber mit der Sphäre nicht.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 28.07.2008 | 20:10
Also die genau Größe ist nicht so wichtig. Vielleicht kommt nachher ncoh eine 0 dazu oder es wird eine Null weggenommen. Es sollten aber auf alle Fälle folgendes erfüllt sein:

1) Schmuggel ist nicht ganz so einfach. (Am einfachsten ist es wohl, die Waren an Bord so zu verstecken, dass der Kontrolleur sie nicht findet.)

2) Der Verteidiger hat einen Vorteil. Prinzipiell soll es Angreifern möglich sein, auch eine gegnerische Kolonie zu erobern. Dies sollte ihm aber nur möglich sein, wenn er eindeutig überlegen ist. - Bei einem Kräftegleichgewicht sollte der Verteidiger gewinnen.

Motivation dahinter ist halt, dass man dieses bedrückende Gefühl des Kalten Krieges vermeiden will. (Die Großmächte können sich schon spinnefeind sein. - Aber prinzipiell sollte eine Verteidigung halt erfolgversprechender sein, als ein Gegenangriff.)

3) Die Entfernung zwischen den einzelnen Systemen soll fühlbar sein.
Konflikte sind daher auch meistens nur "lokal", das heißt, auf ein System beschränkt.

Punkt 2) ist dabei wohl der Hauptgrund:
Wenn man dem Angreifer erlaubt, an einem beliebigen Punkt innerhalb der 10 AE Entfernung zur Sonne rauszukommen, dann hat der Angreifer damit einen Vorteil. (Ich würde nicht von einem unüberwindbaren Vorteil sprechen. - Aber es ist eindeutig ein Vorteil.)

Wenn man dagegen eine Sphäre hat, ist der Verteidiger im Vorteil. Je größer die Sphäre ist, desto geringer ist der Vorteil des Verteidigers. Jetzt geht es halt darum, eine Größe zu finden, die dem Verteidiger einen Vorteil lässt, ohne die Sphäre jedoch zum unüberwindbaren Hindernis zu machen. (Und ich persönlich denke, ein Durchmesser mit ungefähr der zehnfachen Entfernung Erde-Mond ist da ein guter Kompromiss.)

Zitat
Der dafür vorgesehene Atlantikwall war über 2.500 km lang. Wo ist da das Nadelöhr???
Die Termophylen waren eine Todesfalle. Der Atlantikwall mit 2.500 km Länge ist "nur" ein Nadelöhr.

Oder um es auf SF Verhältnisse umzusetzen:
Eine Sphäre mit 2.500 km Durchmesser ist eine Todesfalle.
Eine Sphäre mit 1 Mio km Durchmesser ist "nur" ein Nadelöhr.
Titel: Re: Der fünfminütige Krieg
Beitrag von: Feuersänger am 28.07.2008 | 20:10
Fünf Minuten Krieg.

Mich erinnert dein Szenario ein bißchen an den Angriff der Zylonen in Battlestar Galactica. Wir erinnern uns ja, wie das ausgegangen ist.

Zitat
Solche Dinge sehe ich in der Sprungtor-Idee leider nicht. Oder hab ich was übersehen? Schreib doch mal wie ein spannender Krieg durch Sprungtore aussehen könnte. Oder liegt in den Sprungtoren die Möglichkeit Kriege auf großem Niveau abzuschaffen? Ist das Dein Ziel? Und welchen Vorteil für die Story bietet das?

Okay, ich versuch mal, das Pferd von vorne aufzuzäumen.
Erstens: als wir ins Setting einsteigen, gibt es noch keine nennenswerten Raumstreitkräfte, keine kampfstarken Kriegsschiffe mit gewaltigen Railguns. Ein Großteil der Schiffe wird überhaupt nicht bewaffnet sein. Die typischen Schiffswaffen werden Laser sein, deren Power bei ca. 1% der Triebwerksleistung liegt. Stärkere Schiffslaser werden gar nicht hergestellt.
Die Systemsicherheit soll in erster Linie vor Naturgewalten (Asteroiden auf gefährlichen Flugbahnen) und vor einzelnen Kriminellen (Piraten etc.) schützen, und bei Unfällen eingreifen wie z.B. havarierte Robofrachter, die antriebslos auf ihr Ziel zurasen.
Dann kommt es irgendwann zum ersten Unabhängigkeitskrieg. Frachterkapitäne bekommen Kaperbriefe ausgestellt und werden zu Freibeutern, die im Auftrag ihrer gewählten Seite gegnerische Frachter aufbringen und sich deren Ladung aneignen wollen.
Dringt so ein Freibeuter in ein gegnerisches System ein, bekommt er es mit ein paar Schiffen der Systempatrouille zu tun, die die Sprungsphäre sichern sollen. Wenn er sich nicht einfach als harmloser Frachter ausgibt und unbehelligt ins Systeminnere vorstoßen kann.

Mit der Zeit eskaliert der Konflikt dann, aber es hält sich nach wie vor in Grenzen. Beide Seiten müssen immer noch mit den Schiffen auskommen, die sie haben. Jetzt versucht man vielleicht, die Infrastruktur des Gegners zu schädigen, indem man Angriffe auf Orbitalwerften oder dergleichen startet. Natürlich rüstet man gleichzeitig auch die Jumpsphere-Sicherheit auf, so gut man kann.

Bei einem großangelegten Angriff auf ein System - z.B. um die Fertigstellung eines neuen Schlachtschiffs zu verhindern - kundschaftet natürlich erst ein Schiff die Lage aus. Reinspringen, sich umsehen, und je nachdem ob es als Feind erkannt wird, sofort wieder Fersengeld geben, oder auch ein Ablenkungsmanöver starten.
Dann springen alle verfügbaren Kräfte gleichzeitig rein. Nun gibt es verschiedene mögliche Taktiken. Es könnte z.B. ein Teil der Flotte versuchen, die Verteidiger in Nahkämpfe zu verwickeln, während eine andere Abteilung - "Bomber" - den Durchbruch in Richtung Missionsziel versucht. Ein Teil der Verteidiger nimmt die Verfolgung auf. Es kommt zu einer Verfolgungsjagd mit ständigen Ausweichmanövern, während beide Seiten pokern, wer sich die höhere Beschleunigung leisten kann. Dabei müssen die Verfolger auch noch darauf achten, nicht in den viele Terawatt starken Abgasstrahl der Bomber zu geraten. Diese versuchen, die Jäger abzuschütteln. Sie verfügen in diesem Kriegsstadium noch nicht über leistungsfähige Railguns, müssen also ihren Kurs so fliegen, dass die Slugs nach dem Ausklinken von alleine ins Ziel finden.
So sieht dann der Kampf aus: die Jäger versuchen, die Bomber durch ständigen Beschuss daran zu hindern, auf den korrekten Zielvektor einzuschwenken (wenn sie die Bomber dabei abschießen, umso besser). Die Bomber versuchen, die Jäger durch höheren Schub abzuhängen. Wofern keine Seite die andere abschießt, gewinnt die Seite, die länger durchhält, also mehr Sprit hat.

Wie gesagt: sowohl Jäger als auch Bomber sind beides eigentlich ganz normale Raumschiffe, die im Rahmen des Möglichen umgerüstet wurden. Das bedeutet z.B. auch, dass die Radiatoren nicht besonders geschützt sein werden, der Rumpf nicht nennenswert gepanzert ist, und so weiter. Vielleicht werden schon nach kurzer Zeit die Kombattantenschiffe mit einer Silberschicht bedampft, um vor Laserbeschuss etwas geschützt zu sein.

Nach den ersten ein oder zwei I-Wars werden alle Seiten, Beteiligte und Beobachter, ihre Schlüsse aus dem Geschehenen ziehen und anfangen, entsprechend optimierte Schiffe zu bauen. Das sind dann die ersten echten Kriegsschiffe. Man experimentiert mit stärkeren Lasern, stärkeren Railguns, braucht dazu größere Radiatoren, die man gleichzeitig versucht robuster zu machen, und so weiter.

Ein Krieg der zweiten Generation sieht dann schon etwas anders aus. Die Jumpspheres werden stärker bewacht werden, und die Angreifer müssen mit größeren Kräften und in mehreren Wellen anrücken. Die erste Welle entspricht quasi der "Forlorn Hope", die bereits zuvor genannt wurde. Es ist aber dabei Burnside's Zeroth Law zu bedenken - Kämpfe Mensch gegen Mensch sind spannender als irgendwelche Computer Diese soll die Verteidigung schwächen und eine Bresche schlagen. Womöglich  Schlachten um Jumpspheres alleine können schon Tage dauern, in denen beide Seiten verzweifelt immer mehr Material an die Front werfen, verkrüppelte Schiffe abziehen und durch frische Kräfte ersetzen. Irgendwann muss eine der beiden Seiten aufgeben. Erringen die Angreifer den Sieg und somit die Kontrolle über die Jumpsphere, müssen die Verteidiger sich zurückziehen und neu formieren. Und so weiter.

So, bin jetzt während des Tippens aufgehalten worden, jetzt poste ich das erstmal und kümmer mich dann um die restlichen Beiträge.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 28.07.2008 | 21:14
Doppelpost, aber sonst komm ich ja gar nicht mehr hinterher.

Deine Idee beinhaltet aber leider gar nicht, dass das Sprungtor verteidigt wird. 1 - 10 Mio km sind jetzt nicht wirklich die große Späre für diese Technologie.

Eigentlich schon. Nehmen wir mal 3 Millionen km (~geometrisches Mittel) an. Ankommende Schiffe stehen erstmal still (relativ zur Sphäre) und müssen dort rausbeschleunigen. Der Abwehrperimeter kann logischerweise erst außerhalb der Sphäre beginnen. Ankommende Schiffe sind also z.B. zufällig 1 Mio km von der Sphärengrenze entfernt. Verteidiger vor Ort werden auch still stehen (relativ zur Sphäre). Die Schiffe haben also 1 Mio km, um erstmal auf Touren zu kommen. Das ist ein Haufen Holz. Ein Schiff, das mit 3 G rausbeschleunigt, braucht über 2 Stunden (8000s), um den Rand zu erreichen und hat zu diesem Zeitpunkt 240km/s drauf.

Das Gebiet mit Minen zu sichern, kannst du übrigens streichen. Selbst bei 1 Mio km Durchmesser besäße die Sphäre eine "Oberfläche" von 3 Billionen km². Da bräuchtest du eine Menge Minen (Milliarden!), und die Angreifer müssten nur ein paar davon abschießen, um zu entkommen.

Ja ist schon nicht klein, aber was ist denn ausreichend? Ausreichend für was? Warum sollte sie diese Größe haben?

Sie sollen eine Größe haben, die Neuankömmlingen etwas "Luft zum Atmen" verschafft, und Zeit sich zu sortieren und organisieren, ehe man mit etwaigen Wachhunden konfrontiert wird. Sie sollen so groß sein, dass sie nicht sofort nach dem Auftauchen geröstet werden können.
Das Ankunftsgebiet soll aber andererseits nicht so groß sein, dass die Verteidiger überhaupt keine realistische Möglichkeit haben - außer mit sauviel Glück - einen Angreifer (oder Piraten, Schmuggler oder sonstwas) überhaupt stellen zu können.

Zitat
Ich bin jetzt halt immer noch nicht dahinter gekommen, was Feuersänger und Dich jetzt dazu treibt das genau so zu machen. Was ist der Mehrwert?

Ich weiß nicht, wie oft ich es schon erklärt habe und wie oft ich es noch erklären soll. oO
Der Mehrwert ist, dass es kein unaufhaltsames Gleichgewicht des Schreckens gibt, das Kriege entweder komplett unmöglich macht oder im Kriegsfalle unausweichlich in der kompletten Vernichtung beider Welten endet.
Der Mehrwert ist, dass es nur dann private Raumfahrt geben kann, wenn nicht jedes Schiff eine potentielle Weltvernichtungsmaschine ist. Denn wenn das der Fall ist, wird keine Regierung im ganzen Universum irgendwelchen Privatleuten solche Maschinen überlassen.

Zitat
Wenn man reisen kann wohin man will, kann man z. B. innerhalb eines Systems herumreisen, um von einem äußeren Planeten schneller zum anderen äußeren zu kommen, ohne das ganze System durchfliegen zu müssen.

Und wo ist das dann besonders spannend, wenn man sich einfach ins Schiff setzt, auf einen Knopf drückt und am Ziel ist?
Eine normale interplanetare Reise dauert halt ein paar Tage - na und, man muss es ja nicht stundenweise ausspielen, sondern macht halt Scene Framing direkt bis zum Encounter. Aber es kann Encounter geben. Wenn jeder immer nur irgendwo bis kurz vor die Haustür springt, gibt es auch fast keinen Platz für Encounter. Außer eben direkt vor der Haustür.

Davon abgesehen:
Jumpspheres machen Schmuggel etwas riskant, ja. Aber im Fall des Falles muss der Zoll andocken und das Schiff durchsuchen, u _vielleicht_ etwas zu finden. Berufsrisiko. Meistens wird die Systempatrouille am Jumppoint sich wohl gar nicht groß mit ankommenden Frachtern aufhalten, und den Job den Behörden in den Zielhäfen überlassen. Und wenn ein Schmuggler doch mal auffliegt, muss er sich eben was einfallen lassen! Wilde Hatz, Fluchtsprung, Bestechung, sonstwas.
Analog für Piraten.

Beim Go-Anywhere FTL haben die Kriminellen dagegen überhaupt kein Risiko. Sie müssen bloß irgendwo an den Arsch des Systems springen, wo kein Patrouillenschiff hinkommt. Ist das spannend?

Zitat
Bei kleinen FTL-Sphären bleibt eben kein Ankömmling unentdeckt.

Es bleibt so oder so kein Schiff unentdeckt.

Zitat
Ein unkontrolleirtes FTL ist einfach eine gute Sache für die 'bösen' Jungs - egal was sie machen. Und Rollenspiele leben nunmal sehr stark von bösen Jungs. Manchmal sind die Spieler sogar welche.

Siehe oben: in einer Welt mit "freiem" FTL wird es dafür keine "freie" Raumfahrt geben. Jedes Schiff, das keinen Regierungstransponder trägt, stellt potentiell eine tödliche Gefahr für einen ganzen Planeten dar und wird entsprechend behandelt werden. Lies: sofortiger Angriff aller verfügbaren Kräfte. Shoot to kill.

Unsereiner darf heutzutage auch keinen Leo2 komplett mit Rheinmetall-Kanone besitzen und erst recht nicht durch die Gegend fahren. Erst recht keinen Jagdbomber mit Atomwaffen. Oder ICBMs. Das hat alles seinen Grund.
Ein einziges Torchship ist potentiell um Größenordnungen gefährlicher. Die einzige Chance auf private Raumfahrt besteht darin, dass _physikalische_ Bedingungen existieren, die den Torchships etwas von ihrem Schrecken nehmen.

Zitat
Der dafür vorgesehene Atlantikwall war über 2.500 km lang. Wo ist da das Nadelöhr???

Am Strand. Der Ami konnte nicht einfach in Potsdam landen und von dort aus gemütlich nach Berlin spazieren.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Camouflage am 29.07.2008 | 01:47
Das kommt auf die Relativbewegung der einzelnen Gasteilchen an.
Bei festen und flüssigen Stoffen werden die Atome zusammengehalten, auch wenn sie eigentlich in verschiedene Richtungen fliegen wollen.
Bei einem Gas fliegt jedes Atom in seine Richtung, ohne auf die anderen Atome Rücksicht zu nehmen.
Es ist also die Frage, in welche Richtung die einzelnen Atome fliegen.
Selbst ein einzelnes Elektron in einem Teilchenbeschleuniger wird durch thermische Bewegung von seiner Kreisbahn abgelenkt. Thermische Bewegung ist ein Zufallsprozess, der sich nur stochastisch beschreiben läßt.

Außerdem, was passiert auf der Erde, wenn etwas verdampft? Richtig, der Dampf breitet sich aus, weil er mehr Volumen einnimmt als vorher. Und er tut das sogar gegen einen Umgebungsluftdruck, der dem Ganzen entgegenwirkt. Was passiert, wenn etwas im Vakuum verdampft? Es explodiert, da der durch die thermische Bewegung hervorgerufenen Volumenänderung gar keine Kräfte mehr entgegenwirken und schlicht die meisten Bewegungsimpulse zur Mitte der Wolke durch Kollision der Teilchen in weitere thermische Energie umgewandelt werden, so daß in der großen Überzahl nur die Bewegungsimpulse nach außen erhalten bleiben.

Oder, um es mal weniger hochtrabend auszudrücken:
Jedes Gas ist bestrebt sich so lange auszubreiten, bis gegenüber der Umgebung ein Druckausgleich stattgefunden hat, je höher der Druckunterschied, desto stärker wird der Effekt. Was denkst Du denn, wie eine Detonation funktioniert? Man nimmt einen Feststoff und löst in diesem eine Reaktion aus, die ihn spontan in einen oder mehrere gasförmige Stoffe zerfallen läßt, die dann ein Vielfaches des vorherigen Volumens benötigen. Die ganze Hitze etc. ist nur eine Nebenprodukt des spontan entstehenden Drucks.

Zitat
1) Der Sonnenwind ist elektrisch geladen. Daher wird er auch an der Ionosphäre abgelenkt.
Daher ist das Magnetfeld der Erde auch so wichtig: Ohne Magnetfeld der Erde, könnte die Ionosphäre uns nicht so gut vor den schnellen Sonnenwinden schützen.

Aber die Railgeschosse sind ja nicht ionisiert. Die Ionosphäre und das Magnetfeld der Erde lenken diese Geschosse also nicht ab.

Dir ist geläufig, daß einer der Effekte, den HE-Laser aus gasförmige Stoffe haben, darin besteht, sie zu ionisieren, da ab einem gewissen Maß an thermischer Energie die Elektronen frei werden?

Dir ist auch geläufig, daß Dinge, die von außen mit hoher Geschwindigkeit in die Atmosphäre eindringen üblicherweise durch die dabei entstehden thermischen Energien ionisiert werden?

Und da ja schon das Stichwort Plasma fiel: Dir ist geläufig das Plasma grundsätzlich ionisiert ist? Was eine sehr interessante Parallele zum Sonnenwind ist, die darin begründet sein könnte, daß Sonnenwind Plasma ist...

Zitat
2) Der stärkste Tornado hatte Windgeschwindigkeiten von 500 km/h. Das entspricht 0,14 km/s.
Jetzt stell dir bitte einen Wind vor, der zehntausendmal so schnell ist, wie der stärkste Tornado. Das ist nämlich das verdampfte Nagelgeschoss.

Dir ist auch geläufig, daß dieser stärkste Tornado in seinem Wirkungsgebiet einige tausend Tonnen Luft bewegt hat und man 10 Kilometer weiter nichts mehr davon gespürt hat?

Von wievielen Millarden Tonnen reden wir jetzt eigentlich bei den Geschossen? Denn unterhalb dieser Massen hätte die auftreffende Gaswolke keinen anderen Effekt, als evtl. ein paar hübsche Nordlichter zu erzeugen.

Nur mal so als Bild:
Das Gas trifft auf die Atmosphäre wie ein Schwall Wasser auf eine Wasseroberfläche. Sämtliche wirkenden Kräfte werden in der Atmosphäre gleichförmig in alle Richtungen abgeleitet, was dazu führt, daß die Kräfte im Quadrat ihrer Entfernung abnehmen.

Meteoroiden erhalten ihre zerstörerische Wirkung dadurch, daß sie noch in fester Form auf dem Boden aufschlagen oder zumindest erst innerhalb der Atmosphäre explosionsartig verdampfen. Die bisherige Theorie zum Tunguska Meteoroiden geht z.B. von einer Explosion in 6-14km Höhe aus und die entwurzelte "grad mal" Bäume im Umkreis von 30 km. Eine auftreffende Gaswolke entspräche aber einer Explosion in mehr als 1000km Höhe.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 29.07.2008 | 03:12
Außerdem, was passiert auf der Erde, wenn etwas verdampft? Richtig, der Dampf breitet sich aus, weil er mehr Volumen einnimmt als vorher.
Das ist ein Zirkelschluss:
Er breitet sich aus, weil er mehr Volumen einnimmt und er nimmt mehr Volumen ein, weil er sich ausbreitet.
Im Prinzip ist "Der Dampf breitet sich aus" semantisch äquivalent zu "Der Dampf nimmt mehr Volumen ein."

Die Frage ist doch, wieso er das tut. Und hier ist die Antwort:
- Bei einer Erhöhung der Temperatur nimmt die mittlere kinetische Energie der Teilchen zu.
- Das heißt, die Teilchen schlagen stärker gegen die Außenhülle.
- Das bedeutet, der Druck auf die Hülle ist innen stärker als von außen.
- Das bedeutet, die Hülle bewegt sich in die Richtung mit weniger Druck.
- Das bedeutet, dass die Hülle immer größer wird, bis der Innendruck wieder gleich dem Außendruck ist.
- Das bedeutet, dass der Gasbehälter jetzt mehr Volumen hat als vorher.
- Das bedeutet, dass das Gas im Inneren des Behälters mehr Volumen einnimmt als vorher.

Das sich das Gas ausdehnt, ist also nur eine Folge dessen, dass die Atome beschleunigt wurden. (Und zwar in unterschiedliche Richtungen: Würden alle Gasatome in die gleiche Richtung beschleunigt werden, würde sich der Gasbehälter bewegen. Da die Atome aber in unterschiedliche Richtungen beschleunigt wurden, dehnt sich der Gasbehälter aus.)

Zitat
Die ganze Hitze etc. ist nur eine Nebenprodukt des spontan entstehenden Drucks.
Eigentlich ist es genau andersrum:
Der Druck ist ein Nebeneffekt der spontan entstandenen Hitze. Wobei Hitze im Prinzip nur kinetische Energie ist. (Die im Regelfall halt Bewegungsimpulse in alle möglichen Richtungen besitzt.)

Zitat
Dir ist geläufig, daß einer der Effekte, den HE-Laser aus gasförmige Stoffe haben, darin besteht, sie zu ionisieren, da ab einem gewissen Maß an thermischer Energie die Elektronen frei werden?
Ab diesem Zustand spricht man von Plasma.
Plasma ist aber ein Aggregatzustand nach gasförmig.

Zitat
Dir ist auch geläufig, daß Dinge, die von außen mit hoher Geschwindigkeit in die Atmosphäre eindringen üblicherweise durch die dabei entstehden thermischen Energien ionisiert werden?
Das kommt wieder auf die dabei auftretenden Temperaturen an.
Desweiteren kommt es darauf an, ob es bereits in der Ionsophäre ionisiert war und abgelenkt wird, oder ob das Teilchen ungeladen in die Atmosphäre gelangt und erst dort ionisiert wird.

Zitat
Und da ja schon das Stichwort Plasma fiel: Dir ist geläufig das Plasma grundsätzlich ionisiert ist?
Ja.

Zitat
Dir ist auch geläufig, daß dieser stärkste Tornado in seinem Wirkungsgebiet einige tausend Tonnen Luft bewegt hat und man 10 Kilometer weiter nichts mehr davon gespürt hat?
Dann nehme die Explosion einer Atombombe:
Da ist die Luftbewegung (auch Druckwelle genannt) auch noch in 20km extrem drastisch.

Um die Auswirkungen zu überschlagen und sich zu überlegen, wie weit diese reichen, müsste man die Energien vergleichen:Nur mal, um ein Gefühl für die gewaltigen Energien zu bekommen. (Es kommt natürlich auch darauf an, wie sehr sich die Energie verteilt, oder ob sie einfach ungespitzt in den Boden rammt. - Aber völlig folgenlos wird diese Energie gewiss nicht bleiben.)

Zitat
Von wievielen Millarden Tonnen reden wir jetzt eigentlich bei den Geschossen?
Wir reden von einem 7 Tonnen Geschoss bei einer Geschwindigkeit von 3000 km/s.
Das macht nach der oberen Rechnung 3* 1013 kJ kinetische Energie.

Das ist die dreifache Energie einer kleinen Wasserstoffbombe. Oder 7 Nägel haben die Energie einer Zarenbombe. (Disclaimer: Von der freiwerdenden Energie kann man natürlich nicht direkt auf das Zerstörungspotential schließen. - Aber es bildet einen guten Anhaltspunkt.)

Zitat
Das Gas trifft auf die Atmosphäre wie ein Schwall Wasser auf eine Wasseroberfläche. Sämtliche wirkenden Kräfte werden in der Atmosphäre gleichförmig in alle Richtungen abgeleitet, was dazu führt, daß die Kräfte im Quadrat ihrer Entfernung abnehmen.
Ja, das stimmt.

Aber nehmen wir mal die 3* 1013 kJ kinetischer Energie, die in die Ionosphäre aufkommen. Sie breiten sich nun kugelförmig aus. Sagen wir, ab 100 km Höhe ist die Atmosphäre dicht genug, um die ankommenden Gase merklich zu bremsen und langsam zu ionisieren.

Die Kugeloberfläche ist 4*pi*r².

Die Energie, die also unten an der Oberfläche ankommt ist:
3* 1013 kJ /4*pi*(100 km)² *2 =0,5 *1013 kJ / 1010 (m/s)² = 500 kJ.

Das ist sicherlich nicht genug Energie, um direkt auf der Erde für Schaden zu sorgen. Allerdings muss man beachten, dass diese Energie in einen Umkreis von 100 km herunterkommt. Und damit ist es durchaus heftig genug, schweres Unwetter auszulösen.

(Die ganze Rechnung halt unter der Voraussetzung, dass der Nagel vollständig verdampft wurde BEVOR er in die Atmosphäre eindringt. Falls er erst im Anschluss verdampft, kommt wesentlich mehr Energie auf der Oberfläche an.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Hr. Rabe am 29.07.2008 | 09:25
Nur mal so als Bild:
Das Gas trifft auf die Atmosphäre wie ein Schwall Wasser auf eine Wasseroberfläche. Sämtliche wirkenden Kräfte werden in der Atmosphäre gleichförmig in alle Richtungen abgeleitet, was dazu führt, daß die Kräfte im Quadrat ihrer Entfernung abnehmen.

Meteoroiden erhalten ihre zerstörerische Wirkung dadurch, daß sie noch in fester Form auf dem Boden aufschlagen oder zumindest erst innerhalb der Atmosphäre explosionsartig verdampfen. Die bisherige Theorie zum Tunguska Meteoroiden geht z.B. von einer Explosion in 6-14km Höhe aus und die entwurzelte "grad mal" Bäume im Umkreis von 30 km. Eine auftreffende Gaswolke entspräche aber einer Explosion in mehr als 1000km Höhe.

Dann müßen wir das eben doch noch rechnen:

Die Nagelgeschoße kommen an der äuseren Athmosphäre mit 3000km/s vollständig im festen Zustand an. 2 Tonnen Wollfram, mit einer effektiven Ausenfläche von 1,884 m2.
Zwischen 80km und 50km Höhe, hat die Atmosphäre einen Druck von 0Pa bis 2Pa s.
- Der Nagel (20*300cm) hat einen Equivalentradius von: 15,50m Wenn ich mich jetzt nicht verrechnet habe.
- Die Reibungskraft nach Stokes ist demnach (FR = -6*PI*r*η*v) 1.752.120 kN (bei η = 2Pa s)
- Daraus ergibt sich eine thermische Energie von ETH = 175212 GNm (Giganewtonmeter). Wie Wikipedia geh ich mal einfach davon aus, daß die Hälfte der Energie auf den Nagel und die andere Hälfte auf die Luft übergeht. (Hoffnungslos übertrieben, da der Nagel durch die enorme Geschwindigkeit und Nagelförmigkeit wesentlich weniger abbekommt.)
- Und daraus wieder eine Temperaturerhöhung von (Wolfram hat eine Wärmekapazität von 0,134) 326888060 °K.

So, wenn mir jetzt noch jemand sagt, ob das ausreicht, um den Nagel in 0,03 Sekunden (bevor er am Boden ist) zu verdampfen müßten wir das haben.

Ich will hierbei trozdem anmerken, daß sich auch die Luft in einer Säule um den Nagel herrum (und zwar wahrscheinlich zwischen 70 und 25 km Höhe) um besagte 326888060 °K aufheizt. Kann mir da mal jemand die entsprechende Gasexplosion sagen? >;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Ein am 29.07.2008 | 09:41
frage mich gerade, was mir eine Waffe bringt, die irgendwo in einem Umkreis von (sagen wir mal) 200-5000km (je nach Zeitpunkt des Abfeuerns, Genauigkeit und Störfaktoren) von meinem Ziel "einschlägt".

Hinzukommt noch, dass ich effektiv nur Ziele angreifen kann, die sich zum Zeitpunkt des Einschlags auf der mir zugewandten Seite des Planeten befinden. Ich muss also beim Abfeuern recht genaue Kenntnisse über meine eigene Position, die genaue relative Lage des Ziels, die Drehung des Planeten und von möglichen Störfaktoren haben.

Und dann stellt sich mir noch die Frage, welche Wirkung die spontane Erwärmung der Atmosphäre um mehrere Millionen Kelvin entlang eines Kilometer langen Kanals hat (es gibt übrigens kein °K). Wirklich ein Unwetter? Oder läuft es nur auf einen großen Blitz hinaus?

Ein Blitz erzeugt Plasma von 30000° Temperatur und der eigentliche Blitz bewegt sich mit einem Zehntel bis zu einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Thot am 29.07.2008 | 09:52
frage mich gerade, was mir eine Waffe bringt, die irgendwo in einem Umkreis von (sagen wir mal) 200-5000km (je nach Zeitpunkt des Abfeuerns, Genauigkeit und Störfaktoren) von meinem Ziel "einschlägt".

Sie macht irgendwas auf dem Planeten kaputt. Wenn man davon genug hat, ist das wie mit einer Schrotflinte, irgendwas wichtiges wird man schon treffen.

Zitat
Hinzu kommt noch, dass ich effektiv nur Ziele angreifen kann, die sich zum Zeitpunkt des Einschlags auf der mir zugewandten Seite des Planeten befinden. Ich muss also beim Abfeuern recht genaue Kenntnisse über meine eigene Position, die genaue relative Lage des Ziels, die Drehung des Planeten und von möglichen Störfaktoren haben.

Was natürlich recht einfach zu ermitteln ist, in dem man den Planeten einfach für die Dauer einer bis dreier Planetenumdrehungen beobachtet.

Zitat
Und dann stellt sich mir noch die Frage, welche Wirkung die spontane Erwärmung der Atmosphäre um mehrere Millionen Kelvin entlang eines Kilometer langen Kanals hat (es gibt übrigens kein °K). Wirklich ein Unwetter? Oder läuft es nur auf einen großen Blitz hinaus?
[...]

Was so stark erhitzt wird, dehnt sich enorm schnell aus. Dass das keine Wirkung auf das Wetter haben soll, kommt mir unwahrscheinlich vor, zumal die Energiemengen sich durchaus in dem für Wetterphänomene üblichen Rahmen bewegen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Ein am 29.07.2008 | 09:58
Zitat
Sie macht irgendwas auf dem Planeten kaputt. Wenn man davon genug hat, ist das wie mit einer Schrotflinte, irgendwas wichtiges wird man schon treffen.
Also in der Regel will man nicht einfach irgendetwas treffen. Visiere einfach mal London an und ziehe einen 1000km Kreis drumrum. Da wirst du potentiell eine Menge treffen, dass dir überhaupt nichts bringt. (Den Atlantik zB)

Zitat
Was natürlich recht einfach zu ermitteln ist, in dem man den Planeten einfach für die Dauer einer bis dreier Planetenumdrehungen beobachtet.
Jo, klingt dann aber nicht mehr nach 5-Minuten-Krieg. ;)

Zitat
Dass das keine Wirkung auf das Wetter haben soll, kommt mir unwahrscheinlich vor, zumal die Energiemengen sich durchaus in dem für Wetterphänomene üblichen Rahmen bewegen.
Ich glaube ich muss wohl mal meinen Schwippschwager (Klimatologe) mal fragen, ob er eine Ahnung hat, wie viel Energie bei so einem Sturm frei wird.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Thot am 29.07.2008 | 10:13
Den Atlantik zu treffen wäre eigentlich sogar ziemlich nützlich, bei solchen Energiemengen. Besonders, wenn es mehrfach passiert.

Die Beobachtung wird wahrscheinlich zu Friedenszeiten durch automatische Sonden passieren.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 29.07.2008 | 11:01
Also erstmal, zu Sinn und Zweck dieser Geschosse: man will halt was kaputtmachen und die Bevölkerung demoralisieren. Die genauen Effekte, Trefferzonen und Schäden sind freilich bei einer Abschussentfernung von mehreren AU nicht unbedingt genau vorhersehbar.
Wenn man aber den Planeten kennt und über Dinge wie Rotation und taktische Ziele bescheid weiß, genau planen und sich beim Abschuss Zeit lassen kann (was meistens nicht der Fall sein wird), dann könnte man die Nägel ziemlich genau z.B. in planetare Verteidigungseinrichtungen hämmern.
Sonst aber wird es wohl eher auf eine Art Dresden Bombing im größeren Maßstab rauslaufen.

Die Nagelgeschoße kommen an der äuseren Athmosphäre mit 3000km/s vollständig im festen Zustand an. 2 Tonnen Wollfram, mit einer effektiven Ausenfläche von 1,884 m2.
Zwischen 80km und 50km Höhe, hat die Atmosphäre einen Druck von 0Pa bis 2Pa s.
- Der Nagel (20*300cm) hat einen Equivalentradius von: 15,50m Wenn ich mich jetzt nicht verrechnet habe.
- Die Reibungskraft nach Stokes ist demnach (FR = -6*PI*r*η*v) 1.752.120 kN (bei η = 2Pa s)
- Daraus ergibt sich eine thermische Energie von ETH = 175212 GNm (Giganewtonmeter). Wie Wikipedia geh ich mal einfach davon aus, daß die Hälfte der Energie auf den Nagel und die andere Hälfte auf die Luft übergeht. (Hoffnungslos übertrieben, da der Nagel durch die enorme Geschwindigkeit und Nagelförmigkeit wesentlich weniger abbekommt.)
- Und daraus wieder eine Temperaturerhöhung von (Wolfram hat eine Wärmekapazität von 0,134) 326888060 °K.

So, wenn mir jetzt noch jemand sagt, ob das ausreicht, um den Nagel in 0,03 Sekunden (bevor er am Boden ist) zu verdampfen müßten wir das haben.

Ich will hierbei trozdem anmerken, daß sich auch die Luft in einer Säule um den Nagel herrum (und zwar wahrscheinlich zwischen 70 und 25 km Höhe) um besagte 326888060 °K aufheizt. Kann mir da mal jemand die entsprechende Gasexplosion sagen? >;D

Öhm, hilf mir mal bitte drauf, wie du auf diesen Äquivalentradius kommst und wie du ihn berechnet hast.

Jedenfalls: der Siedepunkt von Wolfram liegt bei 5828K. Wenn der Nagel im Weltraum kalt war, haben wir also grob 5800K Temperaturspanne zur Verfügung.

Ich habe allerdings die dringende Befürchtung, dass deine Näherung unbrauchbar ist. Bei mehreren Millionen Kelvin werde ich skeptisch. Aber vielleicht können wir zusammen mit einem anderen Ansatz etwas interpolieren. Aus der besagten Science-Newsgroup hat jemand vorgeschlagen:

Erste Näherung: wir nehmen an, dass der Nagel beim Flug durch die Atmosphäre einen "Stöpsel" aus Luft vor sich herschiebt. (Er drückt sich also um die Reibung des Gases am Feststoff, genau der entgegengesetzte Ansatz wie deiner).
Dadurch erhöht sich die Masse des Geschosses, sodass laut Impulserhaltung der Nagel mit ca. 3460km/s auf Normalnull ankommt. Dadurch sinkt auch die kinetische Energie von 16e15J auf 13,8e15J. Die restlichen 2.2e15J heizen die Luft auf, das entspricht ca. 500 Kilotonnen.
Der Nagel als solcher wird großteils intakt im Boden einschlagen, was einen entsprechenden Krater verursachen dürfte (meine ich jetzt), bzw wenn er ins Meer trifft, dürfte es einen gewaltigen Tsunami geben.

Das gilt nun für den vertikalen Einschlag. Wenn der Eintrittswinkel flacher ist, wird mehr Energie an die Atmosphäre abgegeben.

Energie von Naturgewalten:
durchschnittlicher Blitzstrahl: 5 Tonnen TNT
durchschnittlicher Tornado: 10 Tonnen TNT
durchschnittliches Gewitter: 9 Kilotonnen
durchschnittlicher Hurrikan: 140 Kilotonnen pro Sekunde  = 30Megatonnen pro Tag
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Ein am 29.07.2008 | 11:03
@thot
Naja, beim Einschlag den Atlantik wird es eine Druckwelle geben, die sich vielleicht als Tsunami vom Einschlagsort davon bewegt. Nur kann man sich gegen einen Tsunami recht effektiv schützen, wenn man sieht mit welchen Technologien hier um sich geworfen wird. Selbiges gilt auch für vitale Gebäude. Wenn man da nicht einen Direktreffer (innerhalb von 20-30km) landet, rollt die Druckwelle einfach über das Dach des entsprechend konstruierten Gebäudes ab.

Je mehr darüber nachdenke, desto mehr ähnelt das ganze der Kriegsführung während der Napoleonischen Zeit. Kontrolle von Engpässen, Abwehrwälle in Form von Festungen, befestigte Städte, große Bedeutung der Artillerie etc.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 29.07.2008 | 11:54
Ein Satz korrekturdüsen und schon werden die Dinger wesentlich zielsicherer...(abgesehen davon, dass man in einem Kanal ionisierter Luft zu Boden lasen kann. dafür brauchts nur einen starken Laserpuls , der nachfolgende Blitz könnte auch ganz lustig sein...

Ich glaube trotzdem, dass so ein Nagel sich einfach kilometertief in den Boden rammen würde und dort eine kleine Explosion entsteht...(denke da so an die Bunkerbrecher der Amis, die sich auf einer Plasmalanze 150m in den Boden schweißen...)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Hr. Rabe am 29.07.2008 | 11:58
Öhm, hilf mir mal bitte drauf, wie du auf diesen Äquivalentradius kommst und wie du ihn berechnet hast.

Vergiss den Ansatz wieder.
Die Berechnung erfolgte vor dem ersten Kaffee und ich habe eben die Variante zugrunde gelegt, nach der die deutsche Wikipedia einen 4g Meteoriten verglühen lässt.

Berechnungsregel folgt nach dem Essen.
Grob: Setze die Oberflächengleichung einer beliebigen Kugel gleich der Oberflächengleichung unseres Nagels (Zylinder) und löße nach rKugel auf.



Edith:
...was natürlich ein ziemlich blöder Ansatz ist.
Hier ist ein hoffentlich besserer:

Unser Nagel hat die folgenden Masse: r=0,1m h=3m m=2000kg

Wenn wir davon ausgehen, daß unser Nagel eine halbkugelförmige Spitze mit dem Radius von 10 cm hat, so konnen wir grob auch den cw-Wert einer Halbkugel (0,34) annehmen und für etwaige Verwirbelungen noch ein bischen was draufrechnen. Unser Nagel habe also einen cw von 0,4.
Die Halbkugel hätte demnach eine Fläche von 0,1256 m²

Die Luftdichte unserer Erde beträgt bei Meeresniveau 1013 hPa und nimmt logaritmisch ab bis 11km Höhe, wo sie nur noch 226hPa beträgt.
Einen guten Mittelwert nehme ich einfach mal mit 550 hPa an.

Wir haben also die Situation, daß sich ein Körper mit einer Luftwiderstandssignatur (cw) von 0,4 und 2000kg Gewicht mit 3000km/s 100 km durch etwa 550hPa dichte Luft bewegen soll.

Aus Fdruck = cw * A * p/2 * v² folgt: Fdruck = 0,4 * 0,1256 m² * 27500 Pa * 3000000² m/s² ==> Fdruck = 12434400 GN tatsächlicher Luftdruck, der auf unseren Nagel einwirkt. (wenn mein Taschenrechner Richtig funktioniert.


Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 29.07.2008 | 16:00
Uns fehlen halt in bißchen die Erfahrungswerte für mehrere tausend km/s. ;) Aber man muss sich da wirklich die Maßstäbe vor Augen führen. Heutzutage schießt man mit kinetischen "Nägeln" auf Kampfpanzer, die Dinger schlagen auch durch und prallen nicht etwa ab.

Im Zweifelsfall prallt immer das ab, was 1.) nicht durchgeht und 2.) weniger (variante) Masse hat. Und da die Atmosphäre keine homogene Masse ist, könnte der superschnelle Nagel auch gut und gerne die Atmosphäre auf seinem Weg verdrängen.

Selbst eine sehr dichte Atmosphäre hat auf Weg und Querschnitt gerechnet niemals mehr Masse als ein Nagel mit einer relativistischen Masse von drei Tonnen bei 4000 km/s. Aber wahrscheinlicher ist auf jeden Fall, dass der Nagel durchpfeift, als dass er die Atmosphäre wegbläst. Nur dass er abprallt, halte ich für unmöglich.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 29.07.2008 | 16:41
Ha, Fehler entdeckt. Du setzt den (geschätzten mittleren) Luftdruck ein. Der Luftwiderstand nach deiner Formel sieht jedoch die Luftdichte vor. Es heisst rho, nicht p. :P
500hPa entsprechen einer Luftdichte von, wartemaltütü, hängt blöderweise von der Temperatur ab, aber sagen wir einfach mal: ca. 0,6 kg/m².

Der Mittelwert an sich ist dann wohl eh noch die größte Fehlerquelle; wäre es da nicht gescheiter, zu integrieren? (Nicht, dass ich das noch könnte.)

Weiters denke ich, wird man den cw-Wert nicht einfach so hinnehmen, wie er kommt, sondern durch entsprechendes Design so abstimmen, dass der Nagel seine Energie so abgibt, wie es den Konstrukteuren passt. Da ist von 0,05 bis >1 alles drin.

Ein stromlinienförmiger Nagel (cw 0,05) läge z.B. bei (ich bleibe mal bei 3000 statt 4000km/s):

F = 1/2 * cw * A * rho * v² = 1/2 * 0,05 * 0,0314m² * 0,6kg/m² * (3e6m/s)² = 4,24e9N, also grob 4 Giganewton, was doch schon wesentlich handzahmer rüberkommt als 12 Millionen Giganewton.

Dies ist also die Kraft die auf den letzten 100km (ca 0,033s) schätzungsweise auf den Nagel einwirkt, der seinerseits ein Moment von 2000kg * 3000km/s = 6e9kgm/s mit sich führt.

Für die Folgerung ist aber im Moment mein Hirn zu weichgekocht. Übernimm mal jemand anders.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 29.07.2008 | 17:17
Im Nachhinein betrachtet hast du Recht, wir haben den Nägeln eigentlich zu viel detaillierte Aufmerksamkeit geschenkt. Kurz gesagt geht es dabei darum, dass diese Nägel vielleicht der beste Weg sind, überhaupt einen militärischen Schlag gegen einen Planeten zu landen (weil alles andere abgewehrt werden kann), und da eben die Frage ist, wie militärisch sinnvoll dies dann vom Effekt her ist.

Davon abgesehen bin ich heute wetterbedingt nicht wirklich zu kreativen Gedanken fähig. Wird Zeit, dass es ein wenig abkühlt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Hr. Rabe am 29.07.2008 | 17:27
@Changing Nicknames

Naja, zum Setting allgemein gibt es nebenan ja bereits viele sehr gute Ansätze und soetwas wie ein Grobkonzept ist meines Erachtens schon durchaus ersichtlich.
Frage ist dort eben noch (weil sich das ganze Setting daran aufhängen wird, wenn ich das richtig verstanden habe) um 'Go-Anywhere' oder 'Drop-Poits' FTL gemacht wird. Aber ansonsten ist da schon ziemlich viel gutes Futter da.

Und über Nägel reden wir hier (zumindest tu ich das) deswegen, weil ein, von einer Railgun auf 3000km/s beschleunigtes Festkörpergeschoß, daß in der Lage ist, wahnwitzige Energien in einer Atmosphäre freizusetzen zu geil ist, um nicht darüber zu reden. ;)
Außerdem hoffe ich so das Setting von der Übermacht des gebündelten Lichtes zu bewahren, denn wie ich das sehe, haben Railguns z.B. als Artillerie hier durchaus wieder eine starke Berechtigung.

Aber ich denke, du hast recht in dem Sinne als das wir das einfach unter 'wird schon passen' erstmal abhacken können. ;)

Da du immer so gern nach Abenteuer-Ansätzen fragst: Stell dir eine Truppe kleiner Freibeuter/Schmuggler vor (die SC's), die gerade nach gutem Beutezug im FTL-Spot ihres Heimatsystems ankommen und die illustre Bomberflotte die nahezu gleichzeitig ankommt mehr oder minder als erste entdecken.
- Die SC werden wohl zuhause bei den öffentlichen Organen nicht wirklich beliebt sein, was eine Warnung der Heimat erschwert.
- Es sieht für die SC so aus (vieleicht ist es auch so), als haben genau diese 3 Bomber es geschafft in der Ankunftsschlacht um den FTL-Spot unbemerkt auf Kurs zu kommen.
- Neue Hilfe vom Heimatplaneten wäre wohl zu spät da, während die FTL-Spot Verteidigung noch alle Hände voll zu tun hat.
Ergo: Die SC haben eben jene 1-2 Wochen Zeit, die die Bomber zum Abwurfpunkt brauchen, um ihren Heimatplaneten mit denkbar ungeeigneten Mitteln zu retten.

Da ist durchaus Abenteuerpotential drin. ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Camouflage am 29.07.2008 | 17:42
Dann müßen wir das eben doch noch rechnen:

Die Nagelgeschoße kommen an der äuseren Athmosphäre mit 3000km/s vollständig im festen Zustand an. 2 Tonnen Wollfram, mit einer effektiven Ausenfläche von 1,884 m2.

Damit haben wir den Punkt, an dem wir aneinander vorbei reden. Meine Kommentare hier bezogen sich auf die in diesem Thread aufgetauchten Aussagen, daß es bedeutungslos wäre, wenn der Nagel schon vor der Atmosphäre zu Gas oder gar Plasma verdampft würde, weil die Wolke ja immer noch mit der selben kinetischen Energie aufträfe und deshalb die selbe - oder nach einem der Kommentare hier sogar eine stärkere - zerstörerische Wirkung hätte, wie der Pfeil selbst. Und das ist - sorry, wenn ich es mal so unhöflich ausdrücke - blanker Unsinn.

Über die Wirkung eines kompakt auftreffenden Thor-Hammers brauchen wir nicht zu diskutieren, die Dinger sind verheerend.

@Eulenspiegel:
Was berechnest Du da eigentlich?

Wenn ich Deine Daten nehme, also 3*10^13J die sich kugelförmig 100km weit ausbreiten, komme ich auf knapp 240 J/m^2, sein wir großzügig und machen wegen des Impulses in Erdrichtung und der eigentlich halbkugelförmigen Ausbreitung 500J/m^2 draus. Klingt viel?

Nur zur Relation, die Sonneneinstrahlung an der Erdoberfläche liegt im Sommer bei klarem Himmel im Extremfall bei bis zu 1kW/m2. Das liefert das Doppelte der o.g. Energiemenge in jeder Sekunde.

Und die oben errechneten 500 J/m^2 ignorieren nochmal völlig die Tatsache, daß die kinetische Energie auf dem Weg durch 100km Atmosphäre komplett in thermische Energie umgesetzt wird und vermutlich wirkungslos verpufft. Vielleicht erwärmen sich ein paar Wolken um 1-2°K aber das war's auch.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Camouflage am 29.07.2008 | 18:09
Um dann auch mal von den Nägeln weg zu kommen, mal ein paar Gedanken zum Thema FTL-Antrieb:

Sehe ich das richtig, daß das Prinzip des Sprungantriebs beschlossene Sache ist?

In dem Fall wäre halt die Frage: Sprungtore, Sprungpunkte, Sprungzonen, No-Go-Areas (z.B. keine Sprünge innerhalb von Gravitationssenken) oder freies Springen ohne Einschränkung?

Jedes Szenario hat seine Vor- und Nachteile.

Alternativ gäbe es natürlich noch den direkten FTL-Flug z.B. durch den "Hyperraum" oder unter Aushebelung gewisser physikalischer Gesetzmäßigkeiten.

Was Waffentechnik angeht:
Gibt es FTL-Kommunikation, also FTL-Energieübertragung? Dann wären auch FTL-Waffensysteme möglich.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 29.07.2008 | 18:46
Wenn ich Deine Daten nehme, also 3*10^13J die sich kugelförmig 100km weit ausbreiten, komme ich auf knapp 240 J/m^2, sein wir großzügig und machen wegen des Impulses in Erdrichtung und der eigentlich halbkugelförmigen Ausbreitung 500J/m^2 draus.
1) Es sind nicht 3*10^13 Joule, sondern 3*10^13 Kilojoule.

2) Und wie du sagtest, hat es anschließend nur die Oberfläche einer Halbkugel.

Beides zusammen ergibt: 500 kJ/m² oder 5*10^5 J/m²

Zitat
Nur zur Relation, die Sonneneinstrahlung an der Erdoberfläche liegt im Sommer bei klarem Himmel im Extremfall bei bis zu 1kW/m2. Das liefert das Doppelte der o.g. Energiemenge in jeder Sekunde.
1) Wie du sicherlich erkennst: Watt ist eine Leistung und keine Energieform.

Und es macht nunmal einen Unterschied, ob ich zehnmal sanft zuhaue oder einmal richtig kräftig zuhaue. (Auch, wenn bei den zehnmal sanft zuhauen insgesamt wahrscheinlich mehr Energie übertragen wurde.)

2) Sonnenwinde sind ionisiert. Das heißt, sie werden von der Ionosphäre und dem Magnetfeld der Erde abgelenkt. (Sollte das Magnetfeld der Erde aber mal zusammenbrechen, dann würden uns die Sonnenwinde durchaus auch Probleme bereiten.)

Zitat
Und die oben errechneten 500 J/m^2 ignorieren nochmal völlig die Tatsache, daß die kinetische Energie auf dem Weg durch 100km Atmosphäre komplett in thermische Energie umgesetzt wird
Nein, das wurde nicht ignoriert:
Allerdings muss man beachten, dass diese Energie in einen Umkreis von 100 km herunterkommt. Und damit ist es durchaus heftig genug, schweres Unwetter auszulösen.
Kinetische Energie würde vielleicht Erschütterungen am Boden hervorrufen aber sehr wahrscheinlich keine Wetterumschwünge. Diese entstehen ja gerade daraus, dass die kinetische Energie in thermische umgewandelt wird.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 29.07.2008 | 18:59
Zitat
Da du immer so gern nach Abenteuer-Ansätzen fragst: Stell dir eine Truppe kleiner Freibeuter/Schmuggler vor (die SC's), die gerade nach gutem Beutezug im FTL-Spot ihres Heimatsystems ankommen und die illustre Bomberflotte die nahezu gleichzeitig ankommt mehr oder minder als erste entdecken.

Genau, so ungefähr kann das funktionieren. ^^ Man dreht es halt einfach so, dass die SCs den Bomberschwarm abfangen müssen. Wenn der Jumppoint 10AU vom Planeten entfernt ist, und die Bomber bei ca. 5AU ihre Nägel bei 3000km/s ausklinken, haben die SCs erstmal 6 Tage Zeit (Schätzwert), die Bomber zu bekämpfen. Sollten dann doch noch einige Nägel auf den Weg geschickt werden, haben sie nochmal 3 Tage, sich etwas einfallen zu lassen. Sie könnten zum Beispiel, wenn ihr Schiff mit einem Greifer ausgestattet ist, die Dinger "einfach" wieder einsammeln. (Was in der Praxis natürlich nicht ganz einfach ist und viel Fingerspitzengefühl erfordert, aber machbar ist.)

Um dann auch mal von den Nägeln weg zu kommen, mal ein paar Gedanken zum Thema FTL-Antrieb:
Sehe ich das richtig, daß das Prinzip des Sprungantriebs beschlossene Sache ist?

So ziemlich. Bis jetzt hat mich kein alternatives Konzept ansatzweise überzeugt, da wie gesagt die meisten Ideen für freieres FTL zwangsläufig das Aus für die private Raumfahrt bedeuten würden.

Zitat
In dem Fall wäre halt die Frage: Sprungtore, Sprungpunkte, Sprungzonen, No-Go-Areas (z.B. keine Sprünge innerhalb von Gravitationssenken) oder freies Springen ohne Einschränkung?

Alles schon besprochen. Losspringen an L-Punkten oder einfach außerhalb von Gravitationssenken, Ankunft in Jumpspheres im äußeren Sonnensystem. Sprungdauer objektiv mehrere Tage, aber für die Besatzung subjektiv nur einige Minuten. Während des Sprunges keinerlei Interaktion möglich.

Zitat
Gibt es FTL-Kommunikation, also FTL-Energieübertragung? Dann wären auch FTL-Waffensysteme möglich.

Nein, gibt es nicht. FTL-Kommunikation gibt es nur in Form von Kurierschiffen oder Nachrichtendrohnen. In besiedelten Systemen könnte es automatisierte Comm-relais an den Jumpspheres geben, die Datenpakete per Kommunikationslaser empfangen, in regelmäßigen Abständen ins Nachbarsystem springen, dort wieder ihre Daten mit der dortigen Jumpsphere-Station austauschen, und mit neuen Daten zurückspringen. Im Kriegsfall werden diese Kommunikationslinien freilich unterbrochen.

--

Themawechsel, mal was ganz anderes. Ich bin noch am überlegen, auf welchen Brennstoff die (STL) Torchdrives zugeschnitten sein sollten. Diese Wahl hat durchaus wichtige Auswirkungen auf die Welt, zum Beispiel: wie teuer ist der Brennstoff, wie schwer zu beschaffen, kann er mit Bordmitteln raffiniert werden (falls das Schiff mal irgendwo strandet), wie schwierig ist er zu speichern, wieviel Platz benötigt er, ist er giftig, und so weiter.
Nochmal zur Erinnerung vereinfacht das Funktionsprinzip der Torchdrives: der Reaktor konvertiert (mittels Q-Ball oder ähnlichem) einzelne Nukleonen der Brennstoffatome zu Energie. Dadurch werden diese Kerne in leichtere Kerne aufgespalten. Diese leichten Kerne absorbieren nun die Energie, wodurch sie in Bewegung gesetzt werden. Dabei werden sie durch Magnetfelder in eine Richtung gebündelt - das ist der primäre Abgasstrahl. Diesem kann dabei nach Bedarf noch weiterer Treibstoff beigemischt werden, um den Schub auf Kosten der Ausströmgeschwindigkeit zu erhöhen.

Wichtig ist dabei, dass die Brennstoffkerne in leichtere Atomkerne umgewandelt werden, ohne dabei Pionen oder Neutronen freizusetzen. In Frage kommen daher grundsätzlich mittel-leichte Elemente der Ordnungszahlen von etwa 4 bis 20 (Beryllium bis Calcium).
Unsicher bin ich bei der Frage, ob auch chemische Verbindungen möglich sind oder ausschließlich Reinstoffe. Aber ich sage mal, wenn Verbindungen, dann auch nur solche aus den genannten Elementen. (Wasser ginge demnach nicht, weil Wasserstoff zu leicht ist.)

Praktisch wäre weiterhin, wenn der Brennstoff bei leicht erreichbaren Temperaturen flüssig ist und eine passable Dichte aufweist, um ihn bequem in Tanks speichern und durch Leitungen pumpen zu können.

Momentan erscheint mir da flüssiger Sauerstoff (LOx) die meisten Bedingungen zu erfüllen. Dichte ca. 1,1g/cm³, flüssig im Bereich von 50-90K (diese Temperaturen sollten im Weltraum nicht allzu schwer zu halten sein), und würde nach o.g. Q-Ball-Prinzip in zwei ganz normale Lithiumkerne zerfallen (wenn 2 Protonen konvertiert werden). Ist dabei allerdings auch sonst sehr reaktiv und volatil, sodass man schon auf die korrekte Handhabung achten muss. Die Frage wäre nur, ob er nicht vielleicht _zu_ reaktiv wäre und womöglich das ganze System zerfrisst. Im Notfall lässt er sich auch z.B. durch Elektrolyse von Wasser synthetisieren.
Als positiver Nebeneffekt kann der Sauerstoff auch zur Versorgung der Besatzung dienen.

Flüssiger Stickstoff wäre im Gegensatz dazu weniger reaktiv, benötigt aber niedrigere Temperaturen, und zerfällt leider nicht so angenehm -> Gefahr der Neutronenbildung. (EDIT: außerdem viel niedrigere Dichte, 0,7g/cm³)

Habt ihr noch Ideen? Prinzipiell wäre Sauerstoff wohl geeignet, aber vielleicht gibt es ja noch chemische Verbindungen, die die obigen Bedingungen erfüllen und in der Handhabung günstiger wären.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 29.07.2008 | 19:03
Kurze Zwischenfrage:
Wieso soll es keine Neutronenbildung geben?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 29.07.2008 | 19:07
Weil Neutronen scheiße sind, sich nicht magnetisch kontrollieren lassen, also nichts zum Schub beitragen, dafür aber die Schiffsstruktur durch den ständigen Neutronenbeschuss radioaktiv machen, und außerdem aus den gleichen Gründen der Besatzung gefährlich werden können bzw schwere Strahlenschutzschilde erfordern würden.
Darum keine Neutronen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: kirilow am 29.07.2008 | 19:12
Verfolge denThread schon seit längerem mit Interesse, aber nicht sehr genau. Ich gebe zu, durchaus neugierig zu sein, was diese Wolframnägel anrichten könnten, kann aber dazu nichts gescheites beitragen. Hoffe aber, dass Feuersänger  das ganze irgendwann nochmal zusammenfaßt, damit ich das zum SciFi-Rollenspielen nutzen kann.  ;D 

Habe auch nur eine Frage am Rande (von der ich nicht einmal weiß, ob das 100%ig des richtige Ort ist):
Es scheint ja mehr oder minder festzustehen, dass Raumschiffe immer an bestimmten Sprungpunkten ankommen. Wie stellt Ihr Euch denn den Verkehr dort so vor? Wie den Grenzübergang Deutschland-Polen oder eher wie bei Alastar Reynolds, wo nur alle Jubejahre ein Schiff vorbeikommt?

Viele Grüße
kirilow
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 29.07.2008 | 19:33
Naja, vielleicht ist der Systemverteidigung ja vollkommen bewusst, dass da drei Bomber durchgebrochen sind, aber sie können nix dagegen machen, weil ihre Kräfte komplett durch den Begleitschutz der Bomber gebunden sind. ;)
Und im 1. I-War ist es nicht zu sehr an den Haaren herbeigeholt, dass die improvisierten Kampfschiffe keine Rundumbewaffnung haben.

@kirilow:
Für die Verkehrsdichte müsste man auch mal eine Näherung finden. Wird bestimmt in Systemen mit Freiluftwelten höher sein als in unwirtlicheren Systemen, und annähernd proportional zur Bevölkerungszahl.
Als rein intuitiven ersten Tip würde ich mal schätzen: Größenordnung 1-3 Schiffe pro Tag.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Camouflage am 29.07.2008 | 20:34
1) Wie du sicherlich erkennst: Watt ist eine Leistung und keine Energieform.

Und Leistung ist, wie Du sicher weißt, und wie auch meinem Post zu entnehmen ist, Energie pro Zeit, d.h. 1000W = 1000 J/s. 500kJ /m^2 entsprechend dann übrigens immer noch grade mal 8'20" Sommersonne...

Bleibt immer noch der Faktor, daß die kinetische Energie sich nicht nur auf die Fläche verteilt, sondern durch Umsetzung in thermische Energie auf das Volumen verteilt wirkt, was den Wirkradius zusätzlich einschränkt (wie hoch war doch noch der Wirkradius der Zar-Bombe, die  um den Faktor 10 Stärker war, in der Atmosphäre gezündet wurde und vor allem ihre Energie zum Teil in direkt wirkender, weireichender Strahlung freigesetzt hat?). Zieht man bei der Berechnung noch in Betracht, daß wir davon ausgehen, daß der Pfeil noch vor der Atmosphäre verdampft wird, dürfte sich das ganze noch erheblich weiter verteilen (räumlich und zeitlich) als von Dir angenommen.

Und eine Bitte von jemandem, der sich grad in der Uni mit Meßtechnik rumplagen muss: Wenn man mit 10er-Potenzen anfängt nimmt man üblicherweise Grundeinheiten, um eben solche Mißverständnisse zu vermeiden. ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Camouflage am 29.07.2008 | 20:53
So ziemlich. Bis jetzt hat mich kein alternatives Konzept ansatzweise überzeugt, da wie gesagt die meisten Ideen für freieres FTL zwangsläufig das Aus für die private Raumfahrt bedeuten würden.

Um mal Perry Rhodan-Nomenklatur zu benutzen:
Linearflug oder halt äquivalente Möglichkeiten, wie Hyperspace etc. sind nur dann problematisch, wenn es keine Möglichkeit gibt ein Schiff im FTL-Flug zu orten. Außerdem könnte man auch dann immer noch z.B. die Gravitationssenken als No-Fly-Areas etablieren.

War aber auch nur als generelle Idee mal so in den Raum gestellt.

Sind Sprünge eigentlich anmessbar? Wenn ja, wie weit? Wie genau?

Was die STL-Antriebe angeht:
Ionenstrahltriebwerke: Energie aus Fusionsreaktoren oder ähnlichen Stromquellen, leicht ionisierbares Gas als Stützmasse, das nach dem Prinzip des Teilchenbeschleunigers mit fats Lichtgeschwindigkeit ausgestoßen wird. Hat die höchstmögliche Effizienz, was das Verhältnis von Antriebsenergie zu benötigter Treibstoff- und/oder Stützmasse angeht, vor allem, wenn z.B. Wasserstoff im Reaktor verwendet wird und das dabei entstehende Helium gleich als Stützmasse dient (die Reaktorbrennkammern könnten so konstruiert sein, daß das Helium direkt mit einer gewissen Anfangsenergie in die Beschleuniger abgegeben wird, und dort bei Einspritzung zusätzlicher Stützmasse die Ionisierung erleichtert).

Als netter Twist könnten die Fusionsreaktoren hohe Anfangsenergien benötigen (nach bisherigem Stand der Forschung ist das auch realiter so), d.h. es muss immer mindestens ein Reaktor am Laufen gehalten werden, um die anderen zu zünden. Sollten mal alle Reaktoren abgeschaltet sein, braucht man Hilfe durch ein anderes Schiff.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 29.07.2008 | 22:32
(wie hoch war doch noch der Wirkradius der Zar-Bombe, die  um den Faktor 10 Stärker war, in der Atmosphäre gezündet wurde und vor allem ihre Energie zum Teil in direkt wirkender, weireichender Strahlung freigesetzt hat?)

Bei 50-57 Megatonnen Sprengkraft 4,6 km Radius des Feuerballs, Verbrennungen 3. Grades bei Menschen in 100 km Umkreis, Schäden durch Druckwelle in 1000 km Umkreis, die Druckwelle war noch bei der dritten Erdumrundung messbar. Die Stärke der Erschütterung (bei Zündung 4,2 km über dem Erdboden) war 5-5,25 auf der Richterskala. Sagt jedenfalls Wikipedia.

Ebenfalls laut Wikipedia hat die Bombe während der "ca. 39 Nanosekunden" langen Spaltungs- und Fusionsreaktion durchschnittlich 5,4*10^24 Watt erzeugt, was 1,4% der Energieerzeugung der Sonne entspreche.

Kein Wunder, das dieses Ding der typischen männlichen (ich schließe mich da selbst nicht aus) Vorliebe für dicke Wummen gerecht wird. >;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 30.07.2008 | 04:08
Linearflug oder halt äquivalente Möglichkeiten, wie Hyperspace etc. sind nur dann problematisch, wenn es keine Möglichkeit gibt ein Schiff im FTL-Flug zu orten.

Ach, das meinst du damit. Da FTL immer reine Magie ist und zwangsläufig die uns bekannten Naturgesetze bricht, ist es wichtig, die FTL-Prinzipien so unintrusiv wie möglich zu halten. Es heisst oft, dass FTL gleichbedeutend mit Zeitreisen ist, was ich selber zwar nicht kapiere und nicht nachvollziehen kann, aber auch nicht ausprobieren möchte.
Als Faustregel bleibt zu sagen: je weniger ein Schiff bzw. die Besatzung während der FTL-Reise machen kann, desto weniger ungewollte Nebenwirkungen können sich ergeben. Als unintrusivste FTL-Form hat sich daher der "Sprung" herausgestellt, da hier im Gegensatz zum "Flug" nicht viel in der Realität herumgepfuscht werden kann.

Zitat
Sind Sprünge eigentlich anmessbar? Wenn ja, wie weit? Wie genau?

Was meinst du mit "anmessbar"?

Zitat
Was die STL-Antriebe angeht:
Ionenstrahltriebwerke: Energie aus Fusionsreaktoren oder ähnlichen Stromquellen, leicht ionisierbares Gas als Stützmasse, das nach dem Prinzip des Teilchenbeschleunigers mit fats Lichtgeschwindigkeit ausgestoßen wird.

Das ist die Crux. Wenn du mal zu den ersten paar Seiten des Threads zurückblätterst, wirst du sehen, dass ich ursprünglich Ionentriebwerke mit ve= 0,3c als STL-Antrieb vorgesehen hatte. Durfte mich aber dann von vielen Seiten/Personen belehren lassen, dass das nicht klappen kann. Die theoretisch maximal erreichbare Ausströmgeschwindigkeit der Ionen ist um Größenordnungen geringer, und dabei handelt es sich nicht um technische, sondern um physikalische Beschränkungen. Wie Feynman schon sagte: Nature cannot be fooled.

Ionenantriebe sind super effizient, Wirkungsgrad ca. 96%, alles ganz famos, aber sie können aus physikalischen Gründen keinen hohen Schub haben. Daraus folgt, es könnte evtl schon Schiffe mit Ionenantrieb geben, aber das sind dann keine schnellen Torchships sondern eher automatisierte Robo-Vehikel (Frachter und ähnliches), die nicht schnell sondern nur möglichst wirtschaftlich sein müssen.

Daher bin ich jetzt für die "Brenner" eben doch wieder auf thermische Raketen nach o.g. Prinzip umgeschwenkt, die ebenfalls die "Asche" des Reaktors als Stützmasse recyceln, und dabei sofort die thermische Energie nutzen können. Die restliche Abwärme wird auch noch so gut wie möglich in Sekundärkreisläufen ausgenutzt (Wärmekraftmaschinen / thermoelektrische Generatoren), und der endgültige Rest schließlich ins All abgestrahlt.
[Nebenbei: es mag dabei erstaunen, dass der ideale Wirkungsgrad für diese Wärmekraftmaschinen bei 25% liegt, da hier die geringste Radiatorenfläche benötigt wird.]

Im Übrigen liefern Fusionsreaktoren auch keinen elektrischen Strom frei Haus, sondern thermische Energie, die erst mühsam in Elektrizität umgewandelt werden muss. Was den Wirkungsgrad gleich wieder deutlich senkt. So ungefähr auf 24%. Und das ist noch besser als thermoelektrische Generatoren, die nach momentanem Stand der Dinge Wirkungsgrade von 3-8% haben, und nichtmal theoretisch viel Aussicht auf Besserung besteht.

Bringt mich aber nochmal auf ein gutes Thema: wie kommt ein Raumschiff an elektrischen Strom?
* zum einen, wie angedeutet, indem man die Haupttriebwerke anzapft. Das funzt natürlich nur, wenn die Haupttriebwerke auch laufen. Durch das von mir postulierte Funktionsprinzip dieser Reaktoren ist "Leerlauf" nicht möglich; entweder ist das Triebwerk aus oder es wird Schub entwickelt. Das Schiff braucht also auf jeden Fall ein Hilfstriebwerk / APU.
* Vergesst Solarzellen, diese liefern nur wenige Kilowatt pro m², und auch das nur in Sonnennähe. Im äußeren System kommt da nicht mehr viel dabei rum, selbst wenn die Photovoltaik noch Riesenfortschritte in Punkto Wirkungsgrad machen sollte.
* Brennstoffzellen: die wären evtl eine Möglichkeit, _falls_ man es schafft, ihr Leistungsgewicht ("Alpha") _deutlich_ zu verbessern. Ich habe keine Ahnung, was da theoretisch möglich wäre. Ihr Vorteil wäre, dass man z.B. bei einer H2O-Brennstoffzelle das Produkt (Wasser) bei Gelegenheit (wenn die Haupttriebwerke laufen) wieder in seine Edukte auspalten und diese dann wieder verwenden kann.
* Gasturbinen oder ähnliche Verbrennungsgeschichten haben zwar interessante Alpha-Werte (Kradmotoren entwickeln z.B. locker 1kW/kg und drüber), das ist aber mechanische Energie, die erst wieder in elektrische Energie umgewandelt werden müsste, außerdem brauchen die Dinger Unmengen Brennstoff.
* Fission: es gibt bereits heute Fissionsreaktoren, die wiegen eine halbe Tonne und leisten über Monate hinweg ein Megawatt. Thermische Energie, versteht sich, muss auch erst wieder umgewandelt werden (Turbine, Generator), mit den entsprechenden Wirkungsgraden. Und dann hat man dabei natürlich noch den ganzen Radioaktivitätsscheiss.
* Fusion, zu guter Letzt, gibt es bekanntlich in vielen Geschmacksrichtungen. Erstrebenswert ist in erster Linie ein Prozess mit niedriger Aktivierungsenergie. Will man sich die Alpha dabei nicht durch Strahlenschutz ruinieren, muss man einen Prozess wählen, der keine Neutronen produziert. Blöderweise schließt das eine das andere so ziemlich aus. Man kann also nur hoffen, dass in dieser fernen Zukunft auch die Initialisierung des 3He-3He-Prozesses in miniaturisierten Anlagen problemlos möglich ist (z.B. durch Myonenkatalyse), da dies der einzige komplett "saubere" Prozess ist. Am Rande sei erwähnt, dass 3He sehr selten ist und aufwendig raffiniert werden muss. Genauer gesagt muss man ca. 1 Million Tonnen (!) natürliches Helium auf 3K abkühlen, um 1 Tonne 3He abscheiden zu können.
Auch hier ist, wie gesagt, die entstehende Energie wieder thermischer Natur und muss noch in Elektrizität umgewandelt werden.
* Oder man baut "einfach" einen kleineren Konversionsreaktor, der so konstruiert ist, dass er zur Stromerzeugung taugt; ist halt im Prinzip eine Frage des Beschlusses, ob man so eine Lösung zulässt. Möchte ich eigentlich vermeiden, wenn es geht.

Sonst noch Vorschläge?
Und fällt noch wem irgendwas in Sachen STL-Brennstoff ein?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Camouflage am 30.07.2008 | 05:21
Was meinst du mit "anmessbar"?

Um mal ein Beispiel aus der "etablierten" SF zu bringen, bei Perry Rhodan erzeugen Sprünge Gravitationsschockwellen, die noch auf Lichtjahre hinweg geortet werden können. D.h. wenn z.B. die Sprungreichweite begrenzt ist könnte man auf diese Art feststellen, wenn sich z.B. im Nachbarsystem die Invasionsflotte zum Orientierungshalt sammelt
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 30.07.2008 | 13:10
Hm, das würde ja dann bedeuten, dass sich diese Gravitationsschockwellen mit Überlichtgeschwindigkeit ausbreiten. Und dabei auch noch so gewaltig sind, dass sie 10LJ entfernt noch nachweisbar sind. Wie gewaltig müssen die Schockwellen eigentlich sein, und wie wirken sie sich im Ursprungssystem aus?

Insgesamt bin ich skeptisch. Diese Schockwellen bedeuten im Prinzip eine Art FTL-Kommunikation, bzw genauer gesagt im Umkehrschluss FTL-Sensoren. Und weiß der Geier was sie sonst noch für Implikationen mit sich bringen. Daher denke ich, man ist auf der sicheren Seite, wenn man sie nicht zulässt.

Aber was mir noch zu FTL eingefallen ist, um die Sache etwas interessanter zu machen - ich hab das auch aus einem Computerspiel, aber hab bisher davor zurückgeschreckt, das einzubinden:
es gebe verschiedene FTL-Antriebsklassen. Vielleicht haben sie auch unterschiedliche Baugrößen. Jedenfalls ermöglichen bessere Klassen weitere Sprünge pro Schiffsmasse. In der Praxis läuft das also für die meisten Schiffe auf ähnliche Reichweiten hinaus. Wenn man aber Antriebsklasse und Schiffsmasse clever aufeinander abstimmt, kann man weiter springen.
Und jetzt der Knackpunkt: ein Maximalsprung benötigt immer die gleiche Reisezeit, bessere Antriebe sind also effektiv schneller. Das bedeutet nun, dass ein schnelles Schiff ein langsameres Schiff überholen und vor diesem am Ziel eintreffen kann.

Zur Veranschaulichung: ein 300PS Sportwagen kommt in 3 Stunden auf der Autobahn viel weiter als ein 300PS Lastwagen. Ein 26PS Trabi hingegen kommt etwa genauso weit wie ein 300PS Lastwagen.

Da müsste man dann nur noch eine Formel finden, die Schiffsmasse, Reichweite und Antriebsmasse in Zusammenhang bringt. Um die Sache interessanter zu machen, sollte das auch nicht unbedingt linear skalieren.

Das sollte eine neue taktische Dimension und eröffnen und eine größere Varianz zwischen den Schiffstypen ermöglichen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Pyromancer am 30.07.2008 | 13:38
es gebe verschiedene FTL-Antriebsklassen. Vielleicht haben sie auch unterschiedliche Baugrößen. Jedenfalls ermöglichen bessere Klassen weitere Sprünge pro Schiffsmasse. In der Praxis läuft das also für die meisten Schiffe auf ähnliche Reichweiten hinaus. Wenn man aber Antriebsklasse und Schiffsmasse clever aufeinander abstimmt, kann man weiter springen.
Und jetzt der Knackpunkt: ein Maximalsprung benötigt immer die gleiche Reisezeit, bessere Antriebe sind also effektiv schneller. Das bedeutet nun, dass ein schnelles Schiff ein langsameres Schiff überholen und vor diesem am Ziel eintreffen kann.

Zur Veranschaulichung: ein 300PS Sportwagen kommt in 3 Stunden auf der Autobahn viel weiter als ein 300PS Lastwagen. Ein 26PS Trabi hingegen kommt etwa genauso weit wie ein 300PS Lastwagen.

Da müsste man dann nur noch eine Formel finden, die Schiffsmasse, Reichweite und Antriebsmasse in Zusammenhang bringt. Um die Sache interessanter zu machen, sollte das auch nicht unbedingt linear skalieren.

Das sollte eine neue taktische Dimension und eröffnen und eine größere Varianz zwischen den Schiffstypen ermöglichen.

Traveller macht das z.B. so. Vielleicht kannst du dir da ein paar Inspirationen holen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 30.07.2008 | 14:59
Traveller macht das z.B. so. Vielleicht kannst du dir da ein paar Inspirationen holen.

Aber bei Traveller dauern alle Sprünge immer eine Woche. Was Feuersänger beschreibt, klingt eher nach Frontier: Elite 2.

@Feuersänger:

Mal so als Formelvorschläge in den Raum geworfen:

Maximale Sprungweite in Parsec ist ((Ma/Ms)*100)^0.5; "Ma" ist die Masse des Antriebs, "Ms" die Masse des Schiffs. Als ist die Sprungweite Wurzel aus dem Anteil der Antriebsmasse an der Schiffsmasse in Prozent. Mit einem Antrieb, der 25% der Schiffsmasse könnte man also 25^0,5 sprich 5 Parsec oder ca. 16,3 Lichtjahre weit springen.

Dauer des Sprungs in Stunden ist 200*(SW/MSW)^0,5; SW die Sprungweite, MSW die Maximale Sprungweite.


Als Alternative zu überlichtschnellen Sensoren könnte es irgendeine Möglichkeit geben, an einem Sprungpunkt zu messen, ob sich gerade ein Schiff "in der Leitung" befindet - eventuell auch, welche Gesamtmasse an Schiffen, oder welche Gesamtmasse an Antrieben. Dann hätte man zumindest eine gewisse Vorwarnung, ohne irgendwelche Details zu kennen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Hr. Rabe am 30.07.2008 | 15:04
Das ganze FTL Geraffel ist zwar eigendlich eine 'Setting' Frage (keine Tech Frage) aber egal...

Es kommt halt generel darauf an, wie FTL-Lastig man ein Setting gestalltet. Perry Rhodan nutzt die oberen Dimensionen ja extrem aus. Dort gibt es überlichtschnelle Waffen, Sensoren, etc. Schiffe können grundsätzlich von überall überall hin springen, etc.

Da ist das ganze aber auch konsequent zuende gedacht und es gibt lustige Kampfmaschienen, die Installationen über mehrere Zeitebenen hinweg bewachen können und all den ganzen Mist.

Wenn ich Feuersänger richtig verstehe, soll das sich bei diesem Setting ja eher auf das nötigste beschrenken. Also die stupide Ausnutzung einer Naturanomalie, ohne sie richtig zu verstehen. Und da kannst du viele Dinge (wie z.B. FTL-Sensoren, etc.) einfach mal abhacken.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 30.07.2008 | 15:45
Chaosens Ansatz ist schonmal ziemlich gut, so könnte das funktionieren; man kann ja die Konstanten noch etwas feinabstimmen.

Darüber hinaus könnte es noch verschiedene "Generationen" Antriebe geben, so wie die Technik ja schon zu unserer Zeit langsam aber stetig verbessert wird. Sodass z.B. Antrieb der 2. Generation die Sprungkonstante 80 schaffen, die 3. Generation schon 100 und die 4. Generation 130, oder so in der Art.

Bei Frontier war es ja so, dass es acht fixe Klassen gab, die alle in der gleichen Generation lagen, und für jeden Schiffstyp im Allgemeinen nur genau eine Klasse sinnvoll war (weil die nächstkleinere keine gute Reichweite ermöglichte und die nächstgrößere zuviel Platz wegnahm). Zusätzlich gab es noch militärische Antriebe, die bei gleicher Leistung wesentlich kompakter waren (iirc. ca 1/3 so groß), aber radioaktiven Abfall erzeugten.
Das will ich wohlgemerkt so nicht übernehmen, stattdessen lieber mit den Generationen arbeiten. Außerdem werden diese Antriebe vielleicht nur in bestimmten Größen hergestellt, man kann also nicht sagen "einmal FTL 23,37 Tonnen bitte" sondern muss sich z.B. zwischen 20t und 30t entscheiden.

Kleiner Gedanke am Rande:
Gerade in SF-Settings liest man ja gerne mal was von "militärischem Irgendwas", wenn etwas besonders Leistungsfähiges gemeint ist. Das ist eigentlich blanker Unsinn. In der Realität hinkt militärische Ausrüstung meistens und die meiste Zeit weit hinter dem technisch Machbaren her. Bis mal eine "neue" Technologie eingeführt wird, muss sie erstmal jahre- und jahrzehntelang entwickelt und getestet worden sein. Und viele Systeme werden im Schnitt so etwa alle 40 Jahre aktualisiert. Wenn dann kurz nach der Aktualisierung wieder was Neues rauskommt, ist das eben Pech für's Militär.

Zitat
Wenn ich Feuersänger richtig verstehe, soll das sich bei diesem Setting ja eher auf das nötigste beschrenken. Also die stupide Ausnutzung einer Naturanomalie, ohne sie richtig zu verstehen. Und da kannst du viele Dinge (wie z.B. FTL-Sensoren, etc.) einfach mal abhacken.

Ja, so ungefähr kann man das ausdrücken.
Den Schaden auf die Realität minimieren.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 30.07.2008 | 21:00
*snip*
Das will ich wohlgemerkt so nicht übernehmen, stattdessen lieber mit den Generationen arbeiten. Außerdem werden diese Antriebe vielleicht nur in bestimmten Größen hergestellt, man kann also nicht sagen "einmal FTL 23,37 Tonnen bitte" sondern muss sich z.B. zwischen 20t und 30t entscheiden.

Oder aber, fixe Prozentsätze der Schiffsmasse. Oder man muss eine ganzzahlige Anzahl Aggregate von jeweils X Tonnen einbauen.

Zitat
Kleiner Gedanke am Rande:
Gerade in SF-Settings liest man ja gerne mal was von "militärischem Irgendwas", wenn etwas besonders Leistungsfähiges gemeint ist. Das ist eigentlich blanker Unsinn. In der Realität hinkt militärische Ausrüstung meistens und die meiste Zeit weit hinter dem technisch Machbaren her. Bis mal eine "neue" Technologie eingeführt wird, muss sie erstmal jahre- und jahrzehntelang entwickelt und getestet worden sein. Und viele Systeme werden im Schnitt so etwa alle 40 Jahre aktualisiert. Wenn dann kurz nach der Aktualisierung wieder was Neues rauskommt, ist das eben Pech für's Militär.

Meiner Erfahrung nach geht es mehr darum, dass das Militär ganz andere Anforderungen an Ausrüstung stellt. Das Material des Jäger-Rumpfs muss ganz andere Belastungen aushalten als das eines Passagierflugzeug-Rumpfs. Kriegsschiffe sind (selbst wenn man Panzerung außer acht lässt) wesentlich robuster gebaut als Zivilschiffe (abgesehen von etwa Eisbrechern). Und so weiter.

Bei David Webers "Honor Harrington" gibt es z.B. "zivile" und "militärtaugliche" Antriebe; letztere bringen ca. 2-3 mal so starke Beschleunigung und sind sind im FTL letztlich auch entsprechend schneller, dafür sind sie sehr viel teurer und haben eine deutlich kürzere Lebensdauer, sind also für Frachter nicht unbedingt wirtschaftlich. Kurierschiffe, Jachten und einige schnelle Passagierlinienschiffe haben zwar einen militärtauglichen Antrieb, die meisten Frachter aber nicht; umgekehrt sind beim Militär Versorgungsschiffe und Transporter oft mit zivilem Antrieb ausgestattet.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 1.08.2008 | 21:59
Wo wir schon dabei sind, frage ich mich gerade, in welcher Form Schiffe und Systeme überhaupt gehandelt werden. Genauer gefragt, wird zum Beispiel für jede Schiffshülle ("Spaceframe") der Antrieb etc. maßgeschneidert (und ist dementsprechend schlecht austauschbar), oder gibt es einfach eine Anzahl standardisierter Antriebe, die dann je nach Bedarf eingebaut werden können? Damit meine ich sowohl STL- als auch FTL-Antrieb.

Grundsätzlich soll es wie gesagt gerade im Antriebsbereich verschiedene Generationen geben. Neuere Generationen werden immer besser, kleiner, effizienter, stärker. Trotzdem bleiben auch die alten Generationen so lange im Einsatz wie möglich. Als ungefähre Hausnummer für die Größenordnungen bei Torchdrives (also STL) könnte man ansetzen:

Generation - Masse - Durchmesser - Leistung - P/W-Ratio - mDot/MN
2nd Gen: 80t - 24m - 5 TW - 1:16 - 0,14kg/s [älteste Gen im Einsatz]
3rd Gen: 40t - 12m - 10 TW - 1:4 - 0,07kg/s [Standard]
4th Gen: 20t - 6m - 20 TW - 1:1 - 0,035kg/s [neueste]

Beispielwerte pro Aggregat; in gewissem Rahmen skalierbar, meist mehrere Aggregate pro Schiff.
Die P/W-Ratio ist das Verhältnis von Leistung zu Triebwerksmasse und könnte auch als Anhaltspunkt für den Listenpreis dienen, d.h. ein brandneues 4th-Gen Aggregat dürfte ca. 16mal so teuer sein wie ein altes 2nd-Gen-Monstrum.
mDot/MN: wieviel Brenn- und Treibstoff für 1MN Schub benötigt wird. Dies skaliert wohlgemerkt nicht linear, da der Treibstoffverbrauch quadratisch zum Schub ansteigt.

Bei FTL sind die Verbesserungen pro Generation übrigens nicht so enorm, der Faktor dürfte hier eher ca. 1,2 statt 2 sein.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 1.08.2008 | 22:36
Wo wir schon dabei sind, frage ich mich gerade, in welcher Form Schiffe und Systeme überhaupt gehandelt werden. Genauer gefragt, wird zum Beispiel für jede Schiffshülle ("Spaceframe") der Antrieb etc. maßgeschneidert (und ist dementsprechend schlecht austauschbar), oder gibt es einfach eine Anzahl standardisierter Antriebe, die dann je nach Bedarf eingebaut werden können? Damit meine ich sowohl STL- als auch FTL-Antrieb.

Wahrscheinlich beides. Frachter und dergleichen werden wahrscheinlich "von der Stange" ausgestattet, Privatjachten und Kriegsschiffe haben eher maßgeschneiderte Ausstattung. Bei Ausrüstung "von der Stange" kommen Skaleneffekte ins Spiel, die standardisierte Ausrüstung billiger machen; dadurch werden sie für komerzielle Anwendung interessanter. Beim Militär kommt es eher auf Leistung um (fast) jeden Preis an, daher werden sie eher maßschneidern.

Genauso wird es Werften geben, die genau ein Schiffsmodell bauen, das aber reihenweise, und andere, die ganze Schiffe nach Wunsch des Kunden maßschneidern. Und natürlich haben einige Werften den Ruf, bessere Arbeit zu leisten als andere, dafür sind diese anderen dann aber billiger (wenn man bei ihnen auch nie ganz ausschließen kann, dass irgendwo minderwertige Teile eingebaut sind...) Und von dem Schindluder, den Gebraucht-Raumschiff-Händler treiben, will ich gar nicht reden.  ;)

Zitat
Grundsätzlich soll es wie gesagt gerade im Antriebsbereich verschiedene Generationen geben. Neuere Generationen werden immer besser, kleiner, effizienter, stärker. Trotzdem bleiben auch die alten Generationen so lange im Einsatz wie möglich. Als ungefähre Hausnummer für die Größenordnungen bei Torchdrives (also STL) könnte man ansetzen:

Generation - Masse - Durchmesser - Leistung - P/W-Ratio - mDot/MN
2nd Gen: 80t - 24m - 5 TW - 1:16 - 0,14kg/s [älteste Gen im Einsatz]
3rd Gen: 40t - 12m - 10 TW - 1:4 - 0,07kg/s [Standard]
4th Gen: 20t - 6m - 20 TW - 1:1 - 0,035kg/s [neueste]

Beispielwerte pro Aggregat; in gewissem Rahmen skalierbar, meist mehrere Aggregate pro Schiff.
Die P/W-Ratio ist das Verhältnis von Leistung zu Triebwerksmasse und könnte auch als Anhaltspunkt für den Listenpreis dienen, d.h. ein brandneues 4th-Gen Aggregat dürfte ca. 16mal so teuer sein wie ein altes 2nd-Gen-Monstrum.
mDot/MN: wieviel Brenn- und Treibstoff für 1MN Schub benötigt wird. Dies skaliert wohlgemerkt nicht linear, da der Treibstoffverbrauch quadratisch zum Schub ansteigt.

Bei FTL sind die Verbesserungen pro Generation übrigens nicht so enorm, der Faktor dürfte hier eher ca. 1,2 statt 2 sein.

Es kann auch noch andere Variationen von Triebwerken geben - solche mit dieser Direkteinspritzung, die du erwähnt hast, und solche ohne, oder bestimmte Modelle, die eine größere Bandbreite an Treibstoffen "verdauen" können als andere; Modelle, die sperriger sind, dafür aber auch etwas Schaden (oder Versagen von Einzelteilen durch Verschleiß) aushalten, ohne die Grätsche zu machen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: MadMalik am 2.08.2008 | 16:40
Beim Militär kommt es darauf an was die jeweils gültige Doktrin für Anforderungen an das Material setzt. Da sieht man auch billige Massenware bei Militärjets, zB wärend des kalten Krieges auf Sovietseiten (das ein billiger Masenproduktionsjet immernoch nicht billig ist, ist dann eine andere Sache).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 2.08.2008 | 22:32
Unterm Strich kann man sagen, militärische Anforderungen sind halt oft ganz anders als zivile, mal in die eine Richtung und mal in die andere, und lassen sich schlecht verallgemeinern. Bei Handwaffen ist oft "billig" wichtiger als "gut". Bei Panzern spielt neben Robustheit, Feuerkraft und Preis z.B. auch die Mobilität eine Rolle. Jagdflugzeugtriebwerke müssen z.B. auf extreme Lastwechsel ausgelegt sein, die man einer Zivilmaschine niemals abverlangen würde. Und dann wird wieder am falschen Ende gespart, indem man z.B. dem modernsten Kampfhubschrauber der Welt keine Bordkanone mitgibt.
Lebemann hat das Zauberwort gerade genannt: auf die Doktrin kommt es an. Grob vereinfacht: Qualität oder Quantität.

Und dass bei der Beschaffung in vielen Fällen sämtliche sachrelevanten Kriterien durch ein gerüttelt Maß Korruption ausgehebelt werden, pfeifen ja eh die Spatzen von den Dächern. Da war der Straußsche Erdnagel a.k.a. Starfighter weder das erste noch das letzte faule Ei, dass den Steuerzahlern und Soldaten von Politikern und Rüstungslobby ins Nest gelegt wurde.

Naja, genug davon.
--

Mal eben einen kleinen Exkurs an dieser Stelle, weil ich eben endlich mal etwas Zeit hatte, in "Fire, Fusion & Steel" zu schmökern. Vor allem das Kapitel über Sublichttriebwerke. Mein Gesichtsausdruck dabei etwa so: oÔ
Dort schreiben sie, der Standardantrieb ab TL10 sei der "HEPlaR" mit folgenden Charakteristika:

Referenzleistung: 1MW pro 100kg Antriebsmasse (nimmt 100 Liter Volumen ein)
Schub: 20 Tonnen pro Megawatt. 20 Tonnen sind 20.000kg * 10m/s² = 200.000N = 0,2MN;
Treibstoffdurchsatz: 0,25m³ flüssiger Wasserstoff pro Stunde. 1m² Hlg sind 70kg (das wird auch an anderer Stelle korrekt angegeben), also mDot = 70kg * 0,25 / 3600s = 0,00486kg/s;

Merkt ihr schon was? Klingeln schon die ersten Alarmglocken?
Wollen wir mal die Ausströmgeschwindigkeit des famosen Plasmas berechnen. Dazu haben wir 2 Möglichkeiten:

A: über den Schub:
Ve= F/m = 200.000N / 0,00486 kg/s = 41.000km/s; daraus ergibt sich aber wiederum eine Schubleistung von:
P = 1/2 * Ve² * mDot = 4 TERAWATT, nicht 1 Megawatt!

Um Faktor 4 Millionen daneben. Das ist nicht "High Efficiency", das ist ein verdammtes Perpetuum Mobile erster Art. 1 Megawatt rein, 4 Terawatt raus, das stellt ja jedes messianische Wunder in den Schatten. Und das Ganze in einem Aggregat von Größe und Gewicht einer Badewanne.

B: über die Leistung:
Ve= sqrt(2E/m) = sqrt(2e6W/0,00486g/s) = 20km/s; - schon eine ganz andere Baustelle, bedeutet für den Schub:
--> F = Ve * mDot = 97N

Das ist schon wesentlich plausibler, jedoch ist jetzt eben von den 200kN Schub nicht mehr viel übrig. 100 Newton kommen rum.

Die Zahlen passen also vorne und hinten nicht zusammen. Murks und Patz nenne ich das.
Und genau DESWEGEN finde ich es wichtig, zumindest diese offensichtlichen Zahlen in einem SF-Setting kohärent und plausibel zu gestalten.

Sorry für den Rant, war jetzt mehr oder weniger offtopic, aber so ein Pfusch ärgert mich halt. *mecker*
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 2.08.2008 | 23:33
Unterm Strich kann man sagen, militärische Anforderungen sind halt oft ganz anders als zivile, mal in die eine Richtung und mal in die andere, und lassen sich schlecht verallgemeinern. Bei Handwaffen ist oft "billig" wichtiger als "gut". Bei Panzern spielt neben Robustheit, Feuerkraft und Preis z.B. auch die Mobilität eine Rolle. Jagdflugzeugtriebwerke müssen z.B. auf extreme Lastwechsel ausgelegt sein, die man einer Zivilmaschine niemals abverlangen würde. Und dann wird wieder am falschen Ende gespart, indem man z.B. dem modernsten Kampfhubschrauber der Welt keine Bordkanone mitgibt.
Lebemann hat das Zauberwort gerade genannt: auf die Doktrin kommt es an. Grob vereinfacht: Qualität oder Quantität.

Sicher. Aber auch bei der Quantität muss sich die Qualität in einem gewissen Rahmen bewegen - Mit einer hundertfachen Übermacht an Mark I (Baujahr 1916) gegen amerikanische M1 anzutreten, hätte den Soviets wenig gebracht. In Traveller- oder GURPS-Maßstäben denke ich, mehr als eine TL Rückstand ist ziemlich tödlich, egal wie groß die Übermacht ist.

Zitat
Und dass bei der Beschaffung in vielen Fällen sämtliche sachrelevanten Kriterien durch ein gerüttelt Maß Korruption ausgehebelt werden, pfeifen ja eh die Spatzen von den Dächern. Da war der Straußsche Erdnagel a.k.a. Starfighter weder das erste noch das letzte faule Ei, dass den Steuerzahlern und Soldaten von Politikern und Rüstungslobby ins Nest gelegt wurde.

Nicht nur Korruption, auch andere politische Erwägungen... man denke nur an Hitlers ständige Einmischung ins Flugzeugentwicklungsprogramm - manchen Quellen zufolge hätte der Me-262 schon mindestens ein Jahr eher fliegen können, wenn die Konstrukteure so hätten machen können, wie sie (und die Befehlshaber der Jagdflieger) wollten. Es gibt immer irgendwo einen Politiker oder Diktator oder Monarch oder was auch immer, der ganz genau weiß, was für das Militär am besten ist - oder zumindest denkt, er wüsste es.

Zitat
Naja, genug davon.
--

*snip*Die Zahlen passen also vorne und hinten nicht zusammen. Murks und Patz nenne ich das.
Und genau DESWEGEN finde ich es wichtig, zumindest diese offensichtlichen Zahlen in einem SF-Setting kohärent und plausibel zu gestalten.

Sorry für den Rant, war jetzt mehr oder weniger offtopic, aber so ein Pfusch ärgert mich halt. *mecker*

He, kein Thema. Mir geht´s ganz genauso, wenn ich die Handelsregeln bei Traveller sehe. Oder die Regeln zur zufälligen Erschaffung von Sonnensystemen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.08.2008 | 00:59
So, ich werd dann so langsam mal anfangen, die ganzen Ergebnisse dieses munteren Threads zusammenzuschreiben. Erstmal ganz banal als Textdokument, später kann ich vielleicht mal ne Webseite draus machen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: ChristophDolge am 3.08.2009 | 12:07
Ist hierzu mal eine Zusammenfassung zu lesen? Würde mich wirklich brennend interessieren!!!
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 3.08.2009 | 13:23
Ich bin da beim Zusammentragen des Stoffes noch auf diverse Ungereimtheiten gestoßen, bzw. physikalische Sachverhalte die den bis dahin vorgesehenen Technologien widersprechen. Nachdem ich da noch eine Zeitlang rumgebastelt hatte, ohne eine befriedigende Lösung zu finden, hatte ich erstmal die Lust verloren und das Projekt auf Eis gelegt. Zuletzt habe ich mich glaub ich im Januar mit dem Thema beschäftigt. (Mensch, wie die Zeit vergeht...)

Das Hauptproblem liegt bei der Energiequelle des Hauptantriebes. Da hatte ich ja die Konversion von mittel-leichten Atomkernen wie z.B. Sauerstoff vorgesehen. Das Problem ist, dass die Konversion eines Baryons so viel Energie freisetzt, dass ein so leichter Kern nicht in bequeme Helium- oder ähnliche Kerne, sondern komplett in Protonen und Neutronen zerfallen würde - und Neutronen wollen wir ja möglich wenige haben. Das kann man m.E. in einem Hard-SF-Setting nicht einfach wegwedeln.
Um eine komplette Disintegration zu vermeiden, muss man einen Ausgangskern wählen, der so schwer ist, dass die freigesetzte Energie pro Baryon nicht die Bindungsenergie von Helium übersteigt. Allerdings haben diese schweren Kerne wieder den Nachteil, dass sie deutlich mehr Neutronen als Protonen besitzen, die dann wieder freigesetzt würden.
Kurz: richtig "grün" wird das nie, man muss sich auf einen gewisse Neutronenstrahlung einstellen. Allerdings habe ich da noch nicht berechnet, wie man da am billigsten wegkommt.

Wenn da jemand gerne mitrechnen will, nochmal die wichtigsten Zahlen:
Zerstrahlung eines Baryons setzt so ungefähr 930MeV frei. Schon ca. 28MeV reichen aus, um einen Heliumkern in seine Bestandteile zu zerlegen. Die freigesetzte Energie darf also maximal 7MeV pro Baryon nicht übersteigen. Ergo muss der gesamte Kern über 133 Nukleonen aufweisen.
Das kleinste stabile Isotop, das diese Anforderung erfüllt, ist 134-Xe. Dieses besteht allerdings aus 54 Protonen und 80 Neutronen, also eine Rate von ca. 1,5:1.
In einer idealen Welt würde der Kern gleichmäßig in 4-He und 6-He zerfallen, die dann wiederum nach 0,8s (also bereits viele Kilometer vom Raumschiff entfernt) in 6-Li zerfallen, völlig ohne freie Neutronen. Aber da ja nix optimal abläuft, und das ebenso wahrscheinliche Zwischenprodukt 5-He nach 10e-22s ein Neutron absondert, wird man um einige freie Neutronen nicht rumkommen. Fragt sich halt nur, wieviele das dann sind und welche Strahlenschutzmaßnahmen man dann ins Schiffsdesign einbeziehen muss.

--

Zum Ausgleich für den Verdruss und die lange Wartezeit, aber zum allgemeinen Amüsement ein von mir geschriebener Raumflugkalkulator für Excel, bei dem man Parameter wie Schiffsmasse, Antriebsdaten und Flugstrecke eingeben kann und die benötigte Reisedauer berechnet bekommt. Außerdem kann man damit die benötigten Radiatorenflächen, den Energieverbrauch und die Wirtschaftlichkeit berechnen. Vielleicht hilft das ja schonmal. ;)

[gelöscht durch Administrator]
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Quaint am 3.08.2009 | 13:32
Faszinierend... :)

Aber ich glaube fast, mit soviel Hard Scifi könnte das beim späteren spiel auch schwerfällig werden...

Die grundsätzlichen Überlegungen und Berechnungen jedoch sind sehr informativ und interessant. Auch wenn ich sie wohl nie in dieser Detailtiefe im Rollenspiel verwenden werde.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 3.08.2009 | 17:02
Also, hier nochma ein "Stand der Dinge" nach den neuesten Überlegungen:

Erstmal: Paradigmenwechsel

Im Zuge der Entwicklung dieses Threads und meiner Bemühungen haben sich die ursprünglichen Prämissen schrittweise verändert, daher ist es wohl jetzt angebracht, diese Änderungen kurz aufzulisten:
- von den ursprünglich genannten Beschleunigungen von 10-30G bei Dauerbeschleunigung kann keine Rede mehr sein. Für interplanetare Reisen haben sich eher kurzzeitige Beschleunigungen unter 1G mit langen Driftphasen zur Treibstoffersparnis als vernünftig erwiesen. Dennoch sind die Antriebe so ausgelegt, dass sie kurzfristig - in Gefahrensituationen - durchaus Beschleunigungen um 3G liefern können, was bei näherer Betrachtung ja auch ein Arschvoll ist.
- weiterhin bin ich inzwischen von der ursprünglichen Prämisse, dass der Treibstoff maximal 10% der Gesamtmasse ausmachen soll, abgerückt. Es hat sich einfach keine ausreichend harte Technologie gefunden, mit der sich das plausibel darstellen ließe. Mit dem jetzigen Stand der Dinge kommt man aber immerhin auf Masseverhältnisse um 1,25 - 2,00 (das heisst ca. 20-50% Treibstoffanteil an der Startmasse); das genügt mir.


Schlüsseltechnologien:
elektrische Hochtemperatur-Supraleiter (>138K)
Nanotechnologie – keine Nanoroboter, aber z.B. Carbonnanofasern und ähnliche Materialmanipulation
Beherrschung von Elektromagnetismus und Magnetohydrodynamik
Manipulation von topologischen Vakuumdefekten (z.B. Monopole, Q-Balls)

Energieerzeugung
Konversionsreaktoren nutzen topologische Vakuumdefekte aus, um einzelne Nukleonen aus leichten Atomkernen in Energie umzuwandeln. Elektrische Energie wird bevorzugt durch Monopolkatalysierte MHD-Generatoren erzeugt:
Protonen werden durch einen magnetischen Monopol geleitet. Dieser löst nun jedes Proton in ein Pionenpaar und ein Positron auf. Das Gros der Ruheenergie geht hierbei auf die Pionen über. Diese werden durch umliegende Magnetfelder separiert und entsprechend ihrer Ladung in massive eiserne Pole geleitet. Das Eisen absorbiert Pionen geeigneter Energiebandbreiten und baut dadurch ein Potential auf. Diese Pole können nun direkt als Stromquelle verwendet werden und liefern insgesamt ca. 100 Megavolt Spannung. Der Strom hängt dabei von der Flußrate der Pionen ab.
Die Effizienz in diesem Schritt liegt bei ca. 30%.

Daneben werden die Eisenpole, aber auch die Reaktorwände durch die restlichen Pionen aufgeheizt. Diese Wärme wird wiederum von einer Wärmekraftmaschine mit, bei Raumschiffsystemen, ca. 25% Wirkungsgrad ausgebeutet und ebenfalls in elektrischen Strom umgewandelt. Der Wirkungsgrad wurde hierbei bewusst relativ niedrig gewählt, da hier die geringstmögliche Radiatorfläche zur Bewältigung der Abwärme benötigt wird.
(Planetare Kraftwerke können in diesem Schritt ca. 60% Wirkungsgrad erzielen.)

Dadurch ergibt sich ein Gesamtwirkungsgrad von annähernd 50% für Raumschiffe und über 70% für planetare Kraftwerke.

Energieausbeute: 90e15J/kg * 0,50 = 45e15J/kg
Abwärme: 45e15J/kg
Brennstoff: Wasserstoff (kann direkt aus mitgeführtem Wasser elektrolysiert werden.)

Die verfügbare Leistung wird hierbei praktisch nur von der Kapazität der Radiatoren begrenzt, da der Brennstoffverbrauch selbst bei mehreren TW Leistung minimal wäre. Die elektrischen Systeme eines Raumschiffes dürften aber eher im Megawatt- bis maximal Gigawattbereich liegen.

Abwärmemanagement:
Radiatoren sind der Flaschenhals aller Raumschiffsysteme. Die kleinstmögliche Radiatorfläche erhält man bei einer Betriebstemperatur von 75% der eigentlichen Wärmekraftmaschine. Dabei muss man jedoch bedenken, dass die Wärme dabei von der heißen zur kalten Seite transportiert werden muss, normalerweise durch Kühlmittel wie flüssiges Lithium, was die Arbeitstemperatur beider Seiten auf maximal dessen Siedepunkt begrenzt.
Selbst perfekte Schwarzkörperradiatoren benötigen dabei immense Flächen. Da die Wärmestrahlung nicht mit sich selbst interferieren darf, müssen die Radiatorflächen mindestens im 90°-Winkel zueinander stehen. Das Optimum stellt hier ein 90°-gewinkeltes zweiseitiges schwarzes Panel dar, da hier die wirksame Fläche ca dem 2,8fachen der Baugröße entspricht.

∂Q/∂t = Re * (5.67x10e-8) * Ra * Rt4

Ein idealer Paneelradiator mit Re=1 kann mithin folgende Abwärme bewältigen:
Pw = 1,0 * (5,67e-8) * 1600^4 * 2,8 ~ 1MW pro m² Baugröße.
Entsprechend bräuchte ein Bordkraftwerk mit 600MW Abwärme z.B zwei Paneele von je 30x10m² Baugröße (mit entsprechender Masse); allerdings dürften dann die Pole nicht aus Eisen bestehen, da dieses einen Schmelzpunkt von unter 1800K besitzt; benötigt werden aber mindestens 2000K (also  Wolfram o.ä.).
Radiatoren stellen in der Konstruktion ein Problem dar, da sie groß, massiv und fragil sind.

Mit deutlich geringerer Masse kommen dagegen Tröpfchenradiatoren aus, da hier ein Tröpfchenfilm aus Lithium (hoher Siedepunkt, geringer Vakuumdampfdruck) von einem "Sender" zu einem "Empfänger" geschickt wirkt; allerdings ist durch den sehr geringen Emissionskoeffizienten dieses Elements (0,07) der gesamte Platzbedarf deutlich größer, und zwar um etwa Faktor 18 bei gleicher Arbeitstemperatur.

Nachteil von Tröpfchenradiatoren ist der Kühlmittelverlust durch Vakuumdampfdruck sowie beim Manövrieren mit aktivierten Radiatoren. Daher ist in jedem Fall eine Kühlmittelreserve notwendig, was die Masseersparnis wieder (etwas) verringert. Als Kühlmittel bietet sich trotz einer relativ geringen Emissivität Lithium an, da es einen sehr geringen Dampfdruck hat.

Eine potentielle Ideallösung wäre ein fiktionales Kühlmittel, das einen hohen Siedepunkt, geringen Vakuumdampfdruck und hohen Emissionskoeffizienten mtieinander kombiniert. Muss sich allerdings den Vorwurf des Handwedelns gefallen lassen, wenn keine plausible Erklärung angeboten wird.

STL-Antrieb:
Konversionstriebwerke aka “Torchdrives”

Nach einem ähnlichen Prinzip wie die Stromerzeugung funktionieren auch die Sublichtantriebe, nämlich per Baryonkonversion. Da aber kinetische statt elektrische Energie benötigt wird, wird als Brennstoff nicht Wasserstoff verwendet, sondern schwerere Elemente. Aus einem schweren Kern wird ein einzelnes Nukleon umgewandelt und seine Ruheenergie auf den restlichen Kern übertragen. Dieser zerfällt dadurch in leichte Trümmer, hauptsächlich in 4-He (stabil), 6-He (zerfällt zu 6-Li) und unvermeidbarerweise einige Neutronen, die entsprechend abgeschirmt werden müssen. Diese hochenergetischen Teilchen übertragen nun ihre kinetische Energie auf zusätzlich eingespritzten Treibstoff, z.B. Wassermoleküle.
Die Moleküle werden enorm beschleunigt und, da kein Material ihrer Temperatur standhalten könnte, durch magnetische Manipulation aus der Antriebsdüse ausgestoßen. Die Menge der Treibstoffzugabe lässt sich variieren, dabei erhöht sich der Treibstoffdurchsatz zum Quadrat der Schubsteigerung.

Die Stützmasse wird durch magnetische Düsen in den gewünschten Vektor gelenkt. Dabei ist eine Schubvektorsteuerung bis ca. 20° möglich; je nach Schiffsdesign kann auch das ganze Triebwerk geschwenkt werden. Ferner wird der Abgasstrahl auch um etwa 10-20° aufgefächert, um den notwendigen Sicherheitsabstand zu anderen Objekten möglichst klein zu halten. Der effektive Schub verringert sich hierdurch um wenige Prozent (vernachlässigbar).

Die Triebwerke erzeugen zwar eine prozentual sehr geringe Abwärme (in andere Richtungen als den Schubvektor), da sie als offener Kühlkreislauf funktionieren, jedoch sind aufgrund der enormen Gesamtleistung selbst winzige Verluste schwer in den Griff zu kriegen. Weiterhin wächst der benötigte Durchmesser nur zur Wurzel der Leistung, was bedeutet, dass prinzipiell wenige große Triebwerke günstiger sind als viele kleine.

Die zur Erzeugung der Magnetflasche benötigten Supraleiterspulen werden hierbei von Wolframschilden abgeschirmt, die zur Vergrößerung der relativen Fläche in extrem spitzem Winkel zur Triebwerksachse stehen. Hieraus bedingen sich entsprechend große Triebwerke, als Faustregel etwa 10 Meter Durchmesser bei 1,25TW Konversionsleistung und 80% Wirkungsgrad (d.a. 1TW Schubleistung, 0,25TW Strahlung).

Brenn- und Treibstoff
Als Brennstoff werden Isotope schwerer Elemente benötigt, die eine Konversion mit möglichst geringer Neutronenfreisetzung ermöglichen. Das leichteste stabile Isotop, das diese Anforderung erfüllt, ist 134-Xe.

Die Triebwerke und Reaktoren können zwar prinzipiell mit verschiedenen Treibstoffen betrieben werden, in der Praxis ist jedoch Wasser ("Normal") oder Wasserstoffperoxid ("Super") das Mittel der Wahl. [Für Späteinsteiger: man beachte den Unterschied zwischen Brennstoff und Treibstoff.] Peroxid ist relativ einfach zu handhaben, kann mit geringem Aufwand in flüssigem Zustand gehalten werden, und besitzt mit ca. 1,5g/cm³ eine relativ hohe Dichte. Letzteres ist der Grund, warum es zuweilen trotz der höheren Kosten gegenüber Wasser bevorzugt wird, da mit dem selben Tankvolumen 50% mehr Treibstoff mitgeführt werden kann.

Der für das Stromaggregat benötigte Wasserstoff wird durch Elektrolyse aus Wasser erzeugt. Für einen Reaktor mit beispielsweise 600MW Nutzleistung werden ca. 50mg/h benötigt, was schon mit 1,34A erreicht werden kann.

Fluglagesteuerung:
Kombination aus Gyroskopen, Magnettorquern und Manövrierdüsen. Letztere werden aufgrund ihres Treibstoffbedarfs vornehmlich in zeitkritischen Situationen eingesetzt. Ein typisches Raumschiff verfügt dabei über etwa 12 fixe Manövrierdüsen (oder eine kleinere Anzahl schwenkbarer Düsen) und eine Anzahl kleinerer Gyroskope, die eine präzise Steuerung um drei Rotations- und drei Translationsachsen ermöglichen.
Die Manövriertriebwerke sind dabei auf hohen Schub bei kompakter Bauweise ausgelegt, was sich dafür in relativ hohem Massedurchsatz niederschlägt.

Waffensysteme:
Vorherrschend sind EM-Strahlenwaffen basierend auf dem FEL-Prinzip, im Volksmund “Laser” genannt. Wellenlänge, Leistung und Bündelung hängen dabei von der Baugröße ab. Es existieren hauptsächlich kleinere Ausführungen als Point-Defense Systeme zur Abwehr von Impaktoren und später Lenkraketen.
Große Laser, die auch auf weite Distanzen zielgenau und potent sein sollen, benötigen sehr große Reflektoren, die ihrerseits leichte Ziele für den Gegner sind. Verschiedene Gegenmaßnahmen (s.o.).
Aufgrund diverser technischer Faktoren wie z.B. maximale Belastbarkeit der Reflektoren (ca 5MW/cm²) und Platzbedarf für Aktuator (Frequenz) und Apertur/Reflektor, sind mobile Laser im Wesentlichen auf ca. 400nm Wellenlänge und Leistungen im Bereich bis ca. 100MW beschränkt.
FEL besitzen einen Wirkungsgrad von etwa 65%, für 100MW Strahlleistung fallen also etwa 50MW Abwärme an. Aus taktischen Erwägungen besitzen Schiffslaser oft einen offenen Kühlkreislauf mit einem billigen Kühlmittel (z.B. Wasser), welches bei Erreichen der Kapazitätsgrenze einfach ausgestoßen wird.

Massebeschleuniger: Rail- oder Coilguns variabler Größe, die massive (d.h. nicht explosive) Projektile mit möglichst hoher Geschwindigkeit auf das Ziel schleudern. Relativ geringe Reichweite; im Einzelschuss wenig effektiv, bei Schnellfeuer aber hochgefährlich ("Sandstrahler").

Raketen: größtmögliches Schadenspotential, aber anfällig gegen Abwehrlaser. Normalerweise ohne eigenen Sprengkopf, reine Wuchtgeschosse.

Taktische Erwägungen
Beim Raumkampf ist zu beachten, dass Radiatoren die verwundbarsten Teile eines Raumschiffes sind. Besonders Paneelradiatoren sind groß, fragil und unmöglich zu panzern. Im Kampf gegen einzelne Gegner können sie ggf. noch mit der Schmalseite exakt auf den Gegner ausgerichtet werden, sodass die Gefahr eines Treffers minimiert wird. Im Kampf gegen mehrere Gegner fällt diese Option meist weg, sodass die Radiatoren eingezogen werden müssen, um eine Beschädigung zu vermeiden.
Tröpfchenradiatoren sind hier günstiger, da ein Treffer auf die Tröpfchenfläche abgesehen von etwas Kühlmitelverlust keine negativen Auswirkungen hat. Die Emitter und Sammler wiederum können im gleichen Rahmen wie das restliche Schiff gepanzert werden. Darüber hinaus sind diese Baugruppen meistens einziehbar angeordnet, um bei Bedarf den eigenen Querschnitt zu minimieren.
In solchen Fällen ist das Schiff zur Bewältigung der Abwärme komplett auf interne Hitzespeicher (Heatsinks) oder offene Kühlkreisläufe (mit Ausstoß des Kühlmittels) bzw. einer Kombination aus Beidem angewiesen. Hier muss auch zwischen Kosten und Nutzen abgewägt werden: 1t Wasser ist extrem billig, aber kann nur 0,4GJ aufnehmen. 1t Lithium ist wertvoller, aber kann die zehnfache Wärme bewältigen (4GJ); außerdem muss jede Tonne erstmal mitgeschleppt werden, was zusätzlichen Treibstoff kostet.

Schiffsdesign et al:
Man kann das Design moderner Raumschiffe nicht verallgemeinern, abgesehen davon, dass natürlich alle essentiellen Komponenten ihren Platz finden müssen: Triebwerk, Tanks, Habitat, um nur einige wenige zu nennen.
Darüber hinaus verfügen die meisten Schiffe über einen spitz zulaufenden Bug, um durch die resultierenden schrägen Flächen einen gewissen Schutz vor Mikrometeoriten zu bieten. Der Querschnitt des Bugsegments ist in der Regel so dimensioniert, dass die meisten Schiffskomponenten in seinem “Windschatten” Platz finden.

Für den Schiffsrumpf kommen die verschiedensten Konstruktionsmaterialien in Frage, sodass hier keine allgemeine Aussage getroffen werden kann. Jeder Werkstoff hat naturgemäß bestimmte Vor-und Nachteile, sodass die Wahl schließlich vom Einsatzzweck des Schiffes abhängen sollte.
Mögliche Werkstoffe sind:
Aluminium: sehr geringe Dichte (2.5g/cm³), schweissbar, hochreflektiv, aber wenig robust, geringe Temperaturresistenz (~600K)
Titan(legierungen): hohe Temperaturresistenz (>1800K), passable Dichte (4,5g/cm³), hohe Festigkeit; relativ gut zu reparieren (Schweissbarkeit), aber keine Optimalwerte.
DLC (“Diamant”): hohe Temperaturresistenz (~1800K), geringe Dichte (3,5g/cm³), gute Wärmeleitfähigkeit, höchstmögliche Härte (10), bestmögliche Laserpanzerung, aber unmöglich zu reparieren (beschädigte Segmente müssen ausgetauscht werden). Geringe Emissivität.
Hochtransparente Segmente können u.U. Laser- oder Strahlenbeschuss komplett durchlassen (unmöglich zu beschädigen); diese sind aber auch entsprechend hart und unflexibel.
Wolframlegierungen oder spezielle Carbide: maximale Temperaturresistenz (3300-4000K), hohe Härte, aber extrem hohe Dichte (~20g/cm³).
Eisen/Stahl: billig, stabil, je nach Oberfläche gute Emissivität, aber schwer (~8g/cm³)

Darüber hinaus kann der Rumpf mit verschiedenen Materialien bedampft bzw plattiert werden, je nach gewünschtem Effekt. Eine möglichst schwarze Beschichtung (z.B. Carbon-Nanofasern) bedeutet eine höchstmögliche Emissivität, was das Abwärmemanagement erleichtert.
Verspiegelte Oberflächen hingegen (Silber) besitzen eine minimale Emissivität, aber reflektieren dafür ca. 96% eintreffender Energie, z.B. von Laserstrahlen, solange die Wellenlänge im sichtbaren Spektrum liegt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: ArneBab am 16.06.2010 | 15:32
Das Konzept klingt für mich sehr schlüssig.

Was ich mir noch wünschen würde ist ein „Standardschiff“: Ein typisches Schiff, wie es die meisten Händler haben.

Für den Werkstoff würde ich noch zwischen Innenmaterialien und Außenhülle unterscheiden. Für die inneren Verstrebungen würden sich z.B. Nanoröhren eignen – oder sogar Hanffasern :) (daraus hat gerade jemand ein Fahrrad gebaut (WDR2 Wissen; PodCast :) ), und die Zugfestigkeit ist recht beachtlich).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 16.06.2010 | 15:35
Mit Hilfe von Superlinsen aus (modifizierbaren?) Metamaterialien können bestimmte bauteile für bestimmte Wellenlängen unsichtbar und damit unverwundbar gemacht werden,

Weiß jemand, wie die emissionswerte solche Superlinsen aussehen und ob sich damit vielleicht Radiatoren panzern lassen könnten?
Prinzip: http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=6192
Tarnkapppe: http://www.dradio.de/dlf/sendungen/wib/767934/
                  http://www.weltderphysik.de/de/4245.php?ni=1081
                 http://www.spektrumverlag.de/artikel/939878
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 16.06.2010 | 16:23
Ich versuche derzeit gerade wieder, interessante und praktikable Muster zu entwerfen. Momentan suche ich nach einer Möglichkeit, wie im anderen Thread angesprochen, die Schubtriebwerke des Landeschiffs als Manövriertriebwerke des Hauptschiffs verwenden zu können.

Ich glaube, DeKrit war's der zuerst von modularen Schiffen geredet hat; das Konzept hat einiges für sich. Da sähe ein Standardschiff vielleicht ungefähr so aus:
    ooo[][][]   
}}}|=========|>>
    ooo[][][]

wobei
}}} Hauptantrieb
== Zentralrumpf (lang und dünn)
o Treibstofftanks
[] Frachtmodule
|>> Kommandomodul
sowie Radiatoren, hier nicht im Bild, ebenfalls entlang der Hauptachse.

--

Wie das mit Objekten mit negativem Brechungsindex aussieht, keine Ahnung. Aber so wie ich das verstehe, ist das so: "tarnen" können die Dinger nur vor _auftreffender_ Strahlung; d.h. auf das Objekt fallendes Licht wird um dieses herumgelenkt. Das heisst, es ist unsichtbar für _aktive_ Sensoren im entsprechenden Spektrum.
Aber vom Objekt selber _abgegebene_ Strahlung kann nicht negiert werden. Ein Raumschiff muss seine Abwärme loswerden, und das geht nur durch Strahlung. Diese Strahlung nicht entweichen zu lassen, würde Hitzetod bedeuten. Sobald die Strahlung aber entweicht, kann sie nach wie vor von _passiven_ Sensoren registriert werden. Und das geht, wie wir gesehen haben, noch auf sehr große Entfernungen. Kurzum, es hätte überhaupt keinen Sinn, Radiatoren damit zu beschichten.

Alternative Ideen zu Radiatoren:
Tröpfchen- oder selbst Dünnfilmradiatoren halte ich inzwischen nicht mehr für praktikabel, aufgrund der schlechten Emissivität flüssigen Lithiums; außerdem weisen neuere Forschungen darauf hin, dass die Dinger auch nur mit <1000K arbeiten könnten.

Dann gibt es noch als Konzept sog. Curie-Point Radiatoren, die ähnlich wie Tröpfchenradiatoren funktionieren,  aber mit Metallpulver als Kühlmittel arbeiten. Der Curiepunkt ist die Temperatur, an dem ein Metall seine magnetischen Eigenschaften verliert. Was man also macht: man bläst das heiße Pulver (jenseits der Curie-Temperatur) ins All, dort strahlt es Wärme ab, und sobald die Temperatur unter den Curiepunkt gesunken ist, wird es von Magnetfeldern wieder eingefangen und in den Kühlkreislauf zurückgeführt.
Ein erstes Google-Fu deutet darauf hin, dass es Metallverbindungen mit Curietemperaturen um 1500K gibt. Allerdings steht da natürlich nichts zu deren Emissivität. Aber es wäre einer näheren Überprüfung würdig.

Wieder eine andere Idee wäre, basierend auf neuen Kohlenstoff-Werkstoffen flexible Radiator-Segel zu entwickeln. Kohlenstoff hat die Vorteile, dass es auch bis ca. 1600K eingesetzt werden kann und dabei eine sehr hohe Emissivität besitzt. Stellt euch eine Art Segel oder Haut aus dem Zeug vor, durchzogen von unzähligen Äderchen (aus Karbonröhrchen), durch die siedend heißes Lithium gepumpt wird. Das Lithium überträgt seine Wärme per Konduktion auf den Kohlenstoff, der sie dann effizient abstrahlt.

So, muss eben den Rechner hier räumen, melde mich nachher wieder.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 16.06.2010 | 16:45
@Feuersänger
Radiatoren zu tarnen  macht wirklich keinen Sinn, da hast Du recht. Sie allerdings vor Lasern in den wichtigen Wellenlängen zu schützen könnte den Atem eines Kampfschiffes verlängern.

Ein Schiff gegen aktive Sensoren zu Schützen kann auch wichtig sein, um die Unterscheidbarkeit zwischen Attrappe und echtem Schiff (beim Treiben oder unter der Annahme, dass es nahezu unsichtbare Abgasstrahlen gibt) zu verringern.
Als Panzerung gegen Laser könnten die sich auch eignen und vielleicht auch als Schutz gegen Überhitzung und als Tarnung vor hellen Hintergründen, wie in tiefen Sonnenorbits. Das könnte für Satteliten zur Systemverteidigung wichtig sein.
Ein Schwarm von zentralen getarnten Stationen, die von der Sonnenhitze überdeckt eine Flotte von Waffenplattformen den Angreifern entgegenschicken. Der Vorteil ist, dass so mit recht wenigen Stationen ein großer Winkel^2 abgedeckt werden kann, da die Stationen nahe der Spitze sitzen.
Wenn die Abgefeuerten Stationen jetzt wegwerfwaffensind, wie z.B. Explosionsgepumpte Laser, kann man auch von einer höheren oder gleichen Reichweite als die Waffen der Angreifer ausgehen, sodass sie auch zum Einsatz kommen können.

@Modularbauweise
Die Schubdüsen könnten selbst modular sein und als Düsen der Landungsfähren/Kapseln von den Auslegern (Momenterhöhung bei Zündung) an selbige versetzt werden.

Ein solches Schiff sähe dann z.B. so aus:
                       x
    ooo[][][]       |
}}}|=========|>>OO——-x
    ooo[][][]       |
                       x
x: Manöverdüsen
O: Eisschild oder anderer Spaß

Jede weitere Unterteilung eines Schiffes in Module erhöht dess Robustheit auf Kosten von Masse. Das ist ein weiterer Tradeoff.

Eine Weitere Konstruktionsart, die Gewicht sparen könnte, ist folgende:

    ooo    
}}}|[][][][][][][][][]|>>
    ooo

Da ein erhöhter Querschnitt eine höhere Steifigkeit bringt, könnten die Wände der Module selbst die Tragenden Elemente sein. so werden zwar die Module schwerer, aber man spart sich das Gerüst. (Wie bei einem Alurad) Vielleicht ist diese Bauart für kleinere Schiffe sinnvoll. Große Pötte nutzen dann zum Beispiel Skaleneffekte beim hauptantrieb aus, um die größere Masse zu kompensieren.

Auch Konfigurationen, wie:

}|[][][]|>
  oooooo
}|[][][]|>

Wären möglich und reduzieren den Bedarf an Steuerdüsen auf Kosten komplizierteren Manövrierens.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 16.06.2010 | 18:01
@Eulenspiegel

Eh!

Zitat
Radiatoren zu tarnen  macht wirklich keinen Sinn, da hast Du recht. Sie allerdings vor Lasern in den wichtigen Wellenlängen zu schützen könnte den Atem eines Kampfschiffes verlängern.

Da muss man auch gleich die Konsequenzen bedenken: gesetzt den Fall, das ist machbar, und würde sich weit verbreiten, sodass Laser quasi wirkungslos werden, würde sich der Raumkampf entsprechend weg von Lasern, hin zu Partikelstrahlern oder Railguns etc. verlagern.
Davon abgesehen meine ich mich zu erinnern, dass FEL ihre Wellenlänge quasi nach Bedarf ändern können (bis zu einer bestimmten Untergrenze).

Zitat
@Modularbauweise
Die Schubdüsen könnten selbst modular sein und als Düsen der Landungsfähren/Kapseln von den Auslegern (Momenterhöhung bei Zündung) an selbige versetzt werden.

Ja, das mit den Auslegern hab ich mir auch überlegt, war einer der allerersten Gedanken in diesem Thread. Die Dinger dann einfach bei Bedarf da ab- und am Shuttle anzumontieren, ist zwar vielleicht nicht ganz elegant, aber dürfte funktionieren.

Generelles Problem: solange das Shuttle unterwegs ist (btw, Heinlein nannte solche Beiboote "Jeep", find ich eigentlich auch nicht schlecht), kann das Hauptschiff quasi nicht manövrieren. Es kann also z.B. nicht ein mit Schwung hochschießendes Shuttle aus der Parabel heraus auffangen - das Beiboot muss in der Lage sein, aus komplett eigener Kraft in den Orbit einzutreten.
Aber vielleicht kann man das ja von Fall zu Fall entscheiden -- bei einem hochtechnisierten Planeten lässt man die Triebwerke am Hauptschiff, landet mit Atmosphärenbremsung und lässt sich hinterher von Katapulten und Laser-Ram wieder raufschießen, wo man vom noch manövrierfähigen Hauptschiff aufgefangen wird (zur Not per Riggerkontrolle ferngelenkt). Bei einem "wilderen" Planeten nimmt man die Triebwerke mit runter und fliegt aus eigener Kraft wieder hoch.

Zitat
Da ein erhöhter Querschnitt eine höhere Steifigkeit bringt, könnten die Wände der Module selbst die Tragenden Elemente sein. so werden zwar die Module schwerer, aber man spart sich das Gerüst.

Möglich. Ich stelle mir aber den zentralen Rumpf dabei auch nicht als Gittergerüst vor, sondern mehr so als Röhre -- die gleichzeitig als Zugangstunnel zur Triebwerkswartung etc. dient. Wenn man nur Container aneinanderstöpselt, kommt man ja nicht mehr von einem Segment zum anderen.

Zitat
}|[][][]|>
  oooooo
}|[][][]|>

Bei meinem Antriebskonzept nicht möglich, da so die beiden Triebwerke einen Teil ihrer Verlustleistung ineinander strahlen würden, und das könnte fatale Folgen haben. Im Wesentlichen ist man bei meinem Torch-Konzept auf ein einzelnes Haupttriebwerk beschränkt. Je mehr Leistung, desto größer der Durchmesser. Der maximale Durchmesser wiederum ist davon abhängig, wie weit man das eindämmende Magnetfeld ausweiten kann.

Allerdings ist - ebenfalls durch magnetische Manipulation des Abgastrahls - auch zu einem gewissen Grade Thrust Vectoring möglich - um wieviel, kann ich bestenfalls vermuten, vielleicht 10° oder so.

Die Manövrier- bzw. Shuttletriebwerke funktionieren zwar nach demselben Grundprinzip, sind aber viel schwächer dimensioniert (ca 5% der Leistung des Hauptantriebs, 1/40 der Ausströmgeschwindigkeit, aber mehr Schub) und werden durch ihren höheren Massedurchsatz auch besser gekühlt. Daher können hier mehrere Aggregate nebeneinander montiert werden. (Aber ehrlich gesagt ist da auch ein Stück Handwedelei dabei.)

--

Achja, ich war ja vorhin eigentlich bei den Segelradiatoren stehengeblieben:
Diese "Tücher" sind vor allem relativ dünn und leicht im Vergleich zu soliden Paneelradiatoren. Außerdem lassen sie sich aufgrund ihrer Flexibilität je nach Bedarf aus- und einrollen. Jedes Segel wird durch eine Anzahl "Arterien", die jeweils viele "Haargefäße" versorgen, mit Kühlmittel "durchblutet". Das flüssige Lithium kann dabei magnethydronamisch gepumpt werden, ohne bewegliche Teile. Wird ein Segel beschädigt, kann aus den relativ dünnen Gefäßen das Lithium nicht allzu schnell entweichen. Wird ein Druckabfall registriert, kann einfach die betroffene Arterie abgeschaltet werden, bis das Leck geflickt ist.
Trotzdem ist diese Technik natürlich nicht gerade beschußfest. Aber man kann wohl nicht alles haben.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 16.06.2010 | 21:10
Oh, sorry für den Eulenspiegel. Ich weiß nicht genau, warum ich alle möglichen Nutzer so antexte und ich habe es jetzt sofort korrigert. Man, ist mir das peinlich...Liegt wahrs. daran, dass ich direkt vorher ein post von Eulenspiegel gelesen habe. Mistmistmist.

@sich ändernde Wellenlänge bei FELs
OK, dann taugen die Linsen nichts, wenn sie nicht ebenfalls so veränderbar sind.

@Containergänge
Naja, die Gänge können ja weich sein und außen entlanglaufen.

@Umstecken Manövrierdüsen
Das ist ein sehr wichtiger Gegengrund.
Ich dachte kurz auch, dass es Sinn machen würde, Rettungsboote zu haben, dann viel mir wieder ein, dass man einfach das gefährliche Modul wegschießen kann und im größten und damit sichersten Teil des Schiffes auf REttung warten kann...

@Segelradiatoren
Ich mag die Idee. EIne Reperatur per Katheter stelle ich mir auch lustig vor. ;) Wahrscheinlich wäre es einfacher einen Flicken drauf zu setzen, aber die andere Variante braucht weniger Material und ist von Innen durchführbar...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 16.06.2010 | 21:46
@sich ändernde Wellenlänge bei FELs
OK, dann taugen die Linsen nichts, wenn sie nicht ebenfalls so veränderbar sind.

Denke nicht, dass sich das realisieren lässt. Ich weiß auch ehrlich gesagt nicht, ob sich ein FEL _on the fly_ variieren lässt -- ich weiß nur, dass FEL prinzipiell jede Wellenlänge von Infrarot bis Extrem-UV generieren können.

Zitat
@Containergänge
Naja, die Gänge können ja weich sein und außen entlanglaufen.

Eventuell, ja. Muss man halt aufpassen, dass diese Schläuche dann nicht so weit rausragen, dass sie von den eigenen Radiatoren angestrahlt werden. Aber es wirft sowieso interessante Fragen zum Thema Strahlenschutz auf: ein flexibler Tunnel bietet sicher keinen Schutz vor kosmischer Strahlung. Andererseits würden geladene Partikel keine Bremsstrahlung erzeugen.
Nichtsdestotrotz, der Strahlenschutz spricht m.E. dafür, den Verbindungstunnel in die Mitte zu legen, mit den ganzen Containern außen dran. So fungieren die Container selber als Strahlungsschilde.

Nebenbei: die Treibstofftanks habe ich den Schemata nicht von ungefähr als "o" gezeichnet: Flüssigkeiten kann man am besten in sphärischen Tanks lagern, weil da die Oberfläche und somit die Trockenmasse die niedrigstmögliche ist, aber man (im Gegensatz zu Feststoffen) kein Problem mit der Raumausnutzung bekommt. Und sie liegen direkt vor dem Triebweg, um etwaige Neutronenstrahlung einzufangen, ehe sie der Crew gefährlich werden kann.

Zitat
@Umstecken Manövrierdüsen
Das ist ein sehr wichtiger Gegengrund.

Vielleicht kann man das auch einfach kombinieren -- also dem Hauptschiff noch ein paar Manövrierdüsen extra geben. Das "Interface Vehicle" bekommt im Bedarfsfall die Hälfte davon, aber das Hauptschiff (blödes Wort, klingt so nach Kirche) bleibt manövrierfähig.

Zitat
@Segelradiatoren
Ich mag die Idee. EIne Reperatur per Katheter stelle ich mir auch lustig vor. ;) Wahrscheinlich wäre es einfacher einen Flicken drauf zu setzen, aber die andere Variante braucht weniger Material und ist von Innen durchführbar...

"Flicken drauf" oder Äquivalent dazu wäre in der Tat einfacher. Bevor man da mit nem Katheter arbeiten könnte, müsste man erstmal das ganze flüssige Lithium aus dem System rausspülen. Überhaupt hat Lithium als Kühlmittel den Nachteil, dass das System _immer_ auf Temperatur gehaten werden muss (mindestens 455K ~ 181°C am kältesten Punkt). Will man das System kaltstellen, muss man zuerst das Lithium durch z.B. Öl ersetzen, dann kann man weitersehen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 16.06.2010 | 22:27
Meimei, Strahlung...da war ja was.
Ich mag die Durchdringungstiefe deiner Vorschläge!

Die Container müssen ja auch nicht rechteckig sein. So könnte man mit Sechseckigen Säulen eine noch höhere Steifigkeit erreichen oder mit achteckigen auch Gänge im Inneren des Konstruktes. Trennscheiben, können diese Gänge dann verbinden und Sektionen trennen. Es wären auch andere skurrilere Raumfüller möglich. Aber da werden die Verbindungen dann komplizierter. Ein einfaches Tetraeder-Oktaedergitter oder ein Oktaederstumpfdesign für die Tanks wären auch möglich. Letzteres hat den VOrteil ein sehr einfacher, relativ kugelähnlicher Raumföller zu sein und somit ein besseres Oberfläche Volumenverhältnis zu haben als ein Quader. Nur laufen die Kräfte nicht mehr so schön.

Wie wäre es denn das Prinzip der TEnsegrity in Raumschiffen zu verwenden?
http://www.spektrum.de/artikel/999825
http://www.youtube.com/watch?v=hOoCHQIyF0s&NR=1
Hier werden die Kräfte perfekt auf die stüzenden und zughaltenden Parts verteilt. es gibt keine Biegemomente oder Scherungen. Das ermöglicht eine extrem leichte Volumenumspannung, die sogar immer stabiler wird, je flacher die Winkel werden. Schiffe, die wechselnden großen Kräften standhalten müssten, wie Torchships könnten durch solche Konstruktionen Gewicht sparen. Vielleicht ist es auch möglich die große Zelle so sekundär zu verspannen, dass sie trotz defekt stabil bleibt.

Auch können durch richtige Faltung sehr interessante Effekte erzielt werden:
http://www.youtube.com/watch?v=Ua47OHFLJV4&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=PQ8sr_9NyHY&NR=1
http://www.youtube.com/watch?v=4FLJiFYUWlg&feature=related


Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 16.06.2010 | 23:31
Sechseckig ist gut. Ich bild mir ein, das hätte ich schonmal auf dem Plan stehen gehabt. Mir schwebt da nämlich ein Querschnitt im Doppel-Dreiecksformat vor. Also stell dir ein Hexagon vor, das ist die zentrale Säule. Lotrecht zu drei der Seiten (Mercedessternmäßig) stehen die Radiatorensegel; an den anderen drei Seiten sind die Tanks / Container angedockt. Nur die Frontsektion mit den Auslegern für die Manövriertriebwerke, Kommandozentrale etc. ist "flach". Der "Jeep" (also das Shuttle) ist ebenfalls dort untergebracht.

Ich hab das tatsächlich gerade mal so ungefähr aufgezeichnet, und bin zum ersten Mal einigermaßen zufrieden mit der Optik. Allerdings hab ich keinen Dunst, wo die Kabel für meinen Scanner abgeblieben sind... Naja, die Maßstäbe stimmen bestimmt sowieso noch nicht, hab das nur so freihand hingekrakelt. Dennoch, ich klopf mir grad selbst auf die Schulter.  ;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 16.06.2010 | 23:46
Warum die Radiatoren nicht im Rechten Winkel zueinander oder so, dass es möglich ist, etwaigen Sonnenwindausbrüchen auch die kalte Schullter zeigen zu können, anstatt des roten Gesichtes, auf dass man keinen Sonnenbrand abbekommt?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 17.06.2010 | 00:14
Könnte man prinzipiell auch machen, ja. Ehrlich gesagt finde ich einfach, dass eine dreier-Anordnung cooler aussieht. ;)
Außerdem: erstens passt das besser zur hexagonalen Rumpfstruktur. Zweitens kommen die Radiatoren so nicht mit den Containern ins Gehege - das könnt sonst etwas eng werden (da bräucht man quasi eine achteckige Rumpstruktur). Und schließlich bieten bei den von mir verwendeten Zahlen bereits drei Segel mehr als genug Kapazität für alle denkbaren Anwendungen. Man hat also sogar noch einen Sicherheitsfaktor.

Thema Sonnenwind oder meinetwegen auch andere kosmischen Strahlungsstürme: da müsste man auch von vier Radiatoren mindestens zwei einfahren.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 17.06.2010 | 01:01
Thema Sonnenwind oder meinetwegen auch andere kosmischen Strahlungsstürme: da müsste man auch von vier Radiatoren mindestens zwei einfahren.
oder wegklappen, sodass sie die große Flächen in Fahrtrichtung zeigen. Das wäre dann ein abwägen zwischen den Risiken.  Bei drei Segeln ist das nicht so schön.

Aber die dreiergruppierung sieht natürlich nett aus und wenn die Radiatoren wie Federn aussehen, dann können sie auch so gebaut sein, dass zwei der drei Radiatoren die subpanele im rechten Winkel stehen haben und so weniger von der gegenseitigen Abwärme und der des ersten Segels getroffen werden.

rechte Winkel sind aber auf jedenFall praktischer, vor Allem da nichts dagegen spricht die Segeln zum entladen abzukoppeln...
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: ArneBab am 17.06.2010 | 09:49
Dann gibt es noch als Konzept sog. Curie-Point Radiatoren, die ähnlich wie Tröpfchenradiatoren funktionieren,  aber mit Metallpulver als Kühlmittel arbeiten. Der Curiepunkt ist die Temperatur, an dem ein Metall seine magnetischen Eigenschaften verliert. Was man also macht: man bläst das heiße Pulver (jenseits der Curie-Temperatur) ins All, dort strahlt es Wärme ab, und sobald die Temperatur unter den Curiepunkt gesunken ist, wird es von Magnetfeldern wieder eingefangen und in den Kühlkreislauf zurückgeführt.
Ein erstes Google-Fu deutet darauf hin, dass es Metallverbindungen mit Curietemperaturen um 1500K gibt. Allerdings steht da natürlich nichts zu deren Emissivität. Aber es wäre einer näheren Überprüfung würdig.

Das Konzept finde ich klasse! Außerdem hat es den Vorteil, dass den Radiator anzuwerfen gleich einen Spieltechnischen Effekt hat: Wenn du jetzt beschleunigst, ist dein Radiator weg.

Zum Abstrahlverhalten: Bei Kugeln ist auch die Abstrahlung Kugelförmig. Es geht also nur darum, wieviel Prozent des Abstrahwinkels von anderen Kügelchen und dem Schiff eingenommen wird.

Und das ist (ohne es nachgelesen zu heben) eigentlich nur davon abhängig, wie stark du dein Magnetfeld drehst (d.h. wie weit die Kugeln von deinem Schif wegkönnen und trotzdem in sinnvoller Zeit zurückkommen).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 17.06.2010 | 10:42
Das Konzept finde ich klasse! Außerdem hat es den Vorteil, dass den Radiator anzuwerfen gleich einen Spieltechnischen Effekt hat: Wenn du jetzt beschleunigst, ist dein Radiator weg.

Nicht unbedingt. Man kann den Radiator zum Beispiel so aufbauen:
  [.....[
}=====|>
  [.....[

Wobei in dem Fall die [ Emitter und Kollektor darstellen. Der Abstand zwischen den beiden [ [ muss so gewählt sein, dass die Partikel auf dem Weg zum Kollektor ihren Curiepunkt unterschreiten. Bei geradliniger Beschleunigung kann das System so ausgelegt sein, dass man da gar nichts verliert. Nur wenn man seitlich beschleunigt, muss man mit Schwund rechnen (wenn das Magnetfeld die abgelenkten Partikel nicht rechtzeitig einfängt).

Zitat
Zum Abstrahlverhalten: Bei Kugeln ist auch die Abstrahlung Kugelförmig. Es geht also nur darum, wieviel Prozent des Abstrahwinkels von anderen Kügelchen und dem Schiff eingenommen wird.

Das ist ein echter Nachteil, genau wie bei Tröpfchenradiatoren: Kugeln haben die kleinste Oberfläche pro Volumen. Und von dieser Oberfläche interferiert auch noch die Hälfte mit den Nachbarn.
Im Wesentlichen kann man für CP-Radiatoren die gleichen Berechnungen verwenden wie für LqD-Radiatoren. Da gibt es einen Online-Rechner: http://www.5596.org/cgi-bin/dropletradiator.php
Aber Obacht, da ist ein dicker Kommafehler drin: die berechnete Kapazität ist in KILOWATT, nicht in Megawatt wie dort angegeben. Also im Geiste immer das Komma drei Stellen nach links schieben.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: ArneBab am 17.06.2010 | 15:54
Das ist ein echter Nachteil, genau wie bei Tröpfchenradiatoren: Kugeln haben die kleinste Oberfläche pro Volumen. Und von dieser Oberfläche interferiert auch noch die Hälfte mit den Nachbarn.

Wenn du das allerdings so aufbaust, dass du einen heißen, rotierenden Hüllenabschnitt hast, auf dem die Partikel mit einem Magnetfeld gehalten werden (bzw. an zwei Stellen), dann wird dein Verlust durch erneute Absorption viel geringer sein.

Wenn das Magnetfeld gerade ausreicht, um sie auf der Hülle zu halten, beschreiben sie kleine Bögen über dem Magneten, wenn sie die Curie-Temperatur überschreiten. Auf die Art ist der Winkel, in dem ihre Abstrahlung das Schiff trifft, deutlich geringer.

Wenn die Teilchen groß genug sind, sollte der Energietransport in dem Teichen langsam genug sein, dass sie sich ein gutes Stück von dem Magneten lösen, bevor sie wieder ferromagnetisch werden. Ist dein Magnetfeld schwach genug, könnten sie sich so vielleicht (rechne ich gerade noch) mehrere Schiffsdurchmesser vom Schiff entfernen und so viel mehr von ihrer Energie ins All abstrahlen.

Das Problem ist allerdings, dass sie beim zurückfallen einiges an kinetischer Energie mitbringen würden. Es sollte lösbar sein, wenn statt Kugeln kleine Plättchen genutzt werden. Die Oberfläche der Radiators muss dann allerdings so rauh sein, dass die Plättchen nicht anhaften.

Nehmen wir an, dass der Radiator aus einem Stabmagneten besteht (Spule).

Sobald ein Teilchen nun die Curie-Temperatur überschreitet, löst es sich von der Oberfläche des Magneten und treibt in die Leere.

Wenn es dann wieder kühl genug ist und in das Magnetfeld gerät, wird es wieder angezogen und fällt auf einen der Magnetpole zurück.

Dabei gibt es zwei Fälle:

1. Das Teilchen ist noch im Feld.
2. In der Zeit über der Curie-Temperatur ist es aus dem Bereich des starken Magnetfelds gekommen.

Im ersten Fall wird das Teilchen recht schnell wieder herein gezogen.

Im zweiten Fall wird es etwa eine halbe Umdregung des Radiators lang frei nach außen treiben und dann wieder eingefangen werden.

!! Alle Rechnungen ohne Gewähr, ich arbeite leider aktuell nicht in der Raumfahrt sondern mache für meine Diplomarbeit Flüssigkeitssimulation !!

v = 2πR·ω
T = 1/ω
Flugzeit: t ~ 1/2 T

Abstand vom Schiff beim Wiedereinfang nach etwas über 1/4 Umdrehung: v·t = 2πR·1/2, also etwas mehr als den vierfachen Radiator-Radius. In dem Abstand nimmt der Radiator dann nur noch etwa 46° des Abstrahlwinkels ein.

2·arcsin(R/(R + 4R))/(2π) · 360°

Dann treibt das Teilchen noch ein Stück raus (ballistische Bahn), bis es wieder nach innen auf den Magneten fällt.

Das Magnetfeld eines Stabmagneten in 4R Abstand habe ich jetzt nicht im Kopf. Es ist aber auf jeden Fall deutlich geringer als am Magneten, so dass das Teilchen je nach Stärke noch einiges an weiterer Flugbahn haben dürfte (und weit unter die Curie-Temperatur sinken kann, auch wenn dadurch die individuelle Abstrahlung deutlich sinkt).

Auf die Art werden die Teichen gleichzeitig recht breit gestreut, so dass deutlich weniger abgestrahlte Energie von anderen Teilchen wieder absorbiert werden dürfte.

Wenn die Teilchen in abgesenkten Teilen der Hülle lagern (Hohlraum), könnten sie beim sich lösen zusätzliche Temperatur aufnehmen und so ein gutes Stück über die Curie-Temperatur erhitzt werden.

Die Leistung des Magneten ließe sich auch noch berechnen, aber ich denke, inzwischen sind genug unsichere Faktoren drin, um das sinnlos zu machen :)

Kurz noch Beispielzahlen: Nehmen wir an, dass wir Kobalt nehmen:

* Schmelzpunkt: 1768 K (da sollten wir drunter bleiben, sonst haftet es an der Hülle oder bildet Kugeln mit viel zu geringer Oberfläche)
* Curie-Temperatur: 1388 K

Das schöne hier ist, dass die Abstrahlung von einem recht großen Raumabschnitt aus in alle Richtungen geht. So wird die effektive Oberfläche des Radiators massiv erhöht.

PS: Die Abstrahlung wächst mit T⁴, so dass mit nur 200 K über der Curie-Temperatur herausgeschleuderte Kobalt-Partikel fast doppelt so viel abstrahlen würden. Das heißt, vermutlich werden sie am Auftreffpunkt gesammelt (z.B. über ein einfaches bewegtes Band), aufgeheizt und dann bei etwa 1700 K nach außen geschleudert.
Das wären immerhin am Anfang der Bahn 1700⁴ · 5.68·10⁻⁸ = 474 kW/m² (von denen aber mehr wieder absorbiert wird) 
und am Curie-Punkt noch 210 kW/m²

PPS: Noch praktischer könnte das über eine kurze Spule gehen (Ring), bei der die Kobaltplättchen am Rand der Spule herausgeschleudert werden, wo das Magnetfeld geringer ist.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: ArneBab am 17.06.2010 | 16:32
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Was spricht dagegen, die vorderen Frachtmodule durch zwei Landeschiffe und ein eigenes Steuertriebwerk zu ersetzen?

Das erlaubt dann das steuern in 3 Dimensionen, und zur Not könnte das eine Steuertriebwerk die gesamte Steuerung übernehmen, wenn das Segment (oder ein Teil der Fracht) rotiert werden kann (würde aber sehr langsam reagieren).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 18.06.2010 | 11:30
Ein paar weitere Anmerkungen zum CP-Radiator:
Die Hülle selbst strahlt ja ebenfalls ab - es sei denn, man setzt ihren Emissionsgrad absichtlich niedrig an, aber dazu gibt es keinen Grund. Vielmehr kann man das ausnutzen.

Also: sei die Hüllentemperatur 1600K. Das ist knapp unter dem Siedepunkt von Lithium, welches sich als internes Kühlmittel (für den Wärmetauscher) anbietet, durch seine geringe Dichte und hohe Wärmekapazität. Es dürfte schwer sein, ein besseres Kühlmittel zu finden.
Als Curie-Kühlmittel verwenden wir beispielsweise Kobalt (es gibt auch Verbindungen mit höheren CPs, ich glaube CoFe hat 1500K, aber sei's drum.)
Die Rotationsgeschwindigkeit muss freilich so bemessen werden, dass die Teilchen den CP unterschreiten, solange sie noch im Anziehungsbereich des Magnetfeldes sind.

Also: die Hülle strahlt bei dieser Temperatur ca. 350kW/m^2 ab (Pi mal Daumen, rechne ich jetzt nicht genau aus), jetzt mal "Strahlungsfallen" wie die von dir vorgeschlagenen Einbuchtungen nicht berücksichtigt. (Die braucht man evtl gar nicht, s.u.)
Diese Strahlung heizt also permanent in die Kühlplättchen, auch wenn sie gerade im Flug sind.

Der Zyklus könnte also so aussehen:
Neu ausgebrachte Plättchen werden auf der Hülle auf CP erwärmt und driften nach außen. Die Hülle strahlt sie aber weiterhin an, und heizt sie dadurch noch weiter auf, deutlich über den CP hinaus. Erst ab einem gewissen Abstand von der Hülle strahlen die Teilchen mehr ab, als sie neu aufnehmen. Dann erst kühlen sie allmählich unter CP ab und werden ab dem Zeitpunkt wieder angezogen.
Jetzt der Knackpunkt: sie werden bereits im "Rückflug" wieder aufgeheizt, und können bereits wieder deutlich über dem CP liegen, wenn sie wieder auf der Hülle auftreffen. Sobald sie auf dem Rückweg den CP überschreiten, werden sie auch nicht weiter beschleunigt, bringen also nicht soviel kinetische Energie zurück. Durch die Rotation werden sie nach ihrem Auftreffen wieder rausgeschleudert, und dann geht es immer so weiter.

Nachteil: wie gesagt, unter Beschleunigung nicht zu gebrauchen, da es dann die Kühlplättchen "wegweht"; man kann aber am hinteren Ende einen Kollektorschirm ansetzen, der die Dinger wenigstens einfängt, wenn man nicht erst den Radiator abschalten kann, ehe man beschleunigt.

Was spricht dagegen, die vorderen Frachtmodule durch zwei Landeschiffe und ein eigenes Steuertriebwerk zu ersetzen?

Ist alles nur eine Frage der Baugrößen. Ein Landeschiff hat ja immer "überschüssige" Masse (die also im Raumflug nichts nützt, z.B. Hitzeschilde). Ein dicker Pott kann es sich vielleicht leisten, zwei oder mehr Landeschiffe auf diese Weise mitzuführen, aber für ein kleineres Raumschiff wäre das vielleicht unrentabel.
Trotzdem, die Idee hat was für sich. Könnte ja auch ein Landeschiff und zwei reine Manövriertriebwerke sein statt umgekehrt. Je nachdem wieviel das Schiff sich leisten kann.

Außerdem: Diese Hilfstriebwerke müssten auf Höhe des Schwerpunkts des Schiffes liegen. Der Schwerpunkt ändert sich aber, wenn hinten die Treibstofftanks sind, weil diese ja mit der Zeit leichter werden.
Lösung 1: man setzt einen Trimm-Tank so weit nach vorne wie möglich. Durch MHD-Pumpen wird der Schwerpunkt immer auf Höhe der Hilfstriebwerke gehalten.
Lösung 2: man ordnet die Hilfstriebwerke auf 2 Querachsen an, eine vorn, eine hinten.
Lösung 3: Oder gar drei: die großen am "normalen" Schwerpunkt, und vorne und hinten nochmal kleine zum Schwerpunktausgleich.

Eigentlich finde ich Lösung 1 am elegantesten. Aber man muss auch darauf achten, dass die Ausleger mit Landeschiffen/Triebwerken nicht von den Hauptradiatoren angestrahlt werden.
Da gibt es nun eine Reihe potentieller Lösungen, über die ich mir aber erstmal selber Gedanken machen muss. Z.B. die Treibstofftanks direkt vor und hinter der Schwerpunktachse anordnen (Problem: Strahlung zwischen Haupttriebwerk und Tanks); die Radiatoren anders anordnen, oder eine Mischlösung aus vorderen Auslegern, Trimmtanks und kleinen Ausgleichstriebwerken.

Wofür werden die Hilfstriebwerke eigentlich gebraucht:
- für den Translationsmodus, also das ganze Schiff versetzen, ohne die Fluglage zu verändern. Notwendig zum Andocken etc.
- zum Rollen um die Langachse.
- wohingegen die Fluglage, also Rollen um Quer- und Hochachse, auch durch Schubvektorsteuerung des Haupttriebwerks, oder alternativ durch Schwungräder kontrolliert werden kann.
- in Notsituationen, um möglichst schnelle Manöver zu ermöglichen (Kampf)

Daher stellt sich die Frage, wie man den Strahl der Hilfstriebwerke lenkt:
a) das Triebwerk hat 5 Schubdüsen (oben, unten, vorne, hinten, außen), und der Antriebsstrahl wird durch eine davon gelenkt;
b) man hat nur eine Schubdüse, die dafür voll schwenkbar ist;
c) man schwenkt das ganze Triebwerk.

Lösung b wäre natürlich am elegantesten; die Frage ist halt nur, ob das bei der gewünschten Antriebsleistung technisch machbar ist. Wie gesagt, mir schwebt da so eine V_e von 25km/s vor. Das entspricht also schon 1,25GW je 100kN Schub. Ein Landeschiff von ca. 10-12 Tonnen Trockenmasse benötigt grob gegriffen 300 bis 400kN für ein flexibles Einsatzprofil.

Im Wesentlichen läuft es wohl auf die Frage raus, ob man den Antriebsstrahl mittels Magnetfeldern um volle 90° umlenken kann. Wenn nicht, muss das ganze Triebwerk schwenkbar sein.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: ArneBab am 18.06.2010 | 13:36
Die Abstrahung des Radiators auch bei der Rückehr zu nutzen klingt gut.

Man muss allerdings aufpassen, dass das Magnetfeld nicht zu schnell rotiert, weil es sonst Strahlungsverluste hat.

Dazu kommt, dass deb Abstand so groß sein sollte, dass die Abstände zwischen den Teilchen deutlich größer werden als die Teilchengröße (sonst wird effektiv wieder die Hälfte der Energie nach innen gestrahlt). Die Verluste durch Absorption dürften in etwa linear mit dem Abstand gehen, während das benötigte Magnetfeld zum zurückholn quatratisch hochgeht. Auf die Art haben wir eine logische Grenze, wie groß der Radiator werden kann.

Was auch toll ist: „Verdammt, Staub! Hol den Radiator rein, sonst hatten wir ihn mal!“

Der Radiator ist zwar durch Mikrometeoriten kaum zu beschädigen, aber Wasserstoffmoleküle, die allen Teilchen einen minimalen Impuls geben, können ihm übel zusetzen. Genauso muss er abgeschaltet werden, wenn die Umgebung mit ferromagnetischem Schrott durchsetzt ist (sonst wird der vom Magnetfeld angezogen und verursacht heftige Schäden).

Das heißt, es gibt für Schiffe mit CP-Radiator natürliche Gefahrenzonen, in denen sie nur eingeschränkt nutzbar sind – und das ist Klasse für Geschichten in der Welt :)

---

Das Rollen um die Langachse kann auch über Verschiebungen der Frachtkontainer erreicht werden. Mehr als 360° werden wir ja nicht brauchen. Nur wenn das Schiff irgendwie Drehimpuls um die Längsachse bekommen hat (zum Beispiel durch Fremdteilchen-Hüllen-Interaktion, die aus unerfindlichen Gründen in Kämpfen recht häufig ist :) ), muss man das mit Triebwerken ausgleichen.

Für Translation sind sie nötig, aber da die Manöver deutlich seltener sind als Drehungen um Quer- oder Hochachse, muss das nicht effizient sein.

Drehungen um Quer- und Hochachse sollten halt für jegliches Manövrieren schnell sein.

Deswegen denke ich, dass die Steuertriebwerke nicht am Schwerpunkt sein müssen. Es reicht, wenn sie die Schnauze gegenüber dem Heck beschleunigen und das Schiff so drehen. Auch wenn so das Fliegen etwas schwerer wird :)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 18.06.2010 | 18:06
Ich glaub, wir reden irgendwo ein bißchen aneinander vorbei bzw. gehen von unterschiedlichen Annahmen aus. Ich stelle mir das Ding als eine tonnenförmige Sektion des Rumpfes vor, Rotationsachse in Flugrichtung. Ziemlich langsame Rotationsgeschwindigkeit (damit die Teilchen langsam rausgetragen werden). Das Magnetfeld kann nach meinem Verständnis gleichmäßig sein, das deckt sich aber nicht mit deiner Beschreibung.

Auch hab ich zuweilen den Eindruck, du gehst von parabelförmigen Flugbahnen aus, als ob die Teilchen ständig von einer Kraft abgelenkt würden. Ich meine, das einzelne Teilchen wird immer senkrecht zur Rotationsachse in gerader Linie rausgeschleudert, und nimmt dann nach Unterschreiten des CP wieder dieselbe gerade Linie zurück.

--

Zum Manövrieren: ich finde auch, dass ein Schiff jederzeit leicht manövrierbar sein sollte. Also Rotation und Translation. Da würde ich mich ungern mit einem "Hack" zufriedengeben.

Eine alternative Konfiguration ist mir noch eingefallen:
- nur zwei Segelradiatoren, "oben" und "unten" (oder besser: dorsal und ventral). Wenn einem die Kapazität von zwei Radiatoren reicht, hat das auch den Vorteil, dass das Schiff eine echte Schmalseite hat (siehe DKs Überlegungen weiter oben).
- die Ausleger auf Höhe des Schwerpunkts links und rechts (backbord und steuerbord?). An den Auslegern die Hilfstriebwerksbündel senkrecht zur Langachse, also nach außen gerichtet, und bei Bedarf den Strahl um 90° schwenken (wenn das technisch möglich ist).
- Treibstofftanks an beiden Enden des Schiffs zur Trimmung des Schwerpunkts. Die Frachtcontainer jeweils am Hauptrumpf zwischen Tanks und zentralen Auslegern.
- Das Landeschiff ohne Triebwerke "huckepack" am Bug. Bei Bedarf können einige der Hilfstriebwerke umgekoppelt werden. Das Raumschiff kann dann zwar nicht mehr ganz so flott manövrieren, aber es wird auch nicht zur "sitting duck".

Ich denke, das dürfte funktionieren.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: ArneBab am 18.06.2010 | 22:53
Ich glaub, wir reden irgendwo ein bißchen aneinander vorbei bzw. gehen von unterschiedlichen Annahmen aus. Ich stelle mir das Ding als eine tonnenförmige Sektion des Rumpfes vor, Rotationsachse in Flugrichtung. Ziemlich langsame Rotationsgeschwindigkeit (damit die Teilchen langsam rausgetragen werden). Das Magnetfeld kann nach meinem Verständnis gleichmäßig sein, das deckt sich aber nicht mit deiner Beschreibung.


Ich bin von einem nicht-homogenen Magnetfeld ausgegangen.

Ein homogenes würde es aber einfacher machen. Ist aber nach außen nicht ganz so einfach zu machen…

Der Vorteil wäre, dass es bei einem homogenen keine Energieabstrahlung gibt, also würde es wohl gemacht werden.

Zitat
Auch hab ich zuweilen den Eindruck, du gehst von parabelförmigen Flugbahnen aus, als ob die Teilchen ständig von einer Kraft abgelenkt würden. Ich meine, das einzelne Teilchen wird immer senkrecht zur Rotationsachse in gerader Linie rausgeschleudert, und nimmt dann nach Unterschreiten des CP wieder dieselbe gerade Linie zurück.

Sie sind auf einer leicht parabelförmigen Bahn, weil ihr Startpunkt an der Seite des Schiffes liegt (Bewegungsrichtung der Hülle), so dass das Magnetfeld sie teils seitlich zieht.

Zitat

- Das Landeschiff ohne Triebwerke "huckepack" am Bug. Bei Bedarf können einige der Hilfstriebwerke umgekoppelt werden. Das Raumschiff kann dann zwar nicht mehr ganz so flott manövrieren, aber es wird auch nicht zur "sitting duck".

Der Aufbau klingt gut.

Wenn die Hilfstriebwerke dafür designt sind, können sie auch direkt Koppelstellen haben, so dass das Landungsschiff nur gelöst werden muss, und die Hilfstriebwerke sich vielleicht sogar semi-automatisch ankoppeln.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 19.06.2010 | 14:27
Ich bin von einem nicht-homogenen Magnetfeld ausgegangen.

Das erklärt vieles.
Noch ein paar Gedanken zum CP-Radiator: das Magnetfeld erzeugt man am besten durch supraleitende Spulen. Die müssen aber relativ kalt sein ("Hochtemperatur-SL" bedeutet etwa "mit flüssigem Stickstoff zu kühlen"). Ist also ein technisches Problem, die Spulen kalt und die Hülle heiß zu halten. Aber lösbar; muss halt die innere Hüllenschicht einen sehr kleinen Emissionsgrad haben; dazwischen Vakuum, dann die LN2-gekühlten Supraleiterspulen ebenfalls in einer hochfreflektiven Hülle. Dann müsste das gehen.

Zitat
Der Aufbau klingt gut.

Wenn die Hilfstriebwerke dafür designt sind, können sie auch direkt Koppelstellen haben, so dass das Landungsschiff nur gelöst werden muss, und die Hilfstriebwerke sich vielleicht sogar semi-automatisch ankoppeln.

Ja, das ist ne gute Idee. Quasi ein Schiff nach dem Lego-Prinzip. Ich werd nächste Woche mal eine aktualisierte Zeichnung anfertigen, vielleicht schaff ichs dann auch, sie einzuscannen. Schade, dass ich keine Ahnung von Blender habe, damit sollen sehr schöne 3D-Modelle möglich sein.

Noch ein Nachtrag zum Segelradiator:
Ich hab mir überlegt, dass es gescheiter ist, die Segel nicht einrollbar sondern faltbar zu machen - also nicht ganz flexibel sondern nur mit "Faltkanten" versehen. Dann kann man die "Adern" aus DLC machen - also Kohlenstoff in Diamantkonfiguration. Das Zeug ist hochstabil, leitet die Wärme sehr gut an die "Haut" weiter, und, das ist der Knackpunkt, ist für Laserstrahlen transparent, kann also durch Laserbeschuss nicht beschädigt werden. Laser können höchstens ein paar Löcher in die Haut (aus Kohlefaser) brennen, und die ist leicht zu ersetzen. Dann können nur kinetische Geschosse den Radiator ernsthaft beschädigen.

Ferner: bei kleineren Raumschiffen kann das Landeschiff identisch mit dem Kommandomodul sein. Für größere Schiffe ist es aber sinnvoller, das aufzuteilen.

BTW, es gibt durchaus Szenarien, in denen das Landeschiff als Rettungsboot dienen kann. Z.B. wenn der Hauptantrieb ausgefallen ist und das Raumschiff in einen Planeten krachen würde. Statt zu versuchen, mit den Manövriertriebwerken das ganze Schiff aus der Bahn zu bewegen, koppelt man diese einfach an das Landeschiff an und kann damit sicher auf dem Planeten landen, oder wenigstens in einen Orbit einschwenken und auf Rettung warten.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: ArneBab am 25.06.2010 | 11:23
Schade, dass ich keine Ahnung von Blender habe

Solltest du das ändern wollen, würde ich dir empfehlen, auf jeden Fall die ersten Tutorials im Blender-Wiki zu machen. Ohne die ist Blender nicht benutzbar. Mit ihnen geht es mMn gut.

Für den Segelradiator könntest du ja auf Origami-Formen zurückgreifen. Die sind meist extrem stabil.

Alles in allem finde ich dein Konzept übrigens klasse!
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 12.09.2010 | 18:55
Ich hatte für mein Setting mal ausgerechnet, wie schnell Raumschiffe ungefähr sein müssen, um bestimmte Entfernungen in angemessener Zeit zurückkzulegen und wie groß dabei der Treibstoffverbrauch ist und wieviel Energie man benötigt, um mit dem Raumschiff zu starten.

Da du in diesem Thread hier auch mal diese Frage aufgeworfen hattest, dachte ich, dich würde die dazu erstellte Excel-Tabelle evtl. interessieren. (Treibstoffverbrauch und die dafür benötigte Energie habe ich relativistisch und nicht-relativistisch angegeben. Raketengleichung und Startenergie sind nur nicht-relativistisch angegeben.)

[gelöscht durch Administrator]
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 12.09.2010 | 19:26
Irgendwas haut leider nicht so hin wie es soll; ich kann das Archiv nicht entpacken.

Allerdings hatte ich auch schon selber ein Spreadsheet geschrieben, mit dem man interplanetare Reisezeiten in Abhängigkeit von Antriebsleistung, Ausströmgeschwindigkeit, Masseverhältnis etc. berechnen kann. Aber nur im nichtrelativistischen Rahmen. Hatte ich glaub auch schonmal angehängt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 22.12.2010 | 21:54
Mal wieder ein *bump*
denn jetzt ist mir gerade eingefallen, dass ich ja jetzt a) einen funzenden Scanner habe und b) hier ein paar meiner Kritzeleien einstellen wollte.
Dies geschehe hiermit.

"01a" ist dabei, wie man unschwer erkennen kann, eine reine Freihandzeichnung, der Versuch einer perspektivischen Ansicht.
Hier sind die stärkeren Manövriertriebwerke weit vor dem Schwerpunkt angeordnet, was einen zusätzlichen Satz Ausgleichstriebwerke am Heck erfordert. Das Interface Vehicle wird Huckepack getragen. Bei Bedarf können zwei der größeren Manövriertriebwerke an den "Jeep" angekoppelt werden. Nur leicht angedeutet sind die dorsalen "Lieken", die das Radiatorsegel aufspannen. Bei Bedarf können sie eingeklappt werden, um das Segel zu schützen.
Die runden Elemente sind die Treibstofftanks, die eckigen Kästen stellen Frachtcontainer und Habitat dar. Bei diesem relativ kompakten Design ist kein Platz für eine Zentrifuge vorgesehen.
Die Frontansicht im Eck zeigt das Konzept mit drei Radiatorsegeln; ebenso denkbar wären aber auch nur zwei Segel, dorsal und ventral.

"02" hingegen ist eine Draufsicht zwei möglicher Entwürfe, die jeweiligen Dimensionen stehen daneben. Maßstab: 1 Kästchen = 3m Kantenlänge.
Hier ist die Achse mit den Manövriertriebwerken am Schwerpunkt angeordnet, die Tanks davor und dahinter ermöglichen eine gleichmäßige Trimmung. Die Frachtcontainer werden in den Auslegern an der Seite untergebracht. Die Manövriertriebwerke selbst sind an den Enden der Ausleger schwenkbar angeordnet. Beim größeren Modell wird das Interface Vehicle wiederum huckepack getragen (dort angedeutet: das Staustrahltriebwerk). Bei der kleineren Ausführung war evtl die Idee (so genau erinnere ich mich nicht), dass das Frontsegment auch gleichzeitig das abkoppelbare Shuttle darstellt.

Die Angaben bedeuten:
L / B = Länge und Breite
Prop = Volumen der Treibstofftanks
Cargo / Fr = Frachtraum
Rad = Kapazität der Radiatoren

So richtig gut gefallen mir die Entwürfe selber noch nicht. Aber ungefähr so in die Richtung geht es wohl bei meinem technischen Konzept. Leider ist an mir kein Künstler verloren gegangen.

[gelöscht durch Administrator]
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 23.12.2010 | 20:14
Die Dinger sollen doch im Vakuum fliegen, oder?

Kannst dich ja an dem Design von Brücken orientieren, wenn es mal zweckmäßig, leicht und nicht aerodynamisch aussehen soll.

Beispiele:
http://benjaminwey2000.files.wordpress.com/2008/01/calatravas-alamillo-bridge-valencia.jpg
So könnte ein Radiatorausleger aussehen, der die Masse über dem Triebwerk balanciert.

http://www.wayfaring.info/wp-content/uploads/2007/06/bridge-2.jpg

http://www.edinburgh-scotland.net/images/ForthBridge11L.jpg
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 23.12.2010 | 22:56
Im Prinzip ja, aber ich versuche eigentlich diesen Gittergerüst-Look zu vermeiden. Das macht optisch einfach nicht besonders viel her. Siehe zum Beispiel hier:
http://www.projectrho.com/rocket/realdesigns.php
Großteils ziemlich lame.

Die spanische Brücke da schaut aber sogar ganz nett aus.

Ansonsten: die Idee bei den Radiatorsegeln ist wie gesagt, dass dieses sie aufspannende Ding auch als Schutzhülle fungieren kann, wenn das Schiff z.B. unter Beschuss steht oder eine Trümmerwolke durchfliegen muss. Dann wird das Ding einfach an den Rumpf angeklappt, und das Segel faltet sich darinnen ein.

Diese hier gescannten Designs sind natürlich keine Kriegsschiffe, wie man z.B. an den relativ ungeschützen Tanks erkennen kann. Die massivste Baugruppe dürfte der Strahlenschutz des Antriebs sein, gefolgt vom frontalen Meteoritenschutz.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 23.12.2010 | 23:21
Ah, OK. Sind ja nur ästhetische Preferenzen.
Ich mag ja diesen Baustellenkranlook bei Raumschiffen pder auch den alten Stil von diFate mit seinen Spindeln und Scheiben.

Die Möglichkeit durch Planen und Blasen Aufenthaltsräume zu schaffen, wenn das Schiff gerade keinen Kräften ausgesetzt ist, könnte auch ein Designelement sein. Wie auf alten Segelschiffen das Segel genutzt wurde, um einen Swimmingpool zu bauen, so könnten Membranblasen (mit schwebenden Leckflicken) den Lebensraum vervielfachen und Koller vermeiden.
Das Schiff würde hier eine ähnliche Formveränderung durchlaufen, wie das Segelschiff, dass den Spinnaker hisst.

Tesegrity oder Origamifaltungen können hier genutzt werden, um kompakte, dann aber steife (manövrierbare) Volumen zu erzeugen.
http://www.flickr.com/photos/elelvis/sets/72157594523461154/detail/

Was ich bei den langweiligen Gitterentwürfen so drollig finde, ist dass diese so 2d daherkommen.
Sobald man nun etwas mehr dreh- und Rotationskräfte aufnehmen will, ist die Kranform nicht mehr die Ideale und etwas kompliziertere Formen werden nutzbarer.
Ich denke da an den Eiffelturmähnlichen Fuß des einen Schiffes oder auch an eine Schiffsversion hiervon:
(http://userdisk.webry.biglobe.ne.jp/017/751/60/N000/000/001/125582870755916109750_fig_10_Tensegrity_Pelvis_Ba.jpg)

Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 4.01.2011 | 16:16
Das könnte Dich auch interessieren:
Reversible flächige Faltung (http://www.youtube.com/watch?v=a8b0ykfX5v8&NR=1)
 Spring into Action (http://www.youtube.com/watch?v=vmsUp-jWgPA&feature=related)

ebenso wie diese Art der Konstruktion:
Hobermankuppel (http://www.youtube.com/watch?v=oKzFV-Ib33M&feature=related)

Mit solchen Mechanismen lassen sich mit minimalem Motoreinsatz, das heißt mit vielen ersetzbaren und improvisierbaren Teilen, große Zeltstrukturen bauen.
SO könnte eine Treibphase oder Wohnphase eines Raumschiffes eine komplett andere Form haben, als die Verzögerungsphase.
Der Vorteil der Origamifaltungen ist ihre Unempfindlichkeit gegenüber Löchern in der Struktur, da die Flächen tragen. Knickstellen in den Falzen hingegen sind kritischer, destabilisieren aber nicht.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.01.2011 | 17:55
Ah ich kapiere was du meinst. Das Raumschiff ändert seine Form je nach Bedarf. Das ist schon ne ziemlich coole Idee.

Wie groß der Bedarf dafür ist, hängt von vielen Faktoren ab. Zunächst man rein technische: je nach Isp (spezifischer Impuls des Antriebes) und Leistung wird die Driftphase mehr oder weniger lang ausfallen. Ob also für die Driftphase eine Transformation gewünscht ist, hängt davon ab, wie lange diese ausfällt.
Witzigerweise könnten diese "Shapeshifter" gerade in den frühen Epochen der interplanetaren Raumfaht interessant sein, da hier die Antriebe noch relativ schwach und die Driftphasen lang sind. Wenn dann später mal die Antriebe stärker und dadurch die Driftphasen kürzer werden, besteht für eine spezielle Drift-Form kein großer Bedarf mehr.

Diese Kuppel da schreit für mich in erster Linie "ich bin ein faltbarer Treibstofftank". Aber als besonderen Gimmick könnte man die Paneele auch transparent machen und so eine "Aussichtslounge" aus- und einfalten.

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Ich hab auch noch ne Kleinigkeit mitgebracht. Eigentlich nicht Technologie im engeren Sinne, sondern betreffs der unausweichlichen Magitech: FTL-Antrieb. Da habe ich mir von Leuten, die sich mit Relativität etc. auskennen, einen Tip geben lassen, wie man Zeitreisen und somit Kausalitätsprobleme vermeidet.
Zur Erinnerung: man kann so ziemlich überall losspringen (mit der üblichen Einschränkung, dass man weit genug von der nächsten Schwerkraftquelle entfernt sein muss). Die Ankunftspunkte werden durch natürlich vorkommende Raumanomalien im jeweiligen Zielsystem bestimmt. Die Sprungdauer ist nicht augenblicklich, sondern richtet sich nach Entfernung, Schiffsmasse und Antriebsklasse, sodass springende Schiffe sich gegenseitig überholen können.

Ursprünglich hatte ich bezüglich der Absprunggeschwindigkeit keine Einschränkungen vorgesehen. Ich habe mir aber sagen lassen, dass genau das das Problem ist: wenn man zwischen den Sprüngen immer mehr relative Geschwindigkeit anhäufen darf, wären auf diese Weise Zeitreisen möglich ist. (Warum das so ist, dürft ihr mich nicht fragen, keine Ahnung.)

Der Trick ist nun, dass man einfach nur festlegen muss, dass das Schiff im Augenblick des Absprungs _stillsteht_, relativ zum Ankunfts-Sprungpunkt. Entsprechend kommt man dann auch nach dem Sprung mit 0m/s am Sprungpunkt an.
Da sich die Sterne aber mit unterschiedlichen Vektoren bewegen, muss man vor dem Absprung erstmal den Vektor angleichen.

Die direkten Nachbarn der Sonne z.B. bewegen sich relativ zu ihr mit etwa 20km/s. In ungefähr derselben Größenordnung bewegen sich auch die Orbitalgeschwindigkeiten innerhalb eines Systems (z.B. Erde ca. 30km/s). Daraus ergibt sich also, dass ein startendes Schiff erstmal einen Vektor einnehmen muss, der z.B. 40km/s relativ zum nächsten Planeten beträgt - aber relativ zum Zieltor steht das Schiff dann still, kann also springen.

Das ändert natürlich die taktischen Gegebenheiten ein wenig. Man kann nicht mehr spontan wegspringen, sondern muss erst (beim momentanen Stand der Antriebstechnik) etwa ein bis zwei Tage Anlauf nehmen. Mir gefällt das aber ganz gut so. ^^
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 4.01.2011 | 18:25
Das ist echt sehr nett. :d
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Grimnir am 4.01.2011 | 18:45
Danke, Feuersänger! Das finde ich echt interessant, vor allem, weil man bestimmt die dadurch entstehenden spielerischen (oder narrativen, will man eine Geschichte schreiben) Implikationen nutzen kann  :d Kannst Du ausführen, was die Folgen wären bei falscher Sprunggeschwindigkeit?

Ich bin übrigens selbst recht eifriger Project-Rho-Leser, aber so etwas fehlt da meines Wissens. Wenn Du Deinen Beitrag dort hinschicken würdest, wäre das mit Sicherheit ein wertvoller Beitrag für die SF-nerdige Menschheit.

Zum Thema Zeitreise bei FTL und den daraus entstehenden Paradoxien: Die in meinen Augen sehr pessimistischen und mir etwas zu abgehobenen Romane von Stephen Baxter spielen damit.

Es grüßt
Grimnir
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 4.01.2011 | 20:53
Danke, Feuersänger! Das finde ich echt interessant, vor allem, weil man bestimmt die dadurch entstehenden spielerischen (oder narrativen, will man eine Geschichte schreiben) Implikationen nutzen kann  :d

Ja natürlich. Die erste Implikation ist natürlich: dadurch, dass du einen relativ langen Anlauf brauchst, sieht quasi jeder im ganzen System, wo du hinspringst. Denn man muss ja nur deinen Vektor mit den katalogisierten Sprungtor-Vektoren vergleichen.

Außerdem: je weniger Treibstoff du mitschleppst, desto schneller kommst du auf der anderen Seite an. In "zivilisierten" Systemen wird sich also in der Nähe des Sprungtors eine Tankstation befinden.

Interessant ist das auch für die Raumpiraterie. Das sollten wir bei Bedarf aber lieber im Setting-Thread (http://tanelorn.net/index.php/topic,39767.200.html) weiterdiskutieren. Da hätte eigentlich auch schon das FTL-Zeug reingehört, da es ja nur Pseudotechnologie ist und bleibt.

Zitat
Kannst Du ausführen, was die Folgen wären bei falscher Sprunggeschwindigkeit?

Psst, das ist geheim...
Ehrlich gesagt hab ich das noch nicht festgelegt. Die üblichen SF-Lösungen sind:
a) nichts passiert. Du hast nur eine Menge Sprungtreibstoff verschwendet. (Ich habe mich übrigens auch noch nicht festgelegt, wie die Energie bereitgestellt werden muss.)
b) du landest irgendwo komplett anders wo du niemals hinwolltest und von wo aus du womöglich nie wieder nach Hause kommst.
c) da die gesammelte Energie sich nicht in ein korrekt geöffnetes Sprungloch entladen kann, explodiert das Schiff.
d) du trittst in den Hyperraum ein, aber am Ende deiner Reise ist aufgrund des falschen Vektors kein Ausgang. Your Ship Is Lost In Hyperspace.

Zitat
Ich bin übrigens selbst recht eifriger Project-Rho-Leser, aber so etwas fehlt da meines Wissens. Wenn Du Deinen Beitrag dort hinschicken würdest, wäre das mit Sicherheit ein wertvoller Beitrag für die SF-nerdige Menschheit.

Ich habe diese Weisheit von Henry Cobb auf sfconsim-l, wo auch der Autor von Project Rho und viele auf seiner Seite zitierte Personen mitposten, z.B. Luke Campbell, Isaac Kuo, Eric Max Francis, Rick Robinson usw. Zur Zeit ist Nyrath aber recht still, hat wohl gerade keine Zeit oder Lust.
Dort (bei sfconsim-l) habe ich kürzlich ich meine Technologie zum Review eingereicht, und abgesehen von der FTL-Sache kam da sehr wenig Kritik, was ich als gutes Zeichen werte. ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 5.01.2011 | 12:29
ICh wäre dafür, dass man im Zielsystem landet, aber einen völlig unberechenbaren Geschwindigkeitsvektor aufweist, den man unter Umständen nie mehr ausgleichen können wird.

Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 5.01.2011 | 14:40
ICh wäre dafür, dass man im Zielsystem landet, aber einen völlig unberechenbaren Geschwindigkeitsvektor aufweist, den man unter Umständen nie mehr ausgleichen können wird.

Oder die Kombi-Lösung: Man landet schon dort, wo man hin wollte, kann dort aber nicht bleiben, ohne Manöver zu riskieren, die das Schiff schwer beschädigen und/oder bedenklich viel Treibstoff des konventionellen Antriebs zu verbrauchen.

Ist es ein vielfach angeflogener, zivilisierter und infrastrukturell bestens ausgebauter Zielort, wäre letzteres eine Option, denn man kann Reserven auffüllen und Reparaturen durchführen (Die Versicherung zahlt ...).

Ist das Ziel der Ar*** des Universums, wäre dieses Vorgehen zu riskant. Dort könnte die Methode "zielen und schießen" gelten: Man wird die überschüssige Bewegungsenergie nicht los, muss also den erneuten Sprung in eines der hoffentlich vorhandenen sicheren Gebiete wagen, wo es vertretbar wäre, ob man arschlinks und/oder mit falscher Geschwindigkeit in den Normalraum eintritt - so eine Art Mischung aus verlängerter Landebahn und Nothaltebucht. Dort richtet man sich (ggf. nach Reparaturen, Auftanken und Wartung) neu aus und "schießt" erneut, will sagen, versucht einen erneuten Anflug auf das eigentliche Ziel. Sichere Gebiete wären vorzugsweise exakt erfasste Sonnensysteme mit viel Leerraum, wo man gefahrlos diverse Manöver mit Antrieb und Schwerkraft durchführen kann, bis man das bockige Pferd, äh, Schiff wieder im Griff hat. Und natürlich sollte es dort ein Relais geben, welches im dümmsten Fall als eine Art intergalaktische Notrufsäule fungiert.

Ich stelle es mir recht interessant vor, wenn handgewedelte FTL-Geschichte so aussieht, dass man im Hyperaum zwar sicher ist wie in Abrahams Schoß, in den man in praktisch jeder dummen Situation flüchten kann, aber davor und danach superharte SF gilt, die es gelegentlich erzwingt, FTL zu nutzen, obwohl man das gerade gar nicht möchte.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 3.02.2011 | 01:17
Oh Mann, mir ist gerade aufgefallen, dass ich bei der Berechnung der Energieerzeugung einen dicken Bock geschossen habe. Zur Erinnerung, ich postuliere ja "partielle Konversion", wo mittels SF-Technologie ein ganzes Nukleon eines schweren Atomkerns in Energie umgewandelt wird (Energieäquivalent 930MeV). Ich hatte mir das so vorgestellt, dass diese Energie sich gleichmäßig auf die Baryonen verteilt, es den Kern in dutzende Trümmer zerlegt, und so die 930 MeV in kinetische Energie umgewandelt werden.

Zum Vergleich: die Spaltung eines U-235 Kerns setzt etwa 200MeV frei, davon 165MeV in nutzbare kinetische Energie. Konversion wäre also mehr als 5mal stärker als Fission.

Dabei hab ich Vollhonk vergessen, den Massendefekt mit einzubeziehen. Das Prinzip ist eigentlich ähnlich wie bei der Fission (http://de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung).
Das macht zwar das gesamte Konzept nicht unbrauchbar, aber ich muss nochmal völlig neu berechnen, welche Elemente sich nun als Brennstoff eignen. Nach meiner ursprünglichen Rechnung lag das Optimum bei einem Atomgewicht von ~134. Unter Berücksichtigung des Massendefektes wird sich das wahrscheinlich verschieben, vermutlich in Richtung schwerere Elemente (Thorium, Uran, Plutonium...).
Da die Atomphysik bei mir schon eine Weile her ist, werde ich für diese Berechnungen wohl eine Weile brauchen. Weiß ich wenigstens schon, was ich am Wochenende mach. XD

Auf das anlaufende Forenspiel (http://tanelorn.net/index.php/topic,65170.0.html) (shameless plug) hat das aber jetzt keinen Einfluss -- die Performanz der Raumschiffe wird sich nicht wesentlich ändern, da ich ohnehin schon einen großen Sicherheitsrahmen gelassen habe.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 3.02.2011 | 16:04
Shit happens.

David Weber hat mal einen viel dolleren Bock geschossen: über ein knappes Dutzend Romane hinweg hat er mit Massen- und Größenangaben für seine Raumschiffe um sich geworfen, nach denen diese Schiffe "etwa so dicht wie Zigarrenrauch" wären, und keiner hat´s gemerkt - etwa ein Acht-Millionen-Tonnen-Schiff, das vier Kilometer lang ist, bei ein paar hundert Metern Durchmesser.

Dagegen ist dein Bock schon so richtig was für Profis.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.02.2011 | 02:34
Awas, das heisst doch dann nur, dass diese Honorverse-Raumschiffe einfach Hüllenstärken von unter 1mm haben und natürlich die Schiffe ausschließlich aus dieser Hülle bestehen.   ;D

Ich rolle gerade das ganze Antriebskonzept neu auf... habe auf meine Nachfrage Rückmeldung von dem Mann erhalten, der mir schon damals dabei geholfen hat, nur kommen jetzt irgendwie einige neue Aspekte auf, die bereits verworfene Ideen wieder interessant machen könnten.

Also prinzipiell schwanke ich gerade zwischen den Varianten:

A) _schwere_ Kerne wie Thorium der Konversion unterziehen, d.h. ein Nukleon in Energie umwandeln. Vorteil, man bekommt zusätzlich zur Ruheenergie des Baryons auch noch die Differenz des Massendefektes, also etwa 200MeV extra, und die relativ großen Trümmer können die kinetische Energie gut weitergeben. Nachteil, es fällt einiges an Neutronen und womöglich Gammastrahlung an, und die Bestimmung der tatsächlichen Spaltprodukte wäre ein Thema für ne Diplomarbeit.

B) direkt Wasserstoff umwandeln, ergibt ausschließlich geladene Pionen und Leptonen, die sich mittels Magnetfeldern in den Griff bekommen lassen müssten. Keine Neutronen, keine neutrale Strahlung, minimale Verlustleistung, enorme Ausströmgeschwindigkeit. Nachteil könnte sein, dass es sich als hakelig erweisen könnte, die kinetische Energie der subatomaren Teilchen auf die Stützmasse zu übertragen.

Das ganze hat freilich auch wieder hintergrundtechnisch Implikationen. Bei (A) kann der Brennstoff relativ teuer sein (im Vergleich zu Wasser oder so), und die Triebwerksleistung wird in 1. Linie durch die Handhabung der Neutronenstrahlung begrenzt; dazu braucht man schwere Strahlenschilde usw.
Bei (B) hingegen kostet der Brennstoff quasi nichts, man braucht extrem wenig davon, mangels Strahlung braucht man keine Strahlenschilde, man kann das Triebwerk quasi so stark machen wie man lustig ist. Kurz, das ist zu gut, um wahr zu sein. Ich versuche gerade herauszufinden, wo der Haken ist.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Thot am 5.02.2011 | 11:24
[...]
David Weber hat mal einen viel dolleren Bock geschossen: über ein knappes Dutzend Romane hinweg hat er mit Massen- und Größenangaben für seine Raumschiffe um sich geworfen, nach denen diese Schiffe "etwa so dicht wie Zigarrenrauch" wären, und keiner hat´s gemerkt - etwa ein Acht-Millionen-Tonnen-Schiff, das vier Kilometer lang ist, bei ein paar hundert Metern Durchmesser.
[...]

David Weber hat noch viel mehr Unsinn geschrieben, besonders die wirtschaftpolitische Ideologie der HH-Romane ist zum Haaresträuben.  :o
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 5.02.2011 | 12:34
David Weber hat noch viel mehr Unsinn geschrieben, besonders die wirtschaftpolitische Ideologie der HH-Romane ist zum Haaresträuben.  :o

Na ja, ich dachte, ich beschränke mich mal auf denen einen naturwissenschaftlichen Heuler, den auch ein Laie kapiert. Mir ist er allerdings auch nicht aufgefallen, bis ich es hier gelesen habe: http://baencd.thefifthimperium.com/09-AtAllCostsCD/AtAllCostsCD/GreatResizing.htm

Aber du hast schon recht... die Politik ist ziemlicher Quark. Die Volksrepublik Haven ist ein über "Sozialismus"-Strohmann der amerikanischen Ultra-Rechten, und die meisten Parteien von Manticore (außer den Zentralisten und teilweise den Kronloyalisten) sind auch nicht besser.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: alexandro am 5.02.2011 | 12:43
Politik und Wirtschaft in SF sind idR sowieso Quark (man denke nur an das Kleenex-Imperium bei Traveller oder das komische Lehenssystem bei Battletech).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.02.2011 | 12:44
Bah ist das Honorverse-Schiffsdesign langweilig. They fell from the boring tree and hit every branch on the way down.

Hat jemand noch Ideen zu meinem momentanen Dilemma?
Falls es auf superbilligen Wasserstoff als Brennstoff rausläuft, werde ich wohl den Katalysatoren größere Aufmerksamkeit zuwenden müssen, um da noch einen ökonomischen Begrenzungsfaktor zu rechtfertigen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 5.02.2011 | 13:07
Bah ist das Honorverse-Schiffsdesign langweilig. They fell from the boring tree and hit every branch on the way down.

Hat jemand noch Ideen zu meinem momentanen Dilemma?
Falls es auf superbilligen Wasserstoff als Brennstoff rausläuft, werde ich wohl den Katalysatoren größere Aufmerksamkeit zuwenden müssen, um da noch einen ökonomischen Begrenzungsfaktor zu rechtfertigen.

Mit Begrenzungsfaktor meinst du, etwas das ordentlich Kosten pro Betriebszeit generiert?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.02.2011 | 13:25
Entweder das, oder _irgendwas_ das verhindert, dass man sich mal eben einen Multi-Terawatt-Antrieb zusammenschraubt und damit ständig quasi zum Nulltarif mit Vollgas quer durchs System donnert.

Den Konversionskatalysator habe ich bisher ziemlich handwedelig behandelt: ist halt da, funktioniert, und wie es sich für einen Katalysator gehört verbraucht er sich nicht. Außerdem beeinflusst er nur vollständig ionisierte Atome, also Plasma, und ist somit unter Normalbedingungen harmlos und könnte sogar mit der bloßen Hand angefasst werden. Das alles trifft laut Vorhersagen z.B. auf Magnetische Monopole zu. Die Reaktionsgleichung wäre:
M + p --> M + e+ + pi+ + pi-

Wenn sich also Wasserstoff als idealer Brennstoff herausstellt, bliebe mir wohl nichts anderes übrig, als eben diese Monopole sehr selten und teuer zu machen. Das würde insofern mit unserer bisherigen Erfahrung zusammenpassen: wir haben noch keinen einzigen davon gefunden, obwohl sie laut Vorhersagen etwa so groß wie ein Bakterium wären. Es darf jedenfalls kein Monopol verloren gehen.
Was ich nicht weiss ist, welche Reichweite so ein Monopol hätte, und wie man ihn am Besten in die Reaktion einträgt: reicht ein einzelner M, den man mittels Magnetfeld "aufhängt" und dann die Protonen dicht daran vorbeischießt, oder braucht man einen richtiggehenden Partikelstrahl aus massenweise Monopolen, den man quasi "von links nach rechts" durch eine Plasmawolke durchschießt und am anderen Ende wieder einfängt und von dort zum Projektor zurücktransportiert?
So oder so muss man verhindern, dass die Monopole selbst mit dem Abgasstrahl aus dem Antrieb herausgespült werden.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 5.02.2011 | 14:45
Könnte es nicht sein, dass trotz aller Maßnahmen immer ein gewisser "Schwund" an Monopolen per Abgasstrahl besteht, so dass man für fortgesetzten Betrieb immer wieder Monopole nachkaufen muss?

Wenn nicht, müsste die Anfangsinvestition entsprechend astronomisch sein. Vielleicht finden sich Monopole nur an Orten, die ganz bestimmte Bedingungen erfüllen, etwa Himmelskörpern, die nie einem Magnetfeld oberhalb einer bestimmten Stärke ausgesetzt waren, so dass man sie in Sonnensystemen nur auf Kometen etc findet, die nie näher als X an einen Stern oder einen Gasriesen oder größeren Planeten herangekommen sind.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.02.2011 | 15:38
Hmja, eventuell. Problem ist, dass es da im Prinzip auf Alles oder Nichts rausläuft: entweder kommen Monopole so häufig vor oder lassen sich so billig herstellen, dass die Raumfahrt trotz Schwund bezahlbar bleibt; oder sie sind eben so selten, dass der Bedarf nicht dauerhaft gedeckt werden kann. Da jetzt die Häufigkeit und den Schwund so genau aufeinander abzustimmen, dass man regelmäßig "tanken" muss und die Preise trotz expandierender Raumfahrt (also steigenden Bedarfs) stabil bleiben, halte ich für sehr "contrived", mir fällt gerade das deutsche Wort nicht ein.

Außerdem wäre der Katalysator dann ein typisches MacGuffinite - das wollte ich eigentlich vermeiden, weil der Tropus schon stark abgedroschen wirkt. Aber wenn's denn nicht anders geht... immerhin wäre es logisch und plausibel.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 5.02.2011 | 16:29
Hmja, eventuell. Problem ist, dass es da im Prinzip auf Alles oder Nichts rausläuft: entweder kommen Monopole so häufig vor oder lassen sich so billig herstellen, dass die Raumfahrt trotz Schwund bezahlbar bleibt; oder sie sind eben so selten, dass der Bedarf nicht dauerhaft gedeckt werden kann. Da jetzt die Häufigkeit und den Schwund so genau aufeinander abzustimmen, dass man regelmäßig "tanken" muss und die Preise trotz expandierender Raumfahrt (also steigenden Bedarfs) stabil bleiben, halte ich für sehr "contrived", mir fällt gerade das deutsche Wort nicht ein.

"Arrangiert". LEO (http://dict.leo.org/ende?lp=ende&search=contrived) ist dein Freund.

Das Problem hast du aber irgendwie immer, egal was du als "Engpass" nimmst. Vielleicht nicht ganz so extrem, aber es wird da sein.

Zitat
Außerdem wäre der Katalysator dann ein typisches MacGuffinite - das wollte ich eigentlich vermeiden, weil der Tropus schon stark abgedroschen wirkt. Aber wenn's denn nicht anders geht... immerhin wäre es logisch und plausibel.

Finde ich nicht, dass es McGuffinite ist... genauso wenig, wie heutzutage Erdöl ein McGuffinite ist.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 7.02.2011 | 23:33
Aloha,

ich bin gerade über eine neue Variante von Jammerbenutzung gestolpert:
http://www.lightinthebox.com/Car-GPS-Signal-Jammer-TRA260-_p76797.html
sieht man einen GPSJammer, der auch gerne die GPS-gesteuerten Wegfahrsperren oder Ortungen blockieren kann.

sers,
Alex
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 26.07.2011 | 21:53
Mal wieder ein kleines Update, weil ich mich momentan mit Grey darüber austausche.

"Aktuell", d.h. in der Settinggegenwart, gibt es prinzipiell zwei vorherrschende interplanetare Antriebe:
- die älteren Schiffe sind noch mit NTR Gas/Open ausgestattet, das heisst spaltbares Material in Plasmaform wird in einer magnetischen Kammer fissioniert, die freigesetzte Energie beschleunigt zusätzliche Stützmasse (Wasserstoff oder Wasser), und ab die Post. Als Kernbrennstoff kann zum Beispiel Thorium getankt werden, aus welchem in einem Zwischenschritt U-233 erbrütet wird.
- die neueren Schiffe verwenden die bereits zuvor beschriebene katalysierte Baryonenkonversion als Energiequelle. Auch hier wird als Standardbrennstoff Thorium verwendet, allerdings muss hier kein spaltbares Material erbrütet werden. Der Grund für den schweren Brennstoff ist, dass die durch den gesamten Massendefekt freigesetzte Energie (>1100MeV pro Kern) leichtere Elemente (wie das ursprünglich geplante Xenon) komplett in Protonen und Neutronen zerlegt würden, und das wollen wir nicht.

Denkbar wären evtl. auch etwas leichtere, aber deutlich häufiger vorkommende Elemente wie Quecksilber oder Blei. Das hätte natürlich alles bedeutende wirtschaftliche Auswirkungen: wenn man nach der Häufigkeit geht, dürfte Quecksilber etwa 7mal billiger sein als Thorium, und Blei wiederum 10mal billiger als Quecksilber. Entsprechend billiger würden schnelle interplanetare Reisen werden, denn pro Trip gehen schon ein paar Tonnen Brennstoff drauf. Es macht schon einen Unterschied, ob eine "Tankfüllung" jetzt 7000 oder 100 Credits kostet. Da ist also auch die Frage, wie billig man es als Settingdesigner überhaupt haben will; Raumfahrt soll ja nichts Triviales sein.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: ArneBab am 26.07.2011 | 22:37
Mal wieder ein kleines Update, weil ich mich momentan mit Grey darüber austausche.

Danke für das update!
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 26.07.2011 | 23:08
Ein großer Tank mit Quecksilber, der so schön schwappt wäre doch eine stylische Szenerei, gell?
;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 26.07.2011 | 23:37
Hier mal eine Beispielrechnung zur Wirtschaftlichkeit -- die Parameter sind dabei rein experimentell, aber ich habe immerhin auch Variablen wie Instandhaltungskosten etc. mit einberechnet. Die Rechnung könnte also beispielsweise so aussehen:

Kosten für Brennstoff: 10.000cr/t
Kosten für Stützmasse (Wasser): 10cr/t
Instandhaltung des Triebswerks: Brenndauer in Tagen * Verlustleistung in GW * 100cr*1
Frachtpreis pro AU und Tonne: 100cr

*1: die Verlustleistung ist Strahlung, die von den Strahlenschilden abgefangen werden muss. Das verschleisst natürlich die Schilde auf Dauer. Je effizienter das Triebwerk, desto weniger Strahlung müssen die Schilde abhalten, desto länger halten sie, bevor sie ausgewechselt werden müssen.

Mit diesen Angaben kann man also an den Stellschrauben drehen:
- je mehr Fracht man mitnimmt, desto mehr Einnahmen bringt der Einzeltrip.
- je schneller man ankommt, desto mehr Trips kann man über die Zeit machen.
- je kürzer die Brennzeit der Triebwerke (d.h. längere Driftzeit), desto geringer die Instandhaltungskosten
- je geringer das Masseverhältnis, desto geringer die Treibstoffkosten (aber Wasser ist sowieso billig)
- und natürlich: je kürzer die Brennzeit, desto geringer der Brennstoffverbrauch

Nicht eingerechnet sind hier Kosten für die Crew, Verpflegung etc., da ich davon ausgehe, dass die Besatzung auch die Eigner des Schiffes sind und sich den Gewinn redlich teilen (nachdem die Bank ihr Pfund Fleisch einkassiert hat).
Da kann man also versuchen, ein Optimum zu finden, welches wie gesagt auch von der Leistung des Triebwerks abhängt. Wenn ein Schiff mit 12GW Verlustleistung 300 Tonnen Fracht in 24 Tagen von der Erde zum Jupiter - mittlere Entfernung 5AU - bringen kann, und dabei 1200 Tonnen Treibstoff und 14 Tonnen Brennstoff verbraucht, fährt es bei den obigen Parametern umgerechnet einen Profit von 5000 Credits pro Tag ein.
Und: selbst wenn die Brennstoffkosten 10mal höher wären, blieben immer noch 4000cr/Tag übrig.
Und: der gleiche Trip komplett ohne Fracht würde Kosten von ca. 20.000cr insgesamt verursachen, also knapp 1000cr/Tag.

Wenn man aber mit den Werten rumspielt, merkt man, dass es bei diesen Parametern den meisten Profit bringt, sehr viel Fracht eher langsam zu transportieren. Das gleiche Schiff wie oben, aber mit massenweise Außentanks und Zusatzcontainern könnte auch 2000 Tonnen Fracht in 33 Tagen transportieren, und dabei einen Profit von 26.000cr pro Tag machen. Vorausgesetzt, die Ware bringt auch weiterhin 500cr Frachtgebühr pro Tonne ein.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 27.07.2011 | 01:41
Ja, danke für das Update.

Zum Wasserpreis möchte ich noch zu bedenken geben:
Hier auf der Erde können wir so viel Wasser verbrauchen, wie wir wollen, da das Wasser "recyclet" wird. Es geht quasi kein Wasser verloren.

Wenn man jetzt jedoch das Wasser in das Universum bläßt, dann geht das Wasser auf der Erde verloren.
OK, alleine auf der Erde befinden sich 10^15 t Wasser. Von daher kann man schon einige Zeit davon leben. Aber je nachdem, wie häufig (und wieviele) Raumschiffe rumfliegen und wie lange es schon Raumfahrt gibt, kann sich der Wassermangel irgendwann schon bemerkbar machen und evtl. auch die Preise für Wasser in die Höhe treiben.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 27.07.2011 | 09:31
Um Himmels Willen, das wäre ja der blanke Wahnsinn, das ganze Wasser aus dem tiefen tiefen Schwerkraftbrunnen der Erde ins All zu pumpen. ^^ Das hieße ja Eulen nach Athen tragen, denn Wasser ist einer der häufigsten Stoffe des Universums. Nein, das hat niemand vor. Man würde sich Eismonde oder -asteroiden suchen und es da abbauen. Im Gegenteil, sollte man mal der Ansicht sein, dass es auf der Erde zu wenig Wasser gibt, würde man einfach ein paar Eisasteroiden herbringen. Also da gibt es keine Probleme.
Problematisch könnte viel eher der Brennstoffnachschub werden, wenn man da auf Thorium angewiesen ist. Wenn jedes Schiff auf jedem Trip mehrere Tonnen Thorium verbraucht, würden die irdischen Vorräte nicht lang halten. Immerhin ist Thorium im Sonnensystem relativ gleichmäßig verteilt, und in anderen Sonnensystemen (wir haben ja FTL) könnte es auch noch mehr von dem Zeug geben.

Langfristig wäre es settingintern das gescheiteste, man würde die Reaktoren direkt mit Wasserstoff als Brennstoff betreiben, dann hätte man quasi unbegrenzt kostenlos Energie. Aber ich habe postuliert, dass zur Settinggegenwart die Technologie noch nicht weit genug dazu ist, um noch ein wirtschaftliches Element zu behalten. Der Preis für Wasser ist ja schon relativ symbolisch.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.08.2011 | 04:27
Noch ein Nachtrag zum Thema mögliche Brennstoffe: ich gehe diese Frage wie gesagt in 1. Linie aus Meta-Perspektive an -- welcher Brennstoff macht die Geschichte am interessantesten? Wie schon erwähnt, darf er weder zu teuer noch zu billig sein. Dazu vergleiche ich mal ein paar heutige Preise für gewisse Elemente.

1.) Uran: Fissionsbrennstoff #1. Das Zeug wird allgemein als Uranoxid U3O8 verkauft, vermutlich zu ca. 3-5% angereichert. Das kg kostet derzeit etwa 80 Euro, darin sind aber nur ca. 25g spaltbares Material enthalten.
Die _Tonne_ U235 würde also bereits heute 3,2 _Millionen_ Euro kosten. Darin sind im Fissionsbetrieb immerhin 77 Terajoule enthalten. Der Uranpreis wird bestenfalls dann sinken, wenn neue Vorkommen auf anderen Planeten erschlossen werden.

2.) Quecksilber: wäre aufgrund seiner Atommasse auch als Konversionsbrennstoff möglich. Heutzutage wird Quecksilber in "Flasks" zu 34,5kg gehandelt, Preis ca. $5-700, also sagen wir mal 400 Euro pro 34,5kg, macht also bescheidene 12.000 Euro pro Tonne.
Energiegehalt etwa 350.000 TJ, wenn jedes einzelne Atom reagiert.

3.) Blei: könnte ebenso als Konversionsbrennstoff geeignet sein, aber das wäre schon fast geschummelt: die Tonne kostet heutzutage keine 2000 Euro. Das mit Abstand häufigste schwere Element, was nicht zuletzt daran liegt, dass es der Endpunkt mehrerer Zerfallsreihen ist. Energiegehalt für Konversion ähnlich wie Quecksilber.

4.) Thorium: geeignet für Fission und bei meiner Tech auch für Konversion. Leider habe ich trotz intensiver Suche keine realen Preise für Thorium finden können. Thorium ist aber etwa 8mal seltener als Quecksilber und 5mal häufiger als Uran(238). Dementsprechend halte ich es für eine vernünftige Schätzung, den Marktpreis von Thorium um ca. 70 - 100.000 Euro pro Tonne anzusiedeln.
Energiegehalt im Fissionsbetrieb ähnlich Uran, im Konversionsbetrieb ähnlich Quecksilber.

Dabei sind die Preise auf den heutigen Rohstoffmärkten starken Schwankungen unterworfen; hätte man z.B. 2003 ins bis dahin sehr billige Blei investiert, hätte man sein Vermögen bis zum Jahr 2007 mehr als vervierfachen (!) können. Danach sind die Preise wieder etwas gesunken. (Ähnliches gilt auch für fast alle Schwer- und Edelmetalle sowie Seltene Erden).

Nebenbei sind alle genannten Elemente flavourtechnisch reizvoll, weil sie mehr oder weniger giftig sind und deswegen entsprchend vorsichtig gehandhabt werden müssen. Extra Stilpunkte für Quecksilber, weil es bei Normalbedingungen auch noch cool aussieht.

Alle Elemente sind natürlich nicht unbegrenzt vorhanden. Wenn jedes Raumschiff auf jeder Reise mehrere Tonnen von dem Zeug verbrennt, ist die gesamte Exploration wahrscheinlich zu einem gut Teil damit beschäftigt, neue Vorkommen zu erschließen, wobei sich natürlich irgendwo die Katze in den Schwanz beisst: "Im Sonnensystem wird Thorium knapp, also verbrennen wir Thorium, um in anderen Systemen neue Thoriumvorkommen zu erschließen. Die können wir dann verbrennen, um wieder neue Systeme zu erschließen..." usw.
Zumal diese schweren Elemente wirklich nur als Raumschiff-Brennstoff benötigt werden, weil elektrischer Strom auf andere Weise viel einfacherer und sauberer erzeugt werden kann.

Gedanken, Ideen, Vorschläge?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Blackice am 5.08.2011 | 07:03
wenn man bedenkt wieviel treibstoff so ne rakete eines shuttles heute verblässt nur um 1x in die umlaufbahn geschossen zu werden möchte ich da garnicht drüber nachdenken hehe . Aber ich denke vom style wäre quecksilber wirklich cool . Wobei man nur hoffen kann das die vielleicht endgelagerte brennstäbe aus den akws nutzen , wäre nicht so viel style aber mucho nützlich . Ich denke aber mal in die science fiction gedacht sas da echt eine neue technologie her mus die weit aus mehr energie zu verügung stellt .
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 5.08.2011 | 09:13
Pro Quecksilber!
Ich meine allein der Style wenn ein Schiff nach einem Treffer, Treibstoff verliert.
Allerdings könnte ich mir auch vorstellen das unterschiedliche Treibstoffe benutzt werden.
Allein schon weil dann der Treibstoff nicht so schnell aussgeht.
Oder aus unterschiedlichen Philosophien der Hersteller.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Merlin Emrys am 5.08.2011 | 09:51
Leider habe ich trotz intensiver Suche keine realen Preise für Thorium finden können.
Unter http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/thorium/mcs-2011-thori.pdf kann man eine pdf-Datei mit den Daten der USA zwischen 2006 und 2010 herunterladen. Preise sind in der ersten Tabelle am Ende des zweiten Drittels erwähnt und rangieren zwischen 252 Dollar je kg für hochreines Thorium bis zu ca. 5,5 Dollar je kg für Thorium-Nitrat ("welding grade", also "gut genug, um damit Schweißarbeiten auszuführen", wenn ich es richtig verstehe).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 5.08.2011 | 10:43
Gedanken, Ideen, Vorschläge?
Ich wäre vom Style Faktor her auch für Quecksilber.

wenn man bedenkt wieviel treibstoff so ne rakete eines shuttles heute verblässt nur um 1x in die umlaufbahn geschossen zu werden möchte ich da garnicht drüber nachdenken hehe.
Wobei heutige Raketen ja chemische Antriebe verwenden. Das heißt, der Brennstoff ist auch zugleich Treibstoff.

Bei dem hier vorgestellten Raumschiffen wird zwischen Brennstoff und Treibstoff unterschieden:
Quecksilber/Thorium whatever erzeugt die Energie.
Diese Energie wird dann genutzt, um Wassermoleküle zu erhitzen/zu beschleunigen. Und das Wasser erzeugt dann den nötigen Impuls.

Das heißt, man würde extrem viel Wasser verbrauchen, um von einen Planeten zu starten, aber der Quecksilber/Thorium Verbrauch hält sich in Grenzen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 5.08.2011 | 13:14
Und außerdem sollte es da noch irgend welche anderen herangehensweißen für den Start in den Orbit geben, wenn ich mich recht erinner.
Irgendwas mit Lasern was Feuersänger viel knuffiger fand als schönde Raktenstarts, oder orbital Aufzüge.  :gasmaskerly:
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 5.08.2011 | 14:03
Oy, danke Merlin! Das wären dann also heute ca. 180.000 Euro pro Tonne. Wobei freilich die Thoriumförderung noch nicht besonders ausgeprägt ist, weil man das Zeug bislang quasi nicht braucht.

Ich stelle also ein starkes Votum pro Quecksilber fest. ^^ Das war auch in der Tat mein ursprünglicher Plan, ehe ich dann mehrmals zwischen verschiedenen Alternartiven hin und hergesprungen bin.

Mal einen kleinen Exkurs zu Brenn/Treibstoff, Raketenstarts etc.:

Wie Eulenspiegel sagt, ist es wichtig, dass einem die Unterscheidung zwischen Brenn- und Treibstoff in Fleisch und Blut übergeht. Diese sind grundsätzlich verschieden, _nur_ beim Sonderfall chemischer Raketen ist es zufälligerweise das gleiche. (Man redet zwar manchmal auch bein Auto von Treibstoff, das wäre aber eigentlich sachlich falsch; nur ist es da halt auch scheissegal.)

Was mich wiederum darauf bringt, dass wir das Thema STO hier im Thread noch gar nicht richtig behandelt haben.

Die "Gravity Well" der Erde ist wirklich brutal, weil man aufgrund der hohen Schwerkraft allein für einen LEO (niedrigen Erdorbit) schon 9km/s delta-V (inkl. gravity drag etc.) mit extrem viel Schub benötigt. Selbst mit einem idealen chemischen Antrieb (H2 + O2) braucht eine einstufige Rakete _immer_ ein Masseverhältnis von knapp 8, d.h. 87% der Startmasse müssen Treibstoff sein. Mit der gleichen delta-V könnte man _vom_ Erdorbit bis zu den Asteroiden des Hauptgürtels fliegen. Darum lag Heinlein nicht so daneben, als er schrieb "once you're in orbit, you're halfway to anywhere".

Dabei ist die Crux, dass interplanetare Antriebe meistens nicht für atmosphärische/planetare Starts geeignet sind, und meiner ist da keine Ausnahme. Meine Raumschiffe haben zwar delta-Vs um die 500km/s, aber können nur im offenen Raum fliegen.

Der STO-Verkehr (Surface-to-Orbit) ist für alle Hard-SF-Autoren ein Problem, und mir geht es genauso. "There is no graceful way to do it", um mal ein Astronautenzitat in einen völlig anderen Zusammenhang zu setzen. ;)
Für ein Setting wie dieses brauchen wir einen leidlich billigen Orbitalverkehr, und mit billig meine ich mehrere Größenordnungen unter den heutigen Preisen. Also eher sowas wie $10/kg statt $10.000.

Es gibt im Prinzip 2 Möglichkeiten: senkrechtstartende Rakete, oder horizontal startendes Raum-Flugzeug/ASP (nach Art der X-30/X-33). Letzteres hat den Vorteil, dass man die Schwerkraft der Erde durch Auftrieb ausgleichen kann, und die erste Teilstrecke mit luftatmenden Triebwerken überbrücken kann. Aktuell und real versucht man, dieses Konzept mit dem Skylon-Projekt zu realisieren.

Für kleinere Shuttles liebäugele ich mit laser-thermischem externen Antrieb, wie Dark Tigger richtig angemerkt hat. Also grob gesagt "wir schießen mit Lasern von hinten aufs Triebwerk, wodurch dieses so aufgeheizt wird, dass die Luft/Stützmasse explosionsartig ausströmt". Das ist wohlgemerkt _kein_ Photonenatrieb; dennoch müssten die Laser selbst für ein kleines Schiff mehrere Gigawatt stark sein. Das ist jetzt für sich genommen noch kein Showstopper, aber das Problem ist, dass schwere Lasten damit nicht befördert werden können. Denn für z.B. 500 Tonnen kommen wir schon in den Terawatt-Bereich, und da wird es dann langsam haarig.
Wie gesagt, für kleine Shuttles werde ich das Konzept wohl drinbehalten, da man dazu einfach die planetaren Verteidigungslaser verwenden kann, sodass diese sich auch amortisieren und nicht nur zur Abschreckung da sind.

Ein interessantes Konzept für "Heavy Lifter" ist das sogenannte "Liberty Ship", was eine senkrechtstartende Rakete von der Größe einer Saturn V darstellt, die aber dank nuklearem Antrieb (genauer: NTR Gas/Closed) glatt 1000 Tonnen Nutzlast in den Orbit und wieder zurück bringen kann. Das ist aber mehr brachial als elegant. Im Normalbetrieb würde keine Strahlung entweichen, aber die Folgen eines Unfalls wären verheerend. Eventuell kann ich aber dieses Antriebskonzept auf saubere Wasserstoffkonversion umschreiben.

Da spielt auch immer Jon's Law mit hinein: "any interesting space drive is an interesting weapon". Das ist im Hinblick auf die settingtechnisch gewünschte private Jedermann-Raumfahrt nicht zu vernachlässigen. Insbesondere dichtbesiedelte Planeten werden es nicht wollen, dass jeder Hinz und Kunz mit Multi-Gigawatt-Feuerstrahlen hantieren und dabei, versehentlich oder mit Absicht, ganze Städte in dampfende Schlacke verwandeln könnte. Daher mein Konzept mit den externen (Laser-)Antrieben für kleine Schiffe, aber beim Schwerlastverkehr wird man um interne Antriebe nicht herumkommen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 7.08.2011 | 10:50
Unumgänglich wäre eigentlich nur ein Mehrweg-Shuttlebetrieb, der wenig material- und zeitaufwendig ist und keinen orbitalen Weltraummüll generiert. Teuer und energiewaufwändig kann er hingegen gerne sein. Und wenn man mittel externem laser-thermischem Antrieb pro Vehikel eben nur, sagen wir mal, 30 Tonnen pro Einheit/Vehikel/Tour bewegen kann, ist das absolut ausreichend. Das Grundproblem ist doch auf der Erde bekannt: Wo kein Schiff oder Zug hinfährt, das/den ich mit etlichen tausend Tonnen beladen kann, muss ich eben Lastwagen und Flugzeuge beladen, die zwar deutlich weniger effizient sind, aber trotzdem ihren Zweck erfüllen.

Vielleicht ja ein ganz überflüssiger Hinweis, aber nicht jedes Problem muss man technisch lösen. Es spricht im Grunde nichts dagegen, die schwer/teuer überwindbaren Distanz einer planetaren Graviation zu einem demographischen, soziokulturellen Problem zu machen. Es gibt todsicher Menschen, die aber auch so etwas von gar keinen Bock darauf haben, den Komfort und die Sicherheit eines gemütlichen Planeten mit seiner kuscheligen Atmosphäre zu verlassen. Und wer sich einmal das All als Lebensraum ausgesucht hat, hat sicher auch seine Gründe, der schollengebundenen Gesellschaft den Rücken zu kehren.

Kurz, die einen leben überwiegend im Weltraum und die anderen überwiegend auf Welten, als Spacesider und Earthsider, sozusagen. Ausgetauscht wird nur das Nötigste an Menschen und Material, was man im jeweiligen Bereich braucht und nur der andere Bereich produzieren und/oder abbauen und liefern kann, und das dann eben mit horrendem Aufwand zu horrenden Preisen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 7.08.2011 | 12:22
Also, da halte ich überhaupt nicht mit. Solange der Orbitalzugang teuer bleibt, _kann_ sich keine interplanetare Infrastruktur und  Gesellschaft entwickeln, geschweige denn eine interstellare. Heutzutage kostet es etwa $10.000 pro 1kg, um Nutzlast in den niedrigen Erdorbit zu hieven. Der Shuttle-Einsatz war mehr als doppelt so teuer. (Momentan sind die Russen die einzigen, die bemannte Raumschiffe im Einsatz haben, und berechnen über 60 Millionen Dollar pro Person. Warum? Weil sie's können.)
Privatpersonen können sich sowas überhaupt nicht leisten, abgesehen von fünf, sechs superreichen Weltraumtouristen. Die Wirtschaft könnte überhaupt kein weitergehendes Interesse am Weltraum entwickeln, weil bei solchen STO-Preisen jeglicher Warenverkehr zu teuer und damit uninteressant ist. Und Staaten hätten auch keine bessere Motivation, als einen Wettbewerb wer den längeren Weltraumpenis hat, und an dem Spiel haben sie etwa 1990 die Lust verloren.

Außerdem ist ja doch zu bedenken, dass man das Setting vielleich auch als Rollenspiel bespielen können sollte. Ich behaupte, es würde ziemlich schnell langweilig werden, wenn die SCs nach dem einmaligen Start ins All (und wer bezahlt das?) nie wieder einen Planeten betreten könnten, weil es zu teuer wäre.

Nun gesetzt den Fall, man könnte diesen Laser-Antrieb im großen Stil ausbauen. Die geringste Energie benötigt man dann bei einem Masseverhältnis R=e, also 2,72. Wenn man einen stabilen Orbit haben will. Aber nur für Lastverkehr könnte es schon reichen, die Fracht in einer parabolischen Bahn zum LEO hinaufzuschießen, wo sie von bereitstehenden Orbitalraumschiffen aufgefangen wird. Das würde eine Menge Energie sparen, aber auch das maximale Frachtvolumen stark einschränken, da jeweils ein Orbitalschiff nur etwa alle 15 Stunden in Reichweite kommt. Und dann ist es ja nur mit dem Auffangen nicht getan; das Orbitalschiff muss die aufgefangene Fracht ja dann noch weiterleiten, nachtanken und danach wieder in Ausgangsposition zurückkehren. Es wäre aber dennoch eine Option.

Beim Laser-thermischen Antrieb gibt es eigentlich nur 2 Probleme: man muss entsprechend starke Laser bauen (wir reden hier von mehreren Gigawatt, allerdings kann man das auf mehrere Strahlen verteilen), und der Ramjet des Shuttles darf nicht so heiss werden, dass er schmölze.

Edit: und ein weiteres Problem bei diesem Trapezartisten-Ansatz ist, dass hier das Timing wirklich auf die Sekunde stimmen muss, sich aber die beiden Fahrzeuge mit etwa 4km/s relativ zueinander bewegen (Orbitalschiff 7km/s, Startmodul ca. 3km/s). Und dann müssen natürlich die Schleppkabel oder was immer man nimmt die auftretenden Kräfte auch aushalten. Schafft das Orbitalschiff nicht innerhalb weniger Sekunden, die Kapsel aufzufangen, saust diese unaufhaltsam abwärts, in einem Winkel, der nicht die geringste Chance lässt, den Wiedereintritt zu überstehen. Kein zweiter Versuch, null Fehlertoleranz. Man wird wohl kaum riskieren, auf diese Weise Personen zu befördern.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 7.08.2011 | 18:42
Als alter WiWi möchte ich anmerken, dass Fracht-Transportpreise pro Tonne pro AU nicht wirklich optimal sind.

Wäre es nicht angebrachter, Entfernung durch Beschleunigungsleistung zu ersetzen - oder durch eine andere Variable, mit deren Hilfe es preislich einen Unterschied macht, ob man schnell oder langsam zum Ziel kommt? So wäre dann nämlich "Expressfracht" teurer und damit profitabler als langsamer Transport.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 7.08.2011 | 19:27
Gute Frage. Ich habe da schon mit mehreren Modellen rumexperimentiert.

Also erstmal: bei uns ist ja auch Expressfracht deutlich teurer als langsamer Transport. Insofern seh ich da nichts falsches dran, wenn das auch in der SF genauso ist. Zum Vergleich: Luftfracht (per Spediteur) kostet heutzutage je nach Lift zwischen $3 und $15 pro kg. (Wohlgemerkt hat das fast nix mit der Distanz zu tun, sondern mit dem zur Verfügung stehenden Frachtvolumen. Luftfracht von Shanghai nach Deutschland ist ca. 3mal so teuer wie von San Francisco nach Deutschland, obwohl es ähnliche Distanzen sind.)
Im Vergleich dazu kostet Containerfracht per Schiff umgerechnet ca. $0.15 pro kg.

Im Weltraumhandel könnte es vergleichbar sein. Die tausende Tonnen Metallerz (oder besser: verhüttetes Metall) haben keine Eile, die können mit einem Robo-Frachter auf einem Impulsorbit (im Extremfall Hohmannbahn) über mehrere Monate durch den leeren Raum dümpeln. bei Lebensmitteln kommt es vllt auf die Haltbarkeit/Verderblichkeit an. Dagegen Medizin, hochverarbeitete Produkte wie Elektronik etc sollten schnell transportiert werden; und können es auch, weil davon geringere Volumen anfallen.

Dennoch ist mein o.g. Modell nicht optimal, weil es ja diesen kuriosen Auswuchs zeigt, den ich weiter oben schon erklärt habe: für eine bestimmte Menge Fracht ist es zwar umso profitabler, je schneller diese befördert wird (weil man umso schneller neue Fracht aufnehmen kann, also der Umsatz pro Tag steigt). Aber für eine bestimmte Menge Energie ist es profitabler, sich möglichst viel Fracht aufzuladen, auch wenn dadurch die Reisedauer enorm ansteigt.

Dieses Phänomen liegt nun wohl in erster Linie an den von mir gewählten Parametern für Energiekosten, Frachtraten und Nebenkosten.
Daher wäre im Gegensatz zu dem, was du schreibst, lieber Chaos, genau im Gegenteil ein Frachtmodell wünschenswert, bei dem der schnellere Transport immer mehr Geld einbringt als der langsame. Vielleicht ließe sich das erreichen, wenn man die Reisezeit direkt in die Kostenberechnung einfließen lässt.

Vielleicht wäre es am geschicktesten, die mögliche Fracht in mehrere Kategorien einzuteilen. etwa:
A wie ASAP - möglichst schneller Transport erwünscht, dafür höhere Frachtrate,
B wie Bulk - Transportdauer (relativ) unerheblich, dafür niedrigere Frachtrate.

es kann auch noch Zwischenstufen geben, aber das entspricht soweit etwa unserer Luftfracht vs. Containerfracht.

Analoges gilt für den Passagiertransport, wobei da noch zu beachten ist, dass für jeden Tag Reisezeit auch zusätzliche Kosten für Verpflegung etc. entstehen. Wenn ich 100 Passagiere habe, die jeder pro Tag 1 kg Lebensmittel verputzen, mag es ökonomischer sein, stattdessen mehr Treibstoff mitzunehmen um schneller am Ziel zu sein. Zumal, je kürzer die Reisezeit, desto unkomfortabler darf die Beförderung sein, was wieder Masse spart - Hängematte statt Polsterbett, so in etwa.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 7.08.2011 | 21:08
Daher wäre im Gegensatz zu dem, was du schreibst, lieber Chaos, genau im Gegenteil ein Frachtmodell wünschenswert, bei dem der schnellere Transport immer mehr Geld einbringt als der langsame.

Da hast du mich missverstanden - genau das schlage ich nämlich vor.

Ich dachte da an eine Frachtrate proportional zur Höchstgeschwindigkeit, die das Schiff während des Trips erreicht. Ein Schiff, das bis X m/s beschleunigt, braucht zwar wegen der Orbitalmechanik nicht ganz 10-mal so lange wie ein Schiff, das bis 10X m/s beschleunigt, aber so ungefähr kommt es hin (immer angenommen, beide haben zwischen Beschleunigen und Abbremsen noch eine Drift-Phase).
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 7.08.2011 | 22:19
Ja da hab ich mich tatsächlich verlesen, aber umso besser, dann sind wir uns ja einig.

Man muss da auch nicht über Höchstgeschwindigkeit oder Beschleunigung gehen, sondern kann halt einfach die Frachtrate direkt an die geplante Zeit koppeln, indem man diese in den Nenner setzt.

Dabei muss man aber auch berücksichtigen, dass Langstrecken mindestens so lukrativ sein sollen wie Kurzstrecken, weil sie ja auch unbequemer sind, und sonst fliegt sie ja keiner.

Um wieder mal unser Beispielschiff mit R=3, 120GW Antrieb und 300t Fracht heranzuziehen, zunächst mit dem bisherigen Modell (jeweils mit optimiertem spezifischen Impuls):
Erde - Mars, mittlere Entfernung 1AU: 8,5 Tage, Profit (bei 100cr pro AU und Tonne) 2000cr/Tag
Erde - Jupiter, mittl. Entf. 5AU: 23,6 Tage, Profit 5000cr/Tag.

Wenn wir nun mal einfach die Frachtrate um Faktor 10 erhöhen, aber dafür die Summe durch die Reisetage teilen, erhalten wir die modifizierten Werte:
Erde - Mars: 3000cr/Tag
Erde - Jupiter: 1300cr/Tag

So geht das also nicht.  Ich möchte aber die Frachtformel einigermaßen simpel und im Kopf nachrechenbar halten, also kommt es nicht in Frage, z.B. die AU zu potenzieren oder sowas. Wir betreiben hier Rocket Science, kein DSA.
Hast du da einen Vorschlag?

Zitat
Ein Schiff, das bis X m/s beschleunigt, braucht zwar wegen der Orbitalmechanik nicht ganz 10-mal so lange wie ein Schiff, das bis 10X m/s beschleunigt, aber so ungefähr kommt es hin

Eigentlich ist es genau andersrum. Solang nicht alle Schiffe komplett brachistochron fliegen können (d.h. ohne Driftphase), ist das Schiff mit der _geringeren_ Beschleunigung (bei gleicher Leistung) schneller da. Klingt komisch, is aber so. Der Trick ist die dadurch verkürzte Driftphase. Dabei ist zu beachten, dass bei mir die Raumschiffe ihre Ausströmgeschwindigkeit so regeln können, dass sie konstant beschleunigen und abbremsen - das ist deutlich energieeffizienter als konstanter Schub.

Schauen wir uns mal das obige Schiff auf der Jupiterstrecke an: ich habe die Beschleunigung auf 0,036G abgestimmt, dadurch ist die Driftphase nahezu 0 und wir schaffen die Strecke in knapp 24 Tagen.
Wir können die Beschleunigung auch auf das 10fache erhöhen, also 0,36G. _Jetzt_ braucht das Schiff die zehnfache Zeit, nämlich 240 Tage, weil es nur wenige Stunden beschleunigt und dann die meiste Zeit im Drift verbringt.
Im ersten Fall beträgt die delta-V über 700km/s, im zweiten Fall nur ein Zehntel davon, ca. 70km/s.
Allerdings hat die Sache auch einen Nachteil, nämlich benötigt das schnellere Schiff 100 mal so viel Energie. Aber da ich die Energiekosten in der Wirtschaftlichkeitsformel bereits eingerechnet habe, muss das uns darüber hinaus nicht weiter jucken.*

Bleibt aber die Frage, wie man die Transitzeit nun am besten in die Formel integriert.

Edit:
*) Fuck, es juckt doch. Ich habe gerade nochmal mein Spreadsheet angeschaut und festgestellt, dass die Brennstoffkosten nicht richtig berechnet wurden (die Zelle holte sich die Werte aus einer veralteten Ecke des Spreadsheets). Nun machen die doch einen spürbar höheren Anteil aus, v.a. wenn ein Teil des Brennstoffs verloren geht ohne zu reagieren. Nunja, Gefahr erkannt, davongerannt.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 7.08.2011 | 22:28
Ich hatte beim rumsurfen auf AtomicRockets noch eine Idee zum Thema, wie man aus dem Schwerkraftbrunnen rauskommt...

http://www.projectrho.com/rocket/surfaceorbit.php#id--Verne_Gun  :gasmaskerly:

So kriegt man dann halt Hardware in den Orbit, und die Personen werden über Shuttels mit Lasern und Ramjets hin und her transportiert.

Ich weiß die Methode hat... nennen wir es mal Nachteile, aber sie ist so schön "KLOTZEN nicht kleckern". 280.000 Metrische Tonnen, anyone? ~;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 7.08.2011 | 22:39
Naja, die Verne Gun hab ich immer eher als Klamauk angesehen. ^^
Wie soll denn da die Kapsel aussehen, die einer 10-Megatonnen-Atomexplosion widerstehen soll?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 7.08.2011 | 23:05
Wie soll denn da die Kapsel aussehen, die einer 10-Megatonnen-Atomexplosion widerstehen soll?
Das war es was ich (unter anderem) mit Nachteilen meinte.  >;D

Und wenn man 100.000 von den 280.000 Metrischen Tonnen zu Panzerung macht?
Ich meine HÖLLE die hatten schließlich sogar einen Bodenstart mit einem Orion-Antrieb angedacht.
Und diesen Orion-Quak hatten die doch damals tatsächlich ernst gemeint, oder nicht?

Und im allerschlimmsten Fall machen wir die Treibladung und die Nutzlast kleiner. ~;D

(Und ja irgendwie glaub ich auch hinter der Verne-Gun steht eher der Gedanke: If you can't make it right. Make it BIG! :ctlu:)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 7.08.2011 | 23:13
Ja da hab ich mich tatsächlich verlesen, aber umso besser, dann sind wir uns ja einig.

Man muss da auch nicht über Höchstgeschwindigkeit oder Beschleunigung gehen, sondern kann halt einfach die Frachtrate direkt an die geplante Zeit koppeln, indem man diese in den Nenner setzt.

Dabei muss man aber auch berücksichtigen, dass Langstrecken mindestens so lukrativ sein sollen wie Kurzstrecken, weil sie ja auch unbequemer sind, und sonst fliegt sie ja keiner.

Um wieder mal unser Beispielschiff mit R=3, 120GW Antrieb und 300t Fracht heranzuziehen, zunächst mit dem bisherigen Modell (jeweils mit optimiertem spezifischen Impuls):
Erde - Mars, mittlere Entfernung 1AU: 8,5 Tage, Profit (bei 100cr pro AU und Tonne) 2000cr/Tag
Erde - Jupiter, mittl. Entf. 5AU: 23,6 Tage, Profit 5000cr/Tag.

Wenn wir nun mal einfach die Frachtrate um Faktor 10 erhöhen, aber dafür die Summe durch die Reisetage teilen, erhalten wir die modifizierten Werte:
Erde - Mars: 3000cr/Tag
Erde - Jupiter: 1300cr/Tag

So geht das also nicht.  Ich möchte aber die Frachtformel einigermaßen simpel und im Kopf nachrechenbar halten, also kommt es nicht in Frage, z.B. die AU zu potenzieren oder sowas. Wir betreiben hier Rocket Science, kein DSA.
Hast du da einen Vorschlag?

Keine einfache Formel. Vielleicht gäbe es dann je nach Entfernung und so "Zielaufschläge" oder sowas. Nehmen wir mal die zweite Formel; der Erde-Jupiter-Strecke "fehlen" 1.700 Credits pro Tag an Profit, also sowas um die 40.000 Credits Gesamtprofit, um die Sache im Vergleich zu Erde-Mars profitabel zu machen; das sind ca 133 Credits pro Tonne über 5 AU, also nicht ganz 27 Credits pro Tonne pro AU - runden wir das Ganze mal kaufmännisch auf 30 Credits  ;D. Also würde der Eigner entweder zum Jupiter 130 Credits pro Tonne pro AU berechnen, oder die Regierung (oder wer auch immer das Ziel am Jupiter betreibt) die Strecke mit 30 Credits pro Tonne pro AU subventionieren.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 8.08.2011 | 01:12
@Tigger: ja, die Orion fand ich auch schon immer hochgradig schwachsinnig. Aber Amis stehn irgendwie drauf. Naja: es ist groß und macht bumm. Das reicht wohl schon. In einem Blog (von einem Amerikaner) hab ich da mal das schöne Wort "ameriwank" gelesen. Das triffts recht gut.

@Chaos: Hmh, ich denke, da wird man wohl nicht um Potenzen herumkommen. Dann nehmen wir aber das Quadrat, das ist wenigstens noch im Kopf beherrschbar (wenn man nur ganze AU benutzt). Dadurch werden allerdings weite Distanzen _sehr_ lukrativ.
Es geht ja wohlgemerkt nur um ein generalisiertes Modell, kein in Stein gemeißeltes Gesetz. Und wer das bezahlt, ob Firma oder Regierung, ist im Prinzip wurscht, Hauptsache der Frachter bekommt sein Geld und kann sein Schiff abbezahlen.

Ansatz:
Frachtpreis pro Tonne = Basisrate 1000cr * Distanz AU^2 / Dauer in Tagen
Auf die obigen Beispiele übertragen, liefert die Marsroute ca. 2700cr/Tag, die Jupiterroute aber heftige 11.500cr/Tag. Dennoch beträgt der effektive Frachtpreis nur etwa 1cr pro Kilogramm.

Jetzt kommt natürlich die Frage "und wieviel ist 1cr?" ^^ Das weiss ich auch noch nicht genau, aber es wird wohl kaufkrafttechnisch irgendwo im Bereich zwischen 1 und 10 Euro liegen.
Nehmen wir mal 1€ an (das würde bei den von mir postulierten Brennstoffkosten zu den heutigen Quecksilberpreisen passen). Das würde bereits bedeuten, dass diese Expressfracht ein Schnäppchen für komplexe Produkte ist, aber indiskutabel für fast alle Rohstoffe. Passt also soweit.
Und: auch wenn man pro Passagier 1 Tonne berechnet, inklusive Kabineneinrichtung und so weiter, könnte man Express für 1000€ quer durchs Sonnensystem reisen.

Aber: das gleiche Schiff macht trotzdem mehr Profit über die Zeit, wenn es mit mehr Fracht langsamer fliegt. Mit der fünffachen Fracht zum Beispiel braucht es zwar 40 Tage, aber dabei kommen trotzdem über 20.000cr/Tag rum, wenn jemand für die Fracht 0,60cr/kg bezahlt. Aber das reguliert sich vielleicht von selbst: der Eisenlieferant hat zwar 1000 Tonnen Fracht anzubieten, zahlt dafür aber nicht mehr als 150cr/t. Der Roboterhersteller zahlt besser, aber hat halt nur 100 Tonnen Fracht zu vergeben, und die bitte pronto.

Und das ganze ist ja jetzt nur auf Consignments bezogen, als Frachtaufträge durch Dritte. Wenn eine Schiffsgenossenschaft mal etwas mehr Kohle in der Hand hat, kann sie ja auch selber handeln, und dadurch nochmal höhere Profite erzielen, so wie man es aus den meisten Computerspielen gewöhnt ist.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 8.08.2011 | 11:33
Also, da halte ich überhaupt nicht mit. Solange der Orbitalzugang teuer bleibt, _kann_ sich keine interplanetare Infrastruktur und  Gesellschaft entwickeln, geschweige denn eine interstellare. Heutzutage kostet es etwa $10.000 pro 1kg, um Nutzlast in den niedrigen Erdorbit zu hieven. Der Shuttle-Einsatz war mehr als doppelt so teuer.

Wie gesagt: Teuer ist relativ. Die Transportkosten müssen im Verhältnis zum Wert und/oder der Notwendigkeit der Sache stehen. Im Verhältnis zum Langstreckentransport großer Mengen mit dem Schiff oder der Bahn ist der Transport mit Lkw oder gar dem Flugzeug sauteuer - gemacht wird es trotzdem, weil es im speziellen Sektor eben nicht anders geht und/oder es Leute gibt, die bereit sind, dafür zu bezahlen.

Und nun überlegen wir mal: Massiver Gütertransfer zwischen bewohnten  Planeten ist zwar ein gern gesehenes Element der Space Opera, aber im Grunde Schachsinn hoch drei. Denn was man auf der eigenen Welt fördern/produzieren kann, würde man nur dann von auswärts beziehen, wenn es bereits billig zu transportieren wäre. Wir reden also im interplanetaren Güterverkehr im Grunde ausschließlich von exotischen Waren, also von Luxusgütern - hochwertig, aber in vergleichbar überschaubaren Mengen. Was wiederum passt, weil leicht transportable Güter hohen Werts eher das Ziel von Piraten oder das Schutzobjekt einer Spielergruppe (oder sonstwie bzw. indirekt object of interest) sind.
Im interstellaren Warenverkehr sieht es wieder anders aus, hier werden überwiegend große Rohstoffmengen bewegt, die aber für Spieler eher uninteressant sind - zigtausende Tonnen Mineralien, zigtausende Liter Gase oder Flüssigkeiten wollen weder gestohlen noch beschützt werden, weil sie in diesem Mengen außerhalb der regulären Wege weder veräußerbar, ja nicht einmal transportabel sind.
Eine Trennung zwischen großem und kleinem Güterverkehr sehe ich daher als absolut notwendig an. Ersterer findet im Hintergrund statt und ist spielerisch eher uninteressant, ersterer ist das Metier, in dem man sich bewegt.

Apropos Spielergruppe: Mein Hinweis auf die Bodengebundenheit der Zivilisation sollte das Bild verwaschen, dass riesige Ströme von Menschen ständig unterwegs wären. Einzelne Personen oder Gruppen, die zwischen verschiedenen Welten etwas zu tun haben, werden natürlich viel und häufig reisen. Die fallen, auch wenn es zigtausende sind, wie überhaupt Personentransporte, unter Niedriglast. Basierend auf Deiner Rechnung, Feuersänger, wäre ein einfacher Orbitaltransfer einer Person mit Gepäck (je nach Auslastung) mit externem laserthermischen Antrieb oder ein Transport mittels Gleiter zum Boden in etwa so teuer wie heute ein Kontinentalflug mit dem Flugzeug. Sicher nicht billig, aber durchaus bezahlbar. Gewisse Unsicherheiten ergeben sich daraus, weil schwer absehbar ist, inwiefern die Verfügbarkeit volatiler Brenn-/Treibstoffe, wenn man nicht auf die Rohstoffe eines Planeten beschränkt ist, und natürlich billige Energie in großen Mengen das allgemeine Preisgefüge beeinflussen.

Eine große Ausnahme gibt es natürlich: Die Erschließung eines Planeten erfordert unumgänglich den Transfer großer Mengen an Gütern, Gerät und Personal und verschlingt zweifelsohne Unsummen und titanische Mengen an Material. Aber niemand wird überhaupt mit der Erschließung einer Welt auch nur beginnen, wenn er nicht den Eindruck hat, diese gewaltigen Investitionen wieder herauszubekommen (oder wenn die Not es erfordert). Wir reden hier also in jedem Fall von genau der Pionier-Stimmung, die auch bisher in der Lage war, solche Projekte zu voranzutreiben, egal wie teuer und aufwendig sie auch sind.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 8.08.2011 | 12:13
Jetzt kommt natürlich die Frage "und wieviel ist 1cr?" ^^ Das weiss ich auch noch nicht genau, aber es wird wohl kaufkrafttechnisch irgendwo im Bereich zwischen 1 und 10 Euro liegen.
Nehmen wir mal 1€ an (das würde bei den von mir postulierten Brennstoffkosten zu den heutigen Quecksilberpreisen passen). Das würde bereits bedeuten, dass diese Expressfracht ein Schnäppchen für komplexe Produkte ist, aber indiskutabel für fast alle Rohstoffe. Passt also soweit.

Denk daran, wenn Quecksilber derart wichtig für die Raumfahrt wird, steigt die Nachfrage entsprechend, und damit auch der Preis. Öl war auch mal wesentlich billiger, als unsere Zivilisation noch nicht auf dem Verbrennungsmotor basiert war.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 8.08.2011 | 12:25
Wie gesagt: Teuer ist relativ.

Stimmt. Heutzutage würden sie Purzelbäume schlagen, wenn man die Kosten auf $1000/kg drücken könnte. (Skylon soll angeblich $250/kg schaffen.) Das wäre aber für SF immer noch viel zu teuer.

Zitat
Und nun überlegen wir mal: Massiver Gütertransfer zwischen bewohnten  Planeten ist zwar ein gern gesehenes Element der Space Opera, aber im Grunde Schachsinn hoch drei.

Das liest man auch immer wieder, sehe ich aber nicht so. Gut, da ist jetzt die Frage was "massiv" heisst. Aber auf jeden Fall sind Energieträger interessant, insbesondere solche, die auf der Erde knapp werden (Uran) oder überhaupt nicht vorkommen (Helium-3). Das wird ein Hauptimport sein. Ein anderer Hauptimport wären bestimmte Metalle, die auf der Erde selten sind, z.B. Osmium und die ganzen anderen Seltenen Erden.
Hauptexport werden im solaren Setting zunächst Lebensmittel und verarbeitete Güter (Elektronik, Maschinen) sein. Da zähle ich jetzt auch mal die Luxusgüter mit dazu.
Luxus-Importe kann ich mir im interplanetaren Verkehr nur schwer vorstellen; vielleicht Weingläser aus Marssand oder so, aber da dürfte sich der Bedarf in engen Grenzen halten. Das ist was anderes im interstellaren Szenario, wenn man z.B. mit Eingeborenenkunst oder arkturianischem Megawasserbüffelsteak oder anderen Zeugnissen extrasolaren Lebens handeln kann.

Zitat
Apropos Spielergruppe: Mein Hinweis auf die Bodengebundenheit der Zivilisation sollte das Bild verwaschen, dass riesige Ströme von Menschen ständig unterwegs wären.

Sicher werden die Raumfahrer nur einen Bruchteil der Gesamtbevölkerung ausmachen, aber halt doch nicht mit den 500 Hanseln zu vergleichen, die die Menschheit bisher ins All geschossen hat. So als ganz grobe Größenordnung würde ich mal sagen, dass die Menschheit (aufgespalten in verschiedene Faktionen, aber das ist eine Sache für den Settingthread) einige tausend Raum- bzw. Sternenschiffe im Einsatz hat. Wieviel genau, darüber habe ich mir ehrlich gesagt noch keine Gedanken gemacht.

Wie gesagt, um ein SF-Setting als Hintergrund für interessante Geschichten zu erstellen, muss man sich zuerst überlegen, was man drinhaben will, und dann, wie man die Parameter einstellen muss, damit man es bekommt. Ich habe als Corestory Elemente wie private Raumfahrt (Trampfrachter), Exploration und Kolonisation vorgesehen, also muss die Technologie das hergeben. Es hat einfach niemand was davon, wenn man sich ganz streng an eine logische Entwicklung aus der heutigen Situation hält, und dann immer noch bei seltener, teurer, meist unbemannter und streng genommen zweckfreier Raumfahrt rauskommt. Sowas will niemand bespielen.

edit:
@Chaos: klar, aber erstens lässt sich vermutlich auch die irdische Quecksilberproduktion noch ausbauen, weil heutzutage mangels großem Bedarf gar nicht viel gefördert wird, zweitens wäre das dann wieder genau so ein Kandidat für extraterrestrischen Bergbau. Gerade für schwere Elemente wird man interstellar nach Sternen mit hoher Metallizität suchen, wo diese weitaus häufiger vorkommen dürften.

Andererseits: wenn der "credit" etwa 10 Euro entspräche, wären die interplanetaren Frachtkosten für Express etwa mit unseren Paketdiensttarifen vergleichbar. Da würde man also wirklich nur eilige Fracht auf diese Weise transportieren, und alles andere mit sehr großen Bulk Freightern auf den "langen" Weg schicken - der aber in der Praxis auch nur doppelt so lang unterwegs wäre.

Nichtsdestotrotz, da hat Yerho auch recht, es gibt nicht unendlich viel Fracht, abgesehen von der Kolonisierungsphase. Es bringt also auch nichts, die Frachter immer weiter hochzuskalieren. Es ist irrelevant, ob das Schiff 10.000t in zwei Monaten verschieben kann, wenn es keine 10.000t gibt. Das passt mir aber insofern auch wieder in den Kram, weil ich ja lieber kleinere, schnellere Schiffe haben möchte.
(Natürlich kann man an ein Raumschiff im interplanetaren Verkehr nahezu beliebig viele Frachtmodule anklemmen. Das Maximum würde ich da mal etwa beim 10fachen der Leermasse ansetzen.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 8.08.2011 | 15:17
Und nochmal zum Thema Surface-to-Orbit:

bei der Kolonisation dürften in der Tat Monde und kleinere Planeten hoch im Kurs stehen. Einerseits bieten sie eine ausreichend solide Basis, andererseits erleichtern sie den Orbit-Boden-Verkehr enorm. Ich habe ja gestern im Setting-Thread einen potentiellen Mond skizziert. Zur Erinnerung: ca. 0,5G Fallbeschleunigung, 0,5 bar atmosphärischer Druck (in Bodennähe).

Nun habe ich mir da Gedanken gemacht, wie man da am besten den STO-Verkehr angehen würde. Nach einigen Irrwegen habe ich schließlich realisiert, dass die ca. 4km/s Orbitalgeschwindigkeit dieses Mondes perfekt für, ausgerechnet, chemische Raketen geeignet sind. Da Wasserstoff-Sauerstoffraketen 4,4km/s Ausströmgeschwindigkeit haben, bieten diese bei einem Masseverhältnis von 2,72 (Eulersche Zahl) die maximale Effizienz. Man könnte die ganz normalen SSMEs, also Haupttriebwerke des kürzlich ausgemusterten Space Shuttle hernehmen! Selbst der Space Shuttle Orbiter könnte, nur mit einzurüstenden internen Tanks, aus eigener Kraft ohne Boosterraketen in den Orbit gelangen.

In der SF brauchen wir freilich keine Uralt-Space Shuttles. Mit moderneren Materialien wie Supercarbon als Struktumaterial und kubischem Bornitrid als Hitzeschutz könnte die Leermasse für ein ähnlich skaliertes ASP viel niedriger liegen. Da die Leistung der Triebwerke bereits bekannt ist, können wir die Gewichtsersparnis mit Nutzlast auffüllen. Ein ASP mit 3 SSMEs könnte demnach über 60 Tonnen Nutzlast befördern.
(Und: während der Kolonisation muss ja quasi nur Fracht runtergeschickt werden, wozu man quasi gar keinen Treibstoff braucht, und das Shuttle könnte leer und entsprechend leichter wieder hochfliegen, um die nächste Fuhre abzuholen.)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 8.08.2011 | 15:38
Ich frage mich aber, wer würde diesen Mond besiedeln wollen.
Meine SF-Geschichten haben mir beigebracht das Leute die in solchen Umgebungen siedeln nicht wieder nach Hause werden kommen können. Geschweige denn ihre Kinder.

Auch wenn diese Überlegung eigentlich irrational ist (weil man vermutlich sowieso nicht zurückkommt). Denke ich doch das  viele
Menschen das als Hinderungsgrund sehen würden.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 8.08.2011 | 15:48
Ach, ich kenne auch solche Geschichten, also von wegen dass man die niedrige Schwerkraft gewöhnt ist und deswegen mit der höheren Schwerkraft nicht zurecht käme. Typische Ansätze, um das auszukontern, sind ganz banales Krafttraining sowie, etwas ausgefeilter, Biotechnologie (Muskelverstärkungen etc.).

Ich habe in meinem Setting sowieso einiges an Biotechnologie geplant. Zum einen Muskel- und Knochenverstärkungen, zum anderen aber auch z.B Modifikationen des Verdauungssystems, für Menschen die auf einer Welt mit einheimischem Leben siedeln wollen. Schließlich kann man nicht davon ausgehen, dass in der ganzen Galaxis die gleichen Kohlenhydrate und Eiweise produziert werden.

Außerdem sollten wir uns langsam mal Gedanken über unsere Zukunft hier im Sonnensystem machen. Die Sonne wird nämlich auch immer leuchtstärker, und in einer Milliarde Jahre ist es endgültig zu heiß hier für höheres Leben. ;)
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 8.08.2011 | 16:38
Und: während der Kolonisation muss ja quasi nur Fracht runtergeschickt werden, wozu man quasi gar keinen Treibstoff braucht, und das Shuttle könnte leer und entsprechend leichter wieder hochfliegen, um die nächste Fuhre abzuholen.
Evtl. müsste das Shuttle nichtmal wirklich landen. Viele Sachen könnte man auch mit Fallschirmen abwerfen, die sich öffnen, sobald man die Atmosphäre erreicht. Da kommt es natürlich darauf an, wie hoch die Atmosphäre ist, damit der Fallschirm genügend Zeit hat, abbzubremsen.

Oder man montiert an der Fracht kleine Landedüsen, die die Fracht abbremsen. Die Landedüsen selber werden dann von den Kolonisten verwertet.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 8.08.2011 | 16:43
Verdampft Quecksilber im All eigentlich rückstandslos und schlägt sich irgendwann irgendwo nieder und ab welchen Mengen merkt man das auf dem PLaneten, wenn im All Unmengen an dem Zeug freiwerden?
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 8.08.2011 | 17:31
Also entweder es verdampft oder es bildet kleine Tropfen.

Auf dem Planeten merkt man nichts davon. Ein winziger Bruchteil wird vom Gravitationsfeld der Erde eingefangen. Aber der Großteil fliegt einfach so durchs All und stört niemanden.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 8.08.2011 | 20:08
Stimmt. Heutzutage würden sie Purzelbäume schlagen, wenn man die Kosten auf $1000/kg drücken könnte. (Skylon soll angeblich $250/kg schaffen.) Das wäre aber für SF immer noch viel zu teuer.

Wie gesagt, mit den heutigen Kosten-pro-Kilogramm-Schemata kann man im Grunde nicht arbeiten. Zum einen beinhalten diese nämlich die Entwicklungskosten, die sich in einem Zukunftsszenario längst amortisiert haben dürften und sind zudem nur zu einem Bruchteil technisch bedingt - entscheidend ist, wer die wissenschaftliche Orbitaltransfers nutzt, also derzeit allein die Wissenschaft und wer dafür zahlt, also derzeit überwiegend der Staat mittels Steuergeldern. Bei einer höheren Diversifikation der Nutzer und einer Umwandlung der unmittelbaren Nutzer in unmittelbar Zahlende sinken die relativen Kosten automatisch. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Auslastung, und die kann man nur als mies bezeichnen, wenn alle Jubeljahre mal eine Mission startet.
Selbst ein heutzutage alltäglicher Interkontinentalflug mit einem Verkehrsflugzeug wäre ohne die Bandbreite zahlender Kunden für die Dienstleistung sündhaft teuer.

Zitat
Das liest man auch immer wieder, sehe ich aber nicht so. Gut, da ist jetzt die Frage was "massiv" heisst. Aber auf jeden Fall sind Energieträger interessant, insbesondere solche, die auf der Erde knapp werden (Uran) oder überhaupt nicht vorkommen (Helium-3). Das wird ein Hauptimport sein. Ein anderer Hauptimport wären bestimmte Metalle, die auf der Erde selten sind, z.B. Osmium und die ganzen anderen Seltenen Erden.

Hier wird bereits das Pferd von hinten aufgezäumt, wenn man davon ausgeht, dass irgend jemand das Gefühl hat, irgend jemanden versorgen zu müssen, egal ob das rentabel ist oder nicht. So funktioniert freie Wirtschaft bekanntlich nicht. Wenn die Erde gegenüber Planet X nichts mehr hat, was Planet X braucht, wird die Erde von Planet X entweder nichts über bilateralen Handel erhalten oder das Exportdefizit aus anderen Quellen deckeln müssen.

Zitat
Hauptexport werden im solaren Setting zunächst Lebensmittel und verarbeitete Güter (Elektronik, Maschinen) sein. Da zähle ich jetzt auch mal die Luxusgüter mit dazu.

Maschinen und Geräte müssen nur Planeten importieren, die noch nicht so weit entwickelt sind um diese selbst herzustellen. Diese Abhängigkeit funktioniert eine Weile, aber wie man schon bei Kolonien auf der Erde sieht, ist es deren vitales Bestreben, diese Abhängigkeit schnellstens zu beenden, um auf Augenhöhe handeln zu können. Und im Weltraumzeitalter sind die ersten Siedler keine Bauern mit in der Heimat unerwünschten religiösen Ansichten oder deportierte Sträflinge - zumindest nicht nur. Für die Entwicklung von Welten muss man Spezialisten hinkutschen, und die werden sehr schnell für technisch-wirtschaftliche Autonomie sorgen. Jedes Bemühen, dies zu unterbinden, wird unweigerlich in bewaffnete Konflikte münden, in denen das Mutterland der Mutterplanet noch stärker gelackmeiert ist als bei Unabhängigkeitskriegen auf der Erde, zumal die Versorgungswege noch länger sind.

Zitat
Luxus-Importe kann ich mir im interplanetaren Verkehr nur schwer vorstellen; vielleicht Weingläser aus Marssand oder so, aber da dürfte sich der Bedarf in engen Grenzen halten. Das ist was anderes im interstellaren Szenario, wenn man z.B. mit Eingeborenenkunst oder arkturianischem Megawasserbüffelsteak oder anderen Zeugnissen extrasolaren Lebens handeln kann.

Luxusgüter sind alle Güter, die für das Überleben einer Welt nicht zwingend erforderlich, aber für die Bewohner einer entwickelten Welt erstrebenswert sind. Das können natürlich spezielle Nahrungsmittel, Edelhölzer, Drogen oder Kunstgegenstände sein, dazu zählt aber mehr. Wenn beispielsweise erst einmal eine dicht bevölkerte Welt daran gewöhnt ist, sich von synthetischer Nahrung zu ernähren, wird jedes natürliche Nahrungsmittel zum Luxusgut, selbst wenn die synthetische Nahrung an sich durchaus wohlschmeckend und abwechslungsreich sein sollte. Zum Luxus werden auch schnell Waren, die an sich nichts Besonderes darstellen, aber die gerade aufgrund ihrer Beliebtheit mit starken Einfuhr-/Ausfuhrbeschränkungen und/oder hohen Zöllen belegt sind.

Zitat
Sicher werden die Raumfahrer nur einen Bruchteil der Gesamtbevölkerung ausmachen, aber halt doch nicht mit den 500 Hanseln zu vergleichen, die die Menschheit bisher ins All geschossen hat. So als ganz grobe Größenordnung würde ich mal sagen, dass die Menschheit (aufgespalten in verschiedene Faktionen, aber das ist eine Sache für den Settingthread) einige tausend Raum- bzw. Sternenschiffe im Einsatz hat. Wieviel genau, darüber habe ich mir ehrlich gesagt noch keine Gedanken gemacht.

Wie gesagt, zukünftige Raumfahrt mit heutiger Raumfahrt zu vergleichen ist eine Sackgasse. Der Vergleich mit dem heutigen interkontinentalen Flugverkehr trifft es eher - nur mit dem Unterschied, dass sich die Anzahl der Reisenden auf mehr Ziele verteilt. Gemeinsam haben aber alle erst einmal das Zwischenziel, welches darin besteht, dem Schwerkraftbrunnen zu entkommen.

Zitat
Wie gesagt, um ein SF-Setting als Hintergrund für interessante Geschichten zu erstellen, muss man sich zuerst überlegen, was man drinhaben will, und dann, wie man die Parameter einstellen muss, damit man es bekommt. Ich habe als Corestory Elemente wie private Raumfahrt (Trampfrachter), Exploration und Kolonisation vorgesehen, also muss die Technologie das hergeben. Es hat einfach niemand was davon, wenn man sich ganz streng an eine logische Entwicklung aus der heutigen Situation hält, und dann immer noch bei seltener, teurer, meist unbemannter und streng genommen zweckfreier Raumfahrt rauskommt. Sowas will niemand bespielen.

Daher ja mein Vorschlag, die langweiligen, aber notwendigen Setting-Bestandteile von den spannenden, spielbaren zu trennen und der Deduktion ihren Lauf zu lassen. Die technische Seite ist weitestgehend dadurch gedeckelt, dass Du auf zu viel Handwedelei verzichten möchtest. Also kann man eigentlich nur noch an kulturellen und demographischen Reglern drehen:

1.) Wenn Raumreisen etwas für Abenteurer, VIPs und Flüchtlinge sind, werden wenige Passagiere genug zahlen, um Raumflüge für kleine Frachter rentabel zu machen. Sind Raumreisen alltäglich, werden die gewaltigen Zahlen an Passagieren in riesigen Passagierschiffen weniger Beförderungsunternehmen befördert und für kleine Trampfrachter besteht kein Bedarf.

2.) Der große Rohstoffverkehr ist dröge und wird von Robotfrachtern abgewickelt. Trampfrachter sind klein, können also nur kleine Frachtmengen bewegen. Diese müssen den Verkehr trotzdem rentabel machen, also müssen die kleine Frachten entsprechend wertvoll sein, was seltene Minerale, Luxusgüter und (siehe 1.) auf wenige, aber gutbetuchte oder sehr verzweifelte Passagiere hinausläuft.

3.) Die Verlagerung der interplanetaren Interaktion (Reisen oder Handel) auf kleine Zahlen/Mengen macht das technische Problem, wie man größere Mengen von der Scholle ins All bringt, nachrangig. Da die SCs in der Regel Frachterkapitäne, Schmuggler, Söldner, Piraten, Diplomaten oder sonstige Ausnahmegestalten sind, wird deren Beweglichkeit zwischen den Schauplätzen nicht eingeschränkt - außer natürlich durch Faktoren, aus denen sich aber wiederum spannende Abenteuer zimmern lassen, und sei dies nur der augenblickliche Mangel an Kleingeld, um einen bestimmten Planeten zu verlassen oder Waren an Bord des eigenen Schiffes, die entweder nicht aus- oder nicht eingeführt werden dürfen.
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 8.08.2011 | 21:40
Ich habe mal meine Antwort in den neuen Thread ausgelagert, da es hier mehr um Settingelemente als um Technologie geht:

Weltraum-Kolonisation (http://tanelorn.net/index.php/topic,69267.0.html)
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 12.08.2011 | 01:04
Man lernt ja jeden Tag was Neues:

meine Konversionstriebwerke für Raumschiffe können ein gutes Stück leichter werden. Bisher habe ich ja vorgesehen, dass die supraleitenden Spulen für die Magnetkammererzeugung von Wolframschilden vor der anfallenden Strahlung geschützt werden. Nun wurde ich darauf hingewiesen, dass Wolfram gar nicht besonders gut gegen Neutronenstrahlung geeignet ist.

Tatsächlich waren die Wolframschilde ein Relikt aus einem Entwicklungsstadium, als ich neben Neutronen auch mit Röntgen- oder Gammastrahlung gerechnet habe. Da aber bei der Baryonenkonversion keine (nennenswerte) harte elektromagnetische Strahlung anfällt, braucht es auch keine Wolframschilde, aber das hatte ich bis eben übersehen.

Das intelligenteste Material, welches hoch temperaturbeständig und wirksam gegen Neutronenstrahlung ist, ist... Graphit. Ganz stinknormales, billiges Graphit.
Das Zeug hat noch bis 2500K einen leidlich niedrigen Vakuumdampfdruck, man könnte es also glatt "pur" verbauen, wenn man ein wenig auf die Temperatur achtet. Irgendwann müssen die Schilde halt ausgetauscht werden, aber was soll's, das Material ist ja billig.

Um ganz sicher zu gehen, könnte man so einen Graphitschild auch noch mit einer dünnen Lage Tantalhafniumkarbid beschichten - solche Schilde wären zwar teurer in der Herstellung, aber könnten im Extremfall bis 3900K erhitzt werden und wären im Normalbetrieb fast unbegrenzt haltbar.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 12.08.2011 | 22:22
Und wenn die Schilde noch leitfähig sein sollen, dann kann man sie mit Kupfer imprägnieren oder mit irgendwelchen anderen Metallen.
Graphit ist im Vakuum wesentlich hitzebeständiger als die allermeisten Metalle und federleicht und dazu noch sehr leicht herzustellen in übermaß verfügbar etc.

Eigentlich sollten Raumschiffe nur aus diesem ZEug bestehen.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 12.08.2011 | 22:51
Ich glaube, die elektrische Leitfähigkeit ist irrelevant. Eventuell wäre ein nichtleitendes Material sogar besser, weil es nicht mit dem Magnetfeld interferiert. Das übersteigt aber meine Kenntnisse.

Kohlenstoff ist in der Tat das Baumaterial Nummer 1 bei mir. Nicht unbedingt Graphit, aber vor allem Supercarbone, also Kohlenstoffnanoröhren und so Zeug. Die haben eine noch geringere Dichte und überlegene mechanische Eigenschaften. Und wie gesagt auch DLC, also künstlicher Diamant, wo man maximale Härte bei geringerer Temperaturbeanspruchung braucht.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 12.08.2011 | 22:59
Ist ein geiles Zeug.
Jetzt brauchen wir noch durchsichtige, größenvariable, reißfeste, selbstversiegelnde Membranen mit guter Wärme und Strahlungsisolation um richtig Sexy-Schiffe zu bauen.^^
Quasi das durchsichtige latech zur Netzstrumpfhose. ~;D
Titel: Re: [Science Fiction] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 31.12.2011 | 01:48
Animiert von Waldviechs zeitgenössischem SF-Thread habe ich hier wieder mal in meinen Aufzeichnungen gewühlt und daran noch ein wenig rumgebastelt. Ich greife mal hier den Faden wieder auf:

Ein interessantes Konzept für "Heavy Lifter" ist das sogenannte "Liberty Ship", was eine senkrechtstartende Rakete von der Größe einer Saturn V darstellt, die aber dank nuklearem Antrieb (genauer: NTR Gas/Closed) glatt 1000 Tonnen Nutzlast in den Orbit und wieder zurück bringen kann. Das ist aber mehr brachial als elegant.

Nochmal die Infos zum Liberty Ship zum Nachlesen:
http://www.projectrho.com/rocket/surfaceorbit.php#id--GCNR_Liberty_Ship
(es sind tatsächlich 900 metrische Tonnen Nutzlast, nicht 1000)

Mir ist hier aufgefallen, dass dieses Konzept des Mr Tate doch ziemlich halbgar ist; wenn wir mal davon ausgehen dass die Triebwerke wirklich so gebaut werden könnten, wäre dieses Schiff dennoch ein gewaltiger Energieverschwender. Er hat sich in den Kopf gesetzt, dass das Schiff a) die Startmasse einer Saturn-V besitzen und b) Wasserstoff als Stützmasse verwenden soll. Dabei hat er aber außer acht gelassen, dass die Triebwerke in dieser Spezifikation mit 560 Gigawatt etwa vierzehnmal (14x!) mehr Leistung entwickeln als die gesamte erste Stufe der original Saturn-V, und das führt den ganzen Sinn und Zweck der Skalierung ad absurdum. Man müsste glatt befürchten, dass die Triebwerksstrahlen das Startgelände in einen Lavasee verwandeln.

Jedenfalls habe ich das ganze Konzept, wie heisst es so schön, auf Basis der GCNR-Triebwerke "reimagined". Als Maßstab verwende ich ebenfalls die Startmasse der Saturn V, etwa 2.700 Tonnen. Nun sieht es so aus:
- als Treibstoff nehmen wir nicht Wasserstoff, sondern Wasser. Dadurch sinkt die maximale V_e von 30km/s auf 15km/s. Das macht aber nix, solange wir eine delta-V nicht über ebenfalls 15km/s anstreben.
- eigentlich sind aber 15km/s völlig überlaboriert; vor allem wenn wir von einem Setting mit orbitaler Infrastruktur reden - da kann das Schiff bei Bedarf im Orbit neu betankt werden. Kurzum, 10km/s delta-V reichen dicke aus.
- die größte Energieeffizienz erreichen wir wenn delta-V = V_e, also stellen wir die Triebwerke auf ebendiese V_e ein.
- daraus ergibt sich automatisch ein Masseverhältnis von R = e = 2,72. Das heisst, von den 2.700 Tonnen Startmasse sind 1000 Tonnen Trockenmasse und 1700 Tonnen Wasser.
- da Wasser sehr dicht ist, fällt auch der Tank wesentlich kompakter aus; wenn wir z.B. den Durchmesser der Original-Saturnrakete hernehmen (10 Meter), muss der Tank nur schlappe 20 Meter lang/hoch sein; außerdem entfällt die sehr aufwendige Speicherung des Wasserstoffs.
- Aufgrund der niedrigeren V_e ist das Verhältnis von Schub zu Leistung wesentlich günstiger, sodass wir insgesamt deutlich weniger Gigawatt brauchen. Um das Vehikel ins All zu katapultieren, benötigen wir ca. 32 Meganewton. Diesen Schub können wir bereits mit 160 Gigawatt erzeugen. Das wäre also schon mit zwei der Triebwerke machbar, von denen das "Liberty Ship" satte 7 Stück besitzen soll (allerdings sind 2 dieser 7 als Redundanz eingeplant). Wenn wir stur bei diesen zwei Triebwerken bleiben, verbrauchen wir nur 110 Tonnen statt 385 Tonnen für das Antriebssegment.
- zwei Triebwerke böten bei einer konventionellen Rakete jedoch keinerlei Redundanz. Also machen wir doch einfach aus dem ganzen Design ein ASP, also ein Raum-Flugzeug mit adaptiven Tragflächen, dann kann es im Fall eines Triebwerksversagens immer noch im Gleitflug sicher zum Erdboden zurückkehren.
- nun zur Baugröße des Rumpfs: planen wir 15 Meter für die Triebwerke und 20 Meter für den Tank bei 10 Meter Durchmesser ein, kann der Frachtraum gut und gerne nochmal 35 Meter vorne dran setzen. Damit wäre der Rumpf etwa so groß wie die 1. Stufe der Saturn V, insgesamt 70 Meter lang. Die Oberfläche wäre dabei nur 1/3 so groß wie die des "Liberty Ships", somit können wir auch für die strukturelle Masse bei gleicher großzügiger Auslegung 1/3 dessen Wertes annehmen, unterm Strich also 115 Tonnen. Auch bei einem deutlich größeren Frachtraum wäre die zusätzliche Strukturmasse überschaubar.
- da die Trockenmasse aber 1000 Tonnen betragen darf (s.o.), ergibt sich daraus eine mögliche Nutzlastkapazität von 1000-110-115 = 775 Tonnen. (Zum Vergleich, die Leermasse der Saturn V betrug 188 Tonnen insgesamt, und sie konnte ca. 130 Tonnen Nutzlast in einen niedrigen Erdorbit bringen.)
Das ist auf den ersten Blick etwas weniger als die 900 Tonnen des Liberty Ship, aber dafür kommen wir mit viel schwächeren Antrieben und wesentlich geringerem Energiebedarf aus. Das Liberty Ship frisst satte 540 Megajoule pro Kilogramm Nutzlast. Mein Entwurf kommt mit bescheidenen 110MJ/kg aus, also kaum mehr als ein Fünftel. ^^

Soweit zum STO-Verkehr. In umgekehrter Richtung wären zwei Modi denkbar: entweder antriebslos im Gleitflug, wie ein Space Shuttle, oder frisch betankt auf dem eigenen Feuerstrahl in die Atmosphäre eintauchend.

Besonders elegant ist nebenbei noch, dass sich das Missionsprofil bis zu einer delta-V von 15km/s beliebig variieren lässt; dann müssen eben einfach die Triebwerke auf ein "magereres" Gemisch für höhere V_e eingestellt werden, was den Energiebedarf zwar erhöht, aber Nutzlast und Masseverhältnis unberührt lässt. So kann die volle Nutzlast auch in höhere Umlaufbahnen transportiert werden, wenn dies nötig sein sollte. Noch größere delta-Vs können erreicht werden, indem man Nutzlast opfert und das Masseverhältnis erhöht. Dennoch ist dieser Schiffstyp nicht für interplanetaren Verkehr im Sinne dieses Settings geeignet, da eine solche Reise Monate dauern würde.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 22.03.2013 | 18:29
*bump*

Hoppla, ich stelle grad fest, dass der Thread ja gar nicht mehr auf dem aktuellen Stand ist.
Also wen's interessiert, hier ein paar der Entwicklungen des letzten Jahres (Kinder wie die Zeit vergeht).

Den Techlevel habe ich noch etwas mundaner gemacht. Von der Energieerzeugung durch katalysierte Materiekonversion bin ich jetzt weitgehend abgerückt. Ich bin mir zunehmend weniger sicher, ob ich die Tech überhaupt im Setting haben will. Nicht weil sie physikalisch unplausibel wäre oder so, aber weil sie die Sache eigentlich zu einfach macht. Durch Wasserstoffkonversion gäbe es Energie quasi zum Nulltarif, und das ist aus storytechnischer Sicht weniger wünschenswert.

Darum ist jetzt die primäre Energiequelle für interplanetare Antriebe zur Settinggegenwart: D-3He-Fusion.
Dadurch wird auch der im Vergleich zur Gegenwart fortschrittliche Techlevel eigentlich nochmal unterstrichen: wir mühen uns hier ab, D-T-Fusion am Laufen zu halten. D-3He-Fusion ist 17mal schwieriger zu bewerkstelligen. Aber in 200 Jahren können wir das.
Im Gegensatz zu D-T-Fusion is D-3He weitgehend aneutronisch (ca. 5% der Energie wird in Form von Neutronen freigesetzt, die durch eine D-D-Nebenreaktion entstehen). Strahlenschutz spielt also eine gewisse Rolle.
Ansonsten ändert sich am Design der Antriebe quasi nichts. Die Reaktion wird in Magnetischen Flaschen aufrechterhalten, die Magnetfelder werden durch Supraleiterspulen erzeugt, die wiederum durch extrem spitzwinklige Wolfram/Karbidschilde vor Hitze- und Neutronenstrahlung geschützt werden. Der Großteil der Energie wird in geladenen Teilchen freigesetzt, und kann wiederum für mehr Schub auf beliebige Mengen zusätzlich zugeführten Treibstoffs (i.d.R. Wasser) übertragen werden.

Storytechnisch ist der Vorteil an D-3He, dass das als Brennstoff benötigte Helium-3 relativ knapp und teuer ist, da man ihn aus der Atmosphäre von Gasriesen (z.B. Saturn) darstellen und dann mehr oder weniger weit dorthin transportieren muss, wo er gebraucht wird (z.B. Erde).

Eine andere Frage ist, woher die Bordenergie kommen soll: ein zweiter Mini-Fusionsreaktor? Ein Fissionsreaktor? Oder doch "schummeln" und Konversionsreaktoren zulassen? Da bin ich noch nicht so richtig weiter.

Beim STO-Lifting hingegen hat sich das LANTR-Prinzip durchgesetzt, bei dem zunächst Wasserstoff durch nukleare Energie auf Touren gebracht wird, und dann in der Düse mit zusätzlich eingespritztem Sauerstoff quasi im Nachbrennerprinzip verbrannt wird. Dadurch sind V_e von 6500-7000m/s möglich, was wiederum bedeutet, dass einstufige, vollständig wiederverwendbare Raumflugzeuge (ASPs) mit einem überschaubaren Masseverhältnis von 4 vom Erdboden in den Orbit gelangen.
Ich bin mir nur noch nicht ganz sicher, ob die nukleare Energie nun ebenfalls durch Fusion erzeugt werden soll, oder durch herkömmliche Fission (z.B U-233). Ist auch nicht zuletzt eine Frage der Baugröße und des Strahlenschutzes.
Diese Methode ist denn auch sehr ökonomisch, da man auf die Weise nur je nach Skalierung etwa 50-70MJ/kg(Nutzlast) an nuklearer Energie aufbringen muss; nochmal etwa genausoviel wird durch die chemische Reaktion beigetragen. Unter anderem wird also um Faktor 10 weniger Kernkraft benötigt als mit dem im vorigen Beitrag beschriebenen "Liberty Ship".

Schließlich haben auch kleine Flitzer mit rein chemischen Raketen eine Chance, in den Orbit zu kommen, wenn sie nach Verbrennen des mitgebrachten Treibstoffs von einem bereits im Orbit befindlichen Schiff in Schlepp genommen werden.
Auf anderen Welten mit geringerer Schwerkraft stellt sich freilich das Problem gar nicht so, da kommt man mit rein chemischen Antrieben bequem in den Orbit.

FTL funktioniert wie gehabt: man muss den Vektor des Schiffes an den des Zielsternes anpassen, d.h. 0 relative Geschwindigkeit, und kommt dann nach dem Sprung ebenso stillstehend an der Polachse des anderen Sterns an. Allerdings ist die maximale Masse eines Sternenschiffes begrenzt.
Das ganze ist freilich pures Phlebotinum, aber der Modus verhindert immerhin Zeitreisen und Kausalitätsparadoxa.

--

Abseits der Antriebstechnologie gibt es natürlich auch diverse Unterschiede zu heute.
Weit fortgeschritten sind die Werkstoffe, vor allem auf Kohlenstoffbasis. Strukturmaterial aus Supercarbonen (CNT, DLC) ist federleicht und dabei extrem stabil. Ein Personenfahrzeug von der Größe eines heutigen Autos würde nur etwa 1/4 desselben wiegen.
Analog: ein Lifter mit einem Haupttank in der Größe des Space Shuttle External Tanks hätte ein Leergewicht von etwa 65 Tonnen, und könnte über 150 Tonnen in den Orbit wuchten.

In Sachen Elektronik (oder bis dahin vielleicht eher: Optronik) gehe ich beim momentanen Wasserstand davon aus, dass Moore's Law noch ein paar Jahrzehnte gilt, ehe der Zuwachs an Rechenleistung dann so langsam mal auspegelt. Für Redshift heisst das, dass handelsübliche Alltagselektronik locker einige 1000mal so leistungsstark ist wie die heutige. Entsprechend durchtechnisiert ist das alles. Anstelle von Smartphone und Notebook sind kleine Implantate gerückt, die z.B. Informationen direkt ins Auge einspiegeln, als Endpunkt der Evolution von Google Glasses.
Es gibt zwar keine echten, starken KIs, aber Computer können praktisch _alles_ -- was man ihnen aufträgt.
Das bedeutet allerdings auch, dass die Raumfahrt kein "seat of the pants" Feeling mehr erlaubt -- im Wesentlichen sagt man dem Computer, wo man hinwill, und er kümmert sich um den Rest. Da das im Wesentlichen heute schon so geht, ist ein Rückschritt in der Zukunft (hin zu mehr Handbetrieb) leider unglaubwürdig.

Einzige Alternative, die ich mir vorstellen kann, wäre: FTL-Sprünge sind ganz schlecht für Halbleiter. Die Strahlung im Hyperraum grillt alle Chips, blabla. Sternenschiffe können daher keine modernen Computer mitführen. Lediglich Elektronenröhren sind unempfindlich -- aber Röhrencomputer sind groß, schwer und langsam, darum müssen Sternenschiffe mit sehr wenig Rechenpower auskommen, und es käme mehr auf die Skills der Raumfahrer an.
Dies würde das Setting im Weltall deutlich in Richtung Rocketpunk verschieben, aber ganz unproblematisch ist das natürlich nicht:
- dies würde bedeuten, dass es auch auf sämtlichen extrasolaren Kolonien nur maximal Röhrenrechner geben kann; schließlich dürfen auch deaktivierte Chips den Sprung nicht überleben, sonst wäre es ja gar kein Hindernis.
- auch die Implantate dürften nicht funktionieren, was ich etwas schade fände.
- vor allem würde ich erwarten, dass bis dahin sowieso längst optische Chips die elektronischen abgelöst haben dürften, und diese wiederum sollten eigentlich robuster sein, würde ich erwarten. Soweit ich gelesen habe, sind optische Chips eh schon um die Ecke.
- dazu kommt noch das Dilemma, das ausgerechnet die Raumfahrer, die ja per se technikbegeistert sein sollten, auf den Stand vor 1950 eingefroren werden, während die daheimgebliebenen Schafe auf der Erde jedes Jahr die neuesten Sperenzchen aus der Optronik-Welt ausprobieren dürfen.
- und selbst wenn man das alles in Kauf nimmt -- wirkt das nicht wahnsinnig konstruiert?

Im Moment bin ich fast geneigt, das Setting zu splitten: in eine "futurologische" bzw. "plausible Midfuture" Version mit fortschrittlichen Computern, und eine "Rocketpunk" Version mit Röhrenrechnern. Ist aber nur so ein Gedanke.

Der Unterschied wäre halt folgender:
Der Kontrollraum eines Rocketpunk-Schiffes sähe ungefähr aus wie bei Star Trek TOS oder Buck Rogers, mit Röhrenbildschirmen, großen blinkenden Kästen (die Computer) und Kippschaltern, womöglich sogar gläsernen Tafeln auf die man die Bahnen der Planeten und Schiffe mit einem Stift einzeichnet.
Der Kontrollraum eines Midfuture-Schiffes hingegen könnte den Anschein einer transparenten Sphäre erwecken, da sämtliche Oberflächen ein einziges großes Display darstellen, sodass man mitten im All zu schweben scheint während man dem Bordcomputer über Implantat-Uplink die Befehle gibt.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 22.03.2013 | 19:03
Ich würde zweiteres bevorzugen.

Grund: Rocketpunk gibt es schon Dutzende.
Aber ein wirklich futuristisches Setting, in der auch die Kommandozentrale durchtechnisiert ist, gibt es eigentlich kaum.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Gasbow am 22.03.2013 | 22:16
Reicht für die Bordelektrik eines Schiffes nicht eine ganz konventionelle Energiequelle? z.b. Brennstoffzellen.
Oder brauchen die Schiffe für irgendwas ausser dem Antrieb noch viel Energie?

Ich finde die Rocketpunk Idee zwar an sich schön, aber zu deinem ja sehr auf plausibilität bedachten Hard SciFi Setting eher unpassend.

Wenn du nicht nur die Energietechnik und Raumschiffe so rigoros durchdenken möchtest brauchst du auch noch etwas mehr Erklärung dafür, warum die Rechenleistung weiter so fortgeschritten ist.
Weiter alle 18 Monate die Transistordichte auf einem Halbleiterchip verdoppeln geht nämlich keine paar Jahrzehnte mehr.
Zu sagen die Lösung ist, dass die Computer Optotronisch arbeiten ist etwa, wie zu sagen, die Lösung für die Frage wie Raumschiffe angetrieben werden ist: "Nuklear!" ;)

Was machen Menschen als Raumfahrer bei dir was nicht die Automatisierung übernimmt?
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 22.03.2013 | 23:00
Zitat
Der Kontrollraum eines Midfuture-Schiffes hingegen könnte den Anschein einer transparenten Sphäre erwecken, da sämtliche Oberflächen ein einziges großes Display darstellen, sodass man mitten im All zu schweben scheint während man dem Bordcomputer über Implantat-Uplink die Befehle gibt.
Ich würde ja eher die Version aus dem Nightdawn Zyklus vorschlagen:
Displays auf der Brücke gibt es gar nicht mehr weil durch Implantate unnötig.

Was für heutige Menschen ein ziemlich verstörendes Bild ergeben dürfte wenn sie die Brücke betreten:
Ein absolut kahler Raum, dadrinnen vier bis fünf Andruckliegen, auf denen Leute festgeschnallt sind, und so aussehen als wären sie gerade in einer heftigen REM Phase.  ;D


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Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 23.03.2013 | 00:37
Reicht für die Bordelektrik eines Schiffes nicht eine ganz konventionelle Energiequelle? z.b. Brennstoffzellen.
Oder brauchen die Schiffe für irgendwas ausser dem Antrieb noch viel Energie?

Für die Bordelektrik an sich würden Brennstoffzellen oder RTGs reichen, aber damit ist es ja nicht getan. Man wird erstmal einen Haufen Strom brauchen, um das Magnetfeld für die Fusion aufzubauen. Außerdem soll ja auch eine gewisse Marge für Bordbewaffnung vorhanden sein. Die Schiffe sollen zwar nur leicht bewaffnet sein, in erster Linie mit Point-Defense coilguns zur Abwehr von Meteoriten und so. Da muss man schon so 20-100MW pro Geschütz einplanen.
Der Witz ist ja, für die Radiatoren hab ich schon ein schönes Konzept -- wie bereits in diesem Thread vorgestellt, Segel aus Kohlefasern, die von Adern durchzogen sind, durch die das Kühlmittel gepumpt wird. Auf die Weise können so etwa 100kW pro m² Segelfläche abgestrahlt werden, mit Luft nach oben bei kurzzeitigen Leistungsspitzen.
Aber wie diese Energie erzeugt wird, wenn nicht durch katalysierten Protonenzerfall, da bin ich jetzt wieder am knabbern.

Zitat
Ich finde die Rocketpunk Idee zwar an sich schön, aber zu deinem ja sehr auf plausibilität bedachten Hard SciFi Setting eher unpassend.

Ja, das sehe ich im Wesentlichen genauso. Werde wohl hier definitiv bei der Hightech bleiben, und dann wie gesagt vielleicht ein Parallelsetting mit Rocketpunk-Stimmung erstellen.

Zitat
Wenn du nicht nur die Energietechnik und Raumschiffe so rigoros durchdenken möchtest brauchst du auch noch etwas mehr Erklärung dafür, warum die Rechenleistung weiter so fortgeschritten ist.
Weiter alle 18 Monate die Transistordichte auf einem Halbleiterchip verdoppeln geht nämlich keine paar Jahrzehnte mehr.

Das hatten wir neulich schonmal in nem anderen Thread. Die aktuellen Prognosen sagen die Fortführung von Moore bis etwa 2029 voraus. Allein bis dahin stehen also noch ca. 10 Zyklen an. 2^10 sind 1024. Also kann man demnach schonmal mit Faktor 1000 rechnen, allein was die Schalterdichte angeht. Und dann ist es ja nicht gesagt, dass es dann überhaupt nicht mehr weitergeht -- ich habe das so aufgefasst, dass dann halt der Fortschritt langsamer vorangeht, bis endgültig Ende der Fahnenstange ist. Was natürlich bei Siliziumbasierten Chips irgendwann der Fall sein wird, weil ein physikalisches Limit erreicht ist.
Aber wie gesagt: selbst wenn das schon 2030 sein sollte, UND es dann keine Nachfolgetechnologie gibt, die da weitermacht wo das Silizium aufhört, kann man trotzdem locker Faktor 1000 rechnen.

Zitat
Was machen Menschen als Raumfahrer bei dir was nicht die Automatisierung übernimmt?

Die Automaten bedienen. Und auf Handbetrieb umsteigen wenn die Technik mal nicht so will. Freilich kommen die Schiffe da mit sehr kleinen Besatzungen aus. Z.B. 1x Astrogator, 1x Maschinist, 1x Funker (Elektronik und Komm.), und 1 Kapitän der die Ansagen macht.
Vor allem aber halt Pläne schmieden und taktische Entscheidungen treffen.

Displays auf der Brücke gibt es gar nicht mehr weil durch Implantate unnötig.
Ein absolut kahler Raum, dadrinnen vier bis fünf Andruckliegen, auf denen Leute festgeschnallt sind, und so aussehen als wären sie gerade in einer heftigen REM Phase.  ;D

Das klingt für mich STINKlangweilig! :p
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 23.03.2013 | 01:08
DAS ist ja nur was das ungeschützte Auge sieht. Ein Raumfahrer in deinem Setting dürfte ja sowieso nicht ohne soviel Augemnted Reality kram am Körper rumspringen das es eh egal ist ob der Raum weiß getüncht, oder mit Neonschildern gepflastert ist.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 23.03.2013 | 02:10
Naja, eigentlich wollte ich es mit dem Implantatkram und AR auch nicht so dermaßen übertreiben.
Wiewohl schon was dafür spricht, die Simulation gezielt den Spacern einzuspielen -- dürfte Ressourcen sparen, wenn man nicht über 100m² Display einbauen und betreiben muss.
Wie dem auch sei, es geht hier auch um Ästhetik der Darstellung -- und die seh ich nicht in einem tristen grauen Raum mit vier bewusstlosen Deckern in der Matrix.

Nebenbei bemerkt braucht man hier auch keine Beschleunigungsliegen -- bei diesem Techlevel werden Raumschiffe (keine Lifter) sowieso kaum dauerhaft an 0,1G kratzen, meist weniger, und werden niemals längere Zeit über 1G hinauskommen. Kurz, es reichen bequeme, schwankbare Sessel, in denen man unter Mikroschwerkraft seinen Dienst verrichten kann.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 24.03.2013 | 12:35
Noch ein paar Nachträge:

1. nochmal zur Elektronikfrage. Wenn ich da so pessimistische Aussagen höre, dass es nicht mehr lange so weitergeht mit der Verbesserung, denke ich unweigerlich daran, dass das schon vor 20 Jahren der damalige örtliche Computerhändler auch schon gesagt hat. Also wenn's nach dem gegangen wäre, wäre 1997 Schluss gewesen mit dem Fortschritt.

Oder wie in den 70ern Professor Frinks prognostizierte:
Innerhalb von hundert Jahren werden Computer doppelt so schnell sein, zehntausendmal größer und so teuer, dass sich nur die fünf reichsten Könige Europas einen leisten können.

Weiter oben habe ich ja prognostiziert, dass die Computer noch mindestens um Faktor 1000 aufgebohrt werden. Zum Vergleich, das entspricht in etwa dem gleichen Faktor wie eine heute aktuelle CPU gegenüber einem 486er. Passt doch.

2. Und noch ein paar Sätze zum Thema Bewaffnung: wie schon gesagt, sollen die Schiffe nur maximal leicht bewaffnet sein, um das Setting nicht zu einem lanchestrischen Wettrüsten verkommen zu lassen. Schwere Waffen werden gar nicht produziert -- dies auch mit der Absicht, den irgendwann anstehenden ersten Unabhängigkeitskrieg mit improvisierten Waffen und Tricks führen zu lassen.
Langstreckenschiffe sind zuweilen mit 1-2 Coilguns ausgestattet, die in erster Linie der Abwehr von Meteoriten dienen, aber auch zur Abschreckung von Raumpiraten nützlich sind.
Andere Schiffe sind vielleicht mit Bergbaulasern ausgestattet. Sollte sich der Mißbrauch von Lasern als Waffen andeuten, können die Schiffe mit reflektierenden Oberflächen beschichtet werden, und Laser so weitgehend ineffektiv machen.
Mit ein Grund für die geringe Bewaffnung ist rein technischer Natur: die o.g. Waffen benötigen Strom, Stromerzeugung erzeugt Abwärme, und Abwärme ist bekanntlich schwer loszuwerden im Weltraum.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 24.03.2013 | 17:37
Noch ein paar Nachträge:

1. nochmal zur Elektronikfrage. Wenn ich da so pessimistische Aussagen höre, dass es nicht mehr lange so weitergeht mit der Verbesserung, denke ich unweigerlich daran, dass das schon vor 20 Jahren der damalige örtliche Computerhändler auch schon gesagt hat. Also wenn's nach dem gegangen wäre, wäre 1997 Schluss gewesen mit dem Fortschritt.

Oder wie in den 70ern Professor Frinks prognostizierte:
Innerhalb von hundert Jahren werden Computer doppelt so schnell sein, zehntausendmal größer und so teuer, dass sich nur die fünf reichsten Könige Europas einen leisten können.

Weiter oben habe ich ja prognostiziert, dass die Computer noch mindestens um Faktor 1000 aufgebohrt werden. Zum Vergleich, das entspricht in etwa dem gleichen Faktor wie eine heute aktuelle CPU gegenüber einem 486er. Passt doch.

Kleine Quengelei: Mein 486er damals hatte 133 MHz, mein derzeitiger Laptop hat ca. 2,5 GHz, also ca. 20-fach schneller, nicht 1000-fach. Was du beschreibst, klingt eher wie der Sprung vom C-64 zu heutigen Computern.

Zitat
2. Und noch ein paar Sätze zum Thema Bewaffnung: wie schon gesagt, sollen die Schiffe nur maximal leicht bewaffnet sein, um das Setting nicht zu einem lanchestrischen Wettrüsten verkommen zu lassen. Schwere Waffen werden gar nicht produziert -- dies auch mit der Absicht, den irgendwann anstehenden ersten Unabhängigkeitskrieg mit improvisierten Waffen und Tricks führen zu lassen.
Langstreckenschiffe sind zuweilen mit 1-2 Coilguns ausgestattet, die in erster Linie der Abwehr von Meteoriten dienen, aber auch zur Abschreckung von Raumpiraten nützlich sind.
Andere Schiffe sind vielleicht mit Bergbaulasern ausgestattet. Sollte sich der Mißbrauch von Lasern als Waffen andeuten, können die Schiffe mit reflektierenden Oberflächen beschichtet werden, und Laser so weitgehend ineffektiv machen.

Das liefe darauf hinaus, dass, wer zuerst einen Treffer landet, schon so gut wie gewonnen hat... ein wenig wie 1.-Stufe-D&D-Charaktere.  ;)

Man würde also alles daran setzen, möglichst nahe ans Ziel heranzukommen, bevor die Feindseligkeiten losgehen, und dann überraschend möglichst viele Schüsse in möglichst kurzer Zeit abzugeben. Tarnung im Sinne von Unsichtbarkeit ("Stealth") im Weltaum gibt´s ja nicht, dafür wohl einen Riesenkatalog an Tricks, nicht wie das auszusehen, was man ist, um möglichst nah ans Ziel zu kommen beziehungsweise das Ziel möglichst nah an sich heranzulocken.

Zitat
Mit ein Grund für die geringe Bewaffnung ist rein technischer Natur: die o.g. Waffen benötigen Strom, Stromerzeugung erzeugt Abwärme, und Abwärme ist bekanntlich schwer loszuwerden im Weltraum.

Ich sehe da einen Trend in Richtung Raketen - die produzieren ihre Abwärme erst, nachdem sie nicht mehr im Schiff sind, und sind damit nicht mehr dessen Abwärmeproblem.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 24.03.2013 | 17:55
Kleine Quengelei: Mein 486er damals hatte 133 MHz, mein derzeitiger Laptop hat ca. 2,5 GHz, also ca. 20-fach schneller, nicht 1000-fach. Was du beschreibst, klingt eher wie der Sprung vom C-64 zu heutigen Computern.
Naja 2,5 GHz aber pro Kern, die CPU von meinem Läppi hat 4 davon. Und ich könnte mir durchaus auch einen Laptop kaufen der noch mehr Leistung bringt, wenn ich das Geld dafür in die Hand nehmen wollen würde.

Zitat
Ich sehe da einen Trend in Richtung Raketen - die produzieren ihre Abwärme erst, nachdem sie nicht mehr im Schiff sind, und sind damit nicht mehr dessen Abwärmeproblem.
Und da sind wir wieder bei Laser gg Raketen. ;D
Raketen haben halt das Problem das du nur wenige davon mitführen kann, und die "leichter" abzuschießen sind wärend sei auf dem Weg sind.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Gasbow am 24.03.2013 | 18:37
Zur Rechenleistung:
Hz sind da nicht wirklich eine sinnvolle Maßeinheit, die geben nur an wie schnell der Processor getaktet ist.
In verarbeiteten Anweisungen pro Sekunde hat sich die Leistung seit einem Intel Pentium 1994 zu einem  Intel Core i7 Extreme Edition 3960X (Hex core), knapp vertausendfacht.
http://en.wikipedia.org/wiki/Instructions_per_second (http://en.wikipedia.org/wiki/Instructions_per_second)

Ich halte auch eine vertausendfachung der Leistung für keineswegs zu hoch gerechnet.
Wenn du "ein paar mehr" Jahrzente Moore's Law ansetzt kommst du ja auf viel höhere Zahlen.
Nur wenn man das in ein Setting einbaut, sollte man halt eine Erklärung dafür haben.
1000 Fach mehr Leistung in 50 Jahren, sagt ja im Prinzip, dass Moores Law sein Ende gefunden hat, da kann man auch fröhlich mit Silizium weiter machen.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 24.03.2013 | 19:36
Computer:

Intels aktuelle Roadmap sieht eine Verfeinerung des Fertigungsprozesses bis Ende dieses Jahrzehnts auf 10nm vor, und hält sogar 7 oder gar 5nm für denkbar, bevor Silizium an seine Grenzen stößt (hab ich erst heute gelesen; bis dato dachte ich, 10nm sei aus physikalischen Gründen Schluss. Aber man soll nie den Erfindungsreichtum der Menschen unterschätzen).
Moore's Law sagt nichts über die Taktung aus sondern über die Transistorendichte. Wenn überhaupt, müsste man Takt * Schaltungen rechnen, um einen ungefähren Anhaltspunkt für die Rechenleistung zu bekommen, wenn man diesbezüglich keinerlei Daten hat. Ein heutiger Prozessor hat 1000mal mehr Transistoren als ein 486er und läuft mit etwa der 500fachen Taktfrequenz (die hatten meist zwischen 33 und 100MHz) --> das ergäbe einen theoretischen Faktor von einer halben Million!
Allerdings glaube ich tatsächlich nicht, dass sich die Taktfrequenz nochmal so extrem steigert; da kämen wir ja bald in den Terahertzbereich. Aber das ist auch nur ein Bauchgefühl und ich könnte damit total falsch liegen, obwohl sich da in den letzten ~8 Jahren nicht mehr viel getan hat.

Wir reden hier auch nicht von der tatsächlich auf die Straße gebrachten Rechenleistung; dazu wären die Anweisungen pro Sekunde ein genauerer Benchmark, aber das lässt sich ja schwerlich auf Prozessoren projizieren, die es noch nichtmal auf dem Reißbrett gibt.

Und wie gesagt wird ja durchaus erwartet, dass Silizium schlicht abgelöst wird, wenn da das Ende der Fahnenstange erreicht ist. Denkbar wäre wie gesagt optische Chips - d.h. Informationsübertragung durch Photonen statt Elektronen - oder wahlweise Graphen, in dem sich Elektronen verhalten als hätten sie keine Masse. Oder was ganz anderes.

--

Waffen:

Das liefe darauf hinaus, dass, wer zuerst einen Treffer landet, schon so gut wie gewonnen hat... ein wenig wie 1.-Stufe-D&D-Charaktere.  ;)

Hä? Ganz im Gegenteil! Leichte Waffen sollen One-Hit Kills bedeuten? Wie um Himmels willen kommst du darauf?
Da musst du dich wohl verlesen haben. Sinn und Zweck der Leichte-Waffen-Doktrin ist ja gerade, dass die Kämpfe _nicht_ in ein "wer zuerst schießt, gewinnt" degenerieren.
- Laser lassen sich bis in niedrige UV-Frequenzen durch reflektierende Oberflächen negieren; die Frequenz wiederum ist durch die Baugröße begrenzt.
- Raketen können von Point Defense, also v.a. Coilguns abgepflückt werden;
- Coilguns wiederum haben eine geringe effektive Reichweite und relativ wenig Durchschlag, da auch hier die Projektilgeschwindigkeit begrenzt ist (und zwar nicht durch die Baugröße, sondern durch die Temperaturtoleranz der Projektile, wie ich mir gerade ins Gedächtnis rufe.)

Andererseits haben interplanetare bzw Sternenschiffe immer eine starke Frontpanzerung, deren Dicke sich nach ihrer typischen delta-V richtet, da sie Frontaltreffer von Mikrometeoriten in voller Fahrt standhalten müssen. Wir reden hier von relativen Geschwindigkeiten um 2-300km/s. Im Vergleich dazu kommt eine normal große Coilgun vielleicht auf 10-15km/s.

--> man muss sich in der Tat einiges einfallen lassen, um einem Gegner/Opfer gefährlich werden zu können. Das ist auch genau so beabsichtigt.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Chaos am 24.03.2013 | 23:02
Waffen:

Hä? Ganz im Gegenteil! Leichte Waffen sollen One-Hit Kills bedeuten? Wie um Himmels willen kommst du darauf?
Da musst du dich wohl verlesen haben. Sinn und Zweck der Leichte-Waffen-Doktrin ist ja gerade, dass die Kämpfe _nicht_ in ein "wer zuerst schießt, gewinnt" degenerieren.
- Laser lassen sich bis in niedrige UV-Frequenzen durch reflektierende Oberflächen negieren; die Frequenz wiederum ist durch die Baugröße begrenzt.
- Raketen können von Point Defense, also v.a. Coilguns abgepflückt werden;
- Coilguns wiederum haben eine geringe effektive Reichweite und relativ wenig Durchschlag, da auch hier die Projektilgeschwindigkeit begrenzt ist (und zwar nicht durch die Baugröße, sondern durch die Temperaturtoleranz der Projektile, wie ich mir gerade ins Gedächtnis rufe.)

Andererseits haben interplanetare bzw Sternenschiffe immer eine starke Frontpanzerung, deren Dicke sich nach ihrer typischen delta-V richtet, da sie Frontaltreffer von Mikrometeoriten in voller Fahrt standhalten müssen. Wir reden hier von relativen Geschwindigkeiten um 2-300km/s. Im Vergleich dazu kommt eine normal große Coilgun vielleicht auf 10-15km/s.

--> man muss sich in der Tat einiges einfallen lassen, um einem Gegner/Opfer gefährlich werden zu können. Das ist auch genau so beabsichtigt.

Okay, da habe ich wohl falsch gedacht. Ich bin automatisch von Zivilschiffen ausgegangen, die relativ leicht gebaut sich und entsprechend nicht viel aushalten, wo also jeder ordentliche Treffer auch ordentlich Löcher schlägt. Mea culpa... ignorier einfach, was ich geschrieben habe.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 25.03.2013 | 04:18
Gut, die Info mit der Frontpanzerung war zwar vor längerer Zeit schonmal da, aber natürlich kennt der Normaluser nicht den ganzen Thread auswendig. ;) Wie gesagt ist das Vorhandensein dieser Panzerung eigentlich notwendig und logisch, bedingt durch die hohe Reisegeschwindigkeit der Schiffe.

Übrigens ist das auch ganz interessant auszurechnen, wie dick diese Panzerung sein muss. Da sie vornehmlich gegen Impaktoren helfen muss, baut man sie am besten als Verbund- oder Schottpanzerung. Im Weltraumbereich haben wir sowas schon in Form von Whipple-Shields, die aber nur gegen Mikrometeoriten mit bis zu ca. 15km/s schützen müssen. Die Idee ist: der Kiesel kommt angeflogen, durchschlägt eine dünne äußere Schicht, wodurch bereits so viel Energie frei wird, dass der MM platzt. Die "Explosion" breitet sich entsprechend kegelförmig aus und verteilt so die Energie über eine wesentlich größere Fläche. Umso größer, je weiter der Abstand zwischen Whippleschild und Kernhülle ist.
Immerhin hat bereits ein 1g-Bröckchen bei "schlappen" 10km/s eine Energie von 50kJ -- das entspricht vermutlich so grob einem Schuss aus einer 20mm-Kanone.
Bei 250km/s hingegen hat dasselbe Kieselchen schon eine kinetische Energie von ca. 30MJ, das ist etwa das Dreifache eines Leo2-Schusses. Da ist also ohne Schottpanzerung nichts zu wollen. Aber wenn die äußere Schicht den Impaktor platzen lässt, und dann mit sagen wir mal 20cm Abstand die eigentliche Hülle den Blast abfängt, verteilt sich die Energie auf etwa rund 25kJ/cm² - und das lässt sich schon durch wenige cm Panzerung ganz gut abfangen.
Coilgun-Geschosse können zwar meinetwegen so konstruiert sein, dass sie sich nicht so leicht zerlegen - aber sie sind dann auch nur wenige Gramm schwer und werden mit einer relativen Geschwindigkeit von 10-15km/s auftreffen, sodass es schwer sein dürfte, damit durch eine meteoritensichere Frontpanzerung durchzukommen.

Ein Kriegsschiff müsste dagegen rundum starke Panzerung aufweisen, sowie weitaus stärkere Bordwaffen, und um diese Bordwaffen zu betreiben entsprechende Energiesysteme und Abwärmemanagement. Das sind erstens nicht zu unterschätzende technische Schwierigkeiten, zweitens wäre so ein Trumm auch teuer im Unterhalt, kann sich aber im Gegensatz zu einem Frachter nicht selbst bezahlt machen. Schlußendlich wären den Dimensionen von Kriegsschiffen sowieso enge Schranken gesetzt, wenn sie sprungfähig sein sollen -- weil ich ja festgelegt habe, dass es eine Massenobergrenze für Hyperraumsprünge gibt (im Bereich von ca. 3000 Tonnen).
Dies sind also alles so Gründe, warum es zumindest in der Settinggegenwart keine dedizierten Kriegsschiffe gibt.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 25.03.2013 | 09:14
Coilgun-Geschosse können zwar meinetwegen so konstruiert sein, dass sie sich nicht so leicht zerlegen - aber sie sind dann auch nur wenige Gramm schwer und werden mit einer relativen Geschwindigkeit von 10-15km/s auftreffen, sodass es schwer sein dürfte, damit durch eine meteoritensichere Frontpanzerung durchzukommen.
Könnte man die Geschosse nicht so abfeuern das sie im kurzen abstand hintereinander einschlagen, so dass das zweite das Loch vom ersten nutzt?
Und wäre es nicht Sinnvoller bei Coilgun (heißt magnetischen Geschossen) mit Magnetfeldern für die Ablenkung zu arbeiten?
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 25.03.2013 | 10:25
Könnte man die Geschosse nicht so abfeuern das sie im kurzen abstand hintereinander einschlagen, so dass das zweite das Loch vom ersten nutzt?

Angesichts der Entfernungen und Geschwindigkeiten müssten die Geschosse schon verdammt schnell aufeinander folgen, um auch nur annähernd die selbe Stelle zu treffen.

Zitat
Und wäre es nicht Sinnvoller bei Coilgun (heißt magnetischen Geschossen) mit Magnetfeldern für die Ablenkung zu arbeiten?

An sich schon, nur gibt es dabei eine massive Diskrepanz: Die Geschosse werden ein einem Magnetkanal über mehrere in Reihe geschaltete Felder beschleunigt. Diese Energie behält das Geschoss im Vakuum 1:1 bei. Ein Magnetschild müsste also so stark sein, dass er zig Geschosse auf etlichen Vektoren über ein diffuses Magnetfeld abbremst. Der Energieaufwand für so ein Feld wäre astronomisch und ich könnte gerade nicht einmal mit Sicherheit sagen, ob ein induziertes Feld dieser Stärke nicht mehr Schäden am Schiff (speziell an dessen Elektronik) abrichtet als die Geschosse.

Außerdem: Bei induktiven Coilguns sind die Geschosse selbst nicht magnetisch und selbst bei der ferromagnetischen Variante gäbe es sicher Mittel und Wege, Geschosse zu verwenden, die lediglich ferromagnetische Hüllen haben, während ihr Kern aus Materialien mit waffentechnischem Mehrwert (abereichertes Uran, Wolfram ...) besteht.

Ich verweise übrigens noch einmal auf die Variante, dass Weltraumgefechte nicht wie Seekriege bis zum frühen 20. Jahrhunderts geführt werden müssen. Wenn es mehr darum geht, unter dem Radar zu bleiben und beim Gegner Treffer zu landen, möglichst ohne sich selbst preiszugeben, wäre Gewicht von Panzerung kein Argument gegen die Existenz von Kriegsschiffen. Heutige Über- und Unterwasserschiffe setzen bekanntlich auch nicht auf Panzerung, sondern auf passiven und aktiven Ortungsschutz und Abwehr feindlicher Geschosse, während gleichzeitig überwiegend Lenkgeschosse eingesetzt werden. Draufholzen, bis der andere kaputt ist, gab's das letzte Mal im 2. Weltkrieg - und selbst dort nur deshalb, weil man noch maritime Altbestände verwertete.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 25.03.2013 | 11:04
Zitat
An sich schon, nur gibt es dabei eine massive Diskrepanz: Die Geschosse werden ein einem Magnetkanal über mehrere in Reihe geschaltete Felder beschleunigt. Diese Energie behält das Geschoss im Vakuum 1:1 bei. Ein Magnetschild müsste also so stark sein, dass er zig Geschosse auf etlichen Vektoren über ein diffuses Magnetfeld abbremst. Der Energieaufwand für so ein Feld wäre astronomisch und ich könnte gerade nicht einmal mit Sicherheit sagen, ob ein induziertes Feld dieser Stärke nicht mehr Schäden am Schiff (speziell an dessen Elektronik) abrichtet als die Geschosse.
Es ging mir auch weniger um das Abbremsen als darum das Geschoss um ein paar Grad abzulengen. Dürfte (bei der Entfernung und Geschwindigkeit ;)) ja schon reichen damit es das Schiff gar nicht mehr trifft.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 25.03.2013 | 13:30
Außerdem: Bei induktiven Coilguns sind die Geschosse selbst nicht magnetisch und selbst bei der ferromagnetischen Variante gäbe es sicher Mittel und Wege, Geschosse zu verwenden, die lediglich ferromagnetische Hüllen haben, während ihr Kern aus Materialien mit waffentechnischem Mehrwert (abereichertes Uran, Wolfram ...) besteht.

Ich musste erstmal wieder nachvollziehen, was ich damals zu Coilguns recherchiert hatte, weil ich laut meinem Spreadsheet (zur Berechnung von Geschwindigkeit und Kadenz) offenbar von dichten Kernen und Hüllen mit niedriger Dichte ausgegangen bin. Der Punkt ist, dass die Hüllen supraleitend sein müssen, um auf interessante Werte zu kommen. Aber alle Supraleiter verlieren diese Eigenschaft, wenn sie warm werden, und beim Durchlaufen der Induktionsspulen werden sie auf jeden Fall wärmer.
Gesetzt den Fall, die Coilgun hat 98% Wirkungsgrad (realistisch), und von den 2% Abwärme gehen wiederum 2% auf das Projektil über (Schätzwert), und die Projektilhülle kann einen Temperaturunterschied von soundsoviel K vertragen. Daraus und aus der Masse und Wärmekapazität ergibt sich die Wärmetoleranz des Geschosses in Joule, und entsprechend die mögliche Geschossgeschwindigkeit.

Ein bißchen witzig ist daran, dass die Stärke des Magnetfelds "nur" die Baugröße beeinflusst, und die Leistung des Systems nur die Kadenz. Die einzige Möglichkeit, Projektile schneller zu machen ist, ihnen mehr Wärmetoleranz mitzugeben. "Mehr Power" bringt in dieser Hinsicht gar nichts. Theoretisch. In der Praxis wird die Baugröße dennoch der entscheidende Faktor sein.

Man würde jedenfalls idealerweise die Coilgun so konstruieren wollen, dass das Projektil exakt beim Verlassen der Mündung so aufgeheizt ist, dass es die Superkonduktivität verliert. Würde man da allerdings alles ausreizen, was die Supraleiter hergeben (die ja schon heute relativ warm werden dürfen), würde man eine mehrere Kilometer (!) lange Kanone benötigen. Das ist natürlich unpraktisch. Man wird also wohl eher möglichst billige Supraleiter verwenden und diese nur hauchdünn auftragen, weil man bereits mit 1K Temperaturunterschied eine Menge bewegen kann, im Wortsinn.

Um nun zu Tiggers Idee zu kommen: wenn das Geschoss nicht ferromagnetisch ist, lässt es sich auch nicht ablenken. Was in der Tat ein gutes Argument gegen ferromagnetische Geschosse ist. ;)

Man könnte allerdings verschiedene Munitionstypen verwenden, die sich v.a. im Material des Projektils unterscheiden. Beispielsweise Kupfer für hohe Geschwindigkeit, Blei für große Wucht bei niedrigstem Preis, Wolfram oder Uran für maximale Penetration.

Zitat
Ich verweise übrigens noch einmal auf die Variante, dass Weltraumgefechte nicht wie Seekriege bis zum frühen 20. Jahrhunderts geführt werden müssen. Wenn es mehr darum geht, unter dem Radar zu bleiben und beim Gegner Treffer zu landen, möglichst ohne sich selbst preiszugeben, wäre Gewicht von Panzerung kein Argument gegen die Existenz von Kriegsschiffen. Heutige Über- und Unterwasserschiffe setzen bekanntlich auch nicht auf Panzerung, sondern auf passiven und aktiven Ortungsschutz und Abwehr feindlicher Geschosse, während gleichzeitig überwiegend Lenkgeschosse eingesetzt werden.

Da haben wir aber wieder das Problem, dass der Weltraum keinen Horizont hat und kein Unterwasser und es kein Stealth gibt. Lenkwaffen auf große Distanzen sind nur ein gefundenes Fressen für die Point Defense. Natürlich wäre es erfolgversprechend, sich unter falscher Flagge an sein Ziel anzupirschen und dann einen Überraschungsangriff zu führen -- aber das andere Schiff sieht dich ja die ganze Zeit annähern und wird sich schon seinen Teil denken, _warum_ du ihm jetzt unbedingt so nah auf die Pelle rücken willst. Die meisten Kriegslisten funktionieren halt nur ein oder wenige Male, ehe sie ausgelutscht sind. Dafür lohnt es sich nicht, auf dieser Prämisse eine Raummarine zu bauen. Diese Aufgaben können umgerüstete zivile Schiffe genauso gut erledigen, wenn nicht besser.

Die üblichen SF-Consim-Szenarien hingegen, die alles nur in Hinsicht auf militärische Effektivität ausloten, und irgendwie davon ausgehen dass beliebig hohe Budgets zur Verfügung stehen, devolvieren immer wieder zum gleichen "Bigger Hammer" Szenario. Größere Schiffe tragen größere Kanonen mit höherer Reichweite (v.a. Laser mit höherer Frequenz und stärkerer Bündelung) und haben dickere Panzerung, und können alle kleineren Schiffe abpflücken bevor diese ihnen gefährlich werden können. Es gewinnt immer die Seite mit der größeren Feuerkraft, quasi ein ideales Lanchester-Modell.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 25.03.2013 | 19:14
Man würde jedenfalls idealerweise die Coilgun so konstruieren wollen, dass das Projektil exakt beim Verlassen der Mündung so aufgeheizt ist, dass es die Superkonduktivität verliert. Würde man da allerdings alles ausreizen, was die Supraleiter hergeben (die ja schon heute relativ warm werden dürfen), würde man eine mehrere Kilometer (!) lange Kanone benötigen. Das ist natürlich unpraktisch. Man wird also wohl eher möglichst billige Supraleiter verwenden und diese nur hauchdünn auftragen, weil man bereits mit 1K Temperaturunterschied eine Menge bewegen kann, im Wortsinn.

Was mir dazu noch einfällt (Indirekt wurde es schon angesprochen ...): Coilguns sind interessant aufgrund ihrer hohen Mündungsgeschwindigkeit und der daraus resultierenden Penetrationswirkung, die aber womöglich gar nicht so zweckmäßig ist. Das Geschoss macht ein Loch in die Hülle des getroffenen Schiffes, welches ziemlich genau dem Geschossdurchmesser entspricht. Wenn nicht gerade vitale Systeme des Schiffes getroffen werden, ist das praktisch nutzlos.

Besser wäre es, wenn das Geschoss beim Einschlag verdampft, dann expandiert Plasma in Richtung des Einschlagvektors und generiert deutlich größere Schäden. Allerdings beißt sich da die Maus in den Schwanz: Um das Geschoss überhaupt so sehr beschleunigen zu können, dass es verdampft, muss es für den Beschleunigungsprozess so hitzebeständig sein, dass es auch beim Einschlag eben nicht verdampft.

Die nächste Lösung wären höhere Kadenzen, was aber bei Coilguns prinzipbedingt in deutlich geringeren Mündungsgeschwindigkeiten resultiert - womit der Hauptvorteil verschwindet. Das ist der Punkt, an dem man mit Geschützen, die mit chemischen Treibladungen arbeiten, deutlich besser bedient wäre, zumal man dann ungleich höhere Kadenzen erreicht und nicht auf reine Wuchtgeschosse beschränkt ist. Dass die Geschosse länger zum Ziel brauchen ist dann ein Nachteil, aber letztlich nur eine Frage der antizipierenden Zielerfassung. Gleichzeitig spart man auch ordentlich Energie.

Zitat
Da haben wir aber wieder das Problem, dass der Weltraum keinen Horizont hat und kein Unterwasser und es kein Stealth gibt.

Der Horizont ist aufgrund von Satelliten, Aufklärungsflugzeugen und Höhensonden auch in der modernen Seekriegsführung längst kein Thema mehr. Die wesentlichen Punkte ist die Minimierung von Reflektionen und Emissionen, was im Weltraum ebenso gilt. Eine absorbierende Hüllenbeschichtung und Emissionskontrolle sind wertvoller (und leichter) als jede Panzerung, zumal im Gegensatz zu Seegefechten so gut wie gar nicht auf Sicht gekämpft werden kann und akustische Ortung komplett entfällt. Und da es keine magischen Star-Trek-Sensoren gibt, ist man zur Ortung immer noch auf die Klassiker angewiesen. Wie schon früher geschrieben ist es relativ einfach, sich gegen Aktivortung zu schützen, schwieriger ist es schon, die eigenen Emissionen zu verbergen. Hier gilt das Prinzip der "trampelnden Herde", also die Platzierung von Täuschkörpern, in denen die eigenen Emissionen verschwinden. Man muss sich dann schon sehr sicher sein, das richtige Ziel erfasst zu haben, weil man die eigene Position preisgibt, sobald man seine Waffen abfeuert.

Zitat
Lenkwaffen auf große Distanzen sind nur ein gefundenes Fressen für die Point Defense.

Wenn dem so wäre, gäbe es keine Existenzberechtigung für Marschflugkörper, tatsächlich sind diese jedoch das Nonplusultra ballistischer Militärtechnik. Eine Waffe, die selbst zum Ziel findet, sich aktiv und passiv gegen Ortung schützt und die Abwehrfeuer aktiv ausweichen kann ist schon für sich sehr gefährlich. Um so mehr, wenn mehrere Lenkwaffen einsetzt, die ihren Angriff untereinander koordinieren. Es gilt zu bedenken, dass von x Lenkwaffen nur eine zum Ziel durchkommen muss, wenn der Sprengkopf entsprechend dimensioniert ist. Unter Umständen reicht es sogar schon, wenn die Waffe es in die Nähe des Ziel schafft, bevor sie detoniert - schließlich muss man im All nur wenig Rücksicht nehmen, was beispielsweise den Kernwaffeneinsatz angeht.

Wenn man in der Zielerfassung von Lenkwaffen ist, gibt es im Weltraum zwei Möglichkeiten: Man kann mit allem dagegen holzen, was die Rohre hergeben und hoffen, alle Lenkwaffen zu erwischen, womit man allerdings auch die Hosen runterlässt. Man kann aber auch Methode TTV (Tarnen, Täuschen und Verpissen) anwenden, also Köder abfeuern und sich klammheimlich aus dem Zielgebiet entfernen. Dann gurken die Lenkwaffen dort herum, wo es keine Ziele für sie gibt und deaktivieren sich entweder oder suchen so lange, bis ihnen der Brennstoff ausgeht.

Zitat
Die üblichen SF-Consim-Szenarien hingegen, die alles nur in Hinsicht auf militärische Effektivität ausloten, und irgendwie davon ausgehen dass beliebig hohe Budgets zur Verfügung stehen, devolvieren immer wieder zum gleichen "Bigger Hammer" Szenario. Größere Schiffe tragen größere Kanonen mit höherer Reichweite (v.a. Laser mit höherer Frequenz und stärkerer Bündelung) und haben dickere Panzerung, und können alle kleineren Schiffe abpflücken bevor diese ihnen gefährlich werden können. Es gewinnt immer die Seite mit der größeren Feuerkraft, quasi ein ideales Lanchester-Modell.

Daher ist meines Erachtens ein Szenario von Vorteil, das so etwas grundsätzlich abfängt. Wenn Raumkämpfe von vornherein eher strategischen Charakter haben, geht es eher um die Leute, die an den Kontrollen sitzen. Nun gut, sicher geht es auch um technischen Vorsprung, aber eben nicht um den dicksten Knüppel. Wenn ein vergleichsweise winziges Schiff, das mehr oder weniger nur als Sensoren und Lenkwaffenhalterungen besteht in der Lage ist, mit einem einzigen Lucky Punch eine ganze Flotille auszuschalten, wird es keine Flotillen und schon gar keine Flotten geben und Raumkämpfe werden "persönlicher", also auch besser spielbar.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 25.03.2013 | 20:17
Was mir dazu noch einfällt (Indirekt wurde es schon angesprochen ...): Coilguns sind interessant aufgrund ihrer hohen Mündungsgeschwindigkeit und der daraus resultierenden Penetrationswirkung, die aber womöglich gar nicht so zweckmäßig ist.

Nunja, die hohe V_0 ist nicht zuletzt deswegen interessant, weil sie die Trefferwahrscheinlichkeit erhöht. An deinen Bedenken über Sinn und Zweck von Penetration ist natürlich was dran. Ein 4mm großes Loch in der Hülle ist im Nullkommanichts mit einem Plastipflaster wieder geflickt. Daher ja auch die Idee mit Blei oder Kupfer zu arbeiten -- das erinnert ja an Panzerabwehrwaffen die mit einem Strahl aus geschmolzenem Kupfer arbeiten (wenn das überhaupt stimmt, wurde mir damals beim Militär so erzählt).

Zitat
Um das Geschoss überhaupt so sehr beschleunigen zu können, dass es verdampft, muss es für den Beschleunigungsprozess so hitzebeständig sein, dass es auch beim Einschlag eben nicht verdampft.

Das Problem hast du bei supraleiter-Coilguns eigentlich gar nicht. Es gibt keine Reibung, eine Coilgun hat prinzipbedingt sehr geringe Verlustleistung, und nur ein Bruchteil dieser Verlustleistung dürfte ins Projektil wandern. Wenn ich inzwischen alle Fehler aus meinem Spreadsheet ausgemerzt habe, werden Coilguns in für Raumschiffe vernünftigen Baugrößen das Projektil nur um ca 1K aufwärmen.

So oder so muss man mit Kapazitoren oder ähnlichem arbeiten, da die Laufzeit eines Projektils im Rohr nur in der Größenordnung von 1ms beträgt. Wenn diese aber schnell genug arbeiten, sind schon durchaus recht knackige Kadenzen möglich.

Hier mal eine beispielhafte Coilgun, wie ich sie mir so vorstelle:
max. Leistung: 80MW
Rohrlänge: 4m
Feldstärke: 75 Tesla
Projektilmasse: 6g
delta-T: 0,5K
V_0: 15km/s
RoF: 110/s bei P(max)

(die Werte sind freilich durchgerechnet)

Zitat
Der Horizont ist aufgrund von Satelliten, Aufklärungsflugzeugen und Höhensonden auch in der modernen Seekriegsführung längst kein Thema mehr. Die wesentlichen Punkte ist die Minimierung von Reflektionen und Emissionen, was im Weltraum ebenso gilt.

Kommen wir jetzt wieder zu "Stealth in Space"? Täuschkörper können vielleicht ein Kurzstreckenschiff oder Manövriertriebwerke emulieren, aber keinen Langstreckenraumer mit seiner viel höheren Triebwerksleistung. Wie schon mindestens einmal in diesem Thread durchexerziert, reicht eine Messung des Antriebsstrahls mit _heutigen_ Sensoren aus, um Leistung, Masse und Vektor eines Schiffs zu bestimmen. Wenn da irgendwelche Werte nicht zusammenpassen, merkt ein Beobachter das sehr schnell.
Eine Chance, sich durchzumogeln, hat man quasi nur in Gegenden mit ohnehin dichtem Verkehrsaufkommen, und wenn der Gegner nicht mit einem rechnet. Dann sind Überraschungsaktionen möglich.

Im Wesentlichen bleibe ich dabei, dass Seekrieg weder vor 100 Jahren noch heute eine sinnvolle Analogie zu plausiblen Raumgefechten darstellt.

Zitat
Daher ist meines Erachtens ein Szenario von Vorteil, das so etwas grundsätzlich abfängt. Wenn Raumkämpfe von vornherein eher strategischen Charakter haben, geht es eher um die Leute, die an den Kontrollen sitzen. Nun gut, sicher geht es auch um technischen Vorsprung, aber eben nicht um den dicksten Knüppel. Wenn ein vergleichsweise winziges Schiff, das mehr oder weniger nur als Sensoren und Lenkwaffenhalterungen besteht in der Lage ist, mit einem einzigen Lucky Punch eine ganze Flotille auszuschalten, wird es keine Flotillen und schon gar keine Flotten geben und Raumkämpfe werden "persönlicher", also auch besser spielbar.

Das ist freilich wünschenswert. Man sollte sich aber vielleicht erstmal überlegen, was für Konflikte überhaupt auftreten können, und wo.
Im Prinzip sehe ich zwei Kategorien: kriminelle Aktionen einerseits, und Kampfhandlungen andererseits.
Beispiel für ersteres wäre Piraterie -- da müsste man auch erstmal eruieren, wie plausibel diese ist, gerade im Hinblick auf meine FTL-constraints (der Pirat muss sich ja nach gelungenem Coup irgendwohin zurückziehen können).
Legitime Kampfhandlungen könnten im Streit diverser Nationen um einen Planeten oder eine Ressource entbrennen, oder im Streben einer Kolonie nach Unabhängigkeit.
Der Kampf um eine Ressource würde vermutlich in unmittelbarer Nähe desselben stattfinden, also im Orbit um einen Planeten oder an einem L-Punkt.
Eine etablierte Kolonie hingegen dürfte bereits über planetare Verteidigungssysteme verfügen, und das Thema hatten wir ja schonmal: wer sich da zu nah ranwagt, wird vom Boden aus weggezappt.
Der Kampf um anderes System könnte sich hin zum Sprung-Ankunftspunkt verlagern. Ein natürlicher Chokepoint; wer ihn kontrolliert, kontrolliert das System.
Das sind also deutlich verschiedene Szenarien, die vermutlich alle separat betrachtet werden müssen.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Eulenspiegel am 25.03.2013 | 23:13
Was mir auch einfällt: Theoretisch könnten zwei Nationen den gleichen Planeten besiedeln: Der eine die Nordhalbkugel und der andere die Südhalbkugel. Gerade bei den älteren Kolonien, also zu Zeiten, als noch wenig bewohnbare Planeten bekannt waren, dürfte das häufiger vorkommen.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 26.03.2013 | 13:32
Nunja, die hohe V_0 ist nicht zuletzt deswegen interessant, weil sie die Trefferwahrscheinlichkeit erhöht.

Dazu hätte ich generell noch Bedenken. Nehmen wir mal an, die Kampfentfernung beträgt 10.000 Kilometer. Ein Coilgun-Geschoss überbrückt diese Entfernung in rund elf Minuten, aber bereits im Augenblick des Abfeuerns der Waffe (der magnetische Impuls ist nicht schirmbar, da der Schusskanal offen sein muss) weiß der Feind, dass gefeuert wurde. Elf Minuten sind genug Zeit, um selbst den behäbigsten Pott aus der Schusslinie zu bringen und/oder Abwehrmaßnahmen (siehe unten) einzuleiten. Im dümmsten Fall schießen beide Parteien so lange Löcher ins All, bis eine einen Fehler macht und doch noch getroffen wird. Gleichzeitig ist der ganze Raumbereich für eine Weile mit künstlichen Mikrometeoriten à 15 km/s verseucht.

Ich würde daher verschiedene Verfahren kombinieren: Ziel erfassen und mindestens eine vorerst passive Lenkwaffe mittels Coilgun beschleunigen. Die ist natürlich aufgrund ihrer Masse und Größe nicht annähernd so schnell wie ein kleines Wuchtgeschoss, aber darum geht es auch nicht. Ziel ist, das Ding möglichst schnell und möglichst unentdeckt in die Nähe des Ziels zu bekommen; ob dieses nun elf oder 45 Minuten zum Ausweichen hat, ist uninteressant, denn nun gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder der Feind pennt und wird getroffen oder er ist ausgewichen. Ein Schiff kann sowohl in den 11 Minuten als auch in den 45 Minuten nicht so sehr von der früheren Position entfernt haben, dass eine kleinere Lenkwaffe, die nun ihren eigenen Treibsatz zündet, nicht hinterher käme. Und weil sie natürlich dem Antriebsstrahl des ausgewichenen Schiffes folgt, ist sie selbst trotz Eigenantrieb nur schwer zu erfassen (hinten ist bei Raumschiffen immer der blinde Punkt, zumal der eigene Antrieb die Ortung behindert). Kawumm.

Eventuell ist das Schiff auch nur mit Steuertriebwerken ausgewichen, in diesem Fall wäre die Lenkwaffe bei Zündung ihres Antriebs bereits so nah, dass Abwehrmaßnahmen kaum noch möglich sind. Kawumm.

Zitat
An deinen Bedenken über Sinn und Zweck von Penetration ist natürlich was dran. Ein 4mm großes Loch in der Hülle ist im Nullkommanichts mit einem Plastipflaster wieder geflickt. Daher ja auch die Idee mit Blei oder Kupfer zu arbeiten -- das erinnert ja an Panzerabwehrwaffen die mit einem Strahl aus geschmolzenem Kupfer arbeiten (wenn das überhaupt stimmt, wurde mir damals beim Militär so erzählt).

Das ist die klassische Hohlladung: Das Geschoss ist innen hohl und innen (beispielsweise) mit Kupfer beschichtet. Beim Einschlag wird die Hülle gebremst und die innere Beschichtung folgt der Trägheit, was mehr oder weniger doppelt Wumms gibt. Statt Kupfer nimmt man heute aber eher Materialien wie Tantal (Teuer!) für reine Wuchtgeschosse oder mischt noch ein wenig Magnesium mit rein, womit das Ganze auch noch brandgefährlich wird. Klassiker wie Uran und Blei kommen dafür auch in Frage. Der Haken ist, dass damit Projektilmasse und -volumen deutlich zunimmt, weil so ein Geschoss sich eher zwischen 20 und 30g bewegen dürfte, womit Deine Berechnung zur Dimensionierung der Coilgun nicht mehr stimmig wäre.

Noch ein weiterer Punkt, der beim Geschossgewicht relevant sein könnte: Je geringer die Masse des Projektils, desto größer die Chance, es trotz seiner hohen Geschwindigkeit mit relativ einfachen Mitteln abzuwehren. Das Projektil nähert sich linear und das Ziel muss lediglich in Richtung des Gegners ein Wolke mit Nanothermit ausstoßen. Die Dichte der Wolke muss nicht sehr hoch sein, es genügt vollauf, wenn das Geschoss mit einigen der Partikel kollidiert, die Reaktion auslöst und vor dem Ziel verdampft. Was dann auf die Hülle trifft, ist zwar mehr als nur heiße Luft, liegt aber im Bereich dessen, was eine Raumschiffhülle prinzipbedingt auf jeden Fall aushält.

Und Nanothermit ist nur die sichere Variante, im Prinzip sollte das auch mit Materialien funktionieren, die nicht selbst reaktiv sind, beispielsweise mit Eisenspänen.

Zitat
Das Problem hast du bei supraleiter-Coilguns eigentlich gar nicht. Es gibt keine Reibung, eine Coilgun hat prinzipbedingt sehr geringe Verlustleistung, und nur ein Bruchteil dieser Verlustleistung dürfte ins Projektil wandern. Wenn ich inzwischen alle Fehler aus meinem Spreadsheet ausgemerzt habe, werden Coilguns in für Raumschiffe vernünftigen Baugrößen das Projektil nur um ca 1K aufwärmen.

Das mit den Supraleitern bereitet mir immer noch Bauchschmerzen, ehrlich gesagt. Sicher muss man irgendwo aufhören, die Kausalitäten zu berechnen, damit was Spielbares dabei herauskommt, aber das ist so auffällig, dass ich's erwähnen muss: In einem Gefecht schießt man nicht nur, sondern wird auch beschossen und die Trefferchancen des Gegners sind in symmetrischen Konflikten die gleichen. Die Coilgun ist von zwei vitalen Funktionen abhängig, nämlich Energiezufuhr und gleichmäßiger Kühlung. Die Chance, dass ein feindlicher Treffer zu Schäden führt, welche die Geschütze lahmlegen, wäre immens hoch.

Zitat
Kommen wir jetzt wieder zu "Stealth in Space"? Täuschkörper können vielleicht ein Kurzstreckenschiff oder Manövriertriebwerke emulieren, aber keinen Langstreckenraumer mit seiner viel höheren Triebwerksleistung. Wie schon mindestens einmal in diesem Thread durchexerziert, reicht eine Messung des Antriebsstrahls mit _heutigen_ Sensoren aus, um Leistung, Masse und Vektor eines Schiffs zu bestimmen. Wenn da irgendwelche Werte nicht zusammenpassen, merkt ein Beobachter das sehr schnell.

Nichts für ungut, ich spiele in diesem Punkt gerne Advocatus diaboli, weil die gängige Meinung über die Leistung von Sensoren in keinem Verhältnis zu den bereits heute existierenden Stör- und Abschirmtechniken steht. Wenn's nicht gefällt, musst Du es ja nicht nutzen. :)

Beispielsweise genügt eine simple mechanische Schirmkonstruktion (gerne als Schleppsonde, die man einholen kann, wenn nicht benötigt) ein gutes Stück hinter dem Antriebssegment, um den Partikelstrom willkürlich oder sogar gewollt zu streuen. Und selbst das ist nur nötig, wenn man generell verschleiern will, woher man kam und wohin man ging.

Ansonsten geht der Antriebsstrahl - wenn auch mehr oder weniger stark kegelförmig - in eine Richtung. Gegner an den Flanken oder vor einem bekommen davon rein gar nichts mit, da sich schlicht kein Teilchen bequemt in ihre passive Sensoren zu kriechen. Natürlich kann man aktiv nach Teilchenballungen suchen, indem man beispielsweise flott durchs All lasert und die verschieden Reflektionen auswertet; nur dass man sich damit selbst preisgibt. 

Und das alles setzt erst einmal voraus, dass es einen Antriebsstrahl gibt. Hier herrschte doch bereits Einigkeit, dass Beschleunigungsmanöver mit konventionellem Antrieb sehr dosiert erfolgen müssen. Warum man dann ausgerechnet auf hellem Antriebsstrahl in eine brenzlige Situation düsen sollte, wäre mir schleierhaft. ;) Klar, wenn man angegriffen wird, hat man womöglich nicht die Wahl, aber dann hat einen der Gegner ohnehin in der Peilung und das Argument ist hinfällig. Fliegt man selbst einen Angriff, täte man gut daran, die Grundgeschwindigkeit zu erreichen, bevor man in Ortungsreichweite des Ziels ist.

Problematisch bleibt dann noch die Wärmesignatur, die strahlt leider in alle Richtungen. Aber mal eben ein paar Täuschkörper auszusetzen, die mit ganzer Hingabe soviel infrarotes Licht emittieren wie ein abgeschirmtes Schiff ist nun wirklich kein Problem.

Radar wiederum ortet nur, was reflektiert, und die schwachen, diffusen Reflexe eines Raumschiffs mit beschichteter Hülle gehen unter, wenn man mit Täuschkörpern für unzählige Blieps auf den Schirmen sorgt.

Ansonsten funktionieren Dinge wie Funkstille und Verzicht auf Aktivortung auch im Weltraum sehr gut, wobei man grundsätzlich den Vorteil hat, dass es ungleich mehr Raum, also auch mehr Möglichkeiten gibt, wo man sein könnte. Hinzu kommt dann noch ...

Zitat
Eine Chance, sich durchzumogeln, hat man quasi nur in Gegenden mit ohnehin dichtem Verkehrsaufkommen, und wenn der Gegner nicht mit einem rechnet. Dann sind Überraschungsaktionen möglich.

... dass wohl niemand um ein Stück leeren Weltraums kämpfen wird. Entweder kämpft man in begehrte Sonnensysteme oder um Sprungpunkte, und bei beiden herrscht natürlich Betrieb und es gibt ordentlich natürliche oder zumindest künstliche Emission.

Zitat
Im Wesentlichen bleibe ich dabei, dass Seekrieg weder vor 100 Jahren noch heute eine sinnvolle Analogie zu plausiblen Raumgefechten darstellt.

Ich habe ja schon früher gesagt, dass Weltraumgefechte weder mit See- noch mit Luftgefechten vergleichbar sein dürften und die passendste - wenn auch immer noch stark fehlerhafte - Analogie ein Unterseegefecht ist, insbesondere was die relativen Entfernungen, Geschwindigkeiten, Ortungsverfahren und Waffeneinsatz angeht.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 26.03.2013 | 16:56
zu Coilguns: 10.000km sind natürlich viel, viel zu weit. Die typische gewünschte Kampfentfernung dürfte eher so bei 3-10 Sekunden Flugzeit liegen. Also bei den obigen Parametern in der Größenordnung von 100km.

Ich habe auch mit den Coilgun-Parametern nochmal rumgbastelt. Verlängert man das Rohr auf 5 Meter, kommt ein 6g-Kupferprojektil auf 18,5km/s. Ein formgleiches Projektil aus Uran wäre etwa doppelt so schwer und würde auf 12,8km/s beschleunigt. Ist jetzt auch nicht unbrauchbar langsam.

Bei Lasern hingegen wird im Allgemeinen von ca 1 Lichtsekunde effektiver Reichweite ausgegangen, also 300.000km. Wobei da natürlich Lightspeed Lag ebenso reinspielt wie die Streuuung des Strahls. Und das ist wieder einer der Knackpunkte meiner Waffenpolitik: wenn man so große Laser baut, dass der Strahl auch noch auf 1Ls gefährlich ist, ist es schon zu spät und wir sind schon bei Lanchester. Darum die Beschränkung der Baugröße und somit Wellenlänge (sichtbares Licht) und Aperturgröße. Die effektive Reichweite als Raumkampfwaffe soll so gering sein, dass ein Gegner mit Coilgun durchaus gefährlich ist.

Eine Lenkwaffe kann natürlich aus viel größerer Entfernung abgefeuert werden -- aber sie hat halt auch nur ein sehr beschränktes Eigenbudget an delta-V. So oder so ist es absurd zu glauben, eine mehrere kg schwere Rakete könnte sich zig Minuten lang antriebslos so nah anpirschen, ohne währenddessen aufgespürt zu werden. Radarschluckende Beschichtungen hin oder her: Stealth- und Ortungstechnologie entwickeln sich bisher gleichmäßig, und es gibt keinen Grund anzunehmen, dass sich daran etwas ändern wird. Mit heutigen Stealth-Fliegern kann man auch nur rückständige Technologie narren. Wer halbwegs moderne Luftabwehr besitzt, schießt auch Nighthawks ab.

Das mit der "Abwehrwolke" müsste man nochmal genauer eruieren. Thermitwolke höre ich zum ersten Mal.
Also: bei 15km/s ist ein Projektil iirc das 25fache seines Eigengewichts in TNT wert. Die Energie verschwindet ja nicht, wenn es auf ein paar Sandkörnchen oder Feuerwerkskracher stößt. Statt zu einer Plasmawolke könnte es genausogut zu einer Plasmalanze werden.
Mir ist ein Vergleich eingefallen: ein Meteoroid ähnlicher Masse, der in die Erdatmosphäre eintritt, braucht mehrere Sekunden zum Verglühen und durchläuft in der Zeit mehrere 100km immer dichter werdender Gasmassen.

Was das Zielen auf bestimmte Module angeht: das kann man auch getrost vergessen. Auf 100km Entfernung triffst du höchstens aus purem Zufall eine Coilgun, deren Rohr 3 bis 5 Meter lang und ist und vielleicht 20cm im Durchmesser hat. Da wird man eher die Radiatoren aufs Korn nehmen, sofern diese nicht eingezogen sind. Zumal nichts dagegen spricht, die Coilgun selber auch noch zu panzern.

Zitat
Ansonsten geht der Antriebsstrahl - wenn auch mehr oder weniger stark kegelförmig - in eine Richtung. Gegner an den Flanken oder vor einem bekommen davon rein gar nichts mit, da sich schlicht kein Teilchen bequemt in ihre passive Sensoren zu kriechen.

Wenn es magische Zauberantriebe mit 100% Wirkungsgrad sind, dann ja. Wenn die Antriebe den Gesetzen der Thermodynamik gehorchen, gibt es eine Verlustleistung in Form von ungerichteter Strahlung. Beispiel: ich habe da einen Klipper mit 120GW und 90% Wirkungsgrad. Solange das Triebwerk läuft leuchtet das Teil demzufolge mit ca. 13GW in die Welt hinaus.

Davon abgesehen: verstecken müsste man sich ja in erster Linie als Eindringling in einem fremden Gebiet. In diesem fremden Gebiet aber kann und wird der Eigentümer desselben _überall_ passive Sensoren platziert haben. Es ist also vollkommen wurscht, ob ein heimlicher Angreifer seine Emissionen von seinem einen aktuellen Ziel weggedreht hat, sofern wir hier von Piraten in einem zivilisierten System reden oder von einem Konflikt zwischen zwei Staaten oder ähnlichem.

Wenn es um die Invasion eines Systems geht, ist die ganze Stealthgeschichte sowieso hinfällig, eben wegen der Chokepoint-Geschichte. Man weiß wo ein potentieller Gegner ankommen wird, und wenn man schon von vornherein weiß wo man suchen muss, findet man auch.

Eigentlich wollte ich noch was zum Thema Manövrieren schreiben, aber das mach ich dann noch in einem separaten Beitrag.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 26.03.2013 | 17:46
Zitat
Das mit der "Abwehrwolke" müsste man nochmal genauer eruieren. Thermitwolke höre ich zum ersten Mal.
Also: bei 15km/s ist ein Projektil iirc das 25fache seines Eigengewichts in TNT wert. Die Energie verschwindet ja nicht, wenn es auf ein paar Sandkörnchen oder Feuerwerkskracher stößt. Statt zu einer Plasmawolke könnte es genausogut zu einer Plasmalanze werden.
Mir ist ein Vergleich eingefallen: ein Meteoroid ähnlicher Masse, der in die Erdatmosphäre eintritt, braucht mehrere Sekunden zum Verglühen und durchläuft in der Zeit mehrere 100km immer dichter werdender Gasmassen.
Ich glaube das vernichten der Geschosse wäre gar nicht notwendig. Wenn dieser Staub das Geschoss 25 km entfernt vom Ziel trifft, und für eine Abweichung von 0,1 Grad erzeugt kann das immernoch dazu führen das das Ziel gar nicht mehr getroffen wird.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 26.03.2013 | 19:07
So, jetzt zum angekündigten Beitrag zum Thema Treibstoffmanagement der Manövriertriebwerke von Raumschiffen.

Erstmal: wie gesagt hat ein Schiff drei Möglichkeiten, seine Lage oder Position zu ändern:
1. Haupttriebwerk; wie gesagt in der Regel ein D-3He Fusionstriebwerk, das Wasser als Stützmasse verwendet. Wasser schlicht weil es billig ist und eine relativ hohe Dichte aufweist und leicht zu speichern ist (im Ggs zu Wasserstoff).
Der Antriebsstrahl kann im gewissen Rahmen abgelenkt werden und so das Schiff per Schubvektorsteuerung rotieren.
2. Schwungräder, strombetrieben, zur langsamen Änderung der Fluglage ohne Treibstoffverbrauch, wenn man die Zeit dazu hat.
3. Manövriertriebwerke / Thruster, zur relativ schnellen Rotation und Translation.

Und bei diesen Thrustern gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, diese zu realisieren:
a) chemische Triebwerke. Vorteile: leicht, billig, robust, hoher Schub. Nachteile: Treibstoff muss separat mitgeführt werden, hoher Treibstoffverbrauch. Bei LH/LOx-Triebwerken wäre es möglich, den Treibstoff ständig aus dem mitgeführten Wasser zu elektrolysieren, man bräuchte dann nur relativ kleine Puffertanks. Was dann freilich bedeutet, dass jeder m/s aus den Thrustern die delta-V des Hauptantriebs stark reduziert.
b) elektrische Triebwerke. Vorteile: man kann Wasser als Treibstoff verwenden, höhere V_e als chemische Antriebe möglich. Nachteile: hoher Strombedarf, was heisst dass man Reaktor Radiatoren auf voller Pulle laufen lassen muss, und dennoch keinen besonders hohen Schub erhalten wird.
c) nuklear, z.B. mini-LANTR. Vorteil: hohe Leistung; Nachteile: zusätzlicher Strahlenschutz erforderlich; benötigt Vorwärmzeit, im Falle von Fusion komplexe, teure Technologie. Insgesamt scheint mir das wenig attraktiv zu sein.
d) chemisch-elektrisch bimodal: Wasser wird zunächst aufgespalten, Wasserstoff ionisiert, dann elektrisch beschleunigt und in der Düse mit Sauerstoff verbrannt. Leistung dürfte vergleichbar mit LANTR sein. Wenn man sich gerade nicht erlauben kann, den Reaktor auf Vollast laufen zu lassen, kann man die Thruster aber immer noch als chemische Triebwerke einsetzen.
Das wäre eigentlich ideal: vergleichsweise sparsam im Verbrauch, guter Schub und flexibel im Einsatz.

Nichtsdestotrotz reden wir hier immer noch von, günstigenfalls, einer v_e von 7,5km/s. Also gerade mal ca. 1% der v_e des Haupttriebwerks. Entsprechend stark zehrt jeder Thruster-Burn an der potentiellen delta-V. (Hab's eben mit dem Spreadsheet ausgerechnet, weil das etwas unintuitiv ist: aber jeder m/s aus solchen Thrustern kostet 60m/s aus dem Haupttriebwerk.)

Eine bessere Lösung fällt mir aber nicht ein.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 26.03.2013 | 20:06
Ich glaube das vernichten der Geschosse wäre gar nicht notwendig. Wenn dieser Staub das Geschoss 25 km entfernt vom Ziel trifft, und für eine Abweichung von 0,1 Grad erzeugt kann das immernoch dazu führen das das Ziel gar nicht mehr getroffen wird.

Wenn die Kampfentfernung von vornherein nur ~100km beträgt, sehe ich nicht, wie in den paar Sekunden eine vom Ziel ausgestoßene Störwolke auch nur annähernd so weit rausdriften kann. (Und wenn die Kampfentfernung viel größer ist, kann das Ziel wiederum bequem ausweichen.)

Achja, noch zu Yerhos Beitrag weiter oben:
Zitat
Problematisch bleibt dann noch die Wärmesignatur, die strahlt leider in alle Richtungen. Aber mal eben ein paar Täuschkörper auszusetzen, die mit ganzer Hingabe soviel infrarotes Licht emittieren wie ein abgeschirmtes Schiff ist nun wirklich kein Problem.

So funktioniert das nicht. Damit kann man vielleicht die winzigen Gehirne heutiger Luft-Luftraketen austricksen, aber sicherlich nicht die Sensorphalanx eines ausgewachsenen Raumschiffs von in 200 Jahren. Und erst recht nicht sämtliche Sensorphalangen eines ganzen Sonnensystems gleichzeitig; siehe oben.

Mal sehen ob wir mit den Täuschkörpern irgendwie auf einen grünen Zweig kommen:

Ein D-3He-Antrieb nach meinem Design strahlt als Verlustleistung etwa zu gleichen Teilen Röntgenstrahlung und Neutronen ab. Das meiste davon entweicht ungehindert in den Weltraum. Der Teil dieser Strahlung, der von den eigenen Strahlenschilden abgefangen wird, wird in Wärmestrahlung umgewandelt (Temperatur der Schutzschilde ca. 2000K). Ein glaubwürdiger Täuschkörper müsste also ein entsprechendes Spektrum dieser Strahlungstypen in den richtigen Frequenzbereichen absondern. Auf große Distanz fällt zwar ein Fehlen der Neutronenstrahlung nicht auf (weil die Neutronen deutlich langsamer sind als Licht), aber Röntgen- und Wärmestrahlung müssen in den richtigen Mischungen vorliegen. Schätzungsweise 5GW Röntgen und 2GW Wärmestrahlung. Ein Täuschkörper, der nur Wärme und kein oder wenig Röntgen abstrahlt, wird vielleicht als chemische Rakete identifiziert, aber nicht als Sternenschiff.

(Heutige Röntgen-Generatoren erzeugen ca 100mal mehr Wärme als Röntgenstrahlung. Dürfte also schwierig bis unmöglich sein, das zu faken.)

Solange die Täuschkörper nur ein _ruhendes_ Schiff imitieren sollen, mit abgeschaltetem Antrieb und im Silent-Running-Modus -- ja, das mag funktionieren. Aber so ganz bin ich vom Nutzen nicht überzeugt, eine sitzende Ente zu simulieren.

Wie gesagt, es kommt auf das Szenario an; Piraterie oder Krieg der Sterne; innerhalb eines Systems oder zwischen zwei Systemen.
Wenn von _irgendwoher_ in größerer Distanz ein Hauptantrieb aufflammt und tagelang auf einen zubeschleunigt, merkt man das schonmal. Anhand des nun bekannten Vektors kann man das Schiff auch dann noch sehr gut weiterhin tracken, wenn es den Antrieb längst abgeschaltet hat. Selbst wenn man mal die Ortung verliert, weiß man ja sehr genau wo man suchen muss. UND vor allem, wenn sich ein Schiff der Ortung entziehen will, kann man sich doch sowieso schon denken, dass die irgendeinen Schindluder vorhaben, und ist erst recht auf dem Quivive.
Wenn dagegen die Fetzen schon fliegen, und die Täuschkörper nur die gegnerische Zielerfassung durcheinanderbringen sollen... kann je nach Distanz und Waffensystem vielleicht funktionieren. Ist aber sicher sehr situationsabhängig.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 26.03.2013 | 20:08
Vorweg, ich möchte das nicht ausufern lassen - wenn Dir meine Einwände nicht helfen, sondern eher alles durcheinander bringen, lasse ich diese Aspekte gerne ruhen und wir konzentrieren uns wieder auf von Dir konkret formulierte Probleme. In diesem Fall den Inhalt des Spoilers bitte ignorieren. :)

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Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 26.03.2013 | 22:50
In gewissem Sinn ist der Diskurs über Stealth und Gefechtsführung wie gesagt akademisch, da der Kampf von Schiff zu Schiff zum Zeitpunkt 0 noch sehr die Ausnahme darstellen soll. Aber man kann sich ja schonmal Gedanken darüber machen, wie dann später die Unabhängigkeitskriege aussehen könnten.

Das ist die ungefähre Angriffsentfernung von See/Luft-See-Raketen ab Mitte des letzten Jahrhunderts.

Ein heutiger Marschflugkörper wiegt rund 1.500 Kg (davon entfällt rund ein Drittel auf den Gefechtskopf)

Wir reden ja auch hier momentan nicht von Raketen, sondern von leichter Defensivbewaffnung, deren Kampfentfernung heutzutage bei ungefähr 3km liegt.

Auch sind ja die Sternenschiffe relativ leicht gebaut, mit ca. 300 Tonnen Leergewicht (inklusive Bewaffnung). Das ist gerade mal die Größenordnung eines S-Boots. Im Falle eines Frachters kommen da in der Regel 700 Tonnen Fracht und 2000 Tonnen Treibstoff hinzu.
Ein Grund für die leichte Bewaffnung ist natürlich, dass die Schiffe sich selbst finanzieren müssen, und jede Tonne mehr an Waffen oder Panzerung eine Tonne weniger Nutzlast bedeutet.
Selbst Piraten (so es sie gibt) werden nicht so immens stärker bewaffnet sein, wenn ihr Plan vorsieht, nach vollbrachter Untat mit ihrer Beute in ein anderes System zu springen. Außer freilich, sie arbeiten im Gespann, und haben ein schwerer bewaffnetes Kampfschiff und einen Frachter für die Beute... ja das klingt eigentlich sinnvoll.
Bleibt aber wie gesagt der Umstand, dass b.a.w. keine wirklich schweren Waffen hergestellt werden. Die ersten Lenkraketen im I-War werden selbstgebastelt sein müssen. ;)

Wenn mal irgendwann Schiffe als reine Kampfschiffe ausgerüstet werden, wäre darum allein aus diesem Grund der Angreifer stark im Nachteil: lokale Verteidigungsschiffe können so groß gebaut werden, wie man es sich leisten kann, während die Invasorenschiffe ja relativ kompakt sein müssen. Aber bis dahin ist sowieso noch eine lange Frist.

Zitat
Als Abwehrwaffe feindlicher Anti-Schiffswaffen ist die Coilgun also spitze, nur taugt sie imho kaum als Offensivwaffe.

So ist das ja auch gewollt.

Zitat
Wenn der Preis dafür eine komplett hergeholte Kampfentfernung ist, würde ich das zumindest noch einmal in einer ruhigen Minute überdenken. Wenn ich heute (!) in einer planetaren Atmosphäre (!!) meine Gegner aus 2.500 km (!!!) Entfernung und notfalls auch ohne direkte Linie zum Ziel (!!!!) angreifen kann, warum sollte ich dann ausgerechnet im Weltraum auf Spuckweite gehen?

Weil DU eben nicht auf 2500km kämpfen kannst, genausowenig wie der Brummilenker von der nächsten Straßenecke und auch nicht der Polizeiwachtmeister in seinem Streifenwagen oder der Bauarbeiter mit seinem Presslufthammer. Multi-Megawattlaser werden _gebaut_ als Werkzeuge für den Asteroidenbergbau, nicht als raumschiffgrillende Todesstrahlen.


Zitat
Das ist nicht korrekt. Heutige Ortungsmaßnahmen unterscheiden sich von den ersten lediglich im Feinschliff, beispielsweise ermöglichen bessere Elektronik beim Radar höhere Impulsfrequenzen und eine bessere Auswertung rückkehrender Impulse.

Inzwischen sind wir hier schon soweit, dass an _Passiv-Radaren_ entwickelt wird, die nicht mehr die Reflexionen der eigenen Strahlen messen, sondern die Anomalien im Strahlenrauschen der Atmosphäre.

Zitat
Das entsprächt ungefähr anderthalb Kilogramm TNT, was im Kampf Schiff-zu-Schiff verschwindend wenig ist. Zum Vergleich: Der Gefechtskopf eines Tomahawk-Marschflugkörper trägt knapp 450 Kilogramm TNT, also mal eben das 300fache.

Und platzt wie ein Ei in der Mikrowelle, wenn die Abwehrgeschütze auf zig km Entfernung das TNT hochjagen.
(Noch sinnloser wäre eine Atombombe: die explodiert nichtmal sympathetisch, wenn sie getroffen wird, sondern ist einfach kaputt.)

Zitat
wer sagt denn, dass man nicht auch als Eindringling Sensorketten auslegt?

Sich erstmal entsprechend breit gefächert im System zu verteilen, würde bereits Wochen oder Monate dauern. Ebenso, wie die Sensorphalangen mehrere Flugwochen (aber nur wenige Lichtminuten) vom Jumppoint entfernt sein können.

Zitat
Zusätzlich ermöglicht es auch taktische Möglichkeiten, wenn man ins Hornissennest gestochen hat, denn die Verteidiger müssen reagieren, also zum Einfallpunkt beschleunigen, wo der Angreifer inzwischen in Lauerstellung gegangen ist und schon mal eine Feuerleitlösung berechnet. Da kann man den Verteidigern schon mal ein paar Schiffe abknabbern, bevor man selbst beschossen wird. Natürlich nicht, wenn man netterweise wartet, bis dieser auf 100 Km herangerückt ist. ;)

Kommt drauf an, mit welchen Waffen man da zu kämpfen gedenkt. Wir haben ja erstmal den Punkt mit der Orbitalmechanik: wer neu im System ankommt, befindet sich in keiner Umlaufbahn, sondern fällt erstmal auf die Sonne zu. (Allein die Sonneneinstrahlung auf die Schiffe am Sprungpunkt hat schon wieder eigene Implikationen; Wärmemanagement und so.) Von dieser Position aus auf größere Distanz anrückende Verteidiger zu beschießen, kann man mit chemischen Raketen schonmal vergessen, weil die nicht die notwendige delta-V dafür aufbringen können. Und fusionsgetriebene Raketen wären wieder ein bißchen teuer in der Anschaffung.

Wer den Jumppoint halten will, muss entweder permanent die Fallbeschleunigung der Sonne ausgleichen (selbst wenn das nur ein paar cm/s² sind, summiert sich das über die Wochen schon auf), oder in einen engen Orbit um die Sonne einschwenken. Könnte lustig werden.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 26.03.2013 | 23:55
Sonnensegel helfen beim Schweben am Sprungpunkt.

Da haette man auch gleich eine typische optik der nadir-und apexstationen.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: SeelenJägerTee am 27.03.2013 | 01:39
OK ich hab bin jetzt hier als Quereinsteiger und mir fehlt der Verlauf des Fadens bisher.
Ich habe also nur die letzte Seite hier gelesen.
Falls ich also am Thema vorbei laber bitte entschuldigen.

Du redest hier von leichter Defensivbewaffnung und ziehst dann als Vergleich den Lasterfahrer und den örtlichen Polizisten ran.
Wenn wir uns in dieser Kategorie bewegen, dann ist die ganze Überlegung doch eh ziemlich theoretischer Natur. Wie oft kämpfen schon zwei Lastwagenfahrer auf der Autobahn gegeneinander.
Ne so wie mir das hier erscheint beschreibst du hier eine Grundannahme unter der jeder Frachter eine Kanone mit hat, damit er sie nicht benutzen muss. Ein potentieller Räuber tastet das Schiff ab, erkennt dass es eine Waffe hat (oder auch nur eine Attrappe) und überfällt es deswegen nicht.

Da komme ich zum nächsten Punkt. Du redest von Sprungpunkten aus denen man austritt und nicht im Orbit ist sondern dann auf die Sonne zu fällt.
Dem entnehme ich dass du einen nicht orbitalen Sprungpunkt irgendwo im leeren Raum hast - ich schätze mal oberhalb der Scheibe des Sonnensystems wenn hier vom "Auftrieb" durch den Sonnenwind die Rede ist.
Da frage ich mich wo sich denn ein potentieller Pirat überhaupt verstecken sollte? Wenn du nicht durch einen Asteroidengürtel fliegen musst (was du wohl tunlichst vermeiden würdest wenn du eh "oberhalb" des Systems startest) gibt es einfach kein Versteck wo sich ein Pirat auf Lauerstellung legen könnte.
Da du ja hard-Sci-Fi machen willst gehe ich mal davon aus, dass sich die Leute auch logisch verhalten sollen und nicht wie die üblichen klische-Fantasy-Räuber, die mit Messern bewaffnet die Heldengruppe in Vollplatte überfallen obwohl sie wissen müssten, dass sie keine Sonne haben.
Dann hast du aber das Problem, dass sich niemand auf einen Kampf einlassen würde, wenn er nicht haushoch überlegen ist.
Deine leichte Defensivbewaffnung kommt deswegen schon zwei mal nicht zum Einsatz. Der einzige plausible Raumpirat wäre somit ein sanktionierter Freibeuter, der von einer Nation/Planet/Whatever mit einem überlegenen Raumschiff versorgt wird - und das ist aus Spieltechnischer sich scheiße wenn die SC von was überfallen werden wo sie genau wissen, dass sie keine Chance haben.

Ich seh' hier unter der Hard-Sci-Fi prämisse echt nicht so wirklich eine Situation, in der zwei Raumschiffe im Kontext der leichten Defensivbewaffnung aufeinander schießen sollten. Ich kann mir da keine plausiblen Kämpfe vorstellen, an denen SC beteiligt sein könnten.
Warum kommen in diesem Zivilen Umfeld heute Leute meistens zu schaden? Irgend jemand war auf Streit aus und hat sich ein Gesicht gesucht, das er mal einschlagen kann (1) oder emotionale Beziehungstaten (2) oder jemand mit Waffe überfällt jemanden ohne (3).
Der letzte Punkt fällt weg, weil du entweder erkennen kannst dass der Gegner ne Waffe hat oder du davon ausgehen kannst, dass er eine hat. Die ersten zwei dürften auch eher weniger anzutreffen sein, wenn Leute in teuren Raumschiffen unterwegs sind.
Das ist irgendwie nicht die klassische Klientel für Verhalten Nummer 1 und falls sie Nummer 2 an den Tag legt wahrscheinlich eher nicht in ihrem Raumschiff und schon gar nicht von ihrem Raumschiff gegen ein anderes.


Dann redest du noch von Unabhängigkeitskriegen und dass die ersten Waffen dort wohl heimgewerkelt werden müssen.
Du hast also irgend ne Kolonie, die sich - im übertragenen Sinne - ihre Waffen in der Garage zusammenschraubt. Und die sollen damit allen ernstes gegen irgend jemanden Antreten können? Gerade weil im Weltraum eben keine Heimlichkeit existiert können die das doch gleich lassen. Die Nation von der sie losbrechen wollen schickt einfach ein Kriegsschiff los, das nach der von dir vorher bemängelten Logik von Lancester aufgebaut ist und die Rebellen einfach outgunned.
Sobald sich die Kolonie lossagt kommt also das Mutterland und übernimmt den Weltraum im System - damit können sie aber nicht viel anfangen, weil sie den Planeten nicht erreichen können - denn auf dem haben die Verteidiger potentiell schon den dicken Defensivlaser aufgebaut.

Jetzt würde man mal meinen, dass die Leute das wissen. Wenn jetzt nicht jemand vergessen hat die Geschichte zu studieren, dann wissen die Mutterländer, dass es passieren kann, dass sich eine Kolonie unabhängig erklärt. Deswegen trifft man da schon im Vornherein Gegenmaßnahmen.
Spontan könnte ich mir folgendes vorstellen: Du baust einfach ein Atomraketensilo auf deiner Kolonie auf das du mit Leuten besetzt die du von der Heimatwelt einfliegst, die dort sechs Monate dienst tun und dann ausgetauscht werden. Herzlichen Glückwunsch wenn ihr unabhängig werden wollt können wir euch in den atomaren Winter schicken. Problem gegessen.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 27.03.2013 | 02:30
Das Thema hatten wir glaub ich schonmal: die benötigte Größe von Sonnensegeln, um einen Statiten an einem Punkt zu halten, ist unabhängig von der Entfernung zur Sonne immer 632m² pro kg Gesamtmasse. Das ist erstens schon ziemlich viel Fläche für sich genommen (man stelle sich die notwendige Fläche für ein 1000t-Schiff vor), und dann hat ja schon das Segel selbst eine gewisse Masse, die dagegen aufzurechnen ist.

Spaßeshalber mal recherchiert: Haushalts-Alufolie ist etwa 10µm dick und wiegt dementsprechend etwa 27g/m². Verdachtsgooglengibt man, es gibt Alufolie auch 1/10 so dick, also 1µm, dann wiegt sie 2,7g/m². 632m² kämen dann immer noch auf 1,7kg -- deutlich mehr, als das Segel überhaupt halten kann. Man bräuchte also bei einem Material ungefähr dieser Dichte eine Folie von maximal 0,1µm Dicke, damit es irgendwie tragfähig wird.
Sowas mag es vielleicht geben (vielleicht ist auch hier wieder Kohlenstoff das Zauberwort), aber wie gesagt -- um ein 1000t-Schiff an sowas aufzuhängen, bräuchte man ein Segel von 28 Kilometer Kantenlänge. Das erscheint mir auf den ersten Blick doch etwas unpraktisch.

Ich habe inzwischen etwas weiter gesponnen und dachte, ich hätte eine gute Idee gehabt, aber leider bremst diese sich selber aus. Ich möchte sie aber dennoch vorstellen:
Man denke sich eine derartige Raumstation -- in zivilen Zeiten, zur Betankung von eintreffenden Schiffen. Ein Depot mit sagen wir knapp 10.000t Treibstoff. Aufgehängt an einem ca 90x90km großen Segel.
Der Vorteil wäre: ein Sternenschiff müsste nicht viel Treibstoff durch den Sprung mitschleppen, und hätte somit mehr Tonnage für Nutzlast zur Verfügung. Nach Ankunft tankt es am Depot auf und tuckert weiter zum Zielplaneten.

Warum das nicht funktioniert: der Treibstoff (Wasser) muss ja irgendwie zum Depot gebracht werden. Je nach System von ziemlich weit weg; im Falle unseres Sonnensystems z.B. von Saturn (dessen Ringe sind ein schier unerschöpfliches Reservoir).
Normalerweise wird man Wasser aus Kostengründen billigst verschicken: ein Schlepper beschleunigt die Ladung auf einen Hohmann-Transit, löst sich und fliegt wieder zum Startplaneten zurück. Am Ziel warten ein weiterer Schlepper, der die Ladung auffängt. Eine handvoll Schlepper können so tägliche Lieferungen quer durchs Sonnensystem abwickeln, wodurch das Wasser auch im inneren System relativ billig angeboten werden kann.
Dies wäre aber umso schwieriger, wenn die Ladung a) aus der Ekliptik heraus beschleunigt und b) am Ziel auf 0 abgebremst werden muss. Die Details habe ich nicht ausgerechnet, aber ich habe so den Verdacht, dass das die Wasserlieferungen derart verteuern könnte, dass sich der Aufwand nicht lohnt.

In einem weiteren Beitrag werde ich mal die Methode des "Zuwerfens" quer durchs Sonnensystem näher beleuchten und durchrechnen.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 27.03.2013 | 03:11
@SJT:
Vieles von dem, was du ansprichst, steht und fällt mit den Eigenheiten des FTL-Prinzips.
teilweise hast du recht: ich habe z.B. noch nicht im Detail eruiert, wie etwaige Raumpiraten arbeiten würden. Aber da sehe ich schon ein paar Möglichkeiten:
der Pirat könnte irgendwo im System starten und ein abfliegendes Schiff beobachten, das einfach nur in Sensorreichweite sein muss. Aus dessen Vektor lässt sich ablesen, in welches System es springen will. Der Pirat nimmt den gleichen Vektor ein und springt hinterher.
Eventuell -- das habe ich noch nicht entschieden -- kommt er sogar vor dem Opfer dort an, weil er weniger Masse hat. Dann kann er sich am Sprungpunkt auf die Lauer legen und auf die Ankunft des Händlers warten.

Oder er befindet sich in einem Orbit relativ nahe um die Sonne. Dabei ist es unwichtig, ob er währenddessen entdeckt wird oder nicht -- du kannst auch den ganzen Tag vor der Sparkasse stehen, wenn's dir Spaß macht, ohne dass die Polizei eine Handhabe hätte, selbst wenn sie vermuten dass du einen Banküberfall planst. Erst recht nicht, wenn die Polizei einen Anfahrtweg von 2 bis 4 Wochen hätte. Wenn ein ankommender Frachter in Richtung eines besiedelten Planeten beschleunigt, setzt der Pirat zur Verfolgung an und stellt den Frachter irgendwo im tiefen Raum.

Wie ein Pirat seine Chancen verbessert, gegen einen Frachter zu gewinnen, hängt von seiner Findigkeit ab. In beiden Fällen gilt: Wenn er die Begegnung mit intaktem Schiff überlebt, geht er auf Sprungvektor und setzt sich in ein anderes System ab, wenn er in diesem System Strafverfolgung zu befürchten hat.

Es gibt allerdings noch andere Punkte, die gegen die Existenz von Piraten überhaupt sprechen können. Beispielsweise könnten sich die Frachterkapitäne zur Angewohnheit machen, ihre Frachtcontainer mit Totmanngesteuerten Sprengsätzen zu riggen. Tötet der Pirat die Frachterbesatzung, explodiert die Ladung. Zwingt der Pirat die Zivilisten zum Abwurf der Ladung, explodiert sie sobald sie außer Funkreichweite ist. Und so weiter. Das blöde ist, so cool der Piratentropus auch ist, es ist ziemlich schwierig ihn zum funktionieren zu bringen.

Ein anderes denkbares Szenario für Raumschiffkampf wäre: Schmuggler wird von Sicherheitskräften gejagt.

Und wie gesagt, die Bewaffnung ist in erster Linie und offiziell dazu da, um das Schiff vor Kollisionen mit Objekten zu schützen, die zu spät detektiert werden um ihnen auszuweichen. Aber man kann natürlich auch versuchen, sich damit gegen Räuber zu wehren.

Die Kolonialmächte versuchen, die Kolonien dadurch unter der Fuchtel zu halten, dass diese keine Hightech (wie Raumschiffe) selber bauen können. Aber wenn die Kolonien sich diese Fähigkeit irgendwann dennoch aneignen, werden die Karten neu gemischt.
Wie gesagt, gibt es eine Obergrenze für die Schiffsmasse bei Raumsprüngen. Deswegen kann die Erde kein 10.000-Tonnen-Schlachtschiff schicken, das mal eben aufräumt. Die Kolonien können jedoch versuchen, so große Schiffe zur Systemverteidigung zu bauen -- wenn sie's von den Ressourcen her gestemmt kriegen.
Das Szenario mit der Atomcrew ist eher unwahrscheinlich; entweder die Silos wären komplett isoliert, dann kann man sie mit falschen Informationen füttern, oder sie sind es nicht, dann kann man die Crew in einer Kommandoaktion Hops nehmen und hat als Bonuspreis auch noch einen Schwung Kernwaffen zum zukünftigen Einsatz gegen das Mutterland gewonnen. Wenn eine Kolonialmacht dieses Risiko einginge, wäre sie schön blöd. Davon abgesehen können die Kolonialmächte auch kein Interesse daran haben, ihre kompletten Investitionen zu vernichten.

Generell gebe ich dir recht, es gibt zumindest vor dem I-War nicht viele Szenarien, in denen zwei Schiffe gegeneinander zu kämpfen kommen. Aber das ist schon in Ordnung, soll ja auch nicht so oft passieren. Die Serenity hat überhaupt keine Bordwaffen und die Crew erlebt trotzdem spannende Abenteuer.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Dark_Tigger am 27.03.2013 | 10:52
Wenn die Kampfentfernung von vornherein nur ~100km beträgt, sehe ich nicht, wie in den paar Sekunden eine vom Ziel ausgestoßene Störwolke auch nur annähernd so weit rausdriften kann. (Und wenn die Kampfentfernung viel größer ist, kann das Ziel wiederum bequem ausweichen.)
Kurzgesagt: Weil ich auf Stunden im Vorraus weiß wo ich mich im verhältniss zum Gegner befinden werde, wenn der Tanz losgeht.
Du tust den Störsand (ich nenn das jetzt mal so) in ein Behältniss mit einer kleinen Sprengladung drin, und schiebst es mit viel Schwung in Richtung Gegner. Wenns dann los geht, sorgst du dann per Sprengladung dafür das sich der Störsand vor dem Gegner verteilt.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 27.03.2013 | 11:29
Hm, mal überlegen. Also erstmal kann das nur funktionieren, wenn die Kontrahenten sich nicht im Orbit um einen Planeten befinden, denn die Orbitalmechanik würde einem da gleich einen Strich durch die Rechnung machen. Da beide Schiffe und die hypothetische Wolke auf einer Kreisbahn mit der gleichen Bahngeschwindigkeit wären, aber die Geschosse viel schneller sind, würde man quasi "innen vorbei" schießen. Um da die Kapsel in die richtige Position zu schießen, müsste diese mit eigenen Motoren ausgestattet sein, um den passenden Orbit einnehmen zu können. Und dann könnte der Angreifer wiederum einfach (und mit wenig delta-V-Kosten) unter dieser Bahn durchtauchen.

Wenn hingegen beide Schiffe im Deep Space sind, also entweder auf die Sonne zufallend oder im weiten Orbit um die Sonne, dann könnte das funktionieren -- zumindest könnte man den Angreifer zwingen, seine Position so weit zu verändern, dass er an der Wolke vorbeischießen kann.
_Wenn_ die Wolke überhaupt den gewünschten Effekt hat, heisst das. Wenn so eine Coilgun 100 Schuss pro Sekunde raushaut (das ist auch etwa die Kadenz einer M61 Vulcan, jedoch kann die Coilgun viel mehr Munition mitführen), würden bestimmt nicht alle Geschosse so zuverlässig abgelenkt.
Ebenso sehe ich keinen Vorteil in Nanothermit: statt 100 cryogenen Geschossen im Gesamtwert von 80MJ habe ich dann womöglich ebensoviele glühende Lanzen aus geschmolzenem Metall auf mich zurasen -- klingt mir nicht grad nach einer Verbesserung der Situation.
Wenn die Benutzung desselben überhaupt einen Unterschied macht. Wie gesagt ist schon die kinetische Energie der Teilchen beim Zusammenstoß mit ~15km/s um ein vielfaches höher als die Energiedichte jedes konventionellen Sprengstoffs.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: SeelenJägerTee am 27.03.2013 | 13:08
@SJT:
[...]
Oder er befindet sich in einem Orbit relativ nahe um die Sonne. Dabei ist es unwichtig, ob er währenddessen entdeckt wird oder nicht -- du kannst auch den ganzen Tag vor der Sparkasse stehen, wenn's dir Spaß macht, ohne dass die Polizei eine Handhabe hätte, selbst wenn sie vermuten dass du einen Banküberfall planst. Erst recht nicht, wenn die Polizei einen Anfahrtweg von 2 bis 4 Wochen hätte. Wenn ein ankommender Frachter in Richtung eines besiedelten Planeten beschleunigt, setzt der Pirat zur Verfolgung an und stellt den Frachter irgendwo im tiefen Raum.
[...]
Das kann ich heute auf der Erde. Aber ich sehe keinen Grund wieso es in einem System nicht für illegal erklärt werden sollte so etwas zu tun. Der solare Orbit wird zur militärischen Sperrzone erklärt, in der sich nur Militär, Polizei und die Stadtgärtnerei aufhalten dürfen.

Da sich der Punkt wie von dir genannt gut für Piraten eignet um einen Händler abzugreifen würde er sich auch gut für die Systembewacher eignen um feindliche Eindringlinge oder Schmuggler abzugreifen. Das heißt es wäre eh logisch dort ein Militärschiff zu parken.

Zitat
[...]
Die Kolonialmächte versuchen, die Kolonien dadurch unter der Fuchtel zu halten, dass diese keine Hightech (wie Raumschiffe) selber bauen können. Aber wenn die Kolonien sich diese Fähigkeit irgendwann dennoch aneignen, werden die Karten neu gemischt.
Wie gesagt, gibt es eine Obergrenze für die Schiffsmasse bei Raumsprüngen. Deswegen kann die Erde kein 10.000-Tonnen-Schlachtschiff schicken, das mal eben aufräumt. Die Kolonien können jedoch versuchen, so große Schiffe zur Systemverteidigung zu bauen -- wenn sie's von den Ressourcen her gestemmt kriegen.
[...]
Aber wie lange braucht es so ein Schiff zu bauen?
Ich mein das passiert ja nicht über Nacht und die Mutterwelt dürfte ja anfangen was zu riechen wenn da über Monate oder Jahre im Orbit das Ding zusammengeschraubt wird.

Zitat
Das Szenario mit der Atomcrew ist eher unwahrscheinlich; entweder die Silos wären komplett isoliert, dann kann man sie mit falschen Informationen füttern, oder sie sind es nicht, dann kann man die Crew in einer Kommandoaktion Hops nehmen und hat als Bonuspreis auch noch einen Schwung Kernwaffen zum zukünftigen Einsatz gegen das Mutterland gewonnen. Wenn eine Kolonialmacht dieses Risiko einginge, wäre sie schön blöd. Davon abgesehen können die Kolonialmächte auch kein Interesse daran haben, ihre kompletten Investitionen zu vernichten.
[...]
Ich sehe das jetzt nicht so problematisch. Du kannst ja das eigentliche Silo isoliert haben und die Botschaft macht das was Botschaften überall tun: spionieren - die haben die ganzen Antennen ja nicht auf dem Dach für den besseren Radioempfang.
So eine Kommandoaktion um den Bunker zu übernehmen stelle ich mir auch eher nicht so trivial vor, wenn um das Silo 50 km Sperrzone sind. Wenn das Silo mitbekommt das es angegriffen wird drücken die ja potentiell schon den Knopf.
Das Problem, das ich eher sehe dürfte die Frage sein, ob die Besatzung im Ernstfall moralisch bereit wäre den Knopf zu drücken und so abgebrüht die Welt zu verstrahlen auf der sie gerade festsitzen.
Andererseits würde das wohl eh nicht so ablaufen, dass du gleich die ganze Welt nukest.
Ich stelle mir da eher folgendes Szenario vor.
Kolonie erklärt sich für unabhängig. Mutterland schickt einen Transporter mit 100 Soldaten und sendet die Nachricht, dass man das nicht akzeptieren könne. Man bringe 100 Mann zur Sicherung der Lage, sollten die Angegriffen werden versteht man das als Kriegserklärung. Die Kolonie schießt den Transporter ab. Das Atomarsilo feuert daraufhin auf ein kleines Dorf.
Nächsten Monat schickt die Mutterwelt 1000 Mann. Der Kolonie wird mitgeteilt, dass man diesmal 1000 Mann hat, bei deren Verlust die Hauptstadt fällig ist und die Kolonie mit dem Unsinn aufhören soll. Wenn die Kolonie jetzt einen Rückzieher macht wird sich die Heimatwelt mit einem Rücktritt der politischen Führung zufriedengeben und bietet ihnen ein Exil auf einer schönen Südseeinsel an.
Als Kolonie versuchst du diese Eskalation tunlichst zu vermeiden und empfängst den ersten Landungstrupp mit Belegten Brötchen und Tee und machst ihnen klar, dass du sie hättest umnieten können, wenn du wölltest. Das will man ja aber gar nicht, da einem ja an guten Handelsbeziehungen gelegen ist.

Ich denke nicht, dass die Frage ist OB die Heimatwelt die Kolonie halten KANN sondern eher ob sie bereit ist die KOSTEN (finanziell, moralisch, gesellschaftlich) zu tragen. Hier hat das Atomsilo gegenüber einem Haufen Soldaten den Vorteil, dass man es gleich unter Asteoridenabwehr verbuchen kann (u.U. ist das auch primär Asteroidenabwehr und wird halt nur im Ernstfall missbraucht um die Kolonie zurück in Linie zu pressen - wobei es dann natürlich für die Kolonie einfacher sein dürfte den Laden zu übernehmen).

Das Argument mit der Investition ist mMn nur begrenzt gewichtig, da es für das Mutterland egal ist, ob es seine Investition verliert, weil die ihnen weg rebelliert oder ob es sie verliert, weil es sie in die Luft jagt. Zweites hat den Vorteil, dass du allen deinen anderen Kolonien zeigst wo der Hammer hängt, hat aber den Nachteil innenpolitisch wahrscheinlich unendlich unpopulär zu sein.
Da stellt sich jetzt die Frage nach der Gesellschaftsform des Mutterlandes.
Wenn es eine fiese Diktatur Marke Stalinstan ist, dann ist dieser Effekt u.U. erwünscht, der Diktator kann nicht abgewählt werden und er zeigt der Bevölkerung zu was er bereit ist.
Wenn du eine menschenfreundliche Vorzeigedemokratie hast erübrigt sich das Problem eh, weil die der Kolonie ihre Unabhängigkeit geben würde wenn dort ein Referendum sagt, dass sie die Unabhängigkeit haben wollen.
Wenn der schnöde Mammon regiert ist die Frage einfach nur ob es sich mehr lohnt die Kosten für einen Krieg auszugeben und die Kolonie zu behalten, oder ob es sich mehr lohnt die Kolonie freundschaftlich zu entlassen und von guten Handelsbeziehungen zu profitieren.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Pyromancer am 27.03.2013 | 13:28
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Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 27.03.2013 | 14:21
Ein Grund für die leichte Bewaffnung ist natürlich, dass die Schiffe sich selbst finanzieren müssen, und jede Tonne mehr an Waffen oder Panzerung eine Tonne weniger Nutzlast bedeutet.

Ich habe ein wenig aus den Augen verloren, dass alles etwas improvisiert bleiben soll. Gerade in punkto Nutzlastoptimierung würde ich dann sogar so weit gehen, dass normale Frachter tatsächlich nur über einen Meteoritenlaser verfügen sollten. Dessen Wert in Gefechtssituationen würde bereits dadurch begrenzt, dass die Reaktoren von Frachtern auf Wirtschaftlichkeit ausgelegt sind; mehr als zwei bis drei Schuss pro Minute mit max-P wären gar nicht möglich. Außerdem ist die Zielerfassung nicht auf Kämpfe ausgelegt und auch die spezifische Leistung des Lasers dürfte eher geeignet sein, Meteoriten zu verdampfen/verschlacken, die schlimmstenfalls aus kompakten Eisen bestehen - je nachdem, was Piraten in ihre Hüllenbeschichtung investiert haben, könnten sie das womöglich in aller Ruhe aussitzen.

Zitat
Selbst Piraten (so es sie gibt) werden nicht so immens stärker bewaffnet sein, wenn ihr Plan vorsieht, nach vollbrachter Untat mit ihrer Beute in ein anderes System zu springen. Außer freilich, sie arbeiten im Gespann, und haben ein schwerer bewaffnetes Kampfschiff und einen Frachter für die Beute... ja das klingt eigentlich sinnvoll.

Sollte es nicht das primäre Ziel sein, die Prise komplett zu übernehmen? Die Fracht umzuladen kostet - je nach Art der Ladung - schließlich Zeit, in der Hilfe für die Überfallenen auftauchen könnte. Außerdem stellt auch das aufgebrachte Schiff selbst einen beträchtlichen Wert dar, man kann es verkaufen, ausschlachten oder bei der Reederei Lösegeld fordern. Dasselbe gilt auch für die Besatzung, vom Ausschlachten mal abgesehen. Obwohl, man weiß ja nie ... ;)

Zitat
Bleibt aber wie gesagt der Umstand, dass b.a.w. keine wirklich schweren Waffen hergestellt werden. Die ersten Lenkraketen im I-War werden selbstgebastelt sein müssen. ;)

Jain. Ich bin nach wie vor der Auffassung, dass Lenkwaffen (im Sinne von Luft-Luft-Raketen) zumindest den Ordnungskräften, erfolgreichen Piraten und eventuell auch den Frachtern etablierter Reedereien zur Verfügung stehen sollten.

Hier würde dann statt hochkomplexer Zielerfassungs- und Störstrategien aber eher das Modell "Pfefferbüchse" greifen: Gleich ein Dutzend katapultbeschleunigter Raketen wird auf einmal gestartet und überbrückt die gewollte Kampfentfernung von 100 Km in fünf Minuten. Das sind fünf Minuten, in denen mindestens ein Teil der Geschütze des Gegners mit der Abwehr beschäftigt ist, in denen zivile Frachter einen Vorsprung zur Flucht gewinnen können. Die Raketen, die zum Ziel durchkommen (vermutlich nur eine, bestenfalls zwei aus der ganzen Salve) wären aufgrund der kleinen Gefechtsköpfe nicht zwingend kampfentscheidend und schon gar kein One-Hit-Kill.

Sobald es vollwertige militärische Auseinandersetzungen gibt, werden die Konfliktparteien gemäß ihrer Möglichkeiten aufrüsten.
Zuerst wird man vermutlich verbessern, was man hat, also hauptsächlich die Ortungs- und Zielerfassungssysteme verbessern, mehr Redundanz bei den vitalen Schiffssystemen schaffen und die Schiffshülle punktuell verstärken.
Dadurch bewirken Treffer mit den gleichen Waffen nicht mehr so viel Schaden wie vorher und man wird die Waffen verstärken: Zusätzliche Reaktoren für Laser, um die Reflektionsfähigkeit und die Absorptionskapazität der gegnerischen Hülle zu überlasten und Raketen, die stärkere Gefechtsköpfe tragen können.
Erst wenn der Konflikt lange genug währt, wird es das geben, worüber wir zuletzt diskutiert haben, also spezialisierte Waffen, Ortungstechniken, Störtechniken, spezialisierte Schiffe, Sensornetze, orbitale und planetare Verteidungsanlagen etc. - alles Dinge, für die es zum Zeitpunkt 0 noch gar keinen Anlass gab, die also erst entwickelt und dann aufgebaut werden müssen.

Zitat
Noch sinnloser wäre eine Atombombe: die explodiert nichtmal sympathetisch, wenn sie getroffen wird, sondern ist einfach kaputt.

Nun ja, mit 4mm Geschossdurchmesser wird ein Lenkflugkörper weder geschreddert noch gebremst. Er wird vermutlich stark genug beschädigt, um nicht mehr manövrieren zu können, aber seine Geschwindigkeit und Flugrichtung behält er bei und dass auch ausgerechnet der Zünder des Gefechtskopfs beschädigt wird, wäre schon Glückssache. Das Ding bleibt dann einfach durchlöchert auf Kurs und zündet in geringstmöglicher Nähe zum Ziel.

Zitat
Kommt drauf an, mit welchen Waffen man da zu kämpfen gedenkt. Wir haben ja erstmal den Punkt mit der Orbitalmechanik: wer neu im System ankommt, befindet sich in keiner Umlaufbahn, sondern fällt erstmal auf die Sonne zu. (Allein die Sonneneinstrahlung auf die Schiffe am Sprungpunkt hat schon wieder eigene Implikationen; Wärmemanagement und so.) Von dieser Position aus auf größere Distanz anrückende Verteidiger zu beschießen, kann man mit chemischen Raketen schonmal vergessen, weil die nicht die notwendige delta-V dafür aufbringen können. Und fusionsgetriebene Raketen wären wieder ein bißchen teuer in der Anschaffung.

Es würde grundsätzlich mit Katapultstarts und/oder Boostern gearbeitet werden. Die Raketen müssen nicht langwierig beschleunigen, die beginnen ihren Marsch schon mit einer ordentlichen delta-V und können diese durch Zündung von chemischen Brennstufen operativ erhöhen. Da würde im Angriffsfall der Nachteil zum Vorteil, da man quasi aus der Sonne kommt und bereits aus einem hübschen natürlichen Hintergrundrauschen heraus angreift, welches die Ortung erschwert.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 27.03.2013 | 15:24
So, jetzt wie angedroht ein Exkurs in Sachen Transfer zwischen Planeten.

Um im Sonnensystem von A nach B zu kommen, gibt es im Prinzip zwei Möglichkeiten:
a) tangentiale elliptische Transferorbits
b) retrograd hyperboloide Orbits

Bzw beliebig viele Abstufungen zwischen den beiden Extremen "Hohmann-Transfer" (ein Sonderfall von a) und "brachistochroner Orbit" (Sonderfall von b). Der Hohmann-Transfer kostet am wenigsten Energie aber am meisten Zeit, beim brachistochronen Orbit ist es genau umgekehrt. Dazwischen liegt z.B. noch der prograde nicht-tangentiale elliptische Orbit.

Die meisten Schiffe in Redshift fliegen retrograd-hyperboloide Orbits, was im Wesentlichen Sir Isaac Newtons Ausdrucksweise für "zielen und gasgeben" ist. Man beschleunigt in fast gerader Linie auf den Punkt zu, an dem man den Zielplaneten abfangen wird, und kreuzt den Zielorbit ungefähr im 90°-Winkel. Die ausgegebene delta-V beträgt ein vielfaches des Solar Escape (42km/s).
Aus Gründen der Triebwerksleistung und Brennstoffkosten wird man dennoch nicht die ganze Zeit beschleunigen oder abbremsen, sondern in den meisten Flügen mehr oder weniger lange Driftphasen eingebaut haben. Ist die Driftphase 0, spricht man von einem brachistochronen Orbit.
An dieser Stelle kommt ein wenig Wirtschaftssimulation ins Spiel: man muss die Kosten von Brenn- und Treibstoff gegen die Kosten der Schiffsabschreibung und anderer laufender Kosten abwägen, um auf die geringsten Betriebskosten pro kg Nutzlast zu kommen. Wie im richtigen Leben gilt meist "je langsamer, desto billiger", aber manche Güter wollen möglichst schnell zum Abnehmer gebracht werden, wofür höhere Frachtraten bezahl werden müssen.

Beispiel: ein moderner Frachter würde die Strecke Erde-Saturn (im Schnitt 9AU) in ca. 4 Monaten schaffen. Die Frachtkosten betragen ca. 6cr/kg. Mit weniger Nutzlast und mehr Treibstoff könnte er die Strecke in 3 Monaten bewältigen, aber das würde die Frachtkosten auf 11cr/kg aufblähen. Umgekehrt kann er mit noch so viel Fracht noch so ökonomisch fliegen - weil ihm die Abschreibung im Nacken sitzt, sinkt die Frachtrate nie unter ca. 3cr/kg (der Flug dauert dann ca. 200 Tage). Man hat also in beiden Richtungen "diminishing returns".
Der Rückweg vom Saturn weg wäre übrigens billiger, da der Treibstoff dort quasi umsonst ist - man kann sich selbst an den Eisringen bedienen, wenn man will.

Wenn Zeit hingegen keine Rolle spielt - weil unverderbliche, billige Massengüter geladen werden - ist ein elliptischer Transfer am günstigsten.
Das sieht prinzipiell so aus:
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2d/MRO_Transfer_Orbit.png/120px-MRO_Transfer_Orbit.png)

Wenn man von innen nach außen reisen will, beschleunigt man in der Richtung seines aktuellen Orbits; dadurch trägt es das Schiff nach außen. Man muss den Transfer so timen, dass man am Ende genau dann auf dem Orbit des Zielplaneten ankommt, wenn dieser gerade an derselben Stelle ist. Dann fährt man ein Capture-Manöver und ist im Orbit des Zielplaneten.
Will man von außen nach innen reisen, zündet man im Gegenteil seine Triebwerke _entgegengesetzt_ zum aktuellen Orbit, dadurch sinkt die Bahngeschwindigkeit und man fällt nach innen.

Da man in der Regel im Orbit eines Planeten startet, kann man die Bahngeschwindigkeit um denselben "mitnehmen"; das berechnet man am besten mit der kinetischen und potentiellen Energie des Raumschiffs, da bin ich aber noch dabei mir das herzuleiten.
Der Energieaufwand ist übrigens in beide Richtungen identisch.

Der Sonderfall Hohmann-Transfer ist energetisch am günstigsten, dauert aber wie gesagt auch am längsten. Da hierzu Start- und Zielplanet auf exakt entgegengesetzten Seiten der Sonne stehen müssen (Konjunktion), muss man auch oft jahrelang auf ein Startfenster warten. In Redshift gehört diese Notwendigkeit der Vergangenheit an, und Hohmanntransfers werden nur noch von der Sorte exzentrischer Nostalgiker geflogen, die heutzutage mit Vorkriegsautomobilen Weltreisen unternehmen würden.

Um aufs vorherige Beispiel zurückzukommen: ein echter Hohmann-Transfer von der Erde zum Saturn oder umgekehrt würde 6 _Jahre_ dauern, und es gäbe nur genau ein Startfenster im Jahr. Dafür würde der Spaß nur etwa 18km/s kosten. Für alle anderen Termine müsste muss man zunehmend mehr delta-v aufbringen - aber dafür dauern sie auch nicht so lange.

Natürlich gäbe auch noch die Möglichkeit, Transfers mit Gravity Assists zu planen, aber das wird wirklich langsam unübersichtlich, und wir haben ja das Techlevel, um das ignorieren zu können. So kann man vielleicht auf der Strecke Saturn-Erde noch den Jupiter mitnehmen, wenn er grad in der Nähe ist, aber man ist nicht davon abhängig.

Im Gegenteil spart man eine Menge Zeit durch nichttangentiale Orbits. Also Orbits die, obwohl sie elliptisch sind (solange die delta-V unter dem solaren Escape liegt), mit ihrem Scheitelpunkt nicht den Zielorbit berühren, sondern darüber hinausschießen. Man kreuzt also ebenfalls den Zielorbit ungefähr im 90°-Winkel, und muss die Schwerkraft des Zielplaneten ausnutzen, um den Ellipsenflug abzubrechen und in eine planetare Umlaufbahn einzuschwenken.

Nun also wieder bzw endlich zu der Sache mit dem Wassertransport.
Wie gesagt muss das Wasser möglichst billig vom Saturn (oder dem Jupitermond Europa) ins Innere System gebracht werden. Und wie gesagt geht das nicht, solange die ganze Zeit eine Betriebskostenuhr mittickt, während ein Schiff monatelang unterwegs ist. Darum die Idee, die Eisblöcke lediglich mit einem "Schubser" auf die Reise zu den Inneren Planeten (inkl Mars) zu schicken. Wobei Schubser jetzt harmloser klingt als es gemeint ist. Ein Schlepper beschleunigt seine Last erst 1-2 Tage, dann klinkt er sie aus und fliegt selbst wieder zum Saturn zurück. Wenn der Eiswürfel den Erdorbit erreicht, muss er von einem weiteren Schlepper abgefangen werden. Um nicht gleich wieder die Hälfte des gelieferten Treibstoffs für seinen eigenen Capture zu verbraten, muss man wieder ein wenig in die Trickkiste greifen. Ideal ist die Situation, wenn der Trajekt die Ladung prograd tangential zum Erdorbit eintrudeln lässt - das sind dann gleich 30km/s weniger, die man rausheizen muss. Nun hat man aber diese Situation nur wenige Monate im Jahr -- den Rest der Zeit ist die Erde schlicht nicht da, wo der Eisklotz idealerweise ankommen müsste.
Also wäre wohl zu überlegen, den Würfel so um die Sonne herumzuschießen, dass er quasi die Erde von hinten einholt. Ob der Eumel jetzt 9 oder 12 AU weit unterwegs ist, macht das Kraut auch nicht mehr so fett. Es mag aber vorkommen, dass dann mal wochenlang gar keine Lieferung eintrudelt, und dann gleich ein ganzer Haufen gleichzeitig, weil ja jede Fuhre eine etwas andere Bahn hatte.

Ziel der Übung ist jedenfalls, dass auch der empfangende Schlepper nur etwa 3 Tage mit einer Lieferung beschäftigt ist. Somit mag die Ladung zwar irgendwas zwischen 1 und 6 Jahren unterwegs gewesen sein, aber verschlingt in der ganzen Zeit dennoch nur 6 Betriebstage.

Nach meinem vorläufigen Rechenmodell könnte es dann darauf hinauslaufen, dass am Ende 4000 Tonnen Wassereis im Erdorbit ankommen, und die Kosten für die 6 Tage Schlepperbetrieb würden sich auf ungefähr 1,2 Millionen Credits betragen. Macht also umgerechnet 0,30cr pro kg im Erdorbit. Da die Treibstofflieferanten ja auch ihren Gewinn haben wollen, kann man vielleicht einen Marktpreis von 0,4-0,5cr/kg an der Pumpe erwarten. Was durchaus zu meinem restlichen Regime passt.

Natürlich kann sich der Wasserpreis von System zu System unterscheiden, je nachdem, wo man das Eis hernimmt.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Quaint am 27.03.2013 | 16:49
Hochfaszinierender Thread. Da lernt man doch einiges.

Was die Waffentechnologie angeht: Für später mal mit professionellen Waffen wären vielleicht auch fusionsgetriebene Lenkwaffen denkbar, je nachdem wie man die Machbarkeit einschätzt dann eben noch mit nuklear-gepumpten Gammalasern als Gefechtskopf (also quasi eine Atomexplosion, die ein paar % oder Promille ihrer Leistung in einem direktionalen Gammapuls abgibt). Die hätten den Vorteil einer ordentlichen Wirksamkeit, und das ohne zu nah an die gegnerische Abwehr kommen zu müssen.

Ne denkbare Alternative für den Gefechtskopf wären eben Kanister-Ladungen die viele dutzende oder hunderte chemische Raketen absetzen. Man arbeitet ja heute schon an so Späßen wie gelenkten 70mm Raketen, die dann direkt im Paket verwendet werden. Natürlich müssten die grundlegend schon den grob richtigen Vektor haben, so von der fusionsgetriebenen Trägerrakete her, und den chemischen Antrieb nur für letzte Anpassungen hernehmen. Im Extremfall könnten die dann auch alle nuklear bestückt sein. Ne superkritische Masse Uran wiegt schließlich je nach Anreicherungsgrad 10kg oder weniger und so lässt sich mit ordentlich fortschrittlicher Technik ein Atomsprengkopf so im Format einer 1l Colaflasche sicherlich realisieren.

Solche Raketen wären aber vermutlich recht teuer, gerade wenn Fusion noch eine "moderne" Technologie ist. Aber dann könnte man eben recht kleine Raumschiffe bauen, die dann eben ne handvoll von diesen Raketen (je um die 100t oder so) mitführen, sprungfähig sind und mit denen nicht unbedingt gut Kirschen essen ist, auch wenn man die Verteidigungsschiffe größer bauen kann.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 27.03.2013 | 17:36
@Pyromancer:
ich fürchte, ich habe noch nie von dieser Trilogie gehört. Hört sich aber gut an; wenn du es noch irgendwie rausfindest, will ich es auch wissen. =)
Die Story erinnert an Elemente aus diversen Heinlein-Geschichten, die dafür vielleicht Pate gestanden haben könnten.

@SJT:
Zitat
Das Argument mit der Investition ist mMn nur begrenzt gewichtig, da es für das Mutterland egal ist, ob es seine Investition verliert, weil die ihnen weg rebelliert oder ob es sie verliert, weil es sie in die Luft jagt. Zweites hat den Vorteil, dass du allen deinen anderen Kolonien zeigst wo der Hammer hängt, hat aber den Nachteil innenpolitisch wahrscheinlich unendlich unpopulär zu sein.

Quark, es ist ein Unterschied ob ich einfach weniger Profit aus dem Handel mit den Kolonien ziehen kann, weil die jetzt ein größeres Stück vom Kuchen behalten wollen, oder es ich auf den kompletten Handel verzichte und dazu noch alles in den Wind schreibe, was ich bisher reingebuttert habe.

Ich habe ja eine nach wie vor unvereinigte Erde, in der mehrere Nationen miteinander wetteifern -- da ist es auch durchaus denkbar, dass einige Nationen heimlich die Unabhängigkeitsbewegung in fremden Kolonien unterstützen. Aber primär und offiziell werden sie ein Abkommen haben, den Status Quo zu erhalten.
Die Kolonialmächte wiederum gibt es in verschiedenen Geschmacksrichtungen: imperialistisch, autoritär, totalitär, analogdemokratisch, plutokratisch, libertär, Kombinationen daraus, und vereinzelt auch mal ein netter.
Also insofern gibt es sicher Unterschiede darin, wie die Mutterländer mit etwaigen unbotmäßigen Kolonien umspringen werden. Aber nichtmal die Chinesen würden ihre eigenen Leute atomisieren.

Achja, das erinnert mich an den ehemaligen Webcomic "Escape From Terra": ein libertäres Propagandagarn hoch drei. Da gibt es einerseits die bürokratisch-autoritäre Erde ("United World"), und andererseits neben Mars und Venus-Orbital auch noch die libertär-anarchistischen Cereaner. Als letztere eines Tages den UW-Steuereintreiber wieder heimschicken (oder besser gesagt, kurzerhand für ihre Sache abwerben), kommt nach einiger Zeit die Erd-Armada. Erst versuchen sie es mit militärischer Drohkulisse, werden aber von den laserbestückten Bergbauschiffen in die Schranken gewiesen bevor sie ihr volles Potential entfalten können. Die Atempause nutzen die Cereaner, um einen Medienstream zur Erde einzurichten -- und da dort in der Tat bei der Bevölkerung nicht gut ankommt, dass schwerbewaffnete Kampfschiffe harmlose Kolonisten bedrohen, muss die Flotte zurückgezogen werden.
Später versucht es die UW nochmal, indem sie Soldaten auf Landgang nach Ceres schickt, mit der Absicht dort einen Zwischenfall zu provozieren, so ähnlich wie von dir ausgemalt. Die Cereaner riechen aber den Braten und verhalten sich so gastfreundlich wie Hawaiianer auf Dope.

--

Mit Yerhos Aufsatz muss ich mich nochmal gesondert auseinandersetzen, aber so spontan meine ich, dass das schon eher in die Richtung geht, die ich mir vorstelle.
Nur ein paar wichtige Anmerkungen:

Piraten -- "komplette Prise" kannst du vergessen, weil die Zivilisten überhaupt keinen Anreiz haben, den Piraten ihr Schiff zu überlassen. Wenn sie so oder so draufgehen würden, können sie sich auch genausogut selber in die Luft sprengen. Ich erinnere daran, wie in die Enge getriebene Ratten (oder andere Tiere) zu reagieren pflegen: die ergeben sich nicht in ihr Schicksal, sondern kämpfen wie die Furien.  Nein, Piraten sind von jeher am ehesten dann erfolgreich, wenn sie ihren Opfern eine Option geben, aus der Nummer wieder rauszukommen. Also, sich mit den Frachtcontainern zufriedenzugeben.

Kurze Anmerkung noch zu den Coilguns, ich habe jetzt mal das Standardmodell auf 10mm umdefiniert -- bzw eigentlich war das Rohr sowieso auf 10mm ausgelegt, aber ich hatte die vorher als Sabotgeschosse definiert, da ich Penetration für wünschenswert hielt. Unter Umständen will man vielleicht auch noch deutlich größere Kaliber bei umso kürzeren Projektilen haben, aber das kommt mir komisch vor.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Lichtschwerttänzer am 27.03.2013 | 18:25
(Klicke zum Anzeigen/Verstecken)
iirc von Harry Harrison


btw , wie wäre es wenn das Mutterlandeiner Kolonie den Status eines Dominion/Commonwealth oder Teil des Staates so a la Bundesland/Staat anbieten würde bzw ihr das schon beim Beginn zusagen würde?
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Pyromancer am 27.03.2013 | 18:39
@Pyromancer:
ich fürchte, ich habe noch nie von dieser Trilogie gehört. Hört sich aber gut an; wenn du es noch irgendwie rausfindest, will ich es auch wissen. =)

Schwerttänzer hatte recht: Die "Homeworld"-Trilogie von Harry Harrison. Um Raumkrieg geht's im letzten Band, "Starworld"/"Sternwelt". Und ich hätte gewettet, dass das eine deiner Inspirationsquellen war. ;)
(Die Bände stehen übrigens gerade bei Amazon gebraucht für je 1 Cent drin.)
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Funktionalist am 27.03.2013 | 18:56
Das Thema hatten wir glaub ich schonmal: die benötigte Größe von Sonnensegeln, um einen Statiten an einem Punkt zu halten, ist unabhängig von der Entfernung zur Sonne immer 632m² pro kg Gesamtmasse.
http://www.mps.mpg.de/dokumente/publikationen/pa/pa_9907_sonnenatmosphaere.pdf
Ist so ein ganz altes Blatt. Aber man sieht auf Seite 4, dass der Sonnenwind in Pol(winkel)nähe wesentlich schneller weht als am Äquator. Beziehen sich die 632m^2 auf die Region über den Polen oder überm Äquator?


@Weg zum Sprungpunkt

Der verliefe doch grundsätzlich über einen Schwenk um die Sonne, oder?
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 27.03.2013 | 19:05
Zum Thema Wassertransport eine Anregung: Man könnte bestimmte Segmente von Raumschiffen, zum Beispiel den Antikollisions-Frontschild, modular gestalten und wann immer passend bei einem solwärtigen Trip durch ein Modul aus Eis ersetzen. Damit hätte man ohnehin notwendige, aber wertlose Masse durch Wertmasse ersetzt. Dabei kommt pro Trip nicht viel mit, aber in der Summe läppert sich das schon und bereitet einen nur geringfügigen Mehraufwand.

Piraten -- "komplette Prise" kannst du vergessen, weil die Zivilisten überhaupt keinen Anreiz haben, den Piraten ihr Schiff zu überlassen. Wenn sie so oder so draufgehen würden, können sie sich auch genausogut selber in die Luft sprengen.

Stimmt, die Opfer von Piratenüberfällen haben in jüngster Zeit immer bis aufs letzte Brotmesser gewehrt und den heroischen Freitod gewählt, statt sich zu ergeben und von ihrer Reederei ausgelöst zu werden. ;)

Mal wieder ernsthaft: Das Ganze steht und fällt doch damit, wie die Erfahrungen in solchen Fällen aussehen. Wenn die Frachtercrews wissen, dass sie für die Piraten den Wert eines Lösegelds besitzen und daher üblicherweise nicht über die Planke durch die Luftschleuse hinaus geschickt werden, sehen sie nicht dem sicheren Tod ins Auge. Sie nicht dem sicheren Tod ins Auge sehen zu lassen ist - aus den von Dir genannten Gründen - im Interesse der Piraten, weshalb sie entschlossen, aber nicht unnötig brutal vorgehen werden.

Dann ist zu berücksichtigen, dass Space-Age-Piraten nicht die verrohten Analphabeten früherer Jahrhunderte sind, selbst wenn Geiselnahme nicht integraler Bestandteil des Geschäfts ist und auf die im Falle der Festnahme nicht ohnehin nur der Galgen wartet, die also nichts zu verlieren haben, egal wie schonend oder brutal sie vorgehen. Das sind vielmehr Leute, die ein Raumschiff führen und unter widrigen Umständen in Schuss halten können - also schon eher intellektuelle Kriminelle, eventuell angereichert um ein paar technisch weniger qualifizierte Gasten für's Grobe, wenn doch mal wer den Helden spielen will. Geht man zu brutal vor, werden die Forderungen nach sofortigem Handeln der offiziellen Stellen so laut, dass eine ernsthafte Piratenhatz losgeht, mit null Toleranz und Standgerichten, weshalb es auch im Interesse von Piraten liegt, die Eskalation zu minimieren.

Wenn Du Piraten zutraust, dass sie zur Wahrung eines gepflegten Umgangs mit ihren Opfern Umstände in Kauf nehmen, auf Beute verzichten und die Besatzung am Leben lassen, warum traust Du ihnen dann nicht zu, einfach nur die Besatzung am Leben zu lassen? Die Optionen sind doch:


Wenn wir jetzt mal davon ausgehen, dass Piraten maximalen Gewinn erzielen wollen, aber nicht zwingend sadistische Psychopathen sind, kommen am ehesten die Varianten 1 und 2 in Frage.

Zitat
Kurze Anmerkung noch zu den Coilguns, ich habe jetzt mal das Standardmodell auf 10mm umdefiniert -- bzw eigentlich war das Rohr sowieso auf 10mm ausgelegt, aber ich hatte die vorher als Sabotgeschosse definiert, da ich Penetration für wünschenswert hielt. Unter Umständen will man vielleicht auch noch deutlich größere Kaliber bei umso kürzeren Projektilen haben, aber das kommt mir komisch vor.

Ich halte es für richtig. Penetration ist schon wichtig, um die Hülle zu durchschlagen, aber ab einem bestimmten Punkt bringt es nichts mehr, die Penetrationsstärke zu maximieren, wenn die Penetration nicht das ist, was den eigentlichen Schaden verursacht. Geschossgeschwindigkeit, -querschnitt und -masse müssen ausgewogen sein. Was Du willst/brauchst ist HEIAP (http://en.wikipedia.org/wiki/High_Explosive_Incendiary/Armor_Piercing_Ammunition), wobei Du den Aufbau prinzipbedingt bei Verwendung von Coilguns spiegeln, also die Brandladung hinter den Wuchtkern legen müsstest. Durch das Mehrkomponentengeschoss steigt allerdings der Querschnitt um das Doppelte und das Gewicht etwa um das 20fache. Ich habe das jetzt nur überschlagen, aber wenn Du die Lauflänge der Coilgun um einen Meter erhöhst, sollten trotzdem noch etwa 6 km/s drin sein und wenn das Ding trifft, geht auch ordentlich was kaputt.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 27.03.2013 | 19:35
@Roman: hervorragend, werd ich mir eins schießen.

@DK:
nicht zwingend, meine ich. Ich bin jetzt nicht der Experte für Flüge aus der Ekliptik heraus, aber prinzipiell müsste man auch direkt drauf zuhalten können.
Man muss ja generell nur in Ausnahmefällen zum Sprungpunkt hinfliegen - es ist ja im Allgemeinen nur der Ankunftspunkt; abfliegen kann man von überall.

@Yerho:
das Problem mit den bzw für die Piraten ist, dass im Unterschied zu heute - aufgrund gesellschaftlicher Veränderungen in mehreren Nationen - ein gut Teil der Frachter / Kauffahrer nicht großen Reedereien gehört, sondern genossenschaftliches Eigentum der Besatzungen selbst (freilich auf Pump finanziert). Das ist also nicht ihr unterbezahlter Job mangels besserer Alternative (wie das bei heutigen Seeleuten der Fall ist), sondern ihre unersetzliche Existenz. Da würde ich mich wirklich nicht drauf verlassen, dass diese Klientel beim ersten Anzeichen eines Piraten sich freiwillig in die Beiboote setzt.

Das ließe sich einzig durch Existenz entsprechender Versicherungen auflösen -- aber mal ehrlich, würdest du wirklich ein Rollenspiel zocken wollen, in dem es um _Versicherungsprämien_ geht?
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Gasbow am 27.03.2013 | 22:12

Ich antworte hier mal auf Feuersängers Beitrag aus dem Nachbarthread, da die Antwort dort doch recht off topic wäre.
Zitat
Das ist genau son Punkt, an der Autor von heute die Computertechnologie verflucht. =D Hatten wir ja im anderen Thread.

Ob es heute schon eine Software bzw Autopiloten geben könnte, die ein Schiff spontan (ohne langwierige Planung) von hier zum Jupiter bringen könnte, quasi auf Knopfdruck und idiotensicher, sei mal dahingestellt.
Aber wenn Computer allein in den nächsten 2 Jahrzehnten nochmal 1000x stärker werden, dürfte das wohl wirklich kein Problem mehr darstellen.

Ihr kennt ja vielleicht die Simulation "Orbiter". Dafür gibt es ein sehr realistisch anmutendes Plugin namens TransX, welches ein Programm zur Durchführung von interplanetaren Missionen darstellt. Da es über das Cockpit-MFD gesteuert wird, ist es wahnsinnig unkommod zu bedienen. Prinzipiell lässt es sich in, sagen wir mal: wenigen Stunden erlernen, damit umzugehen.
Technisch würde ich sagen, ist es etwa auf dem Stand von 1990 oder früher. Wenn ich mich recht entsinne (kann grad nicht nachschauen), ist es etwa 500K groß.

Wie dem auch sei: ein simulierter Flug von der Erde zum Mars ist immer noch kein Pappenstiel. Ich weiß, wie man TransX bedient, ich kann den Kurs plotten, ich kann sogar die Mid-Flight Kurskorrekturen vornehmen. Und dennoch: oft geht mir auf den letzten "Metern" etwas schief, wenn ich Mars schon in Sichtweite habe und nur noch ein seinen Orbit einschwenken müsste.
Teilweise liegt das glaub ich daran, dass TransX einige Vereinfachungen vornimmt, die man als Pilot von Hand bzw nach Gefühl ausgleichen muss: es nimmt vielleicht an, dass die delta-V augenblicklich eintritt (statt über mehrere Minuten), und es rechnet per der Kursprojektion nicht die Schwerkraft der Planeten mit ein.

Was ich damit sagen will: mit einem Programm wie TransX verlangt der interplanetare Flug durchaus noch einiges an Skill, Übung und ein gewisses Maß an Intuition. Wäre die Technik auf diesem Maß eingefroren, hätte man Pilotenraumschiffe.
Aber wie gesagt, vermutlich wären da heute schon ganz andere Kaliber möglich, nicht auszudenken was man da in 200 Jahren machen kann.
Einen optimalen Kurs zu berechnen ist aber auch nicht gerade trivial.
Es sind ja zwei paar Schuhe eine Simulation zu machen, die sich als Spiel echt anfühlt (wie TransX) und eine Simulation zu machen, die tatsächlich die Realität hinreichend genau darstellt.

Die Bewegungen des Raumschiffes werden ja jetztentlich durch ein System von partiellen Differentialgleichungen bestimmt. Für diese Gleichungen lassen sich auch im allgemeinen keine analytischen Lösungen finden, man ist also tatsächlich von Computern abhängig.
Den optimalen Kurs zu bestimmen ist dann ja ein Optimierungsproblem mit diesen Differentialgleichungen als Randbedingen.
Das ist schon anspruchsvoll, aber eben lösbar und man kann ja davon ausgehen, dass eine Gesellschaft, die zivile Raumfahrt im großen Stil betreibt, diese mathematischen Probleme hinreichend gut lösen kann.

Der Mensch ist als Raumfahrer jetztendlich nur dazu da, Entscheidungen zu treffen, wenn Dinge nicht nach Plan laufen.
Man kann sicherlich postulieren, dass in der interplanetaren Raumfahrt eigentlich keine Probleme auftreten, die von einem Mensch, aber nicht von einem Computer gelöst werden können. Allerdings kann man meiner Meinung nach auch plausibel das Gegenteil annehmen.
Menschen können durchaus ihre Rechtfertigung auf realitischen Raumschiffen haben, allerdings sollte diese nicht in Dingen bestehen, die Computer einfach besser können, wie z.b. Kurse berechnen.
Der 08/15 Raumfahrer wird einen recht langweiligen Job haben, aber Rollenspieler tendieren ja dazu in Situationen zu kommen, die nicht nach Plan laufen.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 28.03.2013 | 01:49
Hinweis auf einen neuen Thread im SwoF-Bereich zum Thema Hohmann-Transfers:
http://tanelorn.net/index.php/topic,83158.msg1675919.html#msg1675919
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 28.03.2013 | 03:29
Achja, den Beitrag hätt ich fast aus den Augen verloren.

Was die Waffentechnologie angeht: Für später mal mit professionellen Waffen wären vielleicht auch fusionsgetriebene Lenkwaffen denkbar, je nachdem wie man die Machbarkeit einschätzt dann eben noch mit nuklear-gepumpten Gammalasern als Gefechtskopf (also quasi eine Atomexplosion, die ein paar % oder Promille ihrer Leistung in einem direktionalen Gammapuls abgibt).

Fusionsgetriebene Lenkwaffen halte ich innerhalb dieses Settings für nicht praktikabel, aus verschiedenen Gründen. Erstens würde ich mal schätzen, dass sich ein Fusionsreaktor nicht beliebig miniaturisieren lässt. Und viel wichtiger noch, der Grund den du selber schon vermutest: die Dinger sind viel zu teuer, um sie für solche Späße zu verheizen.
Was eher im Bereich des Möglichen läge, wäre etwas, das in Richtung des klassischen Einmannjägers ginge, oder eher plausibel ein automatisch gesteuerter Raketenbus wie du ja auch vorschlägst. Das hatten wir auch schonmal in einem anderen Thread (von Grey, wenn ich mich recht entsinne). Problem: Burnsides' Nulltes Gesetz, das da grob gesagt lautet: vollautomatische Waffensysteme sind langweilig.

Die bombengepulsten Gammalaser hingegen sind komplett außen vor. Das darf ich im Sinne der Hard SF bestimmen, weil nicht raus ist, dass man so eine Waffe tatsächlich bauen könnte, und das muss ich, weil eine solche Waffe im Falle ihrer Existenz so dermaßen unausweichlich und absolut tödlich wäre, dass sie einem jedes Setting schrottet, das nicht von vornherein "Armageddon" heisst. Ein Gammalaser könnte auf mehrere Licht_minuten_ einen fokussierten Strahl liefern, gegen den keine Panzerung hilft und der alles grillen würde was er trifft. Das hat nichts mehr mit "ordentlicher Wirksamkeit" zu tun, das ist der Todesstern auf Steroiden.

Anderes Thema:
http://www.mps.mpg.de/dokumente/publikationen/pa/pa_9907_sonnenatmosphaere.pdf
Ist so ein ganz altes Blatt. Aber man sieht auf Seite 4, dass der Sonnenwind in Pol(winkel)nähe wesentlich schneller weht als am Äquator. Beziehen sich die 632m^2 auf die Region über den Polen oder überm Äquator?

Oh, dieses Statitensegel war ausschließlich als Photonensegel gedacht. Zum Auffangen des Sonnenwindes wäre es gänzlich ungeeignet, da die Teilchen die Folie einfach durchschlagen würden ohne nennenswert Impuls abzugeben.
Für den Sonnenwind bräuchte man ein Magnetsegel. Die Magnetschleifen wiederum müssten von Supraleitern erzeugt werden, und diese müssen kühl gehalten werden, und das wiederum dürfte in Sonnennähe unmöglich sein (bzw. nur mit sehr großen Aufwand an Isolierung und Kühlen, was wieder irrsinnig Masse frisst).

Hier ist ein Artikel zu dem Thema, den ich recht fundiert geschrieben finde:
http://www.drg-gss.org/typo3/html/index.php?id=100
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 28.03.2013 | 09:54
das Problem mit den bzw für die Piraten ist, dass im Unterschied zu heute - aufgrund gesellschaftlicher Veränderungen in mehreren Nationen - ein gut Teil der Frachter / Kauffahrer nicht großen Reedereien gehört, sondern genossenschaftliches Eigentum der Besatzungen selbst (freilich auf Pump finanziert). Das ist also nicht ihr unterbezahlter Job mangels besserer Alternative (wie das bei heutigen Seeleuten der Fall ist), sondern ihre unersetzliche Existenz. Da würde ich mich wirklich nicht drauf verlassen, dass diese Klientel beim ersten Anzeichen eines Piraten sich freiwillig in die Beiboote setzt.

Angesichts der hohen Investitionen und laufender Kredite wäre selbst der Verlust einer einzigen Ladung bereits so verheerend, dass es aus Sicht der Crew keinen Unterschied macht, ob die Piraten nur die Ladung oder die Ladung und das Schiff haben wollen.

Auch aus Sicht der Piraten ist das egal, denn sowohl zum Entladen des Schiffes als auch zu dessen kompletter Übernahme müsste der Widerstand der Besatzung gebrochen werden.

Geiselnahme als Geschäftsmodell wäre natürlich vom Tisch, weil hinter dem Schiffsverkehr nichts genug freies Kapital steht. Aber mal anders gefragt, wie kommt's denn, dass ausgerechnet die mit ordentlich Kohle nicht in dem Bereich investieren und der Markt komplett Genossenschaften überlassen wird? Und müssten nicht auch massiv staatliche Gelder drinstecken, wenn es bei den Transporten darum geht, Gewinne aus den Kolonien zu ziehen?

Zitat
Das ließe sich einzig durch Existenz entsprechender Versicherungen auflösen -- aber mal ehrlich, würdest du wirklich ein Rollenspiel zocken wollen, in dem es um _Versicherungsprämien_ geht?

Nun ja, es geht ja auch schon massiv um Kredite, damit es überhaupt - weil vom Look&Feel her so gewollt - kleine Skipper gibt. Da macht die unvermeidliche Notwendigkeit von Versicherungen den Kohl auch nicht mehr fett.

Die Frage ist dann eher, ob sich jeder freie Skipper bei den geringen Margen überhaupt eine Versicherung leisten kann oder ob er es sich leisten kann, immer die Bedingungen zu erfüllen, die für die Police gelten. Zur Hochzeit des irdischen Piratenunwesens lautete eine der Hauptbedingungen für die Gültigkeit einer Police "Segeln unter Bedeckung", sprich man musste die Überfahrt mit Eskorte antreten. Selbst wenn dieser Schutz von staatlicher Seite erfolgt und wenig bis gar nichts kostet, stellt er doch eine zeitliche Bindung dar. Wenn gerade kein eskortierter Konvoi von A nach B abgeht, kann das nicht immer maßgeblich für kleine Skipper sein, bei denen jede Sekunde Geld kostet.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 28.03.2013 | 11:17
Angesichts der hohen Investitionen und laufender Kredite wäre selbst der Verlust einer einzigen Ladung bereits so verheerend, dass es aus Sicht der Crew keinen Unterschied macht, ob die Piraten nur die Ladung oder die Ladung und das Schiff haben wollen.

Das ist nicht so. Ein neues Schiff ist ausgelegt auf 30 bis 40 Jahre Abschreibung. Zwischen zwei Fahrten ist immer ein Layover zur Wartung des Schiffs und Erholung der Crew eingeplant [das ist die Zeit, in der Abenteuer auf Planeten stattfinden können]. Wenn man einmal eine Ladung verliert, kann man das wieder aufholen; insbesondere wenn es nur konsolidierte Fracht ist (d.h. sie gehört nicht der Crew, sondern wird nur gegen Entgelt befördert). Natürlich werden die Spacer trotzdem nicht scharf darauf sein, ihre Ladung abzuwerfen, aber sie werden dazu ungefähr hundertfünfzigmal eher bereit sein, als ihr Schiff aufzugeben.

Zitat
Aber mal anders gefragt, wie kommt's denn, dass ausgerechnet die mit ordentlich Kohle nicht in dem Bereich investieren und der Markt komplett Genossenschaften überlassen wird? Und müssten nicht auch massiv staatliche Gelder drinstecken, wenn es bei den Transporten darum geht, Gewinne aus den Kolonien zu ziehen?

Dafür gibt es je nach Modell X Gründe, die sich auch von Nation zu Nation unterscheiden können. Das gehört aber alles mehr in den Setting- als in den Technologiethread. Um es kurz zusammenzufassen: Konzerne und Banken wurden entmachtet, und stehen in den meisten Nationen unter staatlicher Kontrolle. Es gibt noch Zinsen, aber keine Zinseszinsen mehr, weil man endlich eingesehen hat, dass diese in regelmäßigen Abständen zum Kollaps des Systems führen. Nebenbei ist aufgrund des hohen Automatisierungsgrads der Arbeitsmarkt stark geschrumpft; die meisten Menschen arbeiten maximal Teilzeit. Viele Staaten sehen es als ihre Hauptaufgabe - auch in Analogdemokratien - die Bürger mit einem gewissen Lebensstandard zu versorgen, um Revolten zu vermeiden, aber es wird auch großer Wert auf Konformität gelegt. Wer nicht in dieses Schema passt, wird wenn irgend möglich ins Weltall entsorgt. Dann stiftet er auf der Erde keine Unruhe mehr und bringt obendrein noch Kohle ins Haus.
Schließlich: es gibt nach wie vor Logistikkonzerne à la DHL, Mærsk etc., die einen Großteil des Linienbetriebes abdecken. Aber es gibt eben auch viele unregelmäßige Fahrten, für die die Konzerne nicht flexibel genug sind, und dieser Bereich wird eben von Trampfrachtern bedient.
Der Markt im Weltenverkehr ist sehr prekär: einerseits darf der Transport nicht viel kosten, weil sich sonst niemand die Fracht leisten kann, und die Kolonien verkümmern. Andererseits bedingen die Kosten für Raumschiffe eine hohe Investition, die niemand mehr tätigen würde wenn es sich nicht rentiert. Auf die Weise sind die Frachtraten und Preise nicht beliebig in die eine oder andere Richtung verschiebbar.

Der typische Werdegang einer Schiffsgenossenschaft ist, dass man erstmal ein altes, bereits abgeschriebenes Schiff für relativ wenig Geld (also notfalls ein kleiner Kredit) kauft. Nach einigen Jahren hat man dann genug Eigenkapital, um ein neues Schiff anzuschaffen. Neue Schiffe sind effizienter und natürlich zuverlässiger als alte.

Zitat
Die Frage ist dann eher, ob sich jeder freie Skipper bei den geringen Margen überhaupt eine Versicherung leisten kann oder ob er es sich leisten kann, immer die Bedingungen zu erfüllen, die für die Police gelten. Zur Hochzeit des irdischen Piratenunwesens lautete eine der Hauptbedingungen für die Gültigkeit einer Police "Segeln unter Bedeckung", sprich man musste die Überfahrt mit Eskorte antreten.

Das ist eine schöne Idee, warum Versicherungen nicht die universelle Lösung darstellen.
In eine ähnliche Kerbe könnte die Paranoia der Versicherungen hauen, dass ja womöglich Piraten und Crews unter einer Decke stecken, und den Überfall nur fingiert haben um die Versicherung abzuzocken.

Im Wesentlichen geht es hier um die Perspektiven für die Protagonaisten und Stories, die sich abspielen sollen:
- wenn du von Piraten überfallen wirst und die dir dein Schiff wegnehmen: Game Over --> bescheuert
- wenn du von Piraten überfallen wirst und sie dir nur die Ladung wegnehmen, und du gehst pleite: --> langweilig
- wenn du von Piraten überfallen wirst und die Versicherung bezahlt: --> langweilig
--> die Piratenbedrohung muss so austariert werden, dass es einen Grund gibt, um die Ladung zu kämpfen, ohne im Falle einer Niederlage sofort game over zu sein.
Nebenbei sollen Piraten ja sowieso nicht das Hauptthema sein. Aber man erwartet sie halt irgendwie in so einem Setting.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Yerho am 28.03.2013 | 15:17
Wenn man einmal eine Ladung verliert, kann man das wieder aufholen; insbesondere wenn es nur konsolidierte Fracht ist (d.h. sie gehört nicht der Crew, sondern wird nur gegen Entgelt befördert). Natürlich werden die Spacer trotzdem nicht scharf darauf sein, ihre Ladung abzuwerfen, aber sie werden dazu ungefähr hundertfünfzigmal eher bereit sein, als ihr Schiff aufzugeben.

Okay, unter dem Gesichtspunkt haut das hin. Darauf basierend fällt mir direkt eine Szenario ein: Manche Auftraggeber bestehen womöglich darauf, ihrer wertvollen Fracht Sicherheitspersonal beizugeben. Da sind Konflikte vorprogrammiert, wenn die Crew im Angesicht einer Gefahr längst die Aufgabe der Ladung erwägt.

Zitat
Der typische Werdegang einer Schiffsgenossenschaft ist, dass man erstmal ein altes, bereits abgeschriebenes Schiff für relativ wenig Geld (also notfalls ein kleiner Kredit) kauft. Nach einigen Jahren hat man dann genug Eigenkapital, um ein neues Schiff anzuschaffen. Neue Schiffe sind effizienter und natürlich zuverlässiger als alte.

Dennoch solltest Du die Option berücksichtigen, dass nicht die komplette Crew aus Miteignern besteht. Je mehr Geld jemand in so ein Schiff stecken kann, desto besser ist er gestellt und desto weniger wird er bereit sein, den ungemütlichen und manchmal gefährlichen Job selbst zu machen. Ein paar angestellte Crewmen dürfte es also schon geben, schon allein damit man die Option auf Meutereien und das Shangaien nicht verliert, worasu sich auch schöne Szenarien basteln lassen.

Zitat
In eine ähnliche Kerbe könnte die Paranoia der Versicherungen hauen, dass ja womöglich Piraten und Crews unter einer Decke stecken, und den Überfall nur fingiert haben um die Versicherung abzuzocken.

Da hättest Du womöglich gleich noch eine weitere Gruppe von Leuten, die sich noch im Weltraum herumtreiben, obwohl es auf Planeten gemütlicher ist: Agenten der Versicherungen oder der Investoren, die ihre Versicherten kontrollieren bzw. ihre Investition im Auge behalten möchten.

Zitat
--> die Piratenbedrohung muss so austariert werden, dass es einen Grund gibt, um die Ladung zu kämpfen, ohne im Falle einer Niederlage sofort game over zu sein.

Wobei das auch ein starker Anreiz sein kann, nach der Ladung zu forschen. Es ist ja nicht so, dass die mal eben beim Hehler um die Ecke unterm Thresen verschwindet. Die Ware muss erst einmal "gewaschen", also irgendwo aufbewahrt, neu verpackt, mit gefälschten Herkunfts- und Eigentumsnachweisen versehen werden, bevor man sie unbemerkt wieder in Umlauf bringen darf. Da Piraten in Deinem Setting eher Einzeltäter sind, werden sie das vermutlich irgendwo dort tun, wo auch legale Waren umgeschlagen werden.

Zitat
Nebenbei sollen Piraten ja sowieso nicht das Hauptthema sein. Aber man erwartet sie halt irgendwie in so einem Setting.

Ich könnte mir überdies vorstellen, dass die meisten Piraten dies nicht hauptberuflich machen, sondern eigentlich nur glücklose Skipper sind, die sich nicht anders zu helfen wissen und die nach einem geglückten Coup die Finanzspritze erhalten haben, um wieder den regulären Frachtbetrieb aufzunehmen. Generell dürften für Quertreiber, wie sie die Spacer ja sind, die Übergange zwischen Frachtführer, Schmuggler und Pirat ziemlich fließend sein. Insbesondere dann, wenn die Zeiten schlecht sind.
Titel: Re: [SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Beitrag von: Feuersänger am 28.03.2013 | 17:52
Dennoch solltest Du die Option berücksichtigen, dass nicht die komplette Crew aus Miteignern besteht. Je mehr Geld jemand in so ein Schiff stecken kann, desto besser ist er gestellt und desto weniger wird er bereit sein, den ungemütlichen und manchmal gefährlichen Job selbst zu machen. Ein paar angestellte Crewmen dürfte es also schon geben, schon allein damit man die Option auf Meutereien und das Shangaien nicht verliert, worasu sich auch schöne Szenarien basteln lassen.

Diese Optionen müssen wir wohl auf ein Rocketpunk-Paralleluniversum verlagern. Aufgrund des konsequenten Techlevels mit weit entwickelten Computern und hohem Automatisierungsgrad sind die Crews moderner Schiffe in Redshift sowieso schon sehr überschaubar -- nämlich üblicherweise 4 bis 6 Mann. [Die typische Spielrunde eben.] Da ist schlicht kein Platz für Angestellte oder Zwangsverpflichtete. Das spielt ja auch mit rein, warum die Schiffe so leicht sein und entsprechend viel Nutzlast aufladen können.

Das wäre bei einer Kriegsmarine auch wieder ganz anders: da will man eine große Besatzung haben, zwecks Redundanz und schlicht mehr Manpower zur Schadenskontrolle. Ganz abgesehen von den Espatiers für den Enterkampf. Deswegen müssten Kriegsschiffe auch viel größere Habitate und entsprechende Lebenserhaltungssysteme besitzen.

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Wobei das auch ein starker Anreiz sein kann, nach der Ladung zu forschen. Es ist ja nicht so, dass die mal eben beim Hehler um die Ecke unterm Thresen verschwindet. Die Ware muss erst einmal "gewaschen", also irgendwo aufbewahrt, neu verpackt, mit gefälschten Herkunfts- und Eigentumsnachweisen versehen werden, bevor man sie unbemerkt wieder in Umlauf bringen darf.

Kommt darauf an, ob die Piraten die Ladung wirklich wieder verkaufen oder sie einfach zur eigenen Verwendung behalten. Hängt natürlich davon ab, was man jetzt gefangen hat. Aber generell hätte ich auch so den Verdacht, dass es den Handelsagenten der indischen Kolonie relativ egal ist, ob die Proteinriegel und Computerchips mit dem Logo des British Empire gebrandet sind. [Indien ist eine Macht für sich und steht nicht unter Fuchtel der Briten]

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Ich könnte mir überdies vorstellen, dass die meisten Piraten dies nicht hauptberuflich machen, sondern eigentlich nur glücklose Skipper sind, die sich nicht anders zu helfen wissen und die nach einem geglückten Coup die Finanzspritze erhalten haben, um wieder den regulären Frachtbetrieb aufzunehmen. Generell dürften für Quertreiber, wie sie die Spacer ja sind, die Übergange zwischen Frachtführer, Schmuggler und Pirat ziemlich fließend sein. Insbesondere dann, wenn die Zeiten schlecht sind.

Das ist sehr gut möglich. Und die Zeiten sind immer schlecht. ;)