Diskussion:Sonnensegel (Raumfahrt)/Archiv/1

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Zu Sonnensegeln bei Schiffen

Gibt es nicht auch auf Schiffen Sonnensegel??? RolfS 14:50, 28. Nov 2003 (CET)

Gibts definitiv nicht! Bei einem Satellit der nur 70 kg wiegt und eine Segelfläche von 400m² hat gibts im ernahen Orbit gerade mal eine Beschleunigung von 0,00016 m/s²! Es ist also unvorstellbar mit diesem System etwas anderes zu transportieren als minimale Nutzlasten zu fernen Sonnensystemen. 19:05, 29. Jan 2005 X. Pert Signatur nachgetragen von Schusch

Ein Satellit im Abstand 1AE von der Sonne wird aber, auf Grund der Gravitation, mit 0,00593 m/s^2 in Richtung Sonne beschleunigt(Falls ich mich nicht verrechnet habe). Wie soll das also gehen? --FALC 13:33, 8. Mai 2006 (CEST)

Indem man nicht versucht, radial von der Sonne wegzufliegen. Ist inzwischen im Artikel enthalten. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

also bitte ... natürlich gibt es die auf Schiffen! Aber ebenso klar haben die nichts mit eventueller Fortbewegung zu tun sondern dienen nur zum Schutz vor der Sonnenstrahlung. Also: gleiches Wort, andere Bedeutung. -- Schusch 19:25, 29. Jan 2005 (CET)

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Mit Sonnensegeln kreuzen?

Kann man gegen den Sonnenwind kreuzen wie beim Windsegeln? Oder kann man nur von der Sonne wegfliegen?

Natürlich kann man nur wegfliegen. Beim Kreuzen mit einem Segelboot oder -schiff leisten das Schwert und der Bootskörper im Wasser genügend Widerstand, sodass der Wind das Fahrzeug nicht wegdrücken kann. Im Vakuum ist das nicht möglich.

Der notwendige Druckunterschied für das Kreuzen (siehe auch Artikel Segeln) zwischen Vorder und Rückseite des Segels, aus dem der Vortrieb resultiert, entsteht im Vakuum ebenfalls nicht -- Schusch 14:36, 13. Mai 2006 (CEST)

Im Gravitationsfeld der Sonne kann man mit Sonnensegeln so etwas ähnliches wie kreuzen.

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Sun_Flyby_via_Motion_Reversal_of_Fast_Sailcraft.png

-- Karl Bednarik 08:41, 21. Sep. 2010 (CEST).

Die typischerweise schräge Segelstellung steht inzwischen im Artikel, Frage erledigt. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

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Begriffsklärung

Dieser Artikel hat ein falsches Lemma. Unter Sonnensegel wird landläufig ein zum Schutz vor Sonneneinstrahlung aufgespanntes Tuch verstanden. Das ist die Grundbedeutung. Dies hier ist eine Sonderverwendung des Wortes (in der SF) Das Lemma muss also geändert werden etwa in Sonnensegel (Raumfahrt) oder (Sience Fiction)--WerWil 18:40, 11. Okt. 2006 (CEST)

ein Segel ist schon etwas, was Kraft überträgt, ich sehe daher die landläufige Begriffsverwendung eher irreführend. Eine andere volkstümliche bezeichnung ist jedoch die für Solarzellen eines Raumfahrzeuges!

Ich werde dies in der Einleitung mit anführen.--Ulfbastel 17:06, 2. Jan. 2007 (CET)

Der Hinweis von WerWil ist korrekt, der Einwand von UlfBastel irrelevant (WP soll nicht belehren, sondern Abbilden). Der Klammerzusatz erübrigt sich aber, da es keinen Artikel zum Segel als Sonnenschutz gibt (und aus Mangel an Relevanz geben sollte). Der BKL-II-Hinweis auf Markise trifft zwar nicht ganz die Bedeutung und erfüllt daher eher eine Wörterbuchfunktion (was WP nicht ist), kann m.E. aber geduldet werden. Thema erledigt. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

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Tote Weblinks

Bei mehreren automatisierten Botläufen wurden folgende Weblinks als nicht verfügbar erkannt.

• http://www.dlr.de/sm/institut/strukturtechnologie/veroeffentlichungen/index/2004_01en.pdf
  • In Sonnensegel on Thu Nov 9 13:54:11 2006, 404 Not Found
  • In Sonnensegel on Mon Nov 27 17:01:54 2006, 404 Not Found
• http://www.dlr.de/sm/institut/strukturtechnologie/veroeffentlichungen/index/2003_05.pdf
  • In Sonnensegel on Thu Nov 9 13:54:11 2006, 404 Not Found
  • In Sonnensegel on Mon Nov 27 17:01:54 2006, 404 Not Found
• http://planetary.org/solarsail/index2.html
  • In Sonnensegel on Thu Nov 9 13:54:16 2006, 404 Not Found
  • In Sonnensegel on Mon Nov 27 17:02:49 2006, 404 Not Found

--Zwobot 17:02, 27. Nov. 2006 (CET)

Links sind gelöscht bzw. repariert. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Plasmablase

Ich kenn ja nichts davon, aber müsste es nicht statt:

"Damit meint man ein um das Raumschiff erzeugtes starkes Magnetfeld, das in einer Plasmablase eingeschlossen ist."

heißen:

"Damit meint man eine um das Raumschiff erzeugte Plasmablase, das in einem starken Magnetfeld eingeschlossen ist."

Würde auch logisch besser zu der Aussage passen, dass Plasma aus dem Magnetfeld entweicht.

Ja, hast recht. Die verlinkten Seiten sagen das auch. Ich ändere aber grundsätzlich nichts in der Wikipedia. Mein Wissen behalt ich schön für mich. --Sleepwalker193.187.211.118 16:30, 2. Jan. 2007 (CET)

Der nicht zum Lemma gehörige Inhalt ist längst entfernt, Frage erledigt. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

on-orbit test 2006

2006 wird nichts mehr geschehen. Bitte bessert den Artikel entsprechend aus und schreibt dazu, was herausgekommen ist; ich hab leider keine Ahnung von dem Thema. danke. -- Joe T 16:41, 1. Okt. 2007 (CEST)

Was ist denn ein on-orbit Test? Bitte erklären (im Artikel ggf durch Verweis).Odotec 18:05, 5. Aug. 2008 (CEST)

Alle Test zu Sonnensegeln, auch solche, die nicht den Lichtdruck nutzen sollen, sind aktuell beschrieben. Thema erledigt. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

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Unklare Formulierung

Zitat Artikel: "Im Gegensatz zur verbreiteten Meinung spielt der Strahlungsdruck des Sonnenwindes [...] eine vernachlässigbare Rolle, er beträgt nur etwa 1/1000 des gesamten Strahlungsdrucks." Auf welchen Ort bezieht sich das? Erdnah? Sonnensystem? Galaxie? Und was ist der "gesamte Strahlungsdruck"? Was erzeugt denn neben der Sonne noch Strahlungsdruck? -- 87.167.162.3 19:37, 25. Aug. 2009 (CEST)

Die Sonne strahlt elektromagnetische Strahlungen unterschiedlichster Art aus, unteranderem das sichtbare und das infrarote und das ultraviolette Licht. Der Sonnenwind ist ein Strom geladener Teilchen. Der gesamte Strahlungsdruck ist die Summe aus dem Ganzen. Die Aussage "der Strahlungsdruck des Sonnenwindes ... beträgt nur 1/1000 des gesamten Strahlungsdrucks" besagt also, dass der Anteil des Sonnenwindes im Vergleich zum Rest sehr klein ist. -- 87.165.59.88 16:42, 8. Okt. 2009 (CEST)

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Geschwindigkeit des Sonnenwindes

Der Sonnenwind hat nicht "fast Lichtgeschwindigkeit", hab versucht das richtigzustellen, wurde aber jeweils wieder rückgängig gemacht... (nicht signierter Beitrag von 78.43.223.208 (Diskussion | Beiträge) 16:58, 23. Sep. 2009 (CEST))

Da kommt noch ein wichtiger Punkt dazu: Das magnetische Sonnensegel braucht die ionisierten Partikel des SonnenWINDES, der einen viel geringeren Strahlungsdruck als die Lichtstrahlung hat. Laut Artikel ca. 1/1000stel. Und wie du schon erwähnt hast stimmt die Geschwindigkeit von ca. Lichtgeschwindigkeit nicht. Sondern sie liegt (laut http://solarscience.msfc.nasa.gov/SolarWind.shtml) bei 300 - 800 km/s, ein 1/1000stel bis 1/375stel der Lichtgeschwindigkeit. -- 217.22.206.18 22:17, 13. Okt. 2009 (CEST)

Dafür braucht man aber keine Folie, um den Teilchenstrom zu nutzen, ein Magnetfeld reicht. Erledigt. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

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Sonnensegel aus Graphen

Graphit hat eine Dichte von 2200 kg/m^3,
und einen Schichtabstand von 3,35*10^-10 m.

Graphen hat daher ein Flächengewicht von 7,37*10^-07 kg/m^2.

Bei der Solarkonstante von 1367 W/m^2 ist der resultierende
Strahlungsdruck bei 100 % Absorption 4,56*10^-6 N/m^2.

Messungen haben ergeben, dass eine einzelne Graphenschicht das Licht
um 2,3 % abschwächt, und zwar über das gesamte sichtbare Spektrum.

Das gibt dann einen Strahlungsdruck von 1,049*10^-07 N/m^2,
und eine Beschleunigung von 0,142 m/s^2.

-- Karl Bednarik 08:41, 21. Sep. 2010 (CEST).

Bei einem Start im Abstand zur Sonne von 0,1 AE oder 15.000.000 km, was etwa
einem Drittel des Minimalabstandes des Merkur von der Sonne entspricht,
haben wir dann eine Beschleunigung von 14,23 m/s^2, und eine Sonnengravitation
von 0,593 m/s^2. Graphit schmilzt erst bei 3700 °C.
Nach 72 Stunden oder 3 Tagen überquert das Graphensegel die Erdbahn mit 635 km/s.
Nach 1212 Stunden oder 50,5 Tagen überquert das Graphensegel die Uranusbahn mit 666 km/s,
das sind 0,22 % der Lichtgeschwindigkeit, oder 1/450 der Lichtgeschwindigkeit.
-- Karl Bednarik 15:55, 22. Sep. 2010 (CEST).

Nach 1953 Jahren erreicht es Alpha Centauri und bremst dort auf die gleiche Weise ab.

Rein theoretisch könnte es dann wieder auf die gleiche Weise zurückfliegen.

Bild, wie man so nahe an die Sonne kommt:

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Sun_Flyby_via_Motion_Reversal_of_Fast_Sailcraft.png

Die Beschleunigung durch die Strahlung beträgt 14,23 m/s^2, und die Sonnengravitation beträgt 0,593 m/s^2, wenn man beides bei 0,1 AE misst.

Die Nettobeschleunigung bei 0,1 AE beträgt also 13,64 m/s^2, also nur ein wenig mehr als die Beschleunigung auf der Erdoberfläche von 9,81 m/s^2.

Sowohl der Strahlungsdruck als auch die Gravitation hängen von 1/r^2 ab, so dass bei 1 AE (Erdbahnradius) die Beschleunigung 0,1364 m/s^2 beträgt, 1 AE = 149.597.870,691 km.

Nach 73 Stunden oder etwa 3 Tagen überquert das Graphensegel die Erdbahn mit 621 km/s.

Nach 1240 Stunden oder etwa 52 Tagen überquert das Graphensegel die Uranusbahn mit 652 km/s, das sind etwa 0,22 % der Lichtgeschwindigkeit, oder 1/460 der Lichtgeschwindigkeit.

Nach 1998 Jahren erreicht es Alpha Centauri und bremst dort auf die gleiche Weise ab.

Wenn man die Kreisbahngeschwindigkeit der Erde von 29,78 km/s aufhebt, indem man das Graphensegel schräg gegen die Flugrichtung stellt, dann kann man in 64 Tagen von 1 AE auf 0,1 AE an die Sonne heranstürzen, indem man das Graphensegel mit der Kante zur Sonne stellt, und erreicht eine Geschwindigkeit von rund 130 km/s.

Dadurch erreicht man ungefähr die am 22. Sep. 2010 von mir angegeben Werte, weil die Bremsung durch die Sonnengravitation durch den Sturz zur Sonne zum grössten Teil kompensiert wird.

-- Karl Bednarik 07:45, 1. Okt. 2010 (CEST).

Korrigiert von

-- Karl Bednarik 07:49, 1. Okt. 2010 (CEST).

Hallo Karl Bednarik,

bei 100% Absorption funktioniert das "Aufkreuzen" in Richtung Sonne nicht. (Aber zum Glück sehe ich, dass meine Bleistiftmine etwas glänzt).

Eine wichtige Frage ist noch, wieviel Masse für ein System zur Steuerung und Stabilisierung notwendig ist - man braucht dann einen Rahmen, in den das Graphen eingespannt ist.

mfg,

Usr2 03:30, 6. Okt. 2010 (CEST)

Hallo Usr2, es ist schön, wieder etwas von Dir zu lesen.
Der %-Grad der Absorption hat keinen Einfluss auf das allgemeine astronautische Verhalten.
Sichtbare Feinstrukturkonstante:
http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=10344
Roll-to-roll production of 30-inch graphene films:
http://www.canli.dicp.ac.cn/Gruop%20Seminars%20Pdf/20100814dqyu.pdf
Zum Beispiel hat 10-lagiges Graphen sowohl die 10-fache Masse als auch den 10-fachen Lichtdruck (etwa 23 % Absorption).
Wenn Mikrometeoriten Löcher in das Graphen schlagen, dann haben diese Löcher weder Masse noch Lichtdruck.
Das kann man als Fehlertoleranz in beiden Richtungen auffassen.
Ein Rahmen ist nicht erforderlich.
Eine Möglichkeit das Graphen-Segel flach zu spannen und seine Lage im Raum zu stabilisieren ist, das Segel um eine Achse rotieren zu lassen, die senkrecht zu seiner Fläche steht, so wie bei einer Schallplatte.
Um diese Fliehkraft zu erzeugen benötigt man keinen Treibstoff, sondern nur Graphenflächen am Rande des kreisförmigen Segels, die wie Propellerflügel angeordnet sind.
Es handelt sich auch nicht um ein Kreuzen im Sinne einer Segelyacht.
Wenn man auf der Erdbahn um die Sonne fliegt, dann hat man 29780 m/s.
Wenn man nun das Segel schräg gegen die Sonne setzt, dann bekommt man einen Schubvektor, der von der Sonne weg zeigt, und einen Schubvektor, der einen abbremst.
Je nach dem Winkel des Segels zur Sonne ist das Verhältnis dieser beiden Vektoren unterschiedlich.
Wenn man auf 12700 m/s abgebremst hat, dann fliegt man nach 74,5 Tagen mit 127000 m/s in nur 0,1 AE Abstand hinter der Sonne vorbei.
Dabei lässt man das Segel mit der Kante zur Sonne zeigen, damit nur die Gravitation der Sonne wirken kann.
Nun stellt man das Segel quer zur Sonne und rauscht in nur 3 weiteren Tagen mit 620000 m/s über die Erdbahn hinaus.
Diese ganze Geschichte wird noch in ein Graf-Hombug-Abenteuer verpackt werden (Blutbad wird nie fad).
http://members.chello.at/karl.bednarik/GRAPSONN.TXT
Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 08:53, 6. Okt. 2010 (CEST).
Halt, Moment mal, ich glaube ich verstehe jetzt.
Ein völlig schwarzes Objekt kann nur einen einzigen Vektor entwickeln, der immer von der Sonne weg zeigen muss.
So schräg kann dieses Objekt gar nicht zur Sonne stehen.
-- Karl Bednarik 09:09, 6. Okt. 2010 (CEST).
Ich glaube, es besteht noch Hoffnung für die Reflektivität von Graphen.
Es enthält ja schliesslich zweidimensionales Elektronengas.
Optical properties of graphene:
http://iopscience.iop.org/1742-6596/129/1/012004/pdf/jpconf8_129_012004.pdf
-- Karl Bednarik 12:21, 6. Okt. 2010 (CEST).
Bild der ersten Flugphase:
http://members.chello.at/karl.bednarik/GRAPSONN.PNG
-- Karl Bednarik 07:31, 7. Okt. 2010 (CEST).

Nur als Frage, kenne mich nicht zu gut mit der Materie aus, aber im wiki Artikel über Graphen steht geschrieben:

Das meistversprechende Verfahren ist immer noch die Darstellung von Graphen durch Reduktion von Graphenoxid. So berichtete beispielsweise das California Nanosystems Institute (CNSI) im Jahre 2008 über ein „Massenproduktionsverfahren“, das auf der Reduktion von Graphitoxid in flüssigem Hydrazin basiert. Auf diese Weise konnten Graphen-Monolagen der Größe 20 µm × 40 µm erzeugt werden. Daneben wurde auch über den schrittweisen Aufbau aus polyzyklischen Aromaten[19][20] sowie eine chemische Abblätterung[21] aus Graphit durch organische Lösungsmittel berichtet.

Konnte die grösse von einigen 20 µm × 40 µm wirklich auf 76 cm x 76 cm vergrössert werden?

Andrinalin (nicht signierter Beitrag von 77.57.197.224 (Diskussion) 20:58, 30. Jun. 2011 (CEST))

Sogar 76 cm (30 inch) mal unendlich, wenn es sein muss.
Grosse Flächen aus Graphen stellt man dadurch her, dass man eine monoatomare Schicht aus Kohlenstoff auf eine Folie aus inertem Trägermaterial, wie zum Beispiel Kupfer, durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) aufbringt, und dann das Trägermaterial auflöst.
Hier sind die Details:
http://www.canli.dicp.ac.cn/Gruop%20Seminars%20Pdf/20100814dqyu.pdf
Karl Bednarik 07:10, 1. Jul. 2011 (CEST).

Nachtrag:
In dem oben stehenden Link wird das Graphen noch von einer Hilfsfolie aus Kunststoff gestützt.
Das ist aber nicht zwingend notwendig, denn bei 76 cm Breite hat das Graphen eine Reissfestigkeit von 32 Newton, und bei 1 m Breite wären es schon 42 N.
Diese Kunststofffolie kann man mit organischen Lösungsmitteln, oder auch durch blosses Erhitzen, bequem entfernen.
Karl Bednarik 07:26, 1. Jul. 2011 (CEST).

Zweiter Nachtrag:
Ich würde als Material für die Hilfsfolie Polystyrol verwenden.
Sobald das Graphen auf der Kupferfolie abgeschieden ist, lackiert man es mit einer Lösung von Polystyrol in Essigsäureethylester.
Den bei der Trocknung dieser Lösung frei werdenden Dampf aus Essigsäureethylester kann man dann durch Kühlung wieder gewinnen.
Nachdem man das Kupfer aufgelöst hat, am besten anodisch in Kupfersulfatlösung, was auch für die Wiedergewinnung des Kupfers nützlich ist, kann man auch das Polystyrol mit Essigsäureethylester auflösen und wieder gewinnen.
Alternativ dazu, zerfällt Polystyrol oberhalb von 400 °C zum verdampfenden Styrol, während Graphen ungefähr 3700 °C aushält.
Diesen letzten Schritt könnte man auch durch Sonnenspiegel im Weltraum durchführen.
Karl Bednarik 10:07, 1. Jul. 2011 (CEST).

Thema Graphen gehört nicht hierher, erledigt. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

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NanoSail-D

Die Nasa hat mit NanoSail-D erfolgreich eine per Sonnensegel angetriebene Sonde in den Erdorbit geschossen. Sollte man denke ich unbedingt erwähnen. -- Michi 15:12, 28. Jan. 2011 (CET)

Eigentlich ist das gar kein Sonnensegel, wenn man mal genau bei der NASA nachliest, sondern ein Bremsfallschirm, aber die Technologie wird mit erprobt. Habs eingebaut. Hadhuey 17:53, 28. Jan. 2011 (CET)

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Graphen und ihre Reissfestigkeit

M.e. nach besteht ein Einheitsfehler im Text bezüglich der Reissfestigkeit ("42 N·m⁻¹ oder 125 GPa"). Pascal ist eine Druckeinheit, also müssten es doch 42 N·m⁻² und nicht 42 N·m⁻¹ sein, oder etwa nicht? -- StehtimSchilf 22:26, 12. Mär. 2011 (CET)

Hallo StehtimSchilf, das ist schon richtig, so wie es im Text steht.
Ein Band aus Graphen von 1 m Breite und 0,335 nm Dicke hält 42 N aus,
das sind also 42 N·m⁻¹.
Diese 0,335 nm sind der Schichtabstand in monokristallinem Graphit,
also die Dicke einer monoatomaren Schicht aus Kohlenstoffatomen.
Eine Stange aus Graphen mit 1 m² Querschnittsfläche würde daher 125 GN aushalten,
das sind also 125 GPa.
Es müsste eingentlich "das Graphen und seine Reissfestigkeit" heissen.
Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 09:50, 14. Mär. 2011 (CET).

Hallo Karl Eigentlich war mein Diskussionsbeitrag schon überflüssig, da 1Pa = 1 N·m⁻², wodurch klar sein müsste, dass die Einheit nicht übereinstimmen kann/muss - man sollte am späten Abend keine Wiki-Beiträge editieren.... cheerioh und Danke -- StehtimSchilf 20:59, 14. Mär. 2011 (CET)

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Wirkungsgrad

Servus Leute, vielleicht kennt sich von euch einer aus. Hintergrund ist der, dass die Effizienz von Sonnensegeln sehr gering ist, jedoch gibt keiner die mathematischen Grundlagen an. ("A fundamental problem with laser-propelled lightsails is the extremely low energy efficiency of 6.7 nt/GW" [1]). Der Logik nach, müsste die Erklärung wie folgt aussehen. Jedoch bin ich mir hier nicht zu 100% sicher:

---

Ein interessanter Aspekt dieses Antriebssystems ist der Wirkungsgrad, d.h. wie viel der zur Verfügung stehenden Leistung wird in Antriebsleistung umgewandelt. Hierzu kann zum einen die Impulsübertragung betrachtet werden, d.h. wie viel Energie wird auf das Atom, das den Impuls des Photons erhält, übertragen? Diese Energieübertragung kann dann im Verhältnis zur Gesamtenergie des Photons betrachtet werden. Ein zweiter Ansatz kann über den Compton-Effekt erfolgen der besagt, dass sich die Frequenz eines Photons, das von einem Elektron gestreut wird, reduziert. Da die Energie des Photons im direkten Zusammenhang zur Frequenz steht, bedeutet dieser Frequenzverlust den entsprechenden Energieverlust. Der Compton-Effekt berechnet sich zu:

$\Delta \lambda ={\frac {h}{m_{e}c}}\left(1-\cos \phi \right)=\lambda _{C}\left(1-\cos \phi \right)\,.$

Eine Reflektion entspricht dann 180° also:

$\Delta \lambda =2\cdot \lambda _{C}$

Die Energiedifferenz berechnet sich zu:

$\Delta E=E_{1}-E_{2}$

Mit E(1) der Energie vor der Impulsübertragung und E(2) danach, sowie:

$E={\frac {h\cdot c}{\lambda }}$

Ergibt sich:

${\frac {\Delta E}{E_{1}}}=1-{\frac {\lambda _{1}}{\lambda _{1}+2\cdot \lambda _{c}}}$

Aus dieser Formel wird ersichtlich, dass der Wirkungsgrad, d.h. die Energieausbeutung des Photons, erst bei Wellenlängen im Bereich der harten Röntgenstrahlung akzeptabel wird. Dieser Sachverhalt ist für solargetriebene Sonnensegel irrelevant, jedoch ist die Bedeutung bei lasergetriebenen Systemen essentiell.

---

Dies würde ich bei den Grundlagen mit integrieren wollen. Gibts hierzu Einwände, Kritik, Änderungsvorschläge, ... . mfg MRS 15:26, 12. Nov. 2011 (CET)

Hallo Markus R Schmidt, leider bin ich kein Physiker, aber ich habe noch einige Ideen dazu. Ein ruhender 100 % reflektierender Spiegel kann nur einen Wirkungsgrad von 0 % haben. Wenn sich dieser Spiegel von der Lichtquelle entfernt, dann sinkt die Frequenz des reflektierten Lichtes. Weil dieser Spiegel nicht wärmer wird, muss die fehlende Energie des reflektierten Lichtes in der kinetischen Energie des Spiegels stecken. Eine 100 % absorbierende schwarze Fläche erhält nur 50 % des Strahlungdruckes im Vergleich zum 100 % reflektierenden Spiegel. Diese schwarze Fläche wandelt die gesamte Energie des Lichtes in Wärmestrahlung um, die nach allen Raumrichtungen abgestrahlt wird. Solange diese schwarze Fläche ruht, ist die Frequenz dieser Wärmestrahlung in allen Raumrichtungen gleich, und der Wirkungsgrad 0 %. Wenn sich diese schwarze Fläche von der Lichtquelle entfernt, dann muss die kinetische Energie dieser schwarzen Fläche in der verschieden stark rot- und blauverschobenen Wärmestrahlung fehlen. Die Grösse der Wellenlänge der Lichtquelle spielt in allen diesen Fällen keine Rolle. Entscheidend für den Wirkungsgrad ist nur die Höhe der Radialgeschwindigkeit. Entscheidend für die Höhe der Radialbeschleunigung ist der Kehrwert der Masse pro Fläche. Ein Holzbrett in der harten Röntgenstrahlung ist nicht so gut geeignet wie eine Graphenschicht im sichtbaren Licht. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 08:11, 13. Nov. 2011 (CET).

Nachtrag: Die Lichtquelle gilt in meinem Text immer als das ruhende Bezugssystem. Jener Teil der Strahlung, der weder reflektiert noch absorbiert wird, geht in allen Fällen verloren. Deshalb ist eine Aluminiumfolie im sichtbaren Licht viel besser geeignet als in der harten Röntgenstrahlung. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 08:42, 13. Nov. 2011 (CET).

Servus Karl, erstmal danke für dein Feedback. Ich hab mir den Absatz mal durchgeschaut und stimme bis auf wenige Punkte mit dir überein. Mit was ich nicht überseinstimme ist: "Entscheidend für den Wirkungsgrad ist nur die Höhe der Radialgeschwindigkeit.". Ich gehe mal davon aus, dass wir vielleicht aneinander vorbei reden. Deshalb mein Kommentar dazu, wenns ok ist: Das was ich mit Wirkungsgrad meine ist, die absorpierte Leistung für die kinetische Energie des Atoms im Bezug zur Gesamtenergie des Photons. Wenn ein Photon von einem Elektron reflektiert wird, dann ist der abgezogene Betrag für die kinetische Energie des Atoms immer konstant $2\cdot \lambda _{C}$, unabhängig von der Wellenlänge des Photons, nur abhängig vom reflektierten Objekt dem Elektron (Frage an Physiker: könnte es noch von etwas andere, z.B. dem Atomkern, reflektiert werden?). Das bedeutet, dass die Frequenzverschiebung im "hohen" Frequenzbereich (Röntgenstrahlung) mit kurzen Wellenlängen eine größere Auswirkung hat als im "unteren" Frequenzbereich (sichtbares Licht) mit längeren Wellenlängen. Da die Frequenz im direkten Zusammenhang zur Energie des Photons steht, ist die Energieausnutzung des Photons im hohen Frequenzbereich effektiver (1-100%) als im unteren Frequenzbereich (~ 0,000...1%). Das Modell betrachtet hierbei nur 1 Atom und 1 Photon. Ob wir ein ruhendes oder ein bewegtes Segel/Objekt haben, ist dabei irrelevant. Ich hoffe du kannst jetzt meine Argumentation besser verstehen. mfg MRS 10:37, 13. Nov. 2011 (CET)

Nachtrag: ich glaub ich weiß jetzt was du meinst, und zwar, dass sich die Compton-Wellenlänge bei einem bewegten System ändern könnte. Das wäre dann ein weiterer Effizienzverlust. ;-) mfg MRS 10:59, 13. Nov. 2011 (CET)

Hallo Markus R Schmidt, der Wirkungsgrad von 1 Atom und 1 Photon ist etwas völlig anderes als der Wirkungsgrad von einem Photonenstrahl und einem Sonnensegel. Das liegt daran, dass im Sonnensegel die von den Photonen getroffenen Atome mit einer grossen Menge von nicht von den Photonen getroffenen Atomen mechanisch verbunden sind. Ein relativ zur Strahlungsquelle ruhendes Sonnensegel muss einen Wirkungsgrad von 0 % haben, weil dieses Sonnensegel die Strahlung ohne Rotverschiebung reflektiert. Ein Sonnensegel hätte nur dann einen Wirkungsgrad von 100 %, wenn es Lichtgeschwindigkeit haben würde, weil dann die reflektierte Strahlung eine Rotverschiebung von unendlich hätte. Leider würde dann bei Lichtgeschwindigkeit keine Strahlung mehr beim Sonnensegel ankommen. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 11:29, 13. Nov. 2011 (CET).

Grüß dich Karl, "Ein relativ zur Strahlungsquelle ruhendes Sonnensegel muss einen Wirkungsgrad von 0 % haben, weil dieses Sonnensegel die Strahlung ohne Rotverschiebung reflektiert.". Das was du hier meinst ist der Doppler-Effekt, dieser hat jedoch vorerst nichts mit dem Wirkungsgrad. Voerst bedeutet, dass ich den Wirkungsgrad aufgrund der Differentialgeschwindigkeit von Quelle und Empfänger erstmal nicht betrachte (Änderung der Compton-Wellenlänge müsste später mal untersucht werden). Für mich ist erstmal nur der Wirkungsaufgrund von Absorption und Emission (Compton-Effekt mit der Compton-Wellenlänge) von interesse, da dieser die Effizienz des Sonnensegels im sichtbaren Licht gegen Null setzt. mfg 92.226.210.179 11:43, 13. Nov. 2011 (CET)

Der Wirkungsgrad von 1 Atom und 1 Photon gilt immer nur dann, wenn sich eine Wolke von verdünntem atomarem Gas in einem Strahlungsfeld befindet. Eine reguläre Reflexion mit einer Richtungsumkehr der Strahlung erfordert einen Reflektor mit einer bestimmten Mindestgrösse. Der Wirkungsgrad eines Sonnensegels hängt ausschliesslich von der Rotverschiebung der reflektierten Strahlung ab, weil diese Energiedifferenz die einzige Quelle seiner kinetischen Energie ist. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 11:59, 13. Nov. 2011 (CET).

Also ich denke wir reden immer noch aneinander vorbei. Der obige Artikelabschnitt beinhaltet folgendes: das Sonnensegel bezieht seine kinetische Energie aus den Photonen oder anders ausgedrückt aus dem Lichtstrahl der auf das Segel trifft. Diese Energie ist die Rotverschiebung die du sicherlich meinst. Diese Rotverschiebung kann man nun mit der Impulsübertragung beschreiben, da dieser Vorgang dieser Modellbeschreibung entspricht oder man verwendet den Compton-Effekt. Zur Beschreibung des Wirkungsgrades ist demzufolge die Differentialgeschwindigkeit (Doppler-Effekt) und auch die Art des Systemsaufbaus (großer Reflektor ...) uninteressant. Kurzum: ich kann also mit der Modellbetrachtung 1 Atom und 1 Photon den Wirkungsgrad beschreiben. Falls dies nicht korrekt sein sollte aus deiner Sicht, bitte bescheid geben. mfg MRS 20:10, 13. Nov. 2011 (CET)

Hallo Markus R Schmidt,
Ohne die Kenntnis der Geschwindigkeit kann man den Wirkungsgrad nicht berechnen.
Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis von genutzter Leistung zu zugeführter Leistung.
Ein ruhendes Sonnensegel refektiert das Licht zu 100 % ohne eine Leistung aufzunehmen.
Deshalb hat ein ruhendes Sonnensegel 0 % Wirkungsgrad.
Hier ist die Gleichung für den Dopplereffekt#Longitudinaler_Dopplereffekt.
Die rote Kurve in diesem Diagramm: Datei:SPEREL-2 relativistischer Dopplereffekt.jpg.
% Wirkungsgrad = 100 - 100 * QWURZEL( ( c + v ) / ( c - v ) )
v / c = -0,00000 ... -0,0000 km/s ... 0,000 % Wirkungsgrad,
v / c = -0,00001 ... -3,0000 km/s ... 0,001 % Wirkungsgrad,
v / c = -0,00010 ... -30,000 km/s ... 0,010 % Wirkungsgrad,
v / c = -0,00100 ... -300,00 km/s ... 0,100 % Wirkungsgrad,
v / c = -0,01000 ... -3000,0 km/s ... 0,995 % Wirkungsgrad,
v / c = -0,10000 ... -30000, km/s ... 9,547 % Wirkungsgrad,
v / c = -1,00000 ... -300000 km/s ... 100,0 % Wirkungsgrad.
Mit freundlichen Grüssen,
-- Karl Bednarik 06:43, 14. Nov. 2011 (CET).
Korrektur: -- Karl Bednarik 07:16, 14. Nov. 2011 (CET).
Nachtrag:
Für den Strahlungsdruck ist die Wellenlänge der Strahlung bedeutungslos, entscheidend ist nur die Leistung der Strahlung bezogen auf die Fläche.
Für die Richtwirkung der reflektierten Strahlung ist der Durchmesser des Sonnensegels bezogen auf die Wellenlänge entscheidend.
Der Winkeldurchmesser eines Richtstrahls beträgt ungefähr 70 Grad * Wellenlänge / Spiegeldurchmesser.
Nur bei einer guten Ausrichtung der reflektierten Strahlung ist der maximale Strahlungsdruck erreichbar.
-- Karl Bednarik 08:21, 14. Nov. 2011 (CET).
Zweiter Nachtrag:
Hallo Markus R Schmidt,
Deine Gleichungen erklären leider nicht, warum eine dünne Aluminiumfolie sichtbares Licht gut reflektiert, während eine Schicht aus Aluminiumoxid mit der gleichen Anzahl von Aluminium-Atomen pro Flächeneinheit das sichtbare Licht gut durch lässt, und warum beide Schichten Röntgenstrahlung ähnlich stark und sehr gut durch lassen.
Es gibt ausserdem noch nichtmetallische dielektrische Spiegel, die bestimmte Frequenzen des Lichtes durch die Interferenzen an vielen dünnen Schichten reflektieren (Distributed Bragg reflector).
Mit freundlichen Grüssen,
-- Karl Bednarik 13:16, 14. Nov. 2011 (CET).
Korrektur: -- Karl Bednarik 13:28, 14. Nov. 2011 (CET).
Korrektur: -- Karl Bednarik 13:35, 14. Nov. 2011 (CET).

Servus Karl, das was du hier aufzeigst ist zwar teilweise richtig, aber es ist das falsche Modell. Du befindest dich auf makroskopischer Ebene. Den Wirkungsgrad eines Sonnensegels bestimmt man aber auf mikroskopischer Ebene. Um dir dies zu verdeutlichen, zeig ich dir die Wirkungsgradberechnung am Beispiel der Impulsübertragung auf (PS: der Wirkungsgrad zwischen Impulsübertragung und Compton-Effekt unterscheiden sich --> eventuell aufgrund weiterer Interaktionen des Photons mit anderen Atomen).

Der Impuls eines Photons berechnet sich zu: $E=h\cdot {\frac {c}{\lambda }}=p\cdot c$. Für die Einzelheiten siehe: Impuls. Daraus ergibt sich die Energie des Photons(300nm) zu 6,6*10^-19 J und der Impuls zu 2,2*10^-27 Ns. Da man mit dem Impuls noch nicht auf die übertragene Energie stößt, muss man also noch die Masse des Alu-Atoms von 26,98u berücksichtigen. Mit E_kin = 0,5*p²/m_alu=5,4*10^-29 J. Da diese Energie zweimal übertragen wird, einmal bei der Absorption und einmal bei der Emission erhalten wir einen Energieübertrag auf das Atom von E_kin=1,08*10^-28 J. Berücksichtigt man nun die Gesamtenergie des Photons (siehe Anfang) erhält man einen Wirkungsgrad von 1,6*10^-10. D.h. das Photon transferiert aufgrund dieses Impulses (gilt nur für die Wellenlänge 300nm, bei harter Röntgenstrahlung wäre das Verhältnis viel besser, falls Alu harte Röntgenstrahlung reflektieren kann?!) sehr wenig Energie von seiner Gesamtenergie. Wenn wir nun wieder zurück auf die makroskopische Ebene gehen, muss ich mir dann die Fragen stellen: Wieviel Photonen treffen auf Atome und werden von diesen auch reflektiert? Unter welchen Winkel treffen diese auf die Atome? ... Jedoch wird der maximale Wirkungsgrad von diesem "1 Photon"-"1 Atom"-Modell bestimmt! PS: Und auf dieser Ebene spielt die Frequenz des Photons eine entscheidende Rolle. mfg MRS 19:00, 14. Nov. 2011 (CET)

Hallo Markus R Schmidt, Deine Gleichungen gelten nur, wenn sich eine Wolke von verdünntem atomarem Gas in einem Strahlungsfeld befindet, was im interstellaren Raum oft vorkommt. Der maximale Wirkungsgrad von Sonnensegeln hingegen, wird von einem 100 % Reflektor mit 180 ° Lichtumlenkung erreicht, wenn sich dieser schnell von der Lichtquelle entfernt. Für solche Sonnensegel sind die Kombinationen von sichtbarem Licht mit metallischem Aluminium, oder von Mikrowellen mit Metallnetzen gut geeignet, weil in diesen Fällen die Strahlung zum grössten Teil reflektiert wird. Die Kombination von sichtbarem Licht mit Aluminiumoxid, oder die Kombinationen von Röntgenstrahlung mit Aluminium oder Aluminiumoxid sind sehr schlecht für Sonnensegel geeignet, weil in allen diesen Fällen die Strahlung zum grössten Teil hindurch geht. Deine Gleichungen erlauben auch nicht die Berechnung der Reflektion von Mikrowellen an Metallnetzen, oder von dielektrischen Spiegeln. Mikrowellen und Metallnetze sind makroskopisch, aber der Strahlungsdruck hängt nur von der Leistung pro Flächeneinheit ab, und nicht von der Wellenlänge der Strahlung. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 04:49, 15. Nov. 2011 (CET). Ergänzung: Saphir und Starwisp. -- Karl Bednarik 05:14, 15. Nov. 2011 (CET). Zweite Ergänzung: Bei der Wechselwirkung von einem Photon mit einem Atom wird auch keine 180 ° Lichtumlenkung erreicht, weil das reflektierte, gestreute, oder emittierte Photon in allen Raumrichtungen davon fliegen kann, was natürlich einen Schubverlust darstellt. Um eine Bündelung des reflektierten Lichtes von etwa 7 Grad zu erreichen, muss der Durchmesser des Reflektors mindestens 10 mal grösser als die Wellenlänge sein, und muss der Reflektor etwas flacher als die halbe Wellenlänge sein. -- Karl Bednarik 14:04, 15. Nov. 2011 (CET).

Ich würde erwarten, dass ein Photon mehr oder weniger einen elastischen Stoß mit einem Teil des Spiegels vollführt; dieser Teil des Spiegels hat nach dem Stoß eine kleine Geschwindigkeit (der Spiegel soll vorher Geschwindigkeit 0 haben), und das Photon ist ganz wenig rotverschoben (viel weniger als beim Stoß mit einem einzelnen Atom). Der bewegte Teil des Spiegels stößt danach inelastisch mit dem Rest des Spiegels zusammen, wobei der Impuls natürlich auf den ganzen Spiegel übertragen wird. Die Energie wird teilweise in Bewegungsenergie des ganzen Spiegels und teilweise in innere Energie (Wärme) umgewandelt. Wie groß der Teil des Spiegels ist, hängt von der Kohärenzbreite des Photons und der Eindringtiefe des Lichts ab (letzteres wird durch den Brechungsindex bestimmt). Wenn die Kohärenzlänge des Photons groß genug ist, dann ist der Teil eventuell größer, nämlich so tief, wie eine Schallwelle während der Kohärenzzeit von der Oberflächenschicht in den Spiegel eindringen kann.
mfg, Usr2 17:13, 15. Nov. 2011 (CET)

Hallo Usr2, das erinnert mich ein wenig an den Mössbauer-Effekt, bei dem die Atome in einem Kristallgitter mehr oder weniger fixiert sind. Ein Modell des anderen Extremfalls wäre: Das Photon trifft nur ein einziges Atom, und bekommt dadurch die maximale Rotverschiebung ab. Das Atom übernimmt die ganze Energie und fliegt zuerst schnell nach vorne. Das Atom hängt aber durch elastische Atombindungen mit der restlichen Masse des Spiegels zusammen, und zieht ihn deshalb hinter sich her. Bei der Reflexion von Mikrowellen an Metallnetzen ist es vermutlich besser von elektromagnetischen Wechselfeldern zu sprechen, als von Photonen. Meine erste Frage ist: Ist diese Gleichung richtig? % Wirkungsgrad = 100 - 100 * QWURZEL( ( c + v ) / ( c - v ) ). Bei 100 % Reflexion, 0 % Absorption, 0 % Transmission, und 180 ° Lichtumlenkung. Die kinetische Energie des Spiegels kann ja nur aus der Rotverschiebung des reflektierten Lichtes stammen. Meine zweite Frage ist deshalb: Wird monochromatisches Licht dabei in ein ebenfalls monochromatisches Licht mit grösserer Wellenlänge umgewandelt, oder gibt es im reflektierten Licht Anteile mit verschieden starken Rotverschiebungen, die von den Stössen mit kleineren Teilmassen stammen. Bei der Geschwindigkeitsmessung mit Radar scheint das erstere der Fall zu sein. Wenn man einen Spiegel mit Röntgenstrahlung behandelt, dann scheint das letztere der Fall zu sein. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 05:41, 16. Nov. 2011 (CET). Frage 3: Interagiert bei der metallischen Reflexion nicht das Photon mit der Gesamtheit des Elektronengases in der Nähe der Oberfläche, ohne einzelne Elektronen zu treffen? (Ausgenommen der photoelektrische Effekt.) Frage 4: Interagiert bei den dielektrischen Spiegeln nicht das Photon mit der Gesamtheit aller Atome in der Nähe der Grenzflächen, ohne einzelne Atome zu treffen? (Die dielektrischen Spiegel wären gut für das monochromatische Laser-Segeln geeignet. Beim Schrägstellen dieser Spiegel gibt es aber bestimmt Probleme mit dem Reflexionsvermögen. Eine interessante Variante wäre es, einige monoatomare Graphan- oder Graphen-Schichten im Vakuum im Abstand von einem Viertel der Wellenlänge aufzuspannen.) -- Karl Bednarik 12:20, 16. Nov. 2011 (CET). Ein rein theoretischer Anhang: Graphan wäre optisch für die dielektrischen Spiegel besser geeignet als Graphen, weil es ein elektrischer Isolator ist. Für den Sonnen-Swing-by wäre Graphan (CH)n aber schlechter geeignet als Graphen (C)n, weil es nur etwa 400 °C aushält, an Stelle von 3700 °C beim Graphen. Immerhin geht dann beim Sonnen-Swing-by nur das Graphan unter Wasserstoff-Abscheidung in das Graphen über, so dass nicht alles verloren ist. Eine monoatomare Graphen-Schicht absorbiert nur 2,3 % des sichtbaren Lichtes, und 10 Schichten davon würden dann etwa 23 % absorbieren. Wenn man nun diese 10 Graphen-Schichten alle im Abstand von jeweils 150 Nanometern im Vakuum aufspannen würde, dann hätte man zwischen 500 und 700 Nanometern Wellenlänge eine Reflexion von etwa 99 %. Das würde einem Verhältnis von 23 % zu 200 % entsprechen. 100 % wären es theoretisch bereits bei der reinen Absorption. 10 Schichten mit insgesamt 1500 Nanometern oder 1,5 Mikrometern Dicke sind noch immer ziemlich dünn, und sie hätten nur etwa 7,6*10^-6 kg/m^2 Masse pro Fläche. Kohlenstoff hat den kovalenten Radius von 0,076 Nanometern. Die einzelnen Abstandshalter für 150 Nanometer Abstand wären dann rund 200 Einheiten lang (CH2)200, also eine Art von Polyethylen-Molekül (C2H4)100. Man benötigt vermutlich etwas mehr als 200 Einheiten, weil der Bindungswinkel von Kohlenstoff nur 109,5 ° im Zick-Zack beträgt, und nicht 180 ° geradeaus. Falls diese Polyethylen-Moleküle nicht ausreichend hitzebeständig sind, dann könnte man Silikon-Ketten verwenden. Im Abstand von einer astronomischen Einheit von unserer Sonne könnte man damit eine Beschleunigung von fast 1 m/s^2 erreichen, und bei 0,1 AE bereits 100 m/s^2, was schon beinahe Graf-Hombug-tauglich ist. Falls der Reflektor gegen das einfallende Licht geneigt werden muss, dann muss man den Reflektor seitlichen Scherkräften aussetzen. Dadurch stehen dann die Abstandshalter ein wenig schräg, und die Viertel-Wellenlänge ist dann auch unter diesem Einfallswinkel des Lichtes gewährleistet. Das muss ich unbedingt in meine nächste Science-Fiction-Geschichte einbauen, sobald ich Halo Anniversary zu Ende gespielt habe. Noch eine Frage Nummer 5: Das mit den Viertel-Wellenlängen-Schichten funktioniert doch nur, weil bei der Reflexion ein Phasensprung von 180 ° stattfindet. Wie kommt dieser Phasensprung zustande? Ohne den 180 ° Phasensprung würde sich das reflektierte Licht nach einer halben Wellenlänge ja sonst selbst auslöschen. -- Karl Bednarik 03:35, 17. Nov. 2011 (CET). Ein zweiter theoretischer Anhang: Die Bindungslänge einer einfachen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung beträgt etwa 154 Pikometer, denn ich habe hier oben fälschlicherweise nicht nur den Radius mit dem Durchmesser verwechselt, sondern dazu noch ein paar Zehnerpotenzen vertauscht. Der Bindungswinkel von Kohlenstoff beträgt 109,5 °. Dadurch wird eine CH2-Gruppe nur um 81,65 % von 154 Pikometern länger, also 126 Pikometer lang. Für die 150 Nanometer benötigt man daher also 1193 CH2-Gruppen oder Polyethylen (C2H4)596. Bevor noch jemand sagen kann: "Man kann Moleküle nicht so genau herstellen" habe ich noch zwei Gegenargumente, ein unwissenschaftliches: Gun store manager: "Hey, you can't do that." Terminator 800 (aus dem ersten Teil): "Wrong!" und ein wissenschaftliches. Wenn man alle Abstandshalter immer ein wenig zu gross einbaut, dann bekommt man einen auf alle Wellenlängen abstimmbaren Interferenzreflektor. Dieser Reflektor benötigt keinen Rahmen, wenn er um eine Achse senkrecht zu seiner Fläche rotiert wie eine Schallplatte. Wenn man nun an gegenüber liegenden Teilen des Reflektors Fliehgewichte anbringt, eines in der obersten Schicht, und eines in der untersten Schicht, dann kann man über die Rotationsgeschwindigkeit die Neigung der Abstandshalter, und damit den Wellenlängenbereich einstellen. -- Karl Bednarik 09:13, 17. Nov. 2011 (CET).

Hallo Karl Bednarik,

im (hier sinnvollen) Grenzwert für kleine Photonenenergien ist die Formel

% Wirkungsgrad = 100 - 100 * ( ( c - v ) / ( c + v ) )

ohne die Quadratwurzel richtig (das Licht bewegt sich von der unbewegten Quelle auf den bewegten Spiegel, wobei der Spiegel das Licht um den Faktor mit der Quadratwurzel rotverschoben sieht und es reflektiert, ohne die Frequenz in seinem Bezugssystem zu ändern; im Bezugssystem der Quelle sieht man das reflektierte Lich dann aber noch einmal rotverschoben, und zwar um den gleichen Faktor, was insgesamt den Faktor (c-v)/(c+v) ohne die Quadratwurzel ergibt).

Allerdings könnte man dann fälschlicherweise meinen, dass der Spiegel überhaupt nicht in Bewegund kommt, wenn er anfangs in Ruhe ist.

Wenn man die Quantelung des Lichts beachtet, dann kommt man auf folgende Formeln:

% Wirkungsgrad = 100 * ${\frac {mc^{2}}{hf_{0}}}({\frac {1}{\sqrt {1-\beta _{1}^{2}}}}-{\frac {1}{\sqrt {1-\beta _{0}^{2}}}})$

$\beta _{1}={\frac {A^{2}-m^{2}c^{2}}{A^{2}+m^{2}c^{2}}}$

$A={\frac {2hf_{0}}{c}}+{\frac {mc}{\sqrt {1-\beta _{0}^{2}}}}(\beta _{0}+1)$

$\beta _{0}={\frac {v_{0}}{c}}$

$v_{0}$ ... Geschwindigkeit des Spiegels

m ... Masse des Spiegels bzw. Spiegelteils

$f_{0}$ ... Frequenz des Lichts vor der Reflektion

h ... Plancksches Wirkungsquantum

c ... Lichtgeschwindigkeit

$\beta _{1}c$ ... Geschwindigkeit des Spiegels nach der Reflektion eines Photons

Falls der Spiegel groß genug ist, sodass nur ein Teil wechselwirkt, dann muss man noch den Energieverlust durch den inelastischen Stoß beachten. Wenn man auch hier die genaue relativistische Formel will, dann muss man den Wirkungsgrad noch mit folgendem Faktor multiplizieren:

${\frac {M}{m}}{\frac {{\sqrt {1+B^{2}}}-{\frac {1}{\sqrt {1-\beta _{0}^{2}}}}}{{\frac {1}{\sqrt {1-\beta _{1}^{2}}}}-{\frac {1}{\sqrt {1-\beta _{0}^{2}}}}}}$

mit $B={\frac {m}{M}}{\frac {\beta _{1}}{\sqrt {1-\beta _{1}^{2}}}}+(1-{\frac {m}{M}}){\frac {\beta _{0}}{\sqrt {1-\beta _{0}^{2}}}}$

m ist hier die Teilmasse des Spiegels, die direkt betroffen ist, und M die Gesamtmasse des Spiegels. Ich fürchte, es würde eigentlich noch komplizierter, denn die betroffene Teilmasse ist nicht auf dem ganzen Gebiet gleich stark betroffen, tiefere Teile der Teilmasse bewegen sich langsamer...

Der Unterschied zur einfachen Wirkungsgrad-Formel ist praktisch aber meistens sehr gering (und die Formeln sind viel komplizierter; ich frage mich dabei, ob man bei quantenoptischen Experimenten messen kann, ob ein Photon von einem halbdurchlässigen Spiegel reflektiert wird, indem man den Kraftstoß auf den Spiegel misst, aber der Energieübertrag ist viel zu klein, um die Grundschwingung des Spiegels oder der Halterung mit h*Eigenfrequenz anzuregen; bei 600 nm Wellenlänge und 100 g Masse der Halterung komme ich auf ca. 3*10^-86 J, was erst bei einer Eigenfrequenz von nur ca. 5*10^-53 Hz für die Anregung eines quantenmechanischen Oszillators reichen würde).

Zu Frage 2: Ein monochromatischer Lichtstrahl sollte eigentlich monochromatisch bleiben, bzw. die Frequenz sollte langsam kleiner werden, während der Spiegel beschleunigt. Das führt zu Frage 3 und 4, und auch zu Frage 5:

Wenn ein Photon in ein transparentes Material eindringt, dann befindet es sich bald in einer quantenmechanischen Überlagerung vieler Zustände, die jeweils in einer gewissen Tiefe im Material gestreut werden. Weil die Streuung durch schwingende Dipole zustandekommt, und die Dipole ein Feld aufbauen, das dem äußeren Feld entgegengerichtet ist, sind diese gestreuten Zustände in Summe eine Welle mit einer Phasenverschiebung von 180°. Wenn man nun eine Schicht der Dicke d betrachtet, um die herum Vakuum ist, und einen Lichtstrahl, der normal zur Oberfläche einfällt, dann kann man die Phasen der einzelnen Streuungen aus verschiedenen Tiefen an der Oberfläche summieren: Die Streuung aus Tiefe z ist um 2*z*360°/λ phasenverschoben. Ist die Dicke viel größer als λ/4, dann kann man einen Teil der Summation bzw. Integration leicht im Kopf durchführen: Die Streuung aus einer bestimmten Tiefe wird durch die Streuung aus dieser Tiefe + λ/4 ausgelöscht, so dass man jeweils für eine Teilschicht der Dicke λ/2 so tun kann, als wäre sie gar nicht da, weil jede Streuung einen Auslösch-Partner hat, der λ/4 entfernt ist. Es bleibt nur eine dünne Teilschicht an der Oberfläche, deren Streuungen nicht ausgelöscht werden (und das ist der Grund, das es überhaupt Reflektion gibt). Den Betrag des Ergebnisses der Integration der Phasen muss man dann noch quadrieren, um die Intensität zu erhalten; die Intensität ist proportional zu (1 - cos(d*720°/λ)).

Hat man auf der anderen Seite anstatt Vakuum eine weitere Schicht mit geringerem Brechungsindex, so kann man die gleiche Rechnung noch einmal durchführen, und dann aber die summierten Phasen aus beiden Schichten mit unterschiedlichen Faktoren multiplizieren, weil die Streuung unterschiedlich stark ist (in der Schicht mit höherem Brechungsindex ist sie größer). Wenn die beiden Schichten eine Dicke von jeweils λ/4 haben, reduziert die Streuung aus der unteren Schicht die Reflektion ein bisschen, weil sie destruktiv interferiert; wenn man dann aber eine weitere λ/4-Schicht mit höherem Brechungsindex an der Unterseite dazugibt, interferieren deren Streuungen wieder konstruktiv mit der Reflektion aus der oberen Schicht usw.; idealerweise wären also die Zwischenschichten Vakuum.

Bei Graphen- oder Graphan-Monoschichten muss man aber den Abstand λ/2 wählen, weil es bei jeder Schicht zum gleichen Phasensprung kommt (im Gegensatz zu den gerade besprochenen Schichtgrenzen, bei denen es effektiv abwechselnd zu keinem Phasensprung bzw. einem 180°-Phasensprung kommt).

mfg, Usr2 22:34, 17. Nov. 2011 (CET)

Hallo Usr2, ich danke Dir für Deine ausführlichen Antworten, die mir einen tieferen (quanten-optischen) Einblick in den Vorgang der Reflexion ermöglicht haben, als den, den ein gewöhnlicher Chemotechniker, wie ich es bin, haben kann. (Also ehrlich, ich sage lieber Reflektion, denn man sagt ja auch nicht Reflexor.) Wenn sich nun Graf Hombug das alles genau vor dem Gegenschlag auf Proxima Centauri II überlegt hätte, dann wäre er praktisch stundenlang paralysiert gewesen. Graf Hombugs Lieblings-künstliche-Intelligenz Cortana hatte aber dafür das richtige Gegenmittel, als sie sagte: "Ich denke, und Du handelst." Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 04:43, 18. Nov. 2011 (CET). Postskriptum: Wann bauen wir diesen DBR, und wo sind die Zeiten, wo ich noch einen Plüsch-Hasen im Spektrum der Wissenschaft veröffentlicht habe? Am besten wird es wohl sein, dem UNSC (United Nations Space Command) beizutreten (Was heisst: "Das gibt es doch gar nicht", dass heisst doch nur: "Das gibt es noch nicht."). Sicherheitshalber unterschreibe ich hier noch einmal, denn die Wikipedianer lieben das. -- Karl Bednarik 04:43, 18. Nov. 2011 (CET). Post-Postskriptum: Im Known Space von Larry Niven heisst diese Institution UNSN (United Nations Space Navy), und in dem allumfassenden Graf-Hombug-Universum heisst sie UNSIN (United Nations Space Intervention Navy). -- Karl Bednarik 05:23, 18. Nov. 2011 (CET).

Servus Leute, wie ihr sicher bemerkt habt, habe ich mich aus der Diskussion zurückgezogen, da euer Ansatz zur Wirkungsgradberechnung der Dopplereffekt ist. Jedoch ist der Dopplereffekt eine Auswirkung aus unterschiedlichen Systembetrachtungen und deren "geometrischen" Zusammenhängen (Differenzbewegung zwischen zwei Systemen). Anmerkung: Wenn ihr den Dopplereffekt heranzieht, dann würde sich das Segel aufgrund des Wirkungsgrades bei zwei ruhenden Systemen (Widerspruch zu Laser-Spiegel-Test) nicht in Bewegung setzen bzw. würde sich der Wirkungsgrad, wenn sich das Objekt auf die Sonne zubewegt, erhöhen. Beides ist jedoch falsch. Kurzum: der Dopplereffekt ist für die Wirkungsgradberechnung des Sonnensegels der falsche Ansatz. Ich habe deshalb mal eine kompetentere Person, als uns, angefragt und diese hat die Frage weitergeleitet auf Wikipedia:QS-Physik. mfg MRS 09:48, 19. Nov. 2011 (CET)

Nun zu deiner Argumentation unter "Löschung Graphen": 2.) mein Ansatz wird auch unter [2] kurz beschrieben. Die Frage wäre jetzt nur, ob ich die richtige Comptonwellenlänge verwendet habe (Betrachtung dass für die Reflexion das Elektron im Atom verantwortlich ist)? Kurzum: mit der Impulsübertragung oder der Compton-Wellenlänge kann man den Wirkungsgrad berechnen. Nicht mit dem Doppler-Effekt. mfg MRS 20:06, 24. Nov. 2011 (CET)

Hallo Markus R Schmidt, Rückfrage 1: Warum erzeugt dann 1 kW/m^2 reflektierter Mikrowellenstrahlung genau so einen hohen Strahlungsdruck, wie 1 kW/m^2 reflektiertes sichtbares Licht? Rückfrage 2: Warum kann man dann bereits aus der Leistung pro Fläche geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit den Strahlungsdruck berechnen? Argument 7: Druck mal Fläche ist Kraft, und Kraft durch Masse ist Beschleunigung. Aus diesem Grund starten die Reflektoren aus dem Ruhezustand weg, obwohl sie noch die gesamte Lichtleistung reflektieren, und daher den Wirkungsgrad 0 % haben müssen. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 07:43, 25. Nov. 2011 (CET).

Servus Karl. Sehr gute Fragen. Hier nun die Antwort. "Rückfrage 2":

$F={\frac {dp}{dt}}={\frac {E}{c\cdot dt}}={\frac {P}{\Delta t\cdot c}}\cdot dt={\frac {P}{c}}$

mit F: Kraft, p: Impuls, t: Zeit, E: Energie, c: Lichtgeschwindigkeit, P: Leistung. Anmerkung: mit E = n_Photon*E_Photon. [3] PS: Formel ein wenig vereinfacht und nicht 100% mathematisch ausgedrückt. ;-)

Zur "Rückfrage 1": der Wirkungsgrad hat mit dem Strahlungsdruck nicht direkt was zu tun. Vielmehr besagt dieser, wie gut die Strahlungsenergie der Photonen verwendet wird. D.h. der Wirkungsgrad bestimmt die Rotverschiebung der Strahlung, was bedeutet, dass 1 kW MW-Strahlung nach der Reflexion noch annährend 1 kW entspricht. Erzeuge ich demzufolge 1 kW MW-Strahlung und nutze diese als Antrieb, habe ich einen Wirkungsgrad von 0,0..1%. Mit anderen Worten, ich erwärme das Universum. ;-) Verwende ich jedoch die Energie um Materie aufzuheizen und nutze dann deren kinetische Energie als Antrieb, habe ich X%. Und zum "Argument 7": mit einem Wirkungsgrad von "0", bei dem keine Energie übertragen wird, kann auch keine Beschleunigung erfolgen, denn das Gleichgewicht lautet: E_ges = E_kin1(t1) + E_pot1(t1) + E_kin2(t1) + E_pot2(t1) = E_kin1(t2) + E_pot1(t2) + E_kin2(t2) + E_pot2(t2). Mit anderen Worten, dort wo keine Energieübertragung stattfindet, kann auch keine Änderung der Zustände erfolgen. mfg MRS 19:03, 25. Nov. 2011 (CET)

Hallo Markus R Schmidt, Kommentar: Von einem fixierten 100 % Reflektor kommt die gesamte Strahlungsleistung auch wieder zurück. Von einem fixierten 100 % Absorber wird die gesamte Strahlungsleistung in Wärme umgewandelt. Der Strahlungsdruck ist bei einem 100 % Reflektor genau doppelt so gross wie bei einem 100 % Absorber. Argument 8: Bei realistischen, gegen die Lichtgeschwindigkeit kleinen Geschwindigkeiten, und bei konstantem Strahlungsdruck, ist die von einem 100 % reflektierenden Sonnensegel pro Zeiteinheit aufgenommene kinetische Energie seiner Geschwindigkeit direkt proportional, weil die Energie gleich Kraft mal Weg ist. Deshalb kann man auch sagen: Der % Wirkungsgrad beträgt 100 mal die Zunahme der kinetischen Energie geteilt durch die dafür eingesetzte Strahlungsenergie. Daher ist auch der so berechnete Wirkungsgrad der Geschwindigkeit direkt proportional. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 06:06, 26. Nov. 2011 (CET).

Oder nach der Leistung berechnet:
% Wirkungsgrad = 100 * Strahlungsdruck * Fläche * Geschwindigkeit / Strahlungsleistung
-- Karl Bednarik 03:15, 27. Nov. 2011 (CET).

Hallo zusammen,

eine mikroskopische Betrachtung ist lehrreich (falls dasselbe Ergebnis herauskommt), aber unangemessen. Doppler-Effekt ist passend.

Null Wirkungsgrad heißt nicht F=0, betrachte mechanisches Beispiel.

Gruß – Rainald62 15:03, 26. Nov. 2011 (CET)

Servus Rainald62, mikroskopische Betrachtung ist lehrreich (falls dasselbe Ergebnis herauskommt), aber unangemessen. Also, der Dopplerefffekt beschreibt die Beobachtung der relativistischen Zusammenhänge zwischen zwei Objekten. D.h. wie Verhält sich eine Welle, wenn sich zwei Objekte zueinander bewegen (Physik 11. Klasse). Der Dopplereffekt hat nichts mit dem Wirkungsgrad eines Sonnensegels zu tun, denn die Grundlage des Antriebs passiert auf der Impulsübertragung! Des Weiteren ist der Photoeffekt (Prinzip einer Photovoltaikanlage) auch nicht durch makroskopische Beziehungen beschreibbar, sondern durch mikroskopische! Und bei einem Wirkungsgrad von Null ist nicht F=0 (das stimmt), jedoch ist a=0. Damit beende ich jegliches Kommentar zu "Wirkungsgrad Sonnensegel" beruht auf "Dopplereffekt". Is nicht böse gemeint, hat aber absolut nichts miteinander zu tun. mfg MRS 18:51, 28. Nov. 2011 (CET)

F≠0, aber a=0 – welche Klasse ist das denn? (Gedanken)experiment: Fahrradpedale 90° nach OT, Stillstand, Gewichtskraft ab t=0. Meinst Du, das Fahrrad könne keine Geschwindigkeit entwickeln, weil für die kinetische Energie ein Energieübertrag nötig sei, der bei v=0 nicht möglich scheint? Andererseits gilt F = ma. Die Lösung dieses Paradoxons ist, dass die kinetische Energie proportional zu v² ist, also dE/dv proportional zu v, im Limes v→0 also dE/dv = 0, in Worten: Für die erste Beschleunigung ist keine Energie nötig.

Der Doppler-Effekt ist zumindest geeignet, die Energiebilanz aufzustellen (den Energieerhaltungssatz wirst Du ja wohl nicht infrage stellen) – Gedankenexperiment: Das Segel reflektiert die Strahlung auf eine neben dem Sender angeordnete Antenne, wo mit 100 % Wirkungsgrad elektrische Energie zurückgewonnen wird. Wie viel das ist, beschreibt der Doppler-Effekt. – Rainald62 20:32, 28. Nov. 2011 (CET)

Hallo an alle zusammen. Ergänzend möchte ich dazu noch anmerken, dass der Wirkungsgrad das Verhältnis von genutzter Leistung zur eingesetzten Leistung ist. Die genutzte Leistung eines Strahlungsreflektors kann nur Kraft mal Geschwindigkeit sein. Auf diese Weise benötigt man weder den Doppler-Effekt noch den Compton-Effekt zur Berechnung des Wirkungsgrades. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 06:29, 29. Nov. 2011 (CET).

Servus Leute. @Rainald: sorry, aber der Energieerhaltungssatz sagt nunmal aus, dass Energie transferiert werden muss, um eine Zustandsänderung zu erreichen. Mehr brauch ich nicht dazu sagen. @Karl: dein Ansatz ist ein guter Anfang, jedoch interessiert uns genau diese Aussage P_Sail/P_Laser. Da wir nur die Laserleistung kennen, ... @All: Um es kurz und schmerzlos zu machen, zitiere ich einfach mal eine Seite, die den Dopplereffekt veranschaulicht: "Der relativistische Dopplereffekt ist im Grunde genommen ein raumzeitlicher (man könnte auch sagen: geometrischer) Effekt" [4] Ich hoffe die Diskussion zu "mit dem Dopplereffekt kann man den Wirkungsgrad berechnen" ist damit beendet. Nicht böse gemeint, aber es ist der falsche Ansatz. mfg MRS 19:27, 29. Nov. 2011 (CET)

Hallo Markus R Schmidt,

falls die Reflexion tatsächlich als Stoß zwischen einzelnen Atomen oder Elektronen und Photonen betrachtet werden könnte, wie erklärt man dann das Reflexionsverhalten bei verschiedenen Wellenlängen (hier z.B. ein Bild für Aluminium, Silber und Gold)? Das weist doch wirklich auf eine Wechselwirkung der Elektronen und Atomrümpfe untereinander hin (siehe auch Plasmaoszillation), und zwar während des Reflexionsvorgangs, so dass hier Impuls übertragen wird.

Andererseits müsste eine Wellenlängenänderung um die Compton-Wellenlänge bei jeder 90°-Reflexion doch auffallen. Wenn man mit einem Strahlteiler einen Teil eines Laserstrahl um 90° reflektiert, dann diesen reflektierten Strahl noch 2 Mal um 90° reflektiert, so dass er den nicht reflektierten Strahl wieder kreuzt, und bei der Kreuzung wieder einen Strahlteiler einsetzt, so dass die beiden Strahlen wieder zusammengeführt werden, dann müsste der Wellenlängenunterschied (4-fache Compton-Wellenlänge = 9,705 pm) doch mit einem guten Spektrometer feststellbar sein (und er würde auch zu einer Schwebung mit z.B. bei 500 nm Wellenlänge einer Periode von 86 ps führen).

mfg, Usr2 15:16, 3. Dez. 2011 (CET)

Servus Usr2. Zu Punkt 1: das Reflexionsverhalten im Bezug zur Wellenlänge ist ein interessanter Aspekt. Und das ist eigentlich der tragende Punkt, ist die Annahme mit dem Compton-Effekt (Experiment wurde mit Röntgenstrahlung durchgeführt) und der Interaktion mit einem Elektron (vorallem mit welchem --> freies Elektron im Atomgitter, äußeren, inneren El. des Atomkerns oder beiden?) korrekt? Mein Problem ist, dass ich kein Quantenphyisker bin.

Zum 2. Punkt. Ja, durch Interferenz müsste man diesen Effekt bestätigen können. Leider habe ich jedoch kein Experiment im Netz finden können was diesen Sachverhalt beschreibt. Ein Punkt könnte sein, dass dies niemanden interessiert. Ein anderer Punkt könnte sein, dass durch zahlreiche Referenzen (Stand des heutigen Wissens, das ein Photon ein Impuls übertragen kann) dies keinen mehr interessiert. Ob der Compton-Effekt der korrekte Ansatz ist kann ich jedoch nicht sagen. Ich weiß nur, dass dies der elegantere Ansatz wäre, denn bei der Wirkungsgradberechnung mittels des Impulssatzes muss ich unbedingt wissen, mit welchem Objekt das Photon interagiert. Beim Compton-Effekt muss ich eigentlich nur wissen, dass das Photon mit dem Elektron interagiert, jedoch wäre die Fragestellung mit welchem Elektron irrelevant. Kurzum: ist der Compton-Effekt der falsche Ansatz, dann kann ich zwar eine Interferenz identifizieren, jedoch wäre diese ungleich der Frequenzverschiebung durch den Compton-Effekt. mfg MRS 12:33, 4. Dez. 2011 (CET)

Hallo Markus R Schmidt,

ich kann Dir versichern, dass eine Wellenlängenänderung durch Reflexion an gewöhnlichen Spiegeln oder Strahlteilern in der hochauflösenden Laserspektroskopie kein Thema ist (hier habe ich ein teilweise frei einsehbares Buch zum Thema gefunden, man kann zumindest innerhalb des Buchs danach suchen). D. h. die Wellenlängenänderung ist unmessbar klein, deshalb muss die wechselwirkende Masse weit größer sein als nur ein Atom, und beim Wirkungsgrad des Sonnensegels ist schon bei niedrigen Geschwindigkeiten der Dopplereffekt dominant.

Bei der Reflexion von z.B. sichtbarem Licht an einem dielektrischen Material ist die Wechselwirkung mit den äußeren Elektronen der Atome am größten, bei metallischer Reflexion die mit den quasi-freien Elektronen. Der Compton-Effekt tritt erst dann auf, wenn die Frequenz so hoch ist, dass ein Elektron sozusagen keine Zeit mehr hat, mit anderen Elektronen in Wechselwirkung zu treten. Das tritt bei Metallen jedenfalls erst bei Frequenzen auf, die höher als die Plasmafrequenz sind (und bei diesen Frequenzen ist die Reflexion dann sehr schwach).

mfg, Usr2 22:07, 4. Dez. 2011 (CET)

Grüß di. "die Wellenlängenänderung ist unmessbar klein" Ja, das ist auch logisch, da der Wirkungsgrad sehr gering ist. Das "schon bei niedrigen Geschwindigkeiten der Dopplereffekt dominant" ist, ist eine relative Betrachtung, da ich zwar eine Beeinträchtigung des Wirkungsgrades durch die Frequenzverschiebung habe, aber ein Wirkungsgrad von annähernd Null multipliziert mit einem Wirkungsgradverlust durch den Dopplereffekt von X ergibt mir immer noch Null. ;-) "wenn die Frequenz so hoch ist, dass ein Elektron sozusagen keine Zeit mehr hat, mit anderen Elektronen in Wechselwirkung zu treten" bedeutet also, dass der Compton-Effekt zur Wirkungsgradberechnung, deiner Meinung nach, nicht verwendet werden kann? Hast du hierzu vielleicht noch interessante Quellen? Denn dies würde für Plasmaoszillation dann bedeuten, dass die Elektronen, die gegenüber den Ionen verschoben werden, etwas mit der Reflexion zu tun haben (Metalle: UV-Licht vs. sichtbares Licht)? D.h. doch dann aber, dass die Elektronen des Atomkerns für die Reflexion verantwortlich sind, oder? mfg MRS 12:20, 5. Dez. 2011 (CET)

Warum wechselst Du wieder den Diskussionsort? Auf der QS-Seite habe ich dir vorgerechnet, dass die Angaben in der Literatur zur Effizienz des lasergetriebenen Segels auf dem Doppler-Effekt beruhen. Der Doppler-Effekt beeinträchtigt nicht den Wirkungsgrad, sondern ist mit ihm identisch. Wäre er kleiner (c größer), dann wäre auch der Wirkungsgrad kleiner. Wenn Du das nicht auf die Reihe bekommst, solltest Du dein Studienziel überdenken. – Rainald62 13:47, 5. Dez. 2011 (CET)

Sorry, aber ich unterhalte mich hier nicht mit dir, da ich dir schon nahe gelegt habe, dass ich deine Kompetenz anzweifle. Und wie ich dir auch schon mitgeteilt habe, möchte ich mich bzgl. dieses Themas gerne mit anderen Unterhalten die eventuell was davon verstehen. mfg MRS 19:35, 5. Dez. 2011 (CET)

Du scheinst sozusagen aus der Perspektive des sonnensegelnden Raumschiffes zu denken - das ist aber ein beschleunigtes Bezugssystem, und in einem beschleunigten Bezugssystem macht das wenig Sinn, denn hier gelten ja nicht einmal die bekannten Erhaltungssätze. In einem Inertialsystem ist der Wirkungsgrad bei größerem Dopplereffekt größer (wohin geht sonst die Energie der Photonen, wenn nicht in die kinetische Energie des Raumschiffs?).

Bei der Reflexion von einem Metall sind die quasi-freien Elektronen, und nicht die inneren Elektronen (das meinst Du doch mit "Elektronen des Atomkerns", oder?) für die starke Reflexion verantwortlich, wie kommst Du darauf, das es anders sein sollte?

Übrigens gibt es selbst im Röntgenbereich neben dem Compton-Effekt (inkohärente Streuung, 1 Elektron und 1 Photon) auch noch kohärente Streuung (mit dieser Streuung von den inneren Elektronen kann man Kristallstrukturen analysieren, die hier praktisch ein Beugungsgitter bilden, siehe Röntgenbeugung).

Usr2 23:34, 5. Dez. 2011 (CET)

"in einem beschleunigten Bezugssystem macht das wenig Sinn, denn hier gelten ja nicht einmal die bekannten Erhaltungssätze" das stimmt so nicht, denn ein Erhaltungssatz, und zwar das der Energieerhaltung, besitzt auch dort seine Gültigkeit. Des Weitere möchte ich nochmal darauf hinweisen, dass der Wirkungsgrad eines Sonnensegels nicht dem Dopplereffekt entspricht. Durch den relativistischen Dopplereffekt habe ich zwar eine Frequenzverschiebung, das natürlich zu einbußen im Wirkungsgrad eines Sonnensegels gegenüber einen ruhendem System führt, jedoch kann mir der Dopplereffekt keinen Wirkungsgrad berechnen, für ein ruhendes System. Was aufzeigt, dass dies der falsche Ansatz ist.

"wie kommst Du darauf, das es anders sein sollte?" aufgrund des Absatzes unter Plasmaoszillation: "Werden die Elektronen gegenüber den Ionen z. B. durch eine elektromagnetische Welle leicht versetzt, wirkt auf sie die Coulombkraft, die die Quasi-Neutralität wieder herstellt." Da die freien Elektronen einfach nur eine Verschiebung erfahren würden und die Rückstellkraft eher dynamisch ablaufen würde (d.h. absorbierte Energie != emittierter Energie) würde ich nach dieser Aussage davon ausgehen, dass die gebundenen Elektronen des Kerns (fixiert gegenüber dem "Ion"/Atomkern) für die Reflexion verantwortlich sind. D.h. Energieabsorbtion führt beim Elektron zur Änderung des Orbits/der Schale/... was zu einer Ladungsverschiebung führt. Die äußeren Couloumb-Kräfte bewirken das Zurückspringen des Elektrons. Somit würde die absorbierte Energie der emittierten Energie ensprechen. Wären die freien Elektronen im Atomgitter beteiligt, würde ich einen ähnlichen Effekt wie den Photoeffekt erwarten und das die zurück emittierte Energie nicht unbedingt gleich der absorbierten Energie wäre, da ich keine "fixierten Strukturen" habe (>freies< Elektron). Weiterhin ist es auch interessant, dass die Reflexion erst ab einer bestimmten Wellenlänge eintritt und die ist bei fast allen Materialien gleich: ab UV-Licht. D.h. das eventuell ein Zusammenhang mit dem Energiepotential der Elektronenschalen und der Lichtquanten der entsprechenden Frequenz existiert. (is aber nur ein Gedankenmodell)

"auch noch kohärente Streuung". Die Röntgenbeugung hat jedoch nichts mit der "Reflexion = Absorbtion und Emission" zu tun, so dass dieser Effekt prinzipiell keine Bedeutung hat. Natürlich wäre die Frage groß, ob beim Compton-Effekt unwillkürlich Röntgenbeugungseffekte enthalten sind oder ob diese kompensiert wurden, was bedeutet, dass ein Material mit einem Kristallgitter ungleich der Wellenlänge verwendet wurde. Aber ich gehe mal davon aus, dass dies beim Compton-Effekt-Experiment berücksichtigt wurde. Demnach ist die Röntgenbeugung uninteressant. mfg MRS 07:58, 6. Dez. 2011 (CET)

Nachtrag: auf der anderen Seite werden die freien Elektronen (Metall#Allgemeines) in Relation zu einem guten Reflexionsverhalten gesetzt. Werd mal schauen, ob ich noch ein paar Quellen finde. Die frage wäre nur dann, ob ich die Masse des freien Elektrons verwenden könnte? mfg MRS 13:48, 6. Dez. 2011 (CET)

Wenn der Energieerhaltungssatz tatsächlich in einem beschleunigten Bezugssystem noch gültig wäre, woher käme dann die Bewegungsenergie der Sonne von 1,6*10³⁹ J, wenn ich nur von 30 km/s auf 50 km/s relativ zur Sonne beschleunige? Da scheinst Du etwas grundsätzlich falsch zu verstehen.

"einfach nur eine Verschiebung" und "die Rückstellkraft eher dynamisch" kann ich nicht nachvollziehen... das elektrische Feld der einlaufenden Welle ist ja auch eine Sinuswelle.... die Reflexion erfolgt gerade nahezu perfekt durch die Verschiebung der Ladungen im Plasma (vom Inneren des Metalls wird die Welle abgeschirmt, und aus dem selben Grund werden rein elektrostatische Felder von leitenden Materialien abgeschirmt).

Der photoelektrische Effekt hingegen steht zwischen der Reflexion, die ein Vielteilchenphänomen ist, und dem Compton-Effekt, bei dem Energie und Impuls nur zwischen Photon und einem einzelnen Elektron ausgetauscht werden (beim Photoeffekt stimmt die Impulsbilanz nicht, wenn man nur das emittierte Elektron in Betracht zieht).

Die Röntgenbeugung ist genauso Absorption und Emission.

Wenn die Reflexion (ich spreche hier wieder von sichtbarem oder infrarotem Licht) tatsächlich etwas Ähnliches wie die Compton-Streuung wäre, dann hätte sie auch eine ganz andere Winkelverteilung. Der Einfallswinkel ist nur gleich dem Ausfallswinkel, weil von vielen Stellen an der Oberfläche Wellen ausgehen, und zwar kohärent, d.h. mit bestimmter Phasenbeziehung zueinander.

Ein Skriptum zur Plasmaphysik hab ich verlinkt (siehe dort Quasineutralität und Plasmafrequenz).

Noch eine allgemeine Bemerkung: Bei der Reflexion ist es ziemlich schwierig, mit einzelnen Photon-Elektron-Wechselwirkungen (wie sie z.B. zum Compton-Effekt oft als Feynman-Diagramm dargestellt wird) zu rechnen.

Usr2 18:34, 6. Dez. 2011 (CET)

"Ziemlich schwierig" ist noch vorsichtig formuliert. Genau das meinte ich oben mit "eine mikroskopische Betrachtung ist lehrreich (falls dasselbe Ergebnis herauskommt)". Das Argument mit dem Reflexionswinkel habe ich auch schon gebracht, aber Markus scheint beratungsresistent. – Rainald62 20:57, 6. Dez. 2011 (CET)

Servus Usr2, sorry das ich mich noch nicht gemeldet habe. Habe mir jedoch dein gepostetes Skriptum mal durchgelesen bzw. bin ich noch drüber. Hierzu muss ich mir noch ein paar Gedanken machen, wollte dich schonmal darüber informieren, dass meine Antwort etwas länger dauern könnte, jedoch nicht ausbleiben wird. ;-) mfg MRS 17:02, 7. Dez. 2011 (CET)

Hallo Markus R. Schmidt, es scheint so zu sein, als wären Usr2, Rainald62, und ich ungefähr der gleichen Meinung. Vereinfacht ausgedrückt, zeigt die Rotverschiebung an, wieviel von der Strahlungsenergie genutzt wird, und wieviel davon ungenutzt zurück kommt. Die Aufnahme der kinetischen Leistung kann nur aus Kraft mal Geschwindigkeit berechnet werden, weil beim Sonnensegel Kraft mal Weg die kinetische Energie ist. Als Bezugspunkt für die Geschwindigkeit muss man dafür die Strahlungsquelle als ruhend annehmen. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 04:23, 7. Dez. 2011 (CET). Ergänzung: -- Karl Bednarik 04:31, 7. Dez. 2011 (CET).
Eine Variante von Zenons Paradoxon des Nicht-Weglaufen-Könnens: Ein Gegenstand schwebt ruhend in der Luft, obwohl irdische Gravitationsbedingungen herrschen. Er kann nicht zu fallen beginnen, weil er noch keine kinetische Energie aufnehmen konnte, weil er noch keine Höhendifferenz zurück gelegt haben kann. -- Karl Bednarik 05:31, 7. Dez. 2011 (CET).

"Vereinfacht ausgedrückt, zeigt die Rotverschiebung an, wieviel von der Strahlungsenergie genutzt wird" WOW, zeige mir bitte auf, dass ich gegen dieses Argument Einsprüche hatte! Jedoch geht ihr (Ausnahme Usr2 --> derzeit noch in Diskussion) davon aus, dass der Dopplereffekt hierfür verantwortlich ist, was absoluter Humbug ist. Des Weiteren habe ich Rainald62 mehrfach die Möglichkeit gegeben die von ihm geforderte Ableitung der kinetischen Energie nach dem Impuls (unter Wikipedia:QS-Physik#Sonnensegel) aufzuzeigen. Hierdurch kann er beweisen, dass er in der Lage ist mit der höhere Mathematik umgehen zu können (bisher sehe ich noch keinen Beweis) und zum anderen würde ihm dann sein Fehler bzgl. des Wirkungsgrades und dem Dopplereffekt klar werden. Kurzum: der Dopplereffekt ist Lehrstoff der 11. und 12. Klasse. Jeder Jugendliche des Gymnasiums weiß (Physik LK), was der Dopplereffekt ist --> jedenfalls kein Wirkungsgrad für das Sonnensegel (Anmerkung: dieser beeinflußt den Wirkungsgrad; jedoch nur unwesentlich). mfg MRS 08:19, 7. Dez. 2011 (CET)

Hallo Markus R Schmidt,

wenn dir nicht klar ist, dass die Energie in einem beschleunigten Bezugssystem nicht erhalten ist, dann brauchen wir nicht weiter zu diskutieren.

Wenn auch nur die obersten 10 nm einer Aluminiumfolie mit Licht von 500 nm wechselwirken, und nur ein 10 μm mal 10 μm messendes Stückchen (die Reflexion ist aufgrund der aus der kleinen Ausdehnung entstehenden Beugung noch etwas diffus, d.h. etwa 3° um den perfekten Ausfallswinkel verschmiert), dann ist die Rotverschiebung durch den Dopplereffekt schon bei ca. 10^-12 m/s gleich groß wie die Rotverschiebung durch den Rückstoß.

Usr2 01:22, 8. Dez. 2011 (CET)

Servus Usr2, also zuerst würde ich dich bitten, mir etwas Zeit zu geben, um mich in deine geposteten Quellen und deine Gedankengänge einzuarbeiten. Ich hätte dir zum Thema schon noch eine Antwort gegeben. Da du aber unbedingt >jetzt< eine Antwort hören willst, ... Als erstes solltest du dir das Skript [5], bzgl. Ineratialsysteme durchlesen. Gleich am Anfang ein netter Satz: " Physikalische Vorgänge in beschleunigten Koordinatensystemen verhalten sich anders. --> Keine Inertialsysteme" Jedoch mit dem Nachtrag "Beobachtungen aus Inertialsystemen führen immer auf die gleichen physikalischen Gesetze.". Aus diesem Grund, kann ich deine Aussage auch nicht verstehen! Deshalb würde ich dich bitten, mir ein mathematisches Beispiel aufzuzeigen, mit dem du deine Aussage erklären kannst. Deine nachfolgenden Sätze kann ich auch nicht verstehen, deshalb wäre es nett, wenn du hierzu mir auch ein mathematisches Beispiel aufzeigen könntest. Das Problem, weshalb ich dich hier so mit den mathematischen Beispielen nerve ist, weil die menschliche Sprache häufig zu doppeldeutig ist. Auf der mathematischen Ebene, können wir uns besser und detaillierter unterhalten. Danke. MRS 08:58, 8. Dez. 2011 (CET)

Hallo an alle, ist die folgende Überlegung bei 100 % Reflexion, 180 ° Lichtumlenkung, und Geschwindigkeiten die klein gegen die Lichtgeschwindigkeit sind, richtig?
Wenn das folgende gilt:
% Leistungs-Wirkungsgrad = 100 * Kraft * Geschwindigkeit / Strahlungsleistung
Kraft = 2 * Strahlungsleistung / Lichtgeschwindigkeit
Geschwindigkeit = Kraft * Zeit / Masse
Dann sollte eigentlich gelten;
% Leistungs-Wirkungsgrad = 400 * Strahlungsleistung * Zeit / ( Masse * Lichtgeschwindigkeit^2 )
Mit Dank im Voraus für die Antworten, und mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 09:40, 8. Dez. 2011 (CET).

• quetsch* Hallo Karl, Du hast den Faktor 1/2 in der kinetischen Energie übersehen, indem Du zwei verschiedene Geschwindigkeiten gleichsetzt. Die in der letztendritten Zeile ist die Endgeschwindigkeit (nach Ablauf von "Zeit"), während in der ersten Zeile die (im Mittel halb so große) Momentangeschwindigkeit gemeint ist (auch der Wirkungsgrad ändert sich ja mit der Geschwindigkeit). Das "im Mittel halb so groß" (eben den Faktor 1/2) sieht man geometrisch, wenn man die Fläche eines Rechtecks (Zeit mal Endgeschwindigkeit) vergleicht mit der dreieckigen Fläche unter der Diagonalen (Geschwindigkeit steigt linear von null auf die Endgeschwindigkeit). – Rainald62 21:53, 8. Dez. 2011 (CET)

Hallo Rainald62, ich danke Dir für Deine Antwort. Ich habe leider vergessen zu erwähnen, dass es sich bei meinem % Leistungs-Wirkungsgrad um den Wirkungsgrad zu einem bestimmten Zeitpunkt handeln soll, und nicht um den Gesamt-Wirkungsgrad. Damit wollte ich zeigen, dass der Leistungs-Wirkungsgrad linear mit der Zeit oder der Geschwindigkeit ansteigt, wenn die Strahlungsleistung und die Masse konstant bleiben. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 06:22, 9. Dez. 2011 (CET).

Also sollte die Zeit seit dem Start (mit v=0) garnicht vorkommen. Lass also die dritte Gleichung "Geschwindigkeit = Kraft * Zeit / Masse" weg und kombiniere die ersten beiden, um das bekannte Ergebnis zu erhalten. – Rainald62 14:37, 10. Dez. 2011 (CET)

Servus Karl. Bei deiner Überlegung ist folgende Gleichung nicht korrekt: "Geschwindigkeit = Kraft * Zeit / Masse", denn diese Gleichung entspricht dem Spezifischer_Impuls (also v ist Isp). Ich weiß aber, auf was du hinaus willst, und zwar:

$\eta ={\frac {aufgenommeneLeistung}{Laserleistung}}={\frac {F_{L}\cdot v_{S}}{P_{L}}}={\frac {F_{L}\cdot {\frac {dE_{kin}}{dp}}}{P_{L}}}={\frac {F_{L}\cdot h}{P_{L}\cdot m_{S}\cdot \lambda }}$

mit S = Segel, L = Laser. Setzt man für F_L=C_M*P_L ein (Cm = p/E), dann erhält man:

$\eta ={\frac {C_{M}\cdot h}{m_{S}\cdot \lambda }}$

Selbst wenn ich diese Gleichung (bei v=0km/h, also ohne Dopplereffekt) betrachte, dann habe ich eine abhängige Größe und zwar die Masse des Raumschiffs. Und damit wären wir wieder am Anfang: mit welcher Masse interagiert das Photon? Wenn ich nun den maximal theoretischen Wirkungsgrad berechnen möchte muss m_S gegen die Masse von ... gehen: Elektron, Atom, ... mfg MRS 11:16, 8. Dez. 2011 (CET)

Hallo Markus R. Schmidt, ich nehme an, dass die folgenden Gleichungen richtig sind:
Beschleunigung = Kraft / Masse
Geschwindigkeit = Beschleunigung * Zeit
Geschwindigkeit = Kraft * Zeit / Masse
Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 11:32, 8. Dez. 2011 (CET).

Servus Karl, sorry stimmt ja. Die Einheit von Isp ist ja m/s. Kleiner Gedankenfehler. Gehen wir also nochmal deine Rechnung durch:

$\eta ={\frac {F_{L}\cdot v_{S}}{P_{L}}}={\frac {2\cdot v_{S}}{c}}={\frac {2\cdot F_{L}\cdot t}{m_{S}\cdot c}}={\frac {4\cdot P_{L}\cdot t}{m_{S}\cdot c^{2}}}$

Das Problem hierdran ist, dass ich schon zwei variable Größen habe: die Zeit und die Masse. Mit ein wenig umformen der Gleichung würde ich dieselbe Gleichung anlog der meinen rausbekommen, d.h.:

${\frac {4\cdot P_{L}\cdot t}{c^{2}}}-->{\frac {C_{M}\cdot h_{L}}{\lambda _{L}}}={\frac {2\cdot h_{L}^{2}}{E_{L}\cdot \lambda _{L}^{2}}}={\frac {2\cdot h_{L}}{c\cdot \lambda _{L}}}={\frac {2\cdot E_{L}}{c^{2}}}={\frac {2\cdot P_{L}\cdot t}{c^{2}}}wzbw.$

Hab noch einen kleinen Faktorfehler drinne (2 anstatt 4), bin jetzt aber ehrlich sagen zu Faul um diesen zu Suchen. Denn mit dieser Umrechnung gehts mir darum, dir den Sachverhalt zu zeigen, dass beide Gleichungen den selben Sachverhalt ausdrücken. (Falls es dich noch interessiert: 1. Schritt: Cm=2p/E; 2. Schritt: E=hc/lambda; 3. Schritt: Erweiterung mit c; 4. Schritt: Erweiterung mit der Zeit.). mfg MRS 12:29, 8. Dez. 2011 (CET)

Lieber Markus R Schmidt,
wenn Du hier nicht nur aus Jux und Tollerei diskutierst, dann lies Dir wenigstens die ersten 3 Seiten der PDF-Datei, die Du mir zum Lesen empfohlen hast, selbst noch einmal durch und versuche sie zu verstehen.
mfg, Usr2 17:19, 8. Dez. 2011 (CET)

Lieber Usr2, aus der Quelle kannst du entnehmen, dass, wenn ich ein beschleunigtes System habe, keine gültigen Erhaltungssätze anwenden kann. Wenn ich jedoch von einem Intertialsystem ein beschleunigtes System betrachte gelten die Standarderhaltungssätze. Das ist dies, was ich aus deinem Post interpretiert habe bzw. was ich denke, dass du mit deinem Post meinst. Da man mittels "Wörter/Sätze" leider keinen exakten Informationstransfer, von dem was einer sagst und dem was einer versteht, durchführen kann, würde ich dich bitte die universelle Sprache der Mathematik zu verwenden. Falls ich also deine Aussage fehlinterpretiert habe, wäre eine mathematische Beschreibung deines Sachverhalts für mich sehr hilfreich. Danke. MRS 18:22, 8. Dez. 2011 (CET)

• Was nützen mathematische Ausdrücke, wenn man nicht weiß, was die Variablen bedeuten?
• Warum verwendest Du nicht etwas deutlichere Ausdrücke, wenn es Dir um exakten Informationstransfer geht?

Im Detail, mit Beispielen:

• Vorhin hast du den Wirkungsgrad als ${\frac {C_{M}\cdot h}{m_{S}\cdot \lambda }}$ ausgedrückt. Die Herleitung war nichtrelativistisch und ignorierte den Rückstoß. Die quantenmechanische Beziehung zwischen Wellenlänge und Impuls wurde verwendet (das erscheint ungewöhnlich, aber nicht grundsätzlich falsch). Im nächsten Satz hingegen wird ersichtlich, dass Du die Bedeutung der Formel gar nicht verstehst: Das λ ist nicht die Lichtwellenlänge, sondern die quantenmechanische Wellenlänge des Spiegels, und deshalb ist das Produkt $m_{S}\cdot \lambda$ nicht von $m_{S}$ abhängig, weil λ umgekehrt proportional zur Masse des Spiegels ist. Daneben ist natürlich für v=0 diese Wellenlänge λ unendlich.
• Ich spreche den Ausdruck "beschleunigtes System" an:
  • Wenn Du mit "beschleunigtes System" ein beschleunigtes Bezugssystem meinst, dann hat es keinen Sinn, zu sagen, man betrachte es von einem Inertialsystem aus. Entweder man betrachtet die Energie und andere Erhaltungrößen von einem Inertialsystem aus, oder man betrachtet diese Größen von einem beschleunigten Bezugssystem aus.
  • Wenn Du hingegen unter einem "beschleunigten System" eine Ansammlung mehrerer Objekte meinst, die irgendwie beschleunigt sind, dann bist Du offensichtlich ganz am Thema vorbei.

Ist es wirklich so schwierig, einzusehen, dass sich die Geschwindigkeiten und kinetischen Energien von Objekten in einem beschleunigten Bezugssystem im Allgemeinen mit der Zeit ändern, so dass die Summe aus kinetischen und potentiellen Energien nicht konstant ist? Du zwingst mich leider zu dem Schluss, dass Du überhaupt keine Ahnung von Physik hast.

mfg, Usr2 14:48, 9. Dez. 2011 (CET)

Servus Usr2. Wie ich oben schon erwähnt habe, ist es schwierig deine Argumentation ohne mathematische Grundlagen verstehen zu können (Worte sind sehr Mehrdeutig!). Deshalb habe ich dich auch gebeten, mir deine Argumentation an einem mathematischen Beispiel zu erläutern. Auf deine Punkte (ein Kommentar spare ich mir jetzt mal) gehe ich ein, wenn du mir ein entsprechendes mathematisches Beispiel aufzeigst, indem du deine Behauptung "dass die Erhaltungssätze nicht in einem beschleunigten System gelten" aufzeigst. Wenn du eine mathematische Darstellung unterlässt, sehe ich leider keine Möglichkeit mit dir vernünftig über das Thema diskutieren zu können. Für mich bedeutet dies dann EoD. Ich hoffe jedoch dass du mir noch ein mathematisches Beispiel aufzeigst. Danke MRS 16:32, 10. Dez. 2011 (CET)

Wirkungsgrad ist zurzeit kein Thema des Artikels, da nur relevant für PPP mit künstlichen Strahlungsquellen, was wiederum für Space Propulsion irrelevant ist. Sollte die öffentliche Diskussion darüber in Gang kommen, würde sich zwar die Relevanzfrage neu stellen, aber obige Diskussion dadurch nicht lesenswerter (schade um den Platz im Archiv). – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Mal wieder fehlerhafte Argumentation, wie schon so oft. Der Wirkungsgrad ist egal bei welcher Strahlenquelle von Interesse, da ich die Sonnenstrahlung auch zum Antrieb eines Ionentriebwerks verwenden könnte! "Sollte die öffentliche Diskussion darüber in Gang kommen" Tja das ist dein Problem: du liest die Quellen nicht und hast auch zu wenig gelesen! Denn dort wird der Sachverhalt bzgl. des Wirkungsgrades schon längst erwähnt! Aber wir können gerne den Abschnitt archivieren. mfg MRS 15:50, 28. Jan. 2012 (CET)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Löschung Graphen

"Löschung Graphen da keine Referenzen auffindbar." Genügt als Referenz ein schlichter einfacher Physik-Nobelpreis? -- Karl Bednarik 05:58, 20. Nov. 2011 (CET).

Ich hoffe ich bin dir nicht auf die Füße getreten! Wenn ja, sorry. Referenz in diesem Zusammenhang bedeutet, dass ich keine Referenz zu Sonnensegel finden konnte, die Graphen einsetzen möchten. Das Graphen existiert ist ja schön (hierfür Physik-Nobelpreis?), aber in den Artikel möchte ich nicht alle Materialien die in der Welt existieren auflisten. Ich hoffe mein Grund ist jetzt besser verständlich. Des Weiteren hat der Artikel auch einige Punkte behandelt, die nicht zur Überschrift passen. mfg MRS 08:42, 20. Nov. 2011 (CET)

Hallo Markus R Schmidt, Argument 1: Wenn man einen Lichtstrahl auf einen sich nähernden Reflektor richtet, dann hat das reflektierte Licht eine Blauverschiebung. Es kommt also mehr Energie zurück als man hin geschickt hat, der Wirkungsgrad liegt daher über 100 %, und der Reflektor verliert dabei die gleiche Menge an kinetischer Energie. Argument 2: Die Behauptung, dass der Wirkungsgrad von der Wellenlänge abhängt, wird dadurch widerlegt, dass 1 kW/m^2 reflektierter Mikrowellenstrahlung genau so einen hohen Strahlungsdruck erzeugt, wie 1 kW/m^2 reflektiertes sichtbares Licht. Argument 3: Zum Zeitpunkt jeder beliebigen einsetzenden Kraftwirkung befindet sich jedes Objekt in Ruhe, sofern es vorher in Ruhe war. Dennoch setzen sich danach alle Objekte in Bewegung und nehmen Energie auf. Argument 4: Beim distributed Bragg reflector interagiert jedes Photon mit allen Schichten, ohne jemals ein bestimmtes Atom zu bevorzugen. Anmerkung 1: Konstantin Novoselov und Andre Geim wurden im Jahre 2010 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet, nachdem sie nicht nur für die Herstellung des Graphens Entscheidendes geleistet hatten, sondern auch viele seiner ungewöhnlichen Eigenschaften entdeckt hatten. Anmerkung 2: Graphen hat die geringste Masse pro Fläche von allen Werkstoffen, die höchste Reissfestigkeit pro Querschnittsfläche von allen Werkstoffen, die höchste Temperaturbeständigkeit von allen Werkstoffen, die höchste Gasdichtigkeit von allen Folienwerkstoffen, und dennoch 2,3 % Absorption im sichtbaren Licht, wodurch es auch die höchste Beschleunigung von allen Werkstoffen im sichtbaren Licht erreichen kann. Inzwischen kann man endlose Bänder aus Graphen mit 76 cm Breite herstellen. Anmerkung 3: Es wird natürlich noch ein paar Jahre dauern, bevor die NASA das bemerkt hat. Inzwischen stelle ich meinen gelöschten Textbeitrag auf Benutzer_Diskussion:Karl_Bednarik#Sonnensegel aus Graphen, damit ich ihn dann, wenn es so weit ist, wieder zurück stellen kann. Auf diese Weise kann ich dann beweisen, um wie viele Jahre ich der NASA voraus war. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 11:18, 23. Nov. 2011 (CET). Argument 5: Bei der regulären Reflexion von Mikrowellen oder sichbarem Licht ist der Reflexionswinkel genau so groß wie der Einfallswinkel. Bei der Compton-Streuung von einem Röntgen- oder Gamma-Photon an einem anderen Teilchen werden die Photonen in ganz verschiedenen Winkeln gestreut. Die 1 Photon + 1 Teilchen Theorie trifft also auf Mikrowellen und sichbares Licht nicht zu. Den höchsten Strahlungsdruck erreicht man dann, wenn alle Photonen ihre Flugrichtung vollständig umkehren, und nicht, wenn sie in allen möglichen Richtungen auseinander fliegen. -- Karl Bednarik 03:39, 24. Nov. 2011 (CET). Argument 6: Bei realistischen Geschwindigkeiten, die viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit sind, kann man sagen, dass der Strahlungsdruck, die Kraft, und die Beschleunigung nahezu konstant sind. Weil nun Kraft mal Weg Energie ist, kann bei höheren Geschwindigkeiten unter diesen Bedingungen mehr Energie pro Zeiteinheit aufgenommen werden, als bei niedrigeren Geschwindigkeiten. Ganz genau so ist es im freien Fall in einem homogenen Gravitationsfeld. -- Karl Bednarik 11:45, 24. Nov. 2011 (CET).

Servus Karl, 1.) bitte nicht immer zwischen den Überschriften thematisch hin und her springen. Denn derzeitig befinden wir uns im Abschnitt "Löschung Graphen". Weiteres siehe "Wirkungsgrad". PS: is nicht böse gemeint, klingt aber irgendwie komisch. Ich sollte vielleicht ein paar Wörter austauschen, aber welche? ;-) mfg MRS 20:04, 24. Nov. 2011 (CET)

Ich würde noch einen Schritt weiter gehen: Wenn es in der wiss. Literatur keinen Bezug zwischen Graphen und Sonnensegel gibt, dann sollte Graphen auch auf dieser Diskussionsseite zukünftig nicht mehr erwähnt werden, in keinem Abschnitt. Diese Seite dient der Verbesserung des Artikels, ist kein Diskussionsforum. – Rainald62 14:27, 26. Nov. 2011 (CET)

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Versionsänderungen korrektur durch M. Schmidt

Servus Rainald62, mal wieder hast du dir sehr viel mühe gegeben, den Artikel entsprechend zu ändern. Die folgenden Änderungen finde ich recht sinnvoll und hilfreich [6] jedoch habe ich gravierende Einwände gegen die folgende Änderung [7]. Dies hat mehrere Gründe, zum einen sind wurden diese Änderungen nicht aufgrund inhaltlicher Fehler getätigt, zum anderen sind diese auch teilweise fehlerhaft. Wenn ich mir schon deine Änderung in der Definition zu "bisher hypothetischer Antrieb für Raumfahrzeuge" anschaue, dann hast du dir den Artikel noch nicht einmal durchgelesen, denn dann wärst du auf das Projekt IKAROS gestoßen. Aber bei einer so persönlichen Fete kann ich dir solche fehltritte auch verzeihen. Des Weiteren habe ich bei meinen Reverts auch schon angegeben, dass die Löschung des Abschnitts "Energiequelle" ohne glaubwürdige Begründung erfolgt --> Löschung aus Frust, da dieser Abschnitt inhaltliche Wiedergaben von Veröffentlichungen wiederspiegelt. Zudem hast du die Grundlagen so weit abgeändert, dass es für einen Laien nicht mehr ganz so einfach ist, die Grundlagen zu verstehen. Auch ist deine Ausarbeitung des Textes mangelhaft: "Ins Reich der Phantasie gehören Konzeptstudien für interstellare Reisen", da du deine Meinung gerne für dich behalten kannst! Aber bitte diese nicht mit dem Artikel vermischst.

Zum Schluss möchte ich mich auch noch bei dir bezüglich der Vandalismusmeldung bedanken. Diese Art der Durchführung zeigt, wie du in Diskussionen mit anderen Menschen umgehst. Anstatt den Vermittlungausschuß anzurufen, startest du einfach eine Vandalismusmeldung. Glücklicherweise begebe ich mich nicht auf dein Niveau und kontaktiere lieber den Vermittlungsausschuß als dich als Vandalen zu melden. ;-) mfg MRS 07:50, 7. Dez. 2011 (CET)

Weiteres siehe: Wikipedia:Vermittlungsausschuss/Problem_zwischen_Rainald62_und_Markus_R_Schmidt mfg MRS 08:09, 7. Dez. 2011 (CET)

Nachtrag: wenn ich mir deine Diskussionsseite so anschaue Benutzer_Diskussion:Rainald62, dann hätte ich wohl nicht so nachsichtig sein sollen, und dich wie die anderen der Vandalismusmeldung übergeben. :-)))) mfg MRS 08:30, 7. Dez. 2011 (CET)

Wer Interesse hat, möge sich den Spruch des Vermittlers zu Gemüte führen. Thema erledigt. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Welchen? Bitte deine pauschalen Aussagen durch Links verifizieren! Danke MRS 10:42, 28. Jan. 2012 (CET)

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Bla Bla

• hypodeedisch kann raus: Ikaros hat Funktion im Experiment bewiesen. Gegenargumente?
• Sollte wohl mal auf Strahlungsdruck UND Abstoßung durch den Strahlungswind (Sonnenwind) geladener Teilchen (gibts dafür ein Wort?) verwiesen werden - beide kommen ja wohl aufgrund Reflexion, Wirkungsgrad und Wirkungsquerschnitt(!) in die gleichen Wirkungsfaktor...
• hat die Natur festgestellt, dass Theorie und Experiment oft zwei paar Stiefel in die selbe Richtung sind - mensch kann auch in WP zugeben, dass hier noch viel Forschung vor uns liegt.
• Kompromisse (ohne Fehler zu integrieren) sollten möglich sein.

Viel Erfolg - MfG --commander-pirx 20:20, 9. Dez. 2011 (CET)

Was, bitte, hat IKAROS bewiesen? Meine Ansichten dazu:

• Dass es möglich ist, ein kleines Segel aus viel zu dickem Material zu entfalten (nette Spielerei).
• Dass man darauf Dünnschicht-Solarzellen haben kann und diese nach dem Zusammenlegen und Entfalten funktionieren (interessant, aber off topic).
• Möglicherweise auch, dass ein Segel mit LC-Lichtmodulatoren steuerbar ist (ein Bericht darüber ist noch herauszusuchen).
• Dass ein Segel dadurch steuerbar ist, dass man die darin aufgehängte Sonde mittels Steuerdüsen kippt (siehe Video; ob das bei 100fachem Durchmesser auch noch geht?).
• Ganz sicher aber – da liegen Theorie und Experiment ganz dicht zusammen –, dass der Einfluss des Lichtdrucks auf die Bahn extrem gering war. Die Steuerdüsen zur Lageregelung einseitig angebaut, hätten vielleicht mehr gebracht.

Auf den Sonnenwind wird im Artikel Bezug genommen, die günstigeren Verhältnisse habe ich angedeutet, Magnetsegel ist leider noch rot.

"Viel Forschung vor uns" – ja, fragt sich nur, in welche Richtung? Eine Technik, die so offensichtlich sehr geduldige Anwender voraussetzt, hat es nicht leicht.

Kompromisse: Vorschläge?

Gruß – Rainald62 21:59, 9. Dez. 2011 (CET)

Servus Commander-pirx (PS: Name --> lol). Die Sachverhalte habe ich schon angemahnt, vorallem die Löschpraxis mit der Rainald62 agiert "mutwillige Sabotage meines Artikels". Aufgrund dieser Praxis habe ich den Vermittlungsausschuß auch schon einberufen: Wikipedia:Vermittlungsausschuss/Problem_zwischen_Rainald62_und_Markus_R_Schmidt. Das Problem ist nur, dass Rainald62 im QS-Physik-Portal Wikipedia:Redaktion_Physik/Teilnehmer mitwirkt. Hier habe ich noch einige Probleme: Wikipedia_Diskussion:Redaktion_Physik/Teilnehmer#Aspekte_die_die_Qualit.C3.A4t_dieses_Portals_betreffen an denen ich gerade arbeite. mfg MRS 16:24, 10. Dez. 2011 (CET)

PA entfernt, Thema IKAROS erledigt. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

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Sonnensegel aus Graphen

Hallo an alle, einen Vorschlag habe ich schon erwähnt, aber für diesen ist die Wikipedia noch nicht geistig reif: Benutzer_Diskussion:Karl_Bednarik#Sonnensegel aus Graphen. Gibt es eigentlich auch eine Wikipedia für Zukunfts-Ideen? Mit humorvollen Grüssen, -- Karl Bednarik 06:21, 10. Dez. 2011 (CET).

Zu deinem Entwurf einige Anmerkungen:

1. Die Nutzlast würde ich am Rand anordnen, damit sie das Segel strafft.
2. Das Hinzurechnen der Zentrifugalbeschleunigung aus der Umlaufbewegung der Erde ist nicht korrekt. Diese wirkt nur scheinbar, im mitrotierenden Bezugssystem. Veranschaulichen kann man sich diese Scheinbeschleunigung dadurch, dass die tangentiale Anfangsgeschwindigkeit von 30 km/s zur Radialgeschwindigkeit beiträgt, wenn das Bezugssystem deutlich gedreht wird. Da aber deine Beschleunigung netto viel größer ist (wenigstens theoretisch ;-) als die Fallbeschleunigung, wird deine Flugbahn fast genau radial verlaufen, sodass die Anfangsgeschwindigkeit kaum zur Endgeschwindigkeit beiträgt.
3. Am Anfang rechnest Du mit 2,3 % Absorption, 0 % Reflexion, kommst aber beim Bragg-Reflektor auf eine hohe Reflexion. Mit welchem Reflexionsfaktor der Einzelschicht rechnest Du und aus welcher Quelle stammt die Angabe?
4. Hast Du an die Van-der-Waals-WW gedacht? Wie dicht müssen die Abstandshalter angeordnet werden, um die gegenseitige Anziehung auszuhalten? Sie müssen knicksteif sein und fest im Graphen verankert. Wie groß ist dann der Massenanteil? Eine solche Struktur auch noch einer Umwandlung durch Pyrolyse aussetzen zu wollen, ist abenteuerlich.

Fazit: Graphen ist nur als Einzelschicht machbar (falls überhaupt). Versuch mal, etwas über die el. Leitfähigkeit von Graphen bei hohen Temperaturen herauszubekommen. Vielleicht taugt das Matrial, um durch Mikrowellen getrieben zu werden. Landis wollte 5 Drähte/mm mit 200 nm Durchmesser verwenden. Umgerechnet auf eine gleichmäßige Schicht ergibt das etwa die Dicke von Graphen.

Gruß – Rainald62 18:24, 10. Dez. 2011 (CET)

Gibt es Quellen, die eine Verwendung von Graphen als Sonnensegel vorschlagen? Sorry, dass ich dies schon wieder poste. mfg MRS 22:49, 10. Dez. 2011 (CET)

Nicht direkt, aber Landis plante seine "Drähte" aus Graphit, deshalb meine Frage nach der Leitfähigkeit von Graphen bei hohen Temperaturen (3000 K). – Rainald62 23:13, 10. Dez. 2011 (CET)

Danke für Euer Interesse.

Zu 1. Die Nutzlast am Rand ist eine sehr gute Idee.

Zu 2. Das Hinzurechnen der Zentrifugalbeschleunigung war ein Denkfehler von mir. Die 30 km/s bekommt man nur dann dazu, wenn man tangential aus der Erdbahn fliegt.

Zu 3. Die 2,3 % Abschwächung von sichtbaren Licht ist eigentlich eine Summe von Absorption und Reflexion (aber die Reflexion liefert ohnehin mehr Strahlungsdruck als die Absorption). Ich kenne die Eigenschaften eines Distributed Bragg reflectors nur aus der Wikipedia, und hoffe auf den Anteil des von den einzelnen Graphen-Schichten reflektierten Lichtes. Bei dünnen, transparenten Schichten mit unterschiedlichem Brechungsindex ist die Reflexion an den einzelnen Schichtgrenzen auch nicht besonders gross, und trotzdem genügen für einen Distributed Bragg reflector nur 10 Doppelschichten mit einem Viertel der Wellenlänge Dicke pro Schicht. Optical properties of graphene: http://iopscience.iop.org/1742-6596/129/1/012004/pdf/jpconf8_129_012004.pdf

Zu 4. Die Van-der-Waals-Wechselwirkungen sind bei 300 nm Schicht-Abstand verschwindend gering, weil 300 nm dem 880-fachen Durchmesser eines Kohlenstoff-Atoms (0,34 nm) entsprechen. Ab etwa 30 nm gibt es praktisch keinem Einfluss der Van-der-Waals-Wechselwirkungen mehr, weil diese mit 1/r^6 abklingen (Hamaker-Konstante). Wenn alle Graphen-Schichten durch die Zentrifugalbeschleunigung zum Rand hin straff gespannt sind, dann benötigt man nur wenige Abstandshalter. Als Abstandshalter würde ich Kohlenstoff-Nano-Röhrchen oder Nano-Stäbchen aus Diamant verwenden (Diamant hält 1500 °C aus). Die theoretisch mögliche Pyrolyse von Graphan zu Graphen würde ich am Anfang auch nicht riskieren wollen.

Aufblasbare Strukturen, wie der von mir erwähnte Graphen-Torus würden sehr bald durch die Mikrometeoriten durchlöchert werden.

Eine Einzelschicht aus Graphen hätte bei einem Abstand von einem Zehntel des Erdbahnradius von der Sonne eine Nettobeschleunigung von 13,26 m/s^2. Etwas mehr, wegen des Anteils der Reflektion, und etwas weniger, wegen des Anteils der Nutzlast (vorzugsweise Graphen-Elektronik). Am Rande des Sonnensystems hätte sie dann QWURZEL(2*13,26*14.960.000.000) = 629.872 m/s. Ab dann sollte sie mit der Kante voran weiter fliegen, um den Widerstand des interstellaren Mediums zu minimieren.

Graphen leitet schon bei Zimmertemperatur den elektrischen Strom ähnlich gut wie Graphit, der ja aus Graphen besteht. Bei höheren Temperaturen leiten Nichtmetalle Strom im Allgemeinen noch besser. Um Mikrowellen genau so gut zu bündeln wie sichtbares Licht, benötigt man 1000- bis 10000-mal grössere Spiegel. Ausweitungswinkel=70Grad*Wellenlänge/Spiegeldurchmesser. Electronic properties of Graphene: en:Graphene#Electronic properties

Ich vertraue eigentlich weniger der Literatur, und mehr der Physik, aber für die Wikipedia ist das noch zu wenig. So weit ich im Internet gesehen habe, bin ich der Erste, der Graphen-Sonnensegel vorgeschlagen und berechnet hat. Andererseits ist auch der Weltraumlift ein rein theoretisches Gebilde, welches wesentlich schwieriger zu realisieren ist, als nur ein Sonnensegel.

Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 10:23, 11. Dez. 2011 (CET).

Servus Karl. Das Problem ist halt Wikipedia:ART#Inhalt_und_Form, dass Argumente und Informationen mit Quellen belegt sein müssen. Das bedeutet zum einen, dass gute Ideen ohne Quellenangaben nicht gepostet werden sollen und zum anderen dass man Meinungseinflüsse vermeiden will (2 Seiten einer Münze). mfg MRS 12:50, 11. Dez. 2011 (CET)

@Markus: Privatgespräche bitte im BNR führen.

@Karl, zu 3: "Bei dünnen, transparenten Schichten mit unterschiedlichem Brechungsindex ist die Reflexion an den einzelnen Schichtgrenzen auch nicht besonders gross" – im Vgl zu Graphen sind λ/4-Schichten nicht dünn und ihr Reflexionsfaktor pro Schichtgrenze viel größer. Wie viel größer weiß ich allerdings nicht – die Formeln in der angegebenen Quelle sind nur für tiefe Temperaturen.

Zu 4: Die de.WP ist bezüglich Van der Waals unterbelichtet, von wegen r⁻⁶ siehe daher en:Van der Waals force#Van der Waals forces between macroscopic objects.

– Rainald62 22:19, 11. Dez. 2011 (CET)

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Nochmal Wirkungsgrad

Du scheinst dich damit anzufreunden, bezüglich des Wirkungsgrades Unrecht zu haben ;-) Hier eine weitere Literaturquelle, die (im Abschnitt Introduction) den Wirkungsgrad des Sonnensegels über die Doppler-Formel berechnet (und übrigens Robert Forward zitiert). Eine Anwendung im Labor hat der Lichtdruck also schon, nur eben über Distanzen von 100 μm statt 1000 AE. – Rainald62 23:47, 10. Dez. 2011 (CET)

WOW, das ist die erste Quelle seit einer Woche die du Postest und die deine Argumentation "untermauert" bzw. bei der ich deine Argumentation verstehen kann. :-) (Vielleicht hätte ich den Artikel zu Laser Ablativ Propulsion mir mal näher durchlesen müssen!). Jedoch kann der Post einer Quelle nicht über fehlende fachliche Kompetenz hinweg täuschen, denn deine Aussage bei v_Segel=0 ist der Wirkungsgrad gleich Null und der Sachverhalt mit dem relativistischen Dopplereffekt ... ;-). Zwischenfrage: "und übrigens Robert Forward zitiert" --> hälst du dessen Konzept jetzt eventuell für realistisch? Aber dank deines Post bin ich jetzt eigentlich über den Streitfall froh, da ich ansonsten nicht auf das Paper aufmerksam geworden wäre. Als kleine Anmerkung möchte ich dich jedoch darauf Hinweisen, dass dadurch dein Argument sowie mein Argument nicht korrekt ist (wird wahrscheinlich eine Kombination aus beiden Modellen sein). Hierzu muss ich mich aber erstmal noch weiter einlesen. Ein wichtiger Punkt ist in Quelle "Laser propulsion: a review" --> S. 295, die darauf hinweist, dass der Sachverhalt erst ab Geschwindigkeit > 5%c von Bedeutung ist. Weiterhin sind die Randbedingungen: Intensität des Laser, Dicke des Materials, ... auch noch von Bedeutung. Ich melde mich zu dieser Thematik wieder, wenn ich mich entsprechend eingelesen habe. Danke MRS 12:33, 11. Dez. 2011 (CET)

"erst ab 5%c" – und insbesondere η=0 bei v=0, sowohl als Formel als auch als Diagramm. Diese Quelle habe ich in der Nacht ebenfalls entdeckt (weil Robert Forward zitierend – mehr bedeutet die Nennung nicht!) und hatte vor, sie dir in der noch nicht eröffneten Diskussion im Vermittlungsausschuss unter die Nase zu reiben. Nun hast Du sie selber gefunden, aber offenbar noch nicht zuende gelesen. Vergleiche meinen ersten Post zum Thema Wirkungsgrad, eine mikroskopische Betrachtung ist lehrreich (falls dasselbe Ergebnis herauskommt), aber unangemessen. Doppler-Effekt ist passend mit folgendem Zitat aus dem Abschnitt Pure photon propulsion in [Michaelis 2006]: "Marx arrived at this surprising conclusion after a brilliantly simple argument [...] that the actual physical interactions are ignored. Conservation of momentum and energy are all that are needed to show that the efficiency …" – es folgt die bekannte Doppler-Formel. Nachdem Du das verdaut hast, wirst Du dich wohl bei mir entschuldigen müssen. – Rainald62 19:54, 11. Dez. 2011 (CET)

Na wenn du dies verstehst, dann lade ich dich gerne dazu ein, mir bei der Themenbearbeitung unter Benutzer:Markus_R_Schmidt/Testseite_2 zu helfen. mfg MRS 09:46, 12. Dez. 2011 (CET)

Das ist doch komplizierter als ich dachte. Bitte auch das deinem Zitat folgende Zitat beachten: "Unfortunately, brilliant as it was, Marx’s derivation contained an error...". Der Wirkungsgrad geht nicht nur bei v → 0 sondern auch bei v → c gegen Null. Dafür gibt es zwei Erklärungsansätze: 1. Bei v = c erreicht die Energie das Segel nicht mehr, sondern füllt nur noch den Raum zwischen Quelle und Segel. 2. Die Strahlung erreicht das Segel bereits rotverschoben, also mit geringerer Energie - der Strahlungsdruck sinkt mit v und geht bei v → c gegen Null. Leider enthält der Artikel kein Diagramm für die korrigierte Formel, sondern nur die Angabe, dass der maximale Wirkungsgrad von 0,34 bei v = 0,414 c erreicht wird. -- Pewa 12:51, 12. Dez. 2011 (CET)

Servus Pewa, das ist ein lustiges Thema, oder? :-) Falls du Lust hast, kannst du gerne unter dem obigen Link mit dran arbeiten. Ich hoffe mal, dass ich/wir an alle notwendigen Paper komme/n! mfg MRS 13:11, 12. Dez. 2011 (CET)

'Mal sehen ...., wenn du dich dem "brilliantly simple argument" von Marx anschließen kannst und nicht mehr auf Erklärungen mit Elektronenmasse, etc. bestehst... -- Pewa 13:46, 12. Dez. 2011 (CET)

Guten Morgen. Die Unvollständigkeit des Zitats ist erstens darin begründet, dass man sich als Lichtsegler über v~c keine Gadanken machen braucht, da man nicht einmal 10%c erreicht. Zweitens ist die Abweichung für Lichtsegler irrelevant. Die für eine Leistungsbilanz zutreffende Erklärung 1 setzt nämlich voraus, dass unablässig, bis in beliebige Entfernungen Licht ausgesendet wird. Das Divergenzproblem gebietet aber, die Beschleunigung möglichst heftig und kurz zu gestalten. Für die dabei relevante Energiebilanz ist zu berücksichtigen, dass nach dem Abschalten des Lasers alles Licht das Segel irgendwann erreicht. Die Erklärung 2 ist übrigens falsch, die Rotverschiebung bei Ankunft am Segel ist in der Doppler-Formel bereits enthalten.

@Markus: Meine Mitarbeit setzt eine Entschuldigung von dir voraus, vorzugsweise ebenso öffentlich, wie deine Diffamierungen, per Mail geht aber auch. – Rainald62 13:56, 12. Dez. 2011 (CET)

@Pewa: ich sehe Marx Argumentation etwas kritisch. Aufgrund eines einfachen Gedankenmodells. Poste ich gleich mal auf meiner Unterseite. Nachtrag: Lasse ich doch mal lieber sein. Ich glaube es ist ausreichend, wenn ich sage, dass ich dies ein wenig Skeptisch betrachte. mfg MRS 15:16, 12. Dez. 2011 (CET)

@Rainald62: Respekt und Anerkennung kann man nur durch Taten erhalten. Deine bisherige Argumentationslinie war von nicht-mathematischer Art und von fachlichen Mängeln gekennzeichnet. Eine Entschuldigung meiner Seite setzt voraus, dass meine dir vorgehaltenen Punkte falsch seien, dass wiederum bedeutet, dass du mir erst einmal beweisen musst, dass ich bei meinen Argumenten falsch liege, oder aber dass du nachträglich deine Kompetenz unter Beweis stellst. Wenn dies der Fall ist, werde ich mich natürlich bei dir Entschuldigen und nehme dann auch meine Behauptungen zurück. mfg MRS 14:11, 12. Dez. 2011 (CET)

Hör' einfach mal mit diesem ad hominem Quatsch auf und entschuldige dich dafür, sonst nimmt das noch ein böses Ende. Wenn du etwas in den Artikel schreiben willst, musst du zeigen, dass es zutreffend ist und nicht umgekehrt. -- Pewa 15:52, 12. Dez. 2011 (CET)

Sorry Pewa, aber Argumentum ad hominem lass ich mir nicht unterstellen! Was ich nicht ausstehen kann, sind Hochstapler. Auf dem Account von Rainald62 steht "Physiker". Das was ich jedoch mitbekommen habe ist, dass dies kein Physiker sein kann, aufgrund seiner Argumentationslinie, -art und -weise (siehe u.a. VA). Wenn du noch mehr Argumente haben möchtest, kann ich gerne einen Artikel schreiben. mfg MRS 08:51, 13. Dez. 2011 (CET)

Für Raumschiffe mag das irrelevant sein, aber es gibt ja noch andere Objekte, die sich schnell m Vakuum bewegen können. Vielleicht gehört das dann in einen anderen Artikel.

Mein Punkt 2 bezog sich auf v → c und dafür ergibt die Formel von Marx einen Wirkungsgrad von 1. Das war ja genau sein Fehler. Der beschriebene Effekt kann also nicht in der "Doppler-Formel" (1 - Wurzel()!) von Marx enthalten sein. -- Pewa 16:11, 12. Dez. 2011 (CET)

Vermutlich kennt ihr schon diesen Beitrag, Forward, Starwisp:
http://www.transorbital.net/Library/D001_AxA.html
Bei sehr grossen Distanzen wirkt sich die Ausweitung des Richtstrahls störend aus.
Ausweitungswinkel = 70 Grad * Wellenlänge / Spiegeldurchmesser
Daher sind Mikrowellen viel (Faktor mehr als 1000) schlechter geeignet als Licht.
Der Strahlungsdruck selbst hängt nur von der Leistung ab, und ist von der Wellenlänge völlig unabhängig (solange diese gut reflektiert wird).
-- Karl Bednarik 06:43, 11. Dez. 2011 (CET).

Ja, die Quelle ist bekannt. Du vergisst zu berücksichtigen, dass es leicht ist, mit Mikrowellen nahezu beliebige Aperturen zu erreichen, siehe VLBI und SAR. Natürlich dürften die Einzelstrahler nicht zu weit von der Sonne entfernt stationiert werden, wegen der Energieversorgung, aber 1 AE Durchmesser sollte kein Problem sein. Stand der Technik im optischen Bereich ist die kohärente Kopplung von Teilstrahlen über lediglich ein paar km (Gravitationswellendetektoren). – Rainald62 19:54, 11. Dez. 2011 (CET)

Ich habe eine konkrete Angabe zum spezifischen Widerstand von Graphen gefunden: "The lowest resistivity material known at room temperature is silver and the resistivity of graphene is about 35 percent less than that of silver" auf dieser Seite http://thefutureofthings.com/news/1219/graphene-semiconductors.html

Lightcraft mit Laser-Ablation, mit und ohne Delrin, mit und ohne Luft, was nicht exakt zu den Strahlungs-Segeln gehört, was aber dafür wesentlich mehr Schub liefert: http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?Location=U2&doc=GetTRDoc.pdf&AD=ADA417732

-- Karl Bednarik 05:44, 12. Dez. 2011 (CET).

Ergebnisse dieses Abschnitts, einschließlich der Technologievergleich, müssten in den Artikel, falls der Laser- und Mikrowellenkram relevant würde. Sobald es soweit ist, wird der Abschitt sich im Archiv finden lassen. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

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Mylarfolien und ihr Gewicht

Das angegebene Gewicht der Mylarfolie von 10 bis 11 g/m² halt ich für einen Einheitenfehler. Da ist meine Frischhaltefolie ja leichter. Kann das jemand belegen?

Deine Frischhaltefolie hat aber auch nicht eine so hohe Festigkeit;-)

und ist auch nicht beidseitig metallisiert. Versuch mal dir vorzustellen, wie sich eine Frischhaltefolie mit bloß etwas Fliehkraft entfaltet ;-)

Beleg ist übrigens vorhanden und dieser Abschnitt damit erledigt. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Sonnensegel auch als Sonnenschutz

Sollte man nicht hier auch einen Verweis auf Sonnenschutzsegel machen? Umgangssprachlich ist bei dem Wort ja eher der Sonnenschutz gemeint (siehe auch Suchergebnisse bei Google zu dem Wort "Sonnensegel")

Ich weiss allerdings nicht, wie man solch eine Querverlinkung am besten anlegt.

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: --Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Ausbau des Artikels

Hallo Markus, dein Beitrag zum Ausbau des Artikels war gut gemeint, aber nicht gut genug. Falls Du magst, stelle ihn hier zur Diskussion. – Rainald62 21:00, 6. Dez. 2011 (CET)

Wow, da will jemand konstruktiv am Artikel arbeiten. Als erstes muss ich dann die Frage in den Raum stellen, weshalb du wesentliche Abschnitte des Artikels gelöscht hast, u.a. die der Energiequelle [8]. Vor allem unter dem Vorwandt: ""Original Research" muss "mit Abstand" dargestellt werden oder draußen bleiben. Für den nötigen Abstand fehlt dir nachweislich das Fachwissen.". Die dort aufgeführten Apsekte, waren inhaltliche Wiedergaben von Veröffentlichungen. Nur weil es dir nicht passt, heißt dies nicht, dass solche Informationen keine Erwähnung in Wikipedia finden sollen. Des Weiteren hast du auch weite Teile von den Grundlagen gelöscht, die den Sachverhalt für einen Laien recht anschaulich darstellen. Aufgrund der Diskussionsreihe die ich mit dir führte unter Diskussion:Sonnensegel#Wirkungsgrad und Wikipedia:QS-Physik#Sonnensegel und deinem Kommentar der Löschbegründung: "Für den nötigen Abstand fehlt dir nachweislich das Fachwissen." sind deine vorgenommenen Änderungen nicht inhaltlich Motiviert sondern personenabhängig. D.h. der überwiegende Teil meiner Arbeit wurde durch dich gelöscht, nicht weil es inhaltlich falsch ist, sondern weil du mich ärgern möchtest. Wenn du eine Vandalismusmeldung abgeben möchtest dann unterstützte ich das. Denn wie ich dir schon so oft mitgeteilt habe, möchte ich mit dir nichts zu tun haben, und würde dich bitten, mich und meine Arbeit einfach zu ignorieren. Denn meine Freizeit ist mir viel zu kostbar als solche Endlosdiskussionen wie du sie auch mit anderen Wikipedianer führst ([9]) durch zu exerzieren. Wenn du aber diese Sinnlos-Diskussionen unbedingt weiterführen willst, dann solltest du lieber den Vermittlungsausschuß anrufen (Wikipedia:Vermittlungsausschuss). mfg MRS 22:10, 6. Dez. 2011 (CET)

Ich habe nicht wesentliche Abschnitte des Artikels gelöscht, sondern deinen Entwurf dazu. Wenn Du deine geplanten Einfügungen nicht zur Diskussion stellen möchtest, lass sie sein. Für die Umkehrung (s.o.) bin ich trotz allem immer noch offen. – Rainald62 22:11, 9. Dez. 2011 (CET)

Deine Offenheit kenne ich: [10], [11]. ;-) mfg MRS 16:35, 10. Dez. 2011 (CET)

Rainalds Revert

Ich hab am Rande die Disk verfolgt und mich NICHT damit beschäftigt wie nun der Wirkungsgrad von Sonnensegeln ist. Was mir aber nun schon mehrfach über den Weg gelaufen ist, ist die Idee das Ding mit nem Laser anzutreiben (persönlich halte ich das nicht für wirklich praktikabel aber es wird diskutiert und ist ein Konzept). Warum deswegen die Energiequellen (kann man vielleicht noch an der Formulierung feilen) rausgeworfen werden erschließt sich mir ehrlich gesagt nicht. Bitte verbessern statt andere sabotieren.

Was den "hypothetischen Antrieb" angeht. Man ist zumindest offenbar schon im Bereich von Konzeptstudien. Vielleicht können ja beide Seiten mit der Bezeichnung: "Ist ein Antriebskonzept für Raumfahrzeuge" leben.

P.S: Fast juckt es mich ja in den Fingern selbst am Artikel zu schreiben, allerdings fürchte ich das das nicht sonderlich zielführend ist, da hier ja scheinbar ein Glaubenskrieg stattfindet.

p.P.S: Wirkungsgrad bestimmt durch Dopplereffekt kommt mir nicht hinreichend plausibel vor (in Ruhe tritt kein Dopplereffekt ein - der Wirkungsgrad sollte also 0 sein. Entsprechend kann sich das nicht in Bewegung setzen. Trotzdem zeigt die Impulsbetrachtung, dass das eben nicht so ist (die Photonen erfahren eine Richtungsänderung, der Impuls muss vom Sonnensegel aufgenommen werden). Aber wie gesagt, das müsste ich wenn überhaupt für mich selbst nochmal durchgehen. Ist nur einen Plausibilitätsbetrachtung.

Gruß Kiesch 02:52, 15. Jan. 2012 (CET)

nachtrag: Es geht um den hier: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Sonnensegel&action=historysubmit&diff=98375041&oldid=98343323 Gruß Kiesch 02:52, 15. Jan. 2012 (CET)

In Ruhe ist der Wirkungsgrad null. Das heißt nicht, dass das Ding nicht in Fahrt kommt. Der Knackpunkt ist, dass sich der Wirkungsgrad auf die Energie bezieht und die proportional zu v² ist. Die erste Änderung von v wird sozusagen noch mit v=0 multipliziert und ergibt null Energiezuwachs.

Sabotage lasse ich mir nicht vorwerfen. Dazu habe ich zu lange Geduld gehabt, siehe den Vermittlungsversuch unter Pacogo7. Wenn Markus nun die dort gegebenen Hinweise zur Verbesserung seines Abschnitts ignoriert, dann stelle ich fest, dass Pacogo7's Fazit doch ganz gut passt. – Rainald62 04:18, 15. Jan. 2012 (CET)

Aber das ist doch genau der springende Punkt: Wirkungsgrad bezieht sich auf eingesetzte zu "umgesetzter" (sprich in diesem Fall in Bewegung umgesetzte) Energie. Wenn bei 0 nichts in Bewegungsenergie umgewandelt wird, dann geht da offenbar was schief. Und ja den Vermittlungsversuch hab ich mir mal durchgelesen und ich konnte da nicht wirklich erkennen, dass einer auf den anderen zugegangen wäre. Mag vielleicht auch dran liegen das ich persönlich die Aussage "besser löschen und komplett neu machen als stehen lasse" generell nicht unterstreichen würde.

Was mir gerade auch noch auffällt ist, dass bei Absorption (angenommen) auch die Erwärmung der absorbierenden Seite (und damit Abstrahlung auf anderer Wellenlänge (Wärmestrahlung) eine Rolle spielen sollte). Durch die unterschiedlichen Temperaturen auf verschiedenen Seiten des Raumschiffs sollte ein Nettoeffekt dabei herauskommen. (ja ich weis der kann nicht groß sein, aber das ist ja die Beschleunigung durch den Strahlungsdruck auch nicht Da sollte es doch eigentlich auch Literatur zu geben....

Dazu fällt mir auch gerade ein: Sollte nicht der Strahlungsdruck auch relativ einfach nutzbar sein um den Wirkungsgrad herzuleiten? Der mal Segelfläche macht doch letztlich die wirkende Kraft. Die Lichtintensität sollte man mit der Segelfläche auf ne benötigte Energie umrechnen können. Das hieße zumindest für den klassischen Fall v<<c der Wirkungsgrad ist konstant mehr oder weniger konstant (kann auch sein das ich da grad irgendwas übersehe - is schon spät). Ich schau mal ob ich das morgen mal durchrechne. Krieg das grad heute nichtmehr hin. Gruß Kiesch 04:44, 15. Jan. 2012 (CET)

Sooo. Achja nochwas @Rainald, wäre schön wenn du wenigstens was zu dem Formulierungsvorschlag (Antriebskonzept statt hypothetischer Antrieb) gesagt hättest statt dich nur angegriffen zu fühlen und zu verteidigen. Stimmst du denn ansonsten generell zu, dass Konzepte wie Lasergetriebenes Sonnensegel reingehören (mit Mikrowellen kenn ich mich nicht aus und ist mir neu)? Und stimmst du auch zu das die "Phantastereien" in der Einleitung extrem unglücklich formuliert sind und so auch nicht stehen bleiben können?

Was die Herleitung angeht: (besonders @MRS)

Der Impulsübertrag ergibt sich zu:

$Mc=mv$

(M ist Gesamtmasse der beteiligten Photonen) Es folgt:

$M^{2}c^{2}=m^{2}v^{2}=2mE_{kin}$ (1)

Mit der kinetischen Energie:

${\frac {1}{2}}mv^{2}=E_{kin}$

Die Energie der Strahlung ist:

$E=Mc^{2}$

Es ergibt sich aus (1):

$M*E=2mEkin$

umgestellt:

${\frac {M}{2m}}={\frac {Ekin}{E}}=\eta$

Allerdings ist M unbekannt. Aber M kann als E / c² geschrieben werden, es ergeben sich:

${\frac {E}{2mc^{2}}}={\frac {Ekin}{E}}=\eta$

und

${\frac {1}{2mc^{2}}}={\frac {Ekin}{E^{2}}}$

Wird das ganze mit 1/2mv² durchmultipliziert und die Wurzel gezogen ergibt sich rechts wieder der Wirkungsgrad:

${\sqrt {\frac {mv^{2}}{4mc^{2}}}}={\frac {Ekin}{E}}=\eta$

Nach kürzen und Wurzel ziehen:

${\frac {v}{2c}}={\frac {Ekin}{E}}=\eta$

Das war wenn ich mich recht erinnere bis auf den Vorfaktor das was Rainald angegeben hatte. Weis grad nichtmehr ob das für Rückstreuung war oder nicht. Die Ableitung wäre soweit über den Impuls, wie von MRS gefordert. Noch ein paar Gedanken dazu: Die Ableitung scheint mir zu kurz zu greifen. :D Kann allerdings auch sein, dass da einfach nur schon Erwärmungseffekte etc. mit berücksichtigt sind. Wie ich darauf komme: Es wird Wechselwirkung mit dem gesamten Schiff angenommen. Würde man das ganze mikroskopisch betrachten kann man vereinfacht von Photoeffekt als Energieübertrag ausgehen (bei Absorption). Der führt dazu, dass die [b]gesamte[/b] Energie des Photons an das Raumschiff übertragen wird (möglich da 3 Teilchen WW). Makroskopisch gesehen habe ich allerdings nur zwei Teilchen (Raumschiff + Photon) und würde daher davon ausgehen, dass effektiv "nur" der Impuls übertragen wird und der Rest eine ungerichtete Bewegung verursacht (ne Erwärmung halt). Das mag dann durchaus auch erklären, wieso man nicht einfach mit Comptonstößen argumentieren kann und daraus den Wirkungsgrad ableiten (eben weil auch da wieder ein Teil der Energie in ungerichtete Bewegung umgewandelt wird und potentiell durch Schwarzkörperstrahlung abgegeben wird).

So viel dann dazu. Anzumerken wäre außerdem, dass die Formel eigentlich so nur gilt, wenn ich aus dem Ruhezustand starte und in einem Zuge die Energie / Impuls zuführe die notwendig ist um v zu erreichen. Genau genommen müsste man von da zu kleinen Energieschritten übergehen und das ganze dann über ein Integral lösen. Nehme mal an da ist der Faktor 2 den ich gesucht habe.

Noch eine Plausibilitätsbetrachtung zum Thema Wirkungsgradberechnung aus Dopplereffekt: Man nehme an das Segel habe 100% Reflektivität. Wenn nur von einer Seite beleuchtet wird, muss sich zwingend der Wirkungsgrad aus dem Dopplereffekt ergeben, da nur über diesen den Photonen Energie entzogen wird. Zu berücksichtigen wäre dabei eventuell, dass man eventuell auch einen Effekt durch die Beschleunigung des Raumschiffs erhält (vor der Reflexion hat man v(0), nach der Reflexion v(1) der Dopplereffekt sollte sich auf v(1) beziehen denke ich).

Na ja. Wie auch immer ich hoffe ich konnte was sinnvolles zu dem Streit beitragen.

Gruß Kiesch 06:18, 15. Jan. 2012 (CET)

dazwischenquetsch: Dein Ansatz ist ein bisschen komisch. Dass du von Photonenmasse als Abkürzung von $\hbar \omega Nc^{-2}$ redest, mit N der Anzahl der Photonen, ist schon ok. Aber dein Ansatz ist verwirrend. Dein Ansatz ist nämlich damit äquivalent, dass die Photonen ihren Impuls komplett verlieren. Das geht aber bei einer Reflektion nicht, sondern nur bei totaler Absorption. Aber dein Ergebnis, dass $\eta \propto {\tfrac {v}{c}}$ für $v<<c$ ist, kann bestätigt werden. Siehe hier: Benutzer:Markus_R_Schmidt/Testseite_2#Diskussionsraum (habe da auch schon ein bisschen gerechnet)--svebert 11:23, 15. Jan. 2012 (CET)

Im ersten Teil gehe ich von Absorption aus (und vernachlässige weitere Beschleunigung durch Wärmestrahlung. Die Plausibilitäsbetrachtung funktioniert halt nur schöner mit Reflektion. :D Gruß Kiesch 13:04, 15. Jan. 2012 (CET)

Die Thematik mit dem Wirkungsgrad habe ich umgangen indem ich einfach den Energie-Impuls-Faktor eingefügt habe und damit die geringe Energieübertragung 7 N bei 1 GW Leistung beschreibe (Photonenantrieb). Den anderen Sachverhalt Benutzer:Markus_R_Schmidt/Testseite_2 werde ich zu gegebener Zeit mal nachgehen, jedoch hat dies mit dem derzeitigen Revert von Rainald62 [12] nichts zu tun, vorallem da dieser an einer Zusammenarbeit kein Interesse hat [13]. mfg MRS 10:14, 15. Jan. 2012 (CET)

Kritik

Der Artikel ist noch recht unbrauchbar. Am Anfang scheint es etwas wissenschaftlich/technisch zu sein, als die Impulsformel eingeführt wird. Was dann aber völlig fehlt ist die praktische Auswirkung. Wie groß ist denn die Beschleunigung auf ein Raumschiff, wie lange bräuchte es um gewisse kosmische Distanzen zu bereisen.

Der Aufbau ist auch wirr. Was soll denn der zweite Absatz an dieser Stelle? Und in welchem Zusammenhang mit dem Thema steht der Abschnitt "Sonnenwind"? Besonders toll, der Satz, dass dessen 10mal kleiner (also 9fach negativ) ist. Und weitere Schoten.

Insgesamt ist das einfach ein wildes unstrukturiertes und inhaltlich völlig unvollständiges Brainstorming - -- ωωσσI - _{talk with me} ^Bewertung 05:56, 15. Jan. 2012 (CET)

Die praktische Auswirkung in Richtung Wirkungsgrad etc. ist grad noch Teil heftiger Debatten, der Artikelausbau krankt meiner Meinung nach aktuell am weiter ungelösten Streit zwischen Rainald und MRS. (ich werd da kaum Arbeit reinstecken nur um am Ende in nem Editwar zwischen den Fronten zu enden).

Die Distanzfrage ist von dir an sich falsch gestellt. Vorteil Sonnensegel: Es muss kein Treibstoff für den Antrieb mitgeführt werden. Heist: Potentiell kann das Ding beliebig schnell werden, wenn man eine Energiequelle hat. Praktisch konzentrieren sich die aktuellen Überlegungen dabei wohl auf die Sonne - und da wirds dann schon schwierig da deren Strahlungsdruck wie dargestellt mit 1/r² skaliert - daher: Man hat sehr schnell keine Beschleunigung mehr wenn man sich von der Sonne entfernt.

Sonnenwind stellt Überlegungen zu den Teilchen an die die Sonne aussendet. Auch die kann man potentiell durch Rückstreuung zum beschleunigen nutzen. Gehört vermutlich tatsächlich im weitesten Sinne rein, auch wenn ich eigentlich unter Sonnensegel eher lichtgetriebene "Segel" verstehen würde.

Der zweite Absatz behandelt offensichtlich Konzeptstudien. Insgesamt kann man den Artikel wohl noch besser strukturieren - ja. Macht aber während einem schwelenden Streit wie gesagt keinen Sinn... Gruß Kiesch 06:31, 15. Jan. 2012 (CET)

Der Artikel unterteilt sich in Definition, Grundlagen und Systemkomponenten. Aus meiner Sicht ist dies eine relativ gute und einfache Strukturierung. Das Streitthema ist so eine Sache, vorallem wenn der Opponent kein Interesse an einer Zusammenarbeit hat (entsprechender VA). Aus diesem Grund sah ich den Streit eigentlich auch als erledigt an. mfg MRS 10:06, 15. Jan. 2012 (CET)

Fehler? Strahlungsdruck von 9,1 μN/m²

Der Strahlungsdruck pro m² ergibt sich aus der Strahlungsleistungdichte:

$p=P_{\mathrm {solar} }\,c^{-1}\approx 4.56\,{\frac {\mathrm {\mu N} }{\mathrm {m} ^{2}}}$

Wie kommen die 9,1 zustande???--svebert 10:47, 15. Jan. 2012 (CET)

Mal 2, da einmal ein Impuls bei der Absorption und einmal bei der Emission übertragen wird. Aus meinem Beitrag den R62 revitiert hat [14] wäre dies unter Energiequellen\Sonnenenergie ersichtlich geworden. ;-) mfg MRS 11:08, 15. Jan. 2012 (CET)

hm, eine Dissertation ist natürlich eigentlich eine respektable Quelle, aber irgendwie finde ich das komisch:

1. Er schreibt es ergibt sich ein Strahlungsdruck von 4,563·10^-6 N/m2 in Erdnähe. Danach schreibt er, „der Strahlungsdruck auf eine vollständig reflektierende Fläche ist zweimal so hoch“. Seit wann ist der Druck abhängig von den Materialeigenschaften des Objektes, auf den der Druck wirkt???? Ich glaube er meinte eher, der Impulsübertrag ist zweimal so hoch. Wenn ich im Meer rumtauche, dann gebe ich doch auch nicht an meiner Taucherbrille (hart und steif, also wohl sehr elastische Stöße mit den Wassermolekülen) einen höheren Druck an, als an meiner Hand (elastisches Material, beim Stoß wird Hand deformiert, kein elastischer Stoß, geringerer Impulsübertrag) Irgendwie wurde dort Druck und Impulsübertrag vermengt. Jedenfalls meiner bescheidenen Meinung nach.--svebert 11:38, 15. Jan. 2012 (CET)

Der Druck ist proportional zur einwirkenden Kraft, wenn die Fläche konstant bleibt. Die Kraft ist die zeitliche Ableitung des Impuls. Wenn der übertragene Impuls pro Zeit gleich bleibt, ist der Impuls proportional zur Kraft. Und damit ist der Druck proportional zum Impuls. Demzufolge ist dies ein und derselbe Sachverhalt. So würde ich es jedenfalls sehen (verschiedene Sichtweisen zu ein und demselben Thema). mfg MRS 12:56, 15. Jan. 2012 (CET)

Das scheint tatsächlich sehr unglücklich formuliert. Gemeint könnte sein, dass man einmal den Strahlungsdruck der Sonne hat und durch die Reflektion in die andere Richtung einen gleichgroßen Strahlungsdruck erzeugt (an der Oberfläche des Segels)? Besser wäre es einfach von einer Verdopplung des Impulses / der Kraft zu reden, da besagter gleich großer Strahlungsdruck nur bezogen auf das Sonnensegel überhaupt einen Sinn ergibt. Gruß Kiesch 13:14, 15. Jan. 2012 (CET)

Habe nochmal drübernachgedacht. Ist schon richtig mit dem Faktor 2. Das macht man in der stat. Mechanik ja auch so. Ein Drucksensor würde ja auch den Faktor 2 messen, da er ja den tatsächlichen Impulsübertrag messen würde. Andererseits gilt das ja alles nur, wenn die Photonen wirklich nur elastisch wechselwirken. Bei kleinen Stahlkügelchen oder Luftmolekülen ist das ja eine gute Annahme, bei Photonen, die ja sehr gerne mal das eine oder andere Atom anregen etc. eher eine schlechte Annahme.--svebert 15:08, 15. Jan. 2012 (CET)

Nein sollte sogar eine gute Annahme sein. Egal wie die Absorption mikroskopisch Verläuft - der Impuls ist (und bleibt) im Raumschiff "deponiert". So lange das also nicht transparent ist ist das kein Problem. Einzig die potentielle Erwärmung dürfte eine Rolle spielen, da die zur Emmission von Wärmestrahlung führt. Da sich allerdings ein stationärer Temperaturverlauf auf dem Sonnensegel einstellen sollte dürfte das lediglich zu einer zusätzlichen Beschleunigung führen. (simpel gesagt: Die Zustrahlung führt nicht zu einer weiteren Erwärmung - der Impuls wird komplett ans Segel abgegeben; außerdem wird durch Wärmestrahlung weiterer Impuls auf das Segel übertragen (der von der Strahlungsquelle weg gerichtet ist, da die Temperatur auf der Seite die bestrahlt wird in jedem Fall höher ist und somit mehr abgestrahlt wird als auf der Gegenseite. Es ensteht also ein Nettoeffekt). Gruß Kiesch 15:32, 15. Jan. 2012 (CET)

Die Impulserhaltung dürfte schon noch gelten. Das bedeutet, das Reflektion zur Sonne den doppelten Impuls überträgt, wie einfach nur Absorption. Bei so dünnen Folien, wie sie die Sonnensegel geplant sind, kann man in guter Näherung von gleich hoher Temperatur auf beiden Seiten ausgehen.---<)kmk(>- 09:22, 16. Jan. 2012 (CET)

Der Temperatureffekt käme sowieso nur zum Tragen wenn Absorption stattfindet. Ausschließlich Transmission würde garnicht zur Beschleunigung beitragen. Der Wirkungsgrad würde sich dann praktisch zwischen nur Absorption und identische Temperaturen auf beiden Seiten des Segels und nur Reflexion (und daher zwingend auch identische Temperaturen, da das Segel dann nicht durch die Strahlung geheizt werden sollte ^^) bewegen. Wäre also praktisch gesehen immer zumindest geringfügig über dem von ausschließlich Absorption (zusätzliche Beschleunigung durch ungleichmäßige Wärmestrahlung). Man sollte dabei auch nicht vergessen, dass durch Strahlungsleistung ~T^4 selbst kleine Temperaturunterschiede einen deutlichen Effekt machen können. Gruß Kiesch 13:54, 16. Jan. 2012 (CET)

Bild gelöscht

Sonnensegel (Entwurf)

Dies ist kein "Entwurf", sondern eine künstlerische Darstellung, von Benutzer WP in 2005 eingestellt mit einem Link auf (offenbar) seine Firma. Eine Werbemaßnahme ohne wissenschaftlichen Wert, denn die Segelfläche ist drei Gößenordnungen zu klein für die Anhängelast und diffuse Streuung statt Reflexion funktioniert nicht. – Rainald62 22:31, 15. Jan. 2012 (CET)

Hallo Rainald62, die diffuse Streuung liefert immer noch mehr Strahlungsdruck als die reine Absorption, die ja halb so viel wie die Reflexion liefert. Eine Frage an die Mathematiker: Wenn sich das reflektierte Licht gleichmässig auf eine Halbkugel verteilt, anstatt genau auf die Gegenrichtung zur Lichtquelle, wieviele Prozent weniger Strahlungsdruck liefert das? -- Karl Bednarik 06:49, 16. Jan. 2012 (CET).

Impulsübertrag auf das Segel in Abhängigkeit vom Einfallswinkel $\theta$ der Photonen ($\theta =\pi /2$ entspricht senkrechtem Einfall):

$\Delta p_{\theta }=2N\hbar k\sin(\theta )=p_{0}\sin(\theta )$ (mit N Photonen im Frequenzband k unter dem Reflexionswinkel $\theta$)

Bei perfekt diffuser Reflexion ist die Wkeit für jeden Reflexionwinkel $\theta \in [0,\pi /2)$ gleich, also Verteilunfsfunktion $f(\theta )={\frac {2}{\pi }}$.

Daraus folgt $\Delta p_{\mathrm {diffus} }=p_{0}\int _{0}^{\pi /2}\mathrm {d} \theta f(\theta )\sin(\theta )=-{\frac {2p_{0}}{\pi }}\left[\cos \theta \right]_{0}^{\pi /2}=2p_{0}{\frac {1}{\pi }}$

Das Verhältnis der Impulsüberträge von senkrechter Reflexion ($\Delta p_{\pi /2}$) zu diffuser Reflexion $\Delta p_{\mathrm {diffus} }$ ist daher:

$V={\frac {\Delta p_{\mathrm {diffus} }}{\Delta p_{\pi /2}}}={\frac {2}{\pi }}\approx 64\%$

(Ich hoffe ich hab mich nicht verrechnet, ist aber halbwegs plausibel, oder?)--svebert 10:07, 16. Jan. 2012 (CET)

Hallo Svebert,

Du hast dabei vergessen, dass es für größere $\theta$ einen kleineren Raumwinkel gibt (der Kreis auf einer Einheitskugel rund um die Flächennormale wird kleiner, Radius des Kreises ist $cos(\theta )$), und dass die Reflexionsintensität proportional zu $sin(\theta )$ ist (so dass die projezierte und damit kleinere Fläche bei Betrachtung aus einer Richtung mit kleinerem $\theta$ keine höhere Flächenhelligkeit hat, siehe Lambertsches Gesetz). Deshalb ist die Verteilungsfunktion

$f(\theta )={\frac {2\pi sin(\theta )cos(\theta )}{\int _{0}^{\frac {\pi }{2}}d\theta \,2\pi sin(\theta )cos(\theta )}}$

$f(\theta )=2sin(\theta )cos(\theta )$

...und weiters muss man auch nebem dem Impuls des reflektierten Photon den Impuls des absorbierten Photon in betracht ziehen, d.h. die Differenz nehmen, und die ist bei senkrechtem Einfall des Lichts proportional zu $1+sin(\theta )$, so kommt man dann auf folgendes Integral:

$\int _{0}^{\frac {\pi }{2}}d\theta \,2sin(\theta )cos(\theta )(1+sin(\theta ))$

Bei der senkrechten Reflexion ist das Ergebnis 2 (2 mal der eingehende Impuls), bei diffuser Reflexion das Ergebnis des gerade geschriebene Integrals, und daher ist

$V={\frac {5}{6}}$

bzw. ca. 83%.

Wenn ich allerdings die Frage von Karl Bednarik wörtlich nehme, dann sieht das Segel bei senkrechtem Lichteinfall und Betrachtung aus sehr flachem Winkel viel heller aus als bei Betrachtung aus fast senkrechter Richtung, und die Verteilungsfunktion ist

$f(\theta )=cos(\theta )$

und das Verhältnis

$V={\frac {\int _{0}^{\frac {\pi }{2}}d\theta \,cos(\theta )(1+sin(\theta ))}{2}}={\frac {3}{4}}$

Der realistische Wert ist aber natürlich 5/6.

mfg, Usr2 17:05, 16. Jan. 2012 (CET)

@usr2: Ich hatte 1-dimensional gedacht, du hast natürlich Recht :-). Ich frage mich nur, was du mit absorbiertem Photon meinst und was dann auf die für mich unverständlichen $1+\sin \theta$-Terme führt. Ich hätte nun einfach so gerechnet (bzgl. letzterer Interpretation):

$V={\frac {2\int _{0}^{\pi /2}\sin \theta \cos \theta }{2}}={\frac {1}{2}}$--svebert 23:54, 16. Jan. 2012 (CET)

Das absorbierten Photon ist einfach das einlaufende Photon (ich hab das wohl ein bisschen unverständlich formuliert, das reflektierte Photon ist einfach das auslaufende Photon, und ob man die beiden Photonen als ein und das selbe Photon betrachtet oder nicht, ist egal, es zählt die Impulsdifferenz). Wenn es kein auslaufendes Photon gibt (Absorption statt Reflexion), dann ist die Impulsdifferenz gleich dem Impulsbetrag des einlaufenden Photons; wenn es ein auslaufendes (reflektiertes) Photon gibt, dann muss man dessen Impulskomponente in senkrechter Richtung noch dazuaddieren (bei $\theta =0$ ist der Impulsübertrag in senkrechter Richtung ja nicht 0, sondern gleich groß wie bei der Absorption).

mfg, Usr2 06:22, 17. Jan. 2012 (CET)

Zum zweiten Kunstfehler des Grafikers schrieb ich nicht "diffuse Reflexion" (2π), sondern "diffuse Streuung" (4π). Grund: Auf dem Bild sieht man den Saturn ganz gut durch das Segel hindurch. Also wird auch das meiste Sonnenlicht geradewegs durch das Segel hindurchgehen. Dass dabei Streulicht nur in Rückwärtsrichtung auftritt, darf bezweifelt werden. Insofern sind obige Rechnungen Makulatur. Aber egal, denn die gesamte Streuung ist ohnehin gegenüber der Transmission vernachlässigbar klein (bei den Ringen des Planeten könnte man fast meinen, die Transission sei größer als 100 % ;-). – Rainald62 23:43, 16. Jan. 2012 (CET)

20-Meter Sonnensegel ?

In einer Bildunterschrift heisst es: "Ein 20-Meter-Sonnensegel wird von der NASA getestet". beziehen sich die 20 meter auf die flaeche oder auf eine seitenlaenge? kann ich aus dem bild nicht erkennen. (nicht signierter Beitrag von 83.78.123.19 (Diskussion | Beiträge) 15:02, 28. Jun. 2009 (CEST))

Neben dem Segel sind Personen zu sehen. Wenn man die Größen vergleicht, sieht man, dass die Kantenlänge gemeint ist. -- 87.165.59.88 16:36, 8. Okt. 2009 (CEST)

Die Frage der Größe ist nebensächlich. Interessanter wäre zu erfahren, was dabei herausgekommen ist, denn der NASA-Text auf der Commons-Seite stammt von vor den Tests! – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)   P.S.: Quellen dazu: 2007, 2010: "NASA terminated funding for solar sails".

Winkelabhängigkeit

Dass die Fan-Gemeinde immer mit einem Faktor 2 für Reflexion rechnet, ist unangemessen. Bei interplanetaren Flügen verlaufen die Bahnen nicht radial von der Sonne weg, sondern die radial gerichtete Einstrahlung bildet meist einen großen Winkel mit der Bewegungsrichtung. Ein Zuwachs an Bahnenergie erfordert aber eine Kraft in Bewegungsrichtung. Insbesondere bringt ein stets radial ausgerichtetes Segel, das die Strahlung wieder retour schickt, nicht das Erhoffte, sondern rein garnichts (es führt nicht zu einer stetigen Energiezufuhr, sondern bloß zu einer minimalen Anhebung der Bahn). Für den Antrieb muss das Segel vielmehr schräg orientiert werden. Dass man im Bild den Schatten der Sonde auf dem Sonnensegel sieht, ist also ein dritter Kunstfehler. – Rainald62 23:43, 16. Jan. 2012 (CET)

Der Impulsübertrag ist aber nunmal um einen Faktor 2 so hoch wenn man reflektiert. Die Richtung in die man dann praktisch beschleunigen will / muss durch schräg stellen des Segels ist doch wieder ne ganz andere Baustelle. Im übrigen krieg ich doch nach deiner Argumentation überhaupt erst durch die Reflexion einen nutzbaren Effekt... (der sich im Idealfall in der Größe des Impulsübertrags durch Absorption bewegt). Gruß Kiesch 01:09, 17. Jan. 2012 (CET)

Ja, Faktor 2, wenn man senkrecht reflektiert. Der Faktor ist jedoch vom Reflexionswinkel abhängig. Wenn man etwa mit 45° Einfallswinkel reflektiert, ist der Faktor nur noch ${\sqrt {2}}$. Insofern ist es keine “andere Baustelle”. 45° ist dann optimal, wenn die Bahngeschwindigkeit keine radiale Komponente hat (etwa im Perihel). Der Fall ist auch besonders übersichtlich: Der Impuls des einfallenden Photons ist unwirksam, der des auslaufenden Photons voll wirksam und (bei 100% Reflektivität) gleich groß. Dadurch dass das Segel in dieser Stellung weniger Angriffsfläche bietet, sinkt der Vortrieb aber doch, auf $1/{\sqrt {2}}$. – Rainald62 03:57, 17. Jan. 2012 (CET)

Nur is das dummerweise ne ganz andere Baustelle und hat nichts mit dem Wirkungsgrad zu tun. Zumindest nicht in Bezug auf Absorption vs. Reflektion. Da man nämlich bei Absorption garnicht kreuzen kann so wie du es beschreibst (wenn nur Absorbiert wird kriegt man nunmal immer nen Resultierenden weg von der Photonenquelle). Du vergleichst also hier Äpfel mit Birnen. Vulgo: Deine Überlegung mag ja stimmen, führt aber auf ein Problem das erstmal mit dem Wirkungsgrad nur indirekt was zu tun hat - da man den hier bewusst verringert um einen bestimmten Effekt zu erzielen.

P.S: Wenn es in der Richtung Planungen / Konzepte gibt auf die man verweisen kann sollte man diese Dinge eventuell auch noch in den Artikel bringen. Ist durchaus nicht unwichtig, dass es praktisch nicht immer sinnvoll ist das Segel senkrecht zur Strahlungsquelle stehen zu haben. Gruß Kiesch 06:08, 17. Jan. 2012 (CET)

Natürlich verringert das notwendige nicht-senkrechte Ausrichten des Sonnensegels den Wirkungsgrad.

Wenn der Winkel zwischen der Flächennormalen und der Richtung zur Sonne $\phi$ ist, dann ist die Kraftkomponente in Radialrichtung durch die verringerte projezierte Fläche und die ungünstigere Impulsübertragung ${\frac {F_{0}}{2}}(cos(\phi )(1+cos(2\phi )))$ (dabei ist $F_{0}$ die Kraft bei senkrechtem Lichteinfall) und die Kraftkomponente in Tangentialrichtung ${\frac {F_{0}}{2}}sin(2\phi )$.

Wenn man nun mit v die Geschwindigkeit des Sonnensegels und mit $\alpha$ den Winkel der Bewegungsrichtung ($\alpha =0$ wenn sich das Sonnensegel radial von der Sonne wegbewegt, $\alpha =\pi$ wenn sich das Sonnensegel radial auf die Sonne zubewegt) bezeichnet, dann ist die Leistung

$P={\frac {F_{0}v}{2}}(sin(\alpha )sin(2\phi )+cos(\alpha )(1+cos(2\phi )))$

Wenn man die Leistung maximieren will (das wird man in der Realität nicht immer machen, weil man ja ein bestimmtes Ziel anfliegen will, und auch z.B. die Bahnebene verändern will (dazu müsste man das Segel so stellen, dass die Flächennormale nicht in der Bahnebene liegt, aber diesen Fall betrachte ich bei der Rechnung nicht)), dann erreicht man das durch $\phi ={\frac {\alpha }{2}}$ (man kann das durch eine einfache Extremwertrechnung bestimmen, nach $\phi$ ableiten und die Ableitung 0 setzen). Bei dieser Segelstellung ist die Leistung dann:

$P_{max}={\frac {F_{0}v}{2}}(1+cos(\alpha ))cos({\frac {\alpha }{2}})$

Wenn man richtig nahe an die Sonne kommt, dann führt auch die endliche Größe der Sonne (die Sonne ist nicht punktförmig, deshalb kommt das Licht aus unterschiedlichen Richtungen) zur merklichen Wirkungsgradverringerung.

mfg, Usr2 18:05, 17. Jan. 2012 (CET)

Ojeh, jetzt hab ich mich verrechnet, und die richtigen Resultate sind nicht so kurze Formeln. Es muss natürlich bei der tangentialen Kraftkomponente auch der Faktor $cos(\phi )$ wegen der Flächenprojektion beachtet werden, d.h. es muss heißen: Die Krafkomponente in Tangentialrichtung ist ${\frac {F_{0}}{2}}cos(\phi )sin(2\phi )$.

und dann ist bei der Leistung der Faktor natürlich auch dabei:

$P={\frac {F_{0}v}{2}}cos(\phi )(sin(\alpha )sin(2\phi )+cos(\alpha )(1+cos(2\phi )))$

Die Maximierung dieser Formel erfordert etwas mehr Rechnerei und führt schließlich zu

$\phi =arccos({\sqrt {\frac {7-cos(2\alpha )+cos(\alpha ){\sqrt {2\,(17+cos(2\alpha ))}}}{12}}})$

Speziell für $\alpha ={\frac {\pi }{2}}$ wie im Perihel ist daher der optimale Winkel $\phi =arccos({\sqrt {\frac {2}{3}}})$ (also ca. 35,26°) und die Leistung

$P_{max,tangential}=F_{0}v{\frac {2}{\sqrt {27}}}$

also ca. 38,49% der Leistung bei gleicher Geschwindigkeit und radialer Flugrichtung (etwas besser als die ca. 35,36% wenn das Segel im Winkel von 45° zur Sonne steht).

mfg, Usr2 01:41, 18. Jan. 2012 (CET)

Die große Formel ging war doch sehr einfach zu vereinfachen, das habe ich jetzt nachgeholt... Usr2 01:34, 21. Jan. 2012 (CET)

Wirkungsgrad-Berechnung

Datei:Sonnensegel-Wirkungsgrad .png

Sonnensegel-Wirkungsgrad bei 100% Absorption

Es ist könnte doch so einfach sein, wie ich erst dachte. Den Sonnensegel-Wirkungsgrad erhält man sehr einfach unter der Annahme, dass die Intensität mit dem Dopplerfaktor abnimmt:

η = (v/c)sqrt((c - v)/(c + v)).

Bei v<<c geht der Dopplerfaktor gegen 1 und es gilt näherungsweise:

η = v/c

Die MarxMichaelis-Formel (obere Kurve):

η_t = 1 - sqrt((c - v)/(c + v))

liefert nur bei v<<c und 100% Absorption näherungsweise die gleichen Werte. Das ist bisher "original Research", aber so offensichtlich, dass es sich auch belegen lassen sollte. Ich verstehe nur nicht, warum Marx nicht gleich die richtige Formel angegeben hat und warum Michaelis sie nicht korrigiert hat. -- Pewa 19:37, 12. Dez. 2011 (CET)

Servus Pewa, danke für die Berechnung. Das ist auch das Problem: was veröffentlichte Marx (versuche mir gerade entsprechende Quelle zu organisieren). Jedoch spielen auch noch weitere Aspekte eine Rolle, z.B. die Massenzunahme mit steigender Geschwindigkeit, ... . Weiterhin noch eine kleine Anmerkung, die in deiner Formulierung etwas anders rüber kommt. Den Sonnensegel-Wirkungsgrad erhält man nicht durch den Dopplereffekt (siehe Diskussionsreihe: [15],[16] bzw. Sachverhalt: Benutzer:Markus_R_Schmidt/Testseite_2), jedoch beeinflußt dieser den Wirkungsgrad des Gesamtsystems. Ich denke das ich rauslesen konnte, dass du dies gemeint hast, wollst aber vorsichtshalber nochmal anmerken.

Des Weiteren möchte ich auch darauf hinweisen, dass es mir nicht Hauptsächlich darum geht, ob Marx recht oder unrecht hatte, sondern darum was er dachte, welche Ideen er veröffentlicht hat. Bin gerade dabei mir entsprechende Quellen zu organisieren. Dann kann ich eventuell mehr zu Marx & Co. sagen. mfg MRS 08:51, 13. Dez. 2011 (CET)

Die relativistische Masse spielt für den energetischen Wirkungsgrad als Funktion der Geschwindigkeit keine Rolle, aber natürlich z.B. für die Geschwindigkeit als Funktion der Zeit. Der relativistische Dopplereffekt kann bei kleinen Geschwindigkeiten vernachlässigt werden, während er bei hohen Geschwindigkeiten dominiert, siehe oben. Der klassische Dopplereffekt spielt hier (bei Licht) gar keine Rolle, da irrt Rainald, wenn ich ihn richtig verstanden habe.

Wie Marx auf seine falsche Formel gekommen ist, würde mich auch interessieren. -- Pewa 11:42, 13. Dez. 2011 (CET)

Ja, so sehe ich das auch (beides). (bin mir gerade nicht sicher, Aussage lieger wenn weitere Infos gesichtet MRS 21:55, 13. Dez. 2011 (CET)) Aus diesem Grund schau ich erst mal, welche Quellen ich zu Georgii Marx finden kann. Mich würde interessieren, was dieser Tatsächlich gemeint hat. Aber wie gesagt, ich werde dies auf meiner Testseite 2 ausarbeiten, da ich nun für zu viele Abschnitte verantwortlich bin. (Diskussion:Sonnensegel#Wirkungsgrad, Wikipedia:QS-Physik#Sonnensegel und die 2 VAs. Und das alles nur, weil ich diese eine Frage gestellt habe ;-)). Aber wie schon gesagt, du bist dazu gerne mit eingeladen, die Sachverhalte entsprechend auf der Testseite auszuarbeiten. Hier auf der Disk halte ich dies, aufgrund meiner jetzigen Erfahrung für ein wenig kritisch. mfg MRS 13:14, 13. Dez. 2011 (CET)

@Pewa: Du hast mich falsch verstanden. Mit "klassisch rechnen" meine ich nur die Formeln als Näherung für den relativistischen Effekt. Das geht völlig i.O., weil relativistische Geschwindigkeiten eh nicht erreicht werden. – Rainald62 04:24, 15. Jan. 2012 (CET)

Ergebnisse dieses Abschnitts, einschließlich der Technologievergleich, müssten in den Artikel, falls der Laser- und Mikrowellenkram relevant würde. Sobald es soweit ist, wird der Abschitt sich im Archiv finden lassen. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Der Wirkungsgrad ist für alle Lichtquellen relevant um die Geschwindigkeit oder Entfernung zu berechnen, die innerhalb einer bestimmten Zeit erreicht werden kann. -- Pewa 07:58, 21. Jan. 2012 (CET)

Lichtquellen

Es gibt eine leistungsstarke Lichtquelle, die noch dazu in der dünnen Luft in grosser Höhe fliegen kann: den Boeing YAL-1 Airborne Laser.

Wenn man die Sonnenstrahlung konzentrierter nutzen will, dann muss man auf diese Weise näher an die Sonne heran gehen: [17]

Noch viel mehr Schub erhält man, wenn man ein wenig Abstützmasse verdampft: Lightcraft.

Eine philosophische Frage: Warum beginnt ein ruhender Gegenstand zu fallen, wo er doch noch gar keine potentielle Energie in kinetische Energie umwandeln konnte?

-- Karl Bednarik 07:15, 15. Jan. 2012 (CET). Korrektur -- Karl Bednarik 07:23, 15. Jan. 2012 (CET).

Anmerkung zur Frage: jedes Objekt das Fällt, besitzt potentielle Energie, es kommt halt nur auf den Bezugspunkt Erdoberfläche/Erdmittelpunkt/... an, je nach dem was und wie man es berechnen möchte und was man damit ausdrücken will. mfg MRS 11:10, 15. Jan. 2012 (CET)

Hallo Markus R Schmidt, ja, aber die kinetische Energie kann nur aus dem selben Bezugssystem wie die potentielle Energie her stammen, und in diesem ist bisher noch nichts verändert worden. Der Gegenstand fällt nur aus der Kraft heraus alleine, oh Physik, steh mir bei. Natürlich hat dieser Gegenstand aus der Sicht irgend eines Exoplaneten eine sehr hohe potentielle und kinetische Energie, aber das hilft uns hier nicht weiter. -- Karl Bednarik 11:45, 15. Jan. 2012 (CET).

Das Problem bei deiner Argumentation ist die Sichtweise. Weil ein Objekt bei mir auf dem Tisch liegt, bedeutet das nicht, dass dieses keine potentielle Energie besitzt! Ein Gegenstand der eine potentielle Energie besitzt und sich nicht bewegt übt eine Kraft auf ein anderes Objekt & Co. aus, da dieser ansonsten ein Minimal-Energieniveau annehmen würde. Mit anderen Worten übt der Gegenstand auf meinen Tisch eine Kraft (Geichtskraft) auf diesen auf und der Tisch wiederrum auf das Objekt, der diesen daran hinter runter zu fallen. Eine bessere Erklärung kann auch mittels der Vis-Viva-Gleichung erfolgen --> Kinetisch-Potentielle-Energie-Beziehung in einem Gravitationsfeld. Ich hofe dir hilft das weiter. mfg MRS 12:45, 15. Jan. 2012 (CET)

Ich habe das nun als eine physikalische Grundsatzfrage in der Wikipedia:Auskunft#Eine_physikalische_Grundsatzfrage gestellt. Diese Frage hat die gleiche Bedeutung wie die Frage: Wieso beginnt sich ein Sonnensegel zu bewegen, wenn es doch noch gar keine Strahlungsenergie durch den Dopplereffekt verbraucht hat? -- Karl Bednarik 06:49, 16. Jan. 2012 (CET). Ergänzung: -- Karl Bednarik 07:09, 16. Jan. 2012 (CET).

Falls du meine Argumentation nicht verstehen konntest, dann wäre ich dir dankbar, wenn du die nicht verständlichen Aspekte aufzeigst, so dass ich bei einer anderen Diskussion dies berücksichtigen kann. Weiterhin wäre es nicht schlecht gewesen, wenn du in deiner Frage (neuer Link) auf meinen Post hättest verwiesen, denn dann hätten sich die Diskussionsparteien nicht allzuviel Mühe geben müssen. Denn das Ergebnis der Diskussion ist die Übereinstimmung mit meiner Argumentation. Als kleinen Tipp möchte ich dir sagen, dass es günstig wäre, wenn du dich intensiver mit den Erhaltungssätzen befasst, denn ein Perpetuum mobile existiert nicht. Mit anderen Worten soll dies heißen, wenn du dir ein Modell erstellst und es gegen die Energieerhaltungssätze verstößt, dann bedeutet das nicht, dass die Energieerhaltungssätze falsch sind, sondern dass dein Modell einen Fehler aufweist. mfg MRS 09:28, 21. Jan. 2012 (CET)

Abschnitt Energiequellen

Servus Rainald62. Da du mal wieder meinen Abschnitt "Energiequellen" [18] gelöscht hast und es bei der Vandalismusmeldung [19] wohl keinen Interessiert, du auch bei dem VA nicht mitwirkst, würdest du vielleicht gegenüber der Community deine Kommentare nachholen und deinen Grund der Löschung mitteilen. Für die anderen zur Info in Bezug auf Diskussionen mit Rainald62 [20]. ;-) Da ich durch den Account Rainald62 zwei Sperrungen erhalten habe, werde ich an dem Artikel nicht mehr mitwirken. Meine Kritiken an Rainalds Änderungen bleiben bestehen. PS: der Artikel wird ja immer lustiger. :-))) mfg MRS 20:38, 20. Jan. 2012 (CET)

Deine Änderungsbegründung zur Löschung meiner Posts ist schon weit hergeholt [21], vorallem da du die Diskussionsregeln, selbst Mehrfach verletzt: "Verändere nicht die Diskussionsbeiträge anderer Benutzer". Aber die Regel interessieren dich ja nicht ([22], [23]). Die VM mag zwar nichts gebracht haben, aber dein Verhalten ist immer noch absolut neben allen Wikipedia-Grundprinzipien. Und PS: ich warte immer noch auf eine Begründung der Löschung des Abschnitts "Energiequellen". MRS 09:11, 21. Jan. 2012 (CET)

Reich der Phantasie

Das sollte doch in einem objektiven und enzyklopädischen Stil ausgedrückt werden, nicht so. Wer hat die referenzierte Textstelle vorliegen? --Chricho ¹ 12:03, 10. Dez. 2011 (CET)

siehe Abschnitt "BlaBla". mfg MRS 16:25, 10. Dez. 2011 (CET)

[24] Ich weiß jetzt nicht, was Herr Forward da in dem Buch genau sagt, mir fehlt also die Information, um das durch eine präzise und NPOV Formulierung zu ersetzen. --Chricho ¹ 19:06, 10. Dez. 2011 (CET)

Die Online-Version habe ich in die Referenz aufgenommen. Die Bewertung basiert aber auf Landis. Er schreibt natürlich nicht "Reich der Phantasie" (daran hänge ich nicht, Vorschläge?), sondern kommentiert Forwards Konzept mit der unter Wissenschaftlern üblichen Zurückhaltung, die Botschaft ist aber klar. Darstellen muss man das natürlich in einem zukünftigen Abschnitt, nicht in der Einleitung. – Rainald62 19:24, 10. Dez. 2011 (CET)

Sorry, aber die Konzepte von Landis sind genauso wie von Forward (meines erachtens nach "Phantasien"). Mit anderen Worten Landis und Forward sind auf demselben Niveau! Jedoch ist dies vollkommen irrelevant, da es hier in Wikipedia darum geht, Fakten und Wissen aufzuzeigen. Uns obliegt es nicht, die Quellen zu beurteilen. Aus diesem Grund hatte ich auch nach dem Wirkungsgrad von Sonnensegeln gefragt. ;-) mfg MRS 22:54, 10. Dez. 2011 (CET)

Quellen müssen schon in den Kontext gestellt werden. Ist es nicht etwas seltsam, unserise Quellen "gegeneinander auszuspielen"? --Chricho ¹ 23:02, 10. Dez. 2011 (CET)

Die Quellen sind nicht unseriös. Diese werden von einigen namenhaften Instituten referenziert: NASA Report (pdf). Und die Konzepte könnten eines Tages eventuell auch umgesetzt werden. Das Problem dabei ist aber, dass der Wirkungsgrad aufgrund der Impulsübertragung viel zu gering ist. Was bedeutet, dass wenn ich tatsächlich einen GW/TW-Laser und mehr für einen Dauerbetrieb aufbauen und im Weltraum stationieren könnte, dazu dann noch ein entsprechendes Linsensystem aufbaue, ich nicht lieber die Laserleistung für einen anderen Zweck einsetze (siehe en:Wiki Ablative Laser Probulsion). Der Wirkungsgrad, aufgrund der Impulsübertragung ist so gering, dass ich >99% der Energie zurück in den Weltraum reflektiere (also gar nicht für den Antrieb nutze). Kurzum: die Quellen sind inhaltlich zwar korrekt, aber schon ein wenig dick aufgetragen. ;-) Aber wie gesagt, uns Autoren der Wikipedia obliegt es nicht, die Quellen zu interpretieren. Unsere Aufgabe liegt lediglich darin, die Sachverhalte (Stand der Technik) entsprechend darzustellen. mfg MRS 23:17, 10. Dez. 2011 (CET)

Die Relevanzfrage ist wohl geklärt. – Rainald62 01:31, 21. Jan. 2012 (CET)

Nein. Relevanz ist nicht geklärt, es sei denn du gibst zu, dass die Relevanz vorhanden ist! Weiteres hierzu siehe Diskussion:Sonnensegel#Abschnitt_Energiequellen. mfg MRS 10:40, 28. Jan. 2012 (CET)

3M

Hallo allerseits!

Ich würde gerne die Konflikte "Stück für Stück" behandeln - dazu greife ich mir willkürlich eins der o.g. Themen heraus:

1. Löschung des Abschnittes "Die Energiequelle"

Ich bitte darum die folgende Frage komplett wertfrei zu verstehen: warum wurde dieser Abschnitt gelöscht? @MRS: bitte laß die anderen antworten.
Danke im voraus, --Friedrich Graf 12:39, 11. Feb. 2012 (CET)

Hallo KeinEinstein und Rainald62. Ich bin nicht hier um Partei zu ergreifen, sondern Konflikte in Wikipedia zu lösen. Aus diesem Grunde finde ich es etwas befremdlich, das ihr beide - trotzdem ihr hier mitlest - meine sehr einfache Frage nicht beantwortet. Es wäre schön, wenn ihr eure Haltung revidieren könntet. Mich interessieren keinerlei persönliche Gefühle, Abneigungen oder Animositäten. Ich bin ausschliesslich an einer fachlichen Antwort interessiert. Sollte euch eine Antwort per Mail lieber sein - meine Mailfunktion ist aktiviert ... --Friedrich Graf 20:08, 11. Feb. 2012 (CET)

Eingeschobene Antwort: Hallo Friedrich, schön, dass du dich nicht nur um das reine Archivieren alter 3M-Einträge kümmerst. Du kannst mit dieser Arbeit sicher viel positives bewirken.

Warum du allerdings mich hier ansprichst, verstehe ich nicht. Ich habe keinerlei Aktien in diesem Artikel, wie du beim Nachvollziehen der Versionsgeschichte leicht sehen kannst. Markus Auftreten bisher hat mich auch nicht motivieren können, mir fachlich tiefergehende Gedanken zum Inhalt des Artikels bzw. zu deinen Fragen zu machen. Meine Ratschläge scheint er nicht zu verstehen, sein Verhalten finde ich nachgerade unverschämt. Wenn du meine Meinung hören willst, würde ich mich dir zuliebe damit beschäftigen - aber aus genannten Gründen wäre es wohl ziemlich sicher vergebliche Mühe. Gruß Kein Einstein 19:31, 12. Feb. 2012 (CET)

Was ich etwas frech und unenzyklopädisch "ins Reich der Phantasie" verwiesen habe, hat KaiMartin mit treffender Begründung ganz entsorgt. Technische Relevanz für eine Aufnahme von Photonenantrieb mit künstlichen Energiequellen in den Artikel ist nicht gegeben, eine möglicherweise Relevanz begründende öffentliche Diskussion darüber müsste nachgewiesen werden. Ich habe für mich diesen Punkt abgehakt. Welchen schlägst Du als nächsten vor? – Rainald62 22:53, 11. Feb. 2012 (CET)

1. Kurz und knackig. Das trifft man selten. Ich mag Effektivität. Danke Rainald62.
2. Markus, wenn ich Wikipedia richtig verstanden habe, bildet sie ausschliesslich bekanntes, relevantes und gesichertes Wissen ab. Ich habe nichts gegen Träume und Konzepte - ohne diese würde es viele Erfindungen in der Menschheitsgeschichte nicht geben. Allerdings ist Wikipedia der falsche Ort dafür. Um dir das zu illustrieren: in einer Folge von StarTrek- DSN9 fliegt ein Raumschiff auch mit Sonnensegeln. Wenn wir in diesem Lemma jetzt ein Unterkapitel "Konzepte und Ideen" aufmachen, wird letztlich das riesige Arsenal der SiFi-Fan-Gemeinde hier landen. Das kann nicht Sinn der Übung sein. Wenn du von der Relevanz dieser Inhalte überzeugt bist, suche dir bitte ein passenderes Lemma ...
3. Markus, gibt es ein weiteres Thema, bei dem du denkst, das es nicht nur "Konzepte" sind? Ansonsten werde ich in 24 Stunden dieses Thema von meiner Beobachtungsliste nehmen und den Fall als gelöst markieren. MfG an alle Mitlesenden... --Friedrich Graf 23:58, 11. Feb. 2012 (CET)

Also, in der Wikipedia wird das derzeitig existierende Wissen abgebildet. Dieses Wissen wird dargelegt aus existierenden Quellen. Es geht dabei u.a. auch darum, einen wissenschaftlichen Diskurs anhand von wissenschaftlichen Quellen darzulegen (so z.B. auch die Superstringtheorie die bisher auch noch nicht bewiesen ist --> Ist sowas SciFi?). Wenn man sich den Antrieb näher betrachtet, dann ist das Schlagwort "Photonen"! Hierzu existieren dutzende Quellen deren Konzepte auf drei wesentlich unterschiedlichen Energiequellen beruhen. Weshalb ist das wichtig? Unterschiedliche Quellen haben unterschiedliche Auswirkungen auf den Antrieb, die Missionselemente und die Missionskonzeption, und das ist aktueller Sachstand/Wissen, das ist kein SciFi! Neben den hier viel besprochenen interstellaren Anwendungen vergessen dabei einige, dass einige der Konzepte auf interplanetaren Anwendungen beruhen (z.B. [25],...). Ob interstellar oder interplanetar ist dabei irrelevant, denn bei allen Quellen gibt es relevante physikalische Grundlagen. Weiterhin muss man auch betrachten, dass wenn ich ein Antriebssystem beschreibe (z.B. Motor), ich neben der Antriebskomponente "Segel" (oder "Kolbenmotor") ich auch die Energiequelle "Kombination verschiedener Photonen" (oder Benizin, Diesel, Wasserstoff) beschreiben sollte (Nachtrag: beziehungsweise dessen Auswirkungen), um das Antriebssystem verstehen zu können.

"begründende öffentliche Diskussion darüber müsste nachgewiesen werden" [26], [27], [28]

"Ansonsten werde ich in 24 Stunden dieses Thema von meiner Beobachtungsliste nehmen" Als kleinen Hinweis möchte ich darauf verweisen, dass ich derzeit unter der Woche nicht online bin. mfg MRS 14:57, 12. Feb. 2012 (CET)

Kleiner Nachtrag: Fragt euch doch mal, was ich von interstellaren lasergetriebenen Sonnensegeln halte! ;-) Am einfachsten kommt man dahinter, wenn man sich den ersten Post unter Disk-Wirkungsgrad ansieht. ;-) Mit anderen Worten, es geht mir nicht darum meine Meinung allen Kund zu tun, sondern um den wissenschaftlichen Diskurs darzulegen. ;-) mfg MRS 15:08, 12. Feb. 2012 (CET)

Nachtrag 2 (bin bald nicht mehr Online): Um nochmal auf den Vorwurf SciFi zurück zukommen? Habt ihr euch den Absatz "Energiequellen" durchgelesen. Steht dort etwas von SciFi drinne? Man kann natürlich Anmerken, dass die Referenzierung auf Forward vielleicht kritisch zu sehen ist. Jedoch muss man auch die Quellen interpretieren, und Forward ist einer der ersten Autoren die sich mit lasergetriebenen Sonnensegeln auseinander setzten (unabhängig von seinen Konzepten). Und das wichtige an seinem Paper & Co. ist nicht die 1000km Fresnellinse und der TW-Laser, sondern der Umstand, weshalb Forward auf ein lasergetriebenes System setzt (Schlagworte: monochromatisches Licht, 1/r^2 und deren Beziehung zum System). Ich wüsste jetzt nämlich nicht, dass ich Forwards Konzept bis ins Detail hier beschrieben habe. ;-) mfg MRS 15:39, 12. Feb. 2012 (CET)

@Friedrich Graf: Ich verstehe Deine Aktion nicht recht - Das hier ist eine 3M, aber Du scheinst das hier mit einem Vermittlungsausschuss zu verwechseln und Dich in diesem Zusammenhang mit einem allseits gewählten Vermittler. Ich würde es als ungut empfinden, wenn Du MRS hier noch zusätzlich zu den Problemen, die er mit einigen Adressen hier hat, auch noch zu weiteren Konfusionen zu bringen versuchst. Zumal Deine Aktion sich intuitiv schon kurz nach Deiner Einleitung rapide gegen Markus wendet. Stichwort>: "Knackig und kurz, effektiv" - doch nicht etwa im allumfassend positiven Sinn für R62?

Seine knackigen Verhaltensweisen haben ihm schon einige Adminverweise und eine Sperre eingetragen. Weil er genauso knackig und kurz Editwar und andere Sachen ganz nach seinem Belieben macht. Er findet also nicht überall solche Anhänger wie Dich. Deine Meinung zum Thema kannst Du hier natürlich frei äußern, dafür steht die Funktion 3M ja da. Für mehr reicht es aber auch nicht. Eine Vermittlerrolle, die zum Standgericht ausartet und die Rainald62 derart in die Hände spielt, darfst Du Dir ab sofort schenken.

Was das Inhaltliche betrifft, so gebe ich Markus voll recht, das Lemma Sonnensegel schließt keineswegs aus, dass dafür auch andere Antriebsquellen genannt werden können. Immer solange diese (wie Markus das ja getan hat) belegt sind. Von wegen Sci-Fi! Es ist auch nicht R62, der sich hier als Autorität über alle Nachweise der Welt aufzuspielen hat. Wenn es wissenschaftliche Quellen gibt, dürfen sie auch ohne seine Wertung (Reich der Phantasie) genannt werden. Bei mir hat er sowas ja schon auf die Spitze getrieben, als er in einem anderen Artikel 70 Literaturhinweise und 45 Einzelnachweise für unzulänglich erklärt hat. Dass KaiMartin mit R62 Hand in Hand zusammenarbeitet, ist nicht das erste Mal, dafür gibt es viele Beispiele. Ebenso wie bei KeinEinstein. Er taucht ja nicht zufällig hier auf. Man kann gegensätzliche Ergebnisse und Nachweise gegenüberstellen, aber einfach Quellen weglöschen, weil sie nicht ins private Bild einiger Mitautoren passen ist agressiv, in negetiver Weise autoritär und passt überhaupt nicht zum Funktionsprinzip der WP.

Ein Solarpaneel kann fotoelektrisch oder thermisch funktionieren und bleibt dennoch Panel. Ein Sonnensegel (für die Raumfahrt) wird kaum je zum Lasersegel umbenannt werden. Ist also z.Z. Lemma auch für andere Energiequellen, die nicht explizit der Sonne zugeordnet werden können oder müssen. Ein anderes Lemma suchen, warum denn? Insofern - Dritte Meinung pur - auch von mir. --Carl von Canstein 20:34, 12. Feb. 2012 (CET)

• Hallo Kein Einstein. Danke für deine positive Reaktion. Deine Namensnennung (durch mich) beruhte auf einem Mißverständnis meinerseits.
• Hallo Carl von Canstein. Ich bin nicht hier um mir das "allseligmachende" fachliche Urteil anzumaßen. Der Grund für meine o.g. Bemerkungen sind sehr simpel: wer zur 3M kommt, hat meist sehr individuelle Gründe. Die wenigsten von diesen vielfältigen Gründen sind dadurch zu lösen, das einfach nur eine dritte (fachliche) Meinung abgegeben wird. Beispielsweise gibt es polarisierende Themen wie Esoterik, Nationalsozialismus, Religionen usw. wo es meist nur um "Glaubenskriege" geht. Das einfache Abgeben einer überlegten, dritten Meinung bewirkt in diesen Zusammenhängen oft nur eine Verstärkung der Polarisierung, da die Meinungsäußerung sofort einem bestimmten "Lager" zugeordnet wird. Beim Thema Sonnensegel gibt es auch Konflikte, die nicht durch das Abgeben einer dritten - fachlichen - Meinung gelöst werden können. Was ich an dieser Stelle einfach versuchen wollte, war es, den Kern des Problems zu erkennen. Falls du dich dadurch unnötig provoziert gefühlt hast, verzeih bitte.
• Hallo Markus. Ich will es ganz ehrlich sagen: ich hatte 1! Problem mit deinen Argumenten (vielleicht ist es anderen genauso gegangen?). Denn, wenn du ein gutes Argument hast, dann nenne es kurz und knackig (sic), dann alles andere lenkt von deinem Argument ab. Dein eigentliches Anliegen hast du vor wenigen Stunden erst genannt: Es geht u.a. darum, einen wissenschaftlichen Diskurs anhand von wissenschaftlichen Quellen darzulegen.. Ein gutes Argument - aber schau dir bitte die 3M oder andere Diskussionen von dir an ...
  Also, bleiben wir bei diesem Argument. Ein Diskurs im Sinne dieses Lemmas das, was Wikipedia eine Theoriedarstellung nennt. Diese ist - sofern es nach den Regeln von Wikipedia behandelt wird - absolut möglich. Ich würde, da es hier um einen Konflikt auf diesem Lemma geht, folgende Verfahrensweise vorschlagen: wir eröffnen ein neues Diskussionskapitel:

Servus Friedrich. Die Abhandlung des Themas unter Diskussion:Sonnensegel_(Raumfahrt)#Neues_Kapitel_mit_dem_Arbeitstitel_.22Diskurs.22 ist eine Möglichkeit, aber nicht der richtige Weg. Weshalb? Weil es kein Lemma-Problem gibt. Ich kann einfach mal die Frage in den Raum stellen, was an meiner Bearbeitung [29] falsch bzw. nicht Wikipediatauglich sein soll! Also liebe sachkundige Autoren dann mal los! ;-) Jedoch unter Beachtung meines obigen Posts. Danke MRS 22:35, 17. Feb. 2012 (CET)

Neues Kapitel mit dem Arbeitstitel "Diskurs"

An dieser Stelle wird ein neues Kapitel für dieses Lemma gemäß der geltenden Wikiepdiaregeln erarbeitet. Ich bitte um zahlreiche konstruktive Beiträge. Danke. --Friedrich Graf 23:31, 12. Feb. 2012 (CET)

Es geht hier nicht um Theoriefindung vs. -darstellung, sondern um Relevanz. Nicht alles, worüber mal ein Wissenschaftler geschrieben hat, ist relevant. Das Abfackeln geistiger Heuhaufen trägt zum WP-Auftrag (Vermittlung von Wissen) bei. – Rainald62 05:01, 13. Feb. 2012 (CET)

Ein eher pedantischer Vorschlag mit Überbegriffen und Unterbegriffen: Strahlungssegel, elektromagnetische Strahlungssegel, Partikel-Strahlungssegel, Lichtsegel, Sonnenlichtsegel, Lasersegel, Mikrowellensegel, usw.. -- Karl Bednarik 05:33, 13. Feb. 2012 (CET).

Ich glaube, das wir trotzdem ALLE in eine Richtung wollen. Ich würde folgende Verfahrensweise vorschlagen:

1. Markus (oder ein anderer) schlägt einen Artikelinhalt vor. Ich würde hier auf äußerste Konzentration und Sparsamkeit der Themenvielfalt setzen.
2. Gemeinsam werden wir den Artikelinhalt nach der Einhaltung aller Regeln begutachten.
3. Danach kann über Relevanz und Pedanterie befunden werden.

Ich denke, das ist fair für alle Beteidigten.
Markus, wenn du die Wahl hättest, EINEN deiner vielen Diskursvorschläge ins Lemma zu bringen, welchen Vorschlag würdest du für den Besten halten? Unter "Besten" verstehe ich

• Was hat die relevantesten Rezeptionen?
• Was läßt sich am sichersten mit Sekundärliteratur belegen?
• Was trifft das Artikelthema am Besten?

Markus, bitte versuche der Versuchung zu widerstehen, alle deine Themen einzubringen - das wir immer wieder scheitern. Versuche einen guten Neustart zu finden! FG --Friedrich Graf 08:42, 13. Feb. 2012 (CET)

Tja Friedrich, ich bin mir jetzt nicht sicher, um was es geht, vielleicht um die Pyromanie von R62 ;-) (Sorry, aber der Witz musste echt sein!!!), aber ich gehe mal vom Lemma aus. Der Begriff Sonnensgel ist historisch bedingt und deshalb passend. Die Mehrheit der Gesellschaft kann mit Sonnensegel ungefähr den korrekten Sachverhalt erfassen (Schlageworte: Strahlungsdruck, Komet, Antrieb, ...). Der bessere Begriff wäre jedoch Photonenantrieb (eng.: Pure Photonen Propulsion) [30], jedoch bezweifeln einige Autoren den Sachverhalt (Zusammenfassung/Betreff), löschen dies aber erst später heraus [31]. ;-) mfg MRS 22:53, 17. Feb. 2012 (CET)

Man muss schon ziemlich weit scrollen, um in den von Google Stichwort Sonnensegel gefundenen Weblinks einen zu finden, der einen Raumschiffantrieb meint. Vor diesem Hintergrund wage ich die Theoriefindung, dass die Mehrheit der Bevölkerung dieses Wort nur in der Bedeutung als Schattenspender kennt. Aber für den Inhalt des Artikels ist ohnehin die Fachliteratur in die relevantere Referenz. Wenn die Konstruktionen dort "Sonnensegel" genannt werden, nennen wir sie hier auch so. Wenn in der Fachliteratur "Photonenantrieb" üblicher ist, dann eben so. ---<)kmk(>- 23:34, 17. Feb. 2012 (CET)

Naja, wer den Unterschied zwischen einer kommerziellen und dem einer wissenschaftlichen Suchmaschine [32] nicht kennt, ist schon aufgeschmissen. ;-) (Man heut habe ich mal wieder einen Clown gefrühstückt, liegt wohl am Fasching. ;-)) Eine ander Möglichkeit ist natürlich die Verwendung des englischen Begriffs [33]! mfg MRS 23:45, 17. Feb. 2012 (CET)

Danke, diese Suchmaschine kannte ich noch nicht. Endlich mal eine, die ohne Kunstgriffe die vielen Arbeiten ausspuckt, in denen meine Papers zitiert werden ;-) – Rainald62 22:05, 19. Feb. 2012 (CET)

Und Du meinst, die "Mehrheit der Gesellschaft" liest die von scirus indzierten Schriften? Ich habe da leichte Zweifel. Die englischen Worte für den Begriff helfen bei der Wahl des Lemmas in de-WP ungefähr genau gar nicht.---<)kmk(>- 04:07, 18. Feb. 2012 (CET)

Also, um was geht es hier: Lemma --> Sonnensegel_(Raumfahrt)! Dein Post war dahingehend nicht hilfreich, weil du dich mit der Beziehung Sonnensegel + Bevölkerung auseinander setzt. Wir sind hier aber im Raumfahrtbereich. Und hier geht es um ein Antriebssystem. Also musst du die Relation aufzeigen: Sonnensegel_(Raumfahrt) + Bevölkerung. Wenn es weiterhin in einer Sprache mehrere Bedeutungen für Sonnensegel gibt [34], dann ist es auch mal hilfreich auf eine Sprache zurückzugreifen, die für das beschriebene System nur eine Wortverwendung [35] kennt. ;-) Kurzum: dein Beitrag war hier fehl am Platz, denn hier gehts um "Antriebssystem Sonnensegel" und "Lemma Sonnensegel_(Raumfahrt)". mfg MRS 07:40, 18. Feb. 2012 (CET)

Du warst derjenige, der die allgemeine Bevölkerung hier eingebracht hat. Zitat MRS: "Die Mehrheit der Gesellschaft kann mit Sonnensegel ungefähr den korrekten Sachverhalt erfassen (Schlageworte: Strahlungsdruck, Komet, Antrieb, ...)." Ich wendete lediglich ein, dass dem mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht so ist.---<)kmk(>- 03:56, 22. Feb. 2012 (CET)

Ich weiss nicht genau um es bei den letzten Diskussionsbeiträgen ging - es ist aber auch egal. Zielführend sind ausschliesslich sachliche Argumente. Sämtliche Animositäten, Befindlichkeiten, persönliche Ansprachen oder Spitzfindigkeiten sind das unproduktivste, was denkbar ist. Also: zur Sache bitte. --Friedrich Graf 12:31, 18. Feb. 2012 (CET)

Nee nee, das Unproduktivste ist, uns zu diskutieren aufzufordern. – Rainald62 14:52, 18. Feb. 2012 (CET)

Rainald62: kein Problem - melde dich einfach nicht. --Friedrich Graf 20:35, 18. Feb. 2012 (CET)

Also zur Sache: Die primäre Frage lautet: Wovon hängt der Wirkungsgrad eines Sonnensegels ab? Die Antwort ist: Der Wirkungsgrad eines Sonnensegels hängt nur von der Radialgeschwindigkeit des Sonnensegels relativ zur Strahlungsquelle ab, wenn die Strahlung vollständig in die Gegenrichtung reflektiert wird. Die Wellenlängen verschiedener Strahlungen haben keine Auswirkung auf den Wirkungsgrad eines Sonnensegels, wenn die Strahlungen auf gleichartige Weise reflektiert werden. Bei einem relativ zur Strahlungsquelle ruhenden Sonnensegel ist der Wirkungsgrad null, aber es tritt ein Strahlungsdruck auf. Beim Abbremsen eines Sonnensegels mit Strahlung ist die reflektierte Strahlung energiereicher als die auftreffende Strahlung, weil die reflektierte Strahlung eine kleinere Wellenlänge als die auftreffende Strahlung hat. Beim Beschleunigen eines Sonnensegels mit Strahlung ist die reflektierte Strahlung energieärmer als die auftreffende Strahlung, weil die reflektierte Strahlung eine grössere Wellenlänge als die auftreffende Strahlung hat. Das ist auch die Weise, wie die kinetische Energie von der Strahlung auf das Sonnensegel übertragen wird. Wenn man will, kann man dafür singemäss die Begriffe Rotverschiebung, Blauverschiebung, oder eventuell auch den Begriff Dopplereffekt verwenden. -- Karl Bednarik 08:06, 19. Feb. 2012 (CET). Für die Absorption der Strahlung, für die Durchlässigkeit für die Strahlung, für die von der Gegenrichtung abweichenden Reflexionswinkel, und für die Streuung der Strahlung, muss man den Wirkungsgrad entsprechend verringern. -- Karl Bednarik 08:21, 19. Feb. 2012 (CET). Der Strahlungsdruck hängt nur von der Leistung der Strahlungen ab, und nicht von den Wellenlängen der Strahlungen, wenn die Strahlungen auf gleichartige Weise reflektiert werden. -- Karl Bednarik 08:35, 19. Feb. 2012 (CET). Ergänzungen: -- Karl Bednarik 09:20, 19. Feb. 2012 (CET).

Noch einmal die Systematik:

1 0 0 0 Strahlungssegel

1 1 0 0 elektromagnetische Strahlungssegel

1 1 1 0 Lichtsegel

1 1 1 1 Sonnenlichtsegel

1 1 1 2 Lasersegel

1 1 2 0 Mikrowellensegel

1 2 0 0 Partikelstrahlungssegel

-- Karl Bednarik 09:43, 19. Feb. 2012 (CET)

Quelle? (Sowohl für die einzelnen Bezeichnungen als auch für die Gesamt-Systematik)---<)kmk(>- 21:29, 19. Feb. 2012 (CET)

Über die Bezeichnungen kann man streiten, nachdem die Relevanzfrage geklärt ist. Die Systematik ist willkürlich – anderer Vorschlag:

Strahlungsdruckantrieb

1. Sonnensegel
   • Sonnenlichtantrieb
   • Sonnenwindantrieb
2. Reiten auf künstlichem Strahl
   • EM Wellen
     • Laser
     • Mikrowelle
   • Partikel
     • atomar
     • Pellets/Tröpfchen

M.E. ist Kap. 2 komplett irrelevant für WP. – Rainald62 22:05, 19. Feb. 2012 (CET)

"Zielführend sind ausschliesslich sachliche Argumente." --> "Der Begriff Sonnensgel ist historisch bedingt und deshalb passend." ;-) Jedenfalls, wenn der Abschnitt die Diskussion bzgl. des Lemmas beinhalten soll. mfg MRS 13:27, 19. Feb. 2012 (CET)

"...Der bessere Begriff wäre jedoch Photonenantrieb (eng.: Pure Photonen Propulsion)..." MRS 13:34, 19. Feb. 2012 (CET)

1. Markus: das Lemma heißt Sonnensegel-Raumfahrt. Wenn du also mit dem Sonnensegel einen Sonnenschutz für den Garten meinst, bist du hier falsch. Wenn du etwas anderes meinst, werde bitte konkret.
2. Karl: sicherlich ist "Diskurs" die (völlig) falsche Kapitelüberschrift für deine Systematik. Hast du eine bessere Idee? --Friedrich Graf 19:42, 19. Feb. 2012 (CET)

Mal ganz ehrlich, MRS hat einige Artikel zur Raumfahrt verfasst, schau Dir seine Nutzerseite an. Seine Diskussionsbeiträge behandeln das Thema Markise wohl auch weniger. Der Angriff auf die Abschnitts-Überschrift mag ja schon eher vertretbar sein, obwohl man über solche Kleinigkeiten hinwegsehen kann. Du hast wohl heute Deinen schlechten Tag. --Carl von Canstein 20:02, 19. Feb. 2012 (CET)

Carl, du hast Recht - das wollte ich auch nicht in Abrede stellen. Mir ist es nur wichtig, konkrete Sachargumente auszusprechen ... also Markus: was wäre dein konkreter (Sach-) Vorschlag? --Friedrich Graf 20:49, 19. Feb. 2012 (CET)

sorry, Einschub, MRS ist unter der Woche meist anderweitig gebunden, er hat das in vorhergehenden Diskussionen schon entschuldigt, sicherheitshalber erwähne ich es hier nochmal.

Hallo an alle, die Systematik und die Bezeichnungen sind reine Geschmackssache. Sehr wichtig ist es aber, dass wir uns über die folgenden Aussagen einig sind: Der Wirkungsgrad eines Sonnensegels hängt nur von der Radialgeschwindigkeit des Sonnensegels relativ zur Strahlungsquelle ab, wenn die Strahlung vollständig in die Gegenrichtung reflektiert wird. Die Wellenlängen verschiedener Strahlungen haben keine Auswirkung auf den Wirkungsgrad eines Sonnensegels, wenn die Strahlungen auf gleichartige Weise reflektiert werden. P. S.: Ich habe an diesem Artikel noch nie irgend etwas gelöscht. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 09:05, 20. Feb. 2012 (CET).

Hallo Karl! Würdest du die Kapitelüberschrift "Arten und Wirkungsgrad" für sinnvoll halten? Ansonsten erstmal ein Dank für deinen Vorschlag - ich hoffe, wir können auf dieser Basis gemeinsam konstruktiv weiterarbeiten. --Friedrich Graf 09:26, 20. Feb. 2012 (CET)

Hallo Friedrich! Ich bin mit allen Arten von Formulierungen einverstanden, wenn diese physikalisch korrekt sind, und wenn diese für den Laien leicht verständlich sind. Am 12. Dez. 2011, um 19:37, hat Pewa ein sehr schönes Diagramm über den Wirkungsgrad eines Sonnensegels auf diese Diskussionsseite gestellt. Beim Abbremsen eines Sonnensegels erhält man übrigens wirklich einen negativen Wirkungsgrad. Streng genommen ist auch der Laser-Teilchenbeschleuniger [36] ein Spezialfall eines Sonnensegels. Ich hätte aber für den Laser-Teilchenbeschleuniger eine monoatomare Graphen-Folie als Target verwendet. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 08:16, 21. Feb. 2012 (CET). Korrektur: -- Karl Bednarik 08:28, 21. Feb. 2012 (CET).

Hallo Karl. Mein Wunsch nach einer Überschrift ist der Gedanke, das Thema konkret zu fassen und nicht "tausend" Assoziationen hineinzulegen. Dieses wiederum ist nicht diesem Lemma, sondern den Kämpfen um den Lemmainhalt geschuldet. Ein konkretes Thema heißt = konkrete Diskussion. Das wiederum führt uns (hoffentlich) in ein anderes Diskussionsklima auf dieser Seite. Also: hast du einen konkreten Vorschlag? --Friedrich Graf 08:55, 21. Feb. 2012 (CET)

Hallo Friedrich, die Bezeichnung "Sonnensegel" gilt vorzugsweise für Antriebe mit Sonnenlichtdruck, für die die Berechnung des Wirkungsgrades nicht sinnvoll ist, weil man nicht die gewonnene kinetische Energie durch die aufgewendete Strahlungsenergie dividieren kann. Die Antriebe mit Laserlicht oder Mikrowellenstrahlung, für die die Berechnung des Wirkungsgrades sinnvoll wäre, existieren bisher nur in der Theorie. Wenn wir also etwas über Wirkungsgrade oder gar etwas über andere Antriebe als das Sonnenlichtsegel schreiben würden, dann würden wir uns der ganz schrecklichen Theoriefindung schuldig machen, und sofort strafweise gelöscht werden. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 09:25, 22. Feb. 2012 (CET).

Ich teile deine Besorgnis. Aus diesem Grund wird bei den Wikipedia-Regeln auch zwischen Theoriedarstellung und Theoriefindung unterschieden. Ich denke, das alle hier Mitarbeitenden in der Lage sind, diese Grenze einzuhalten. Um diese schwierige Grenzziehung nicht unnötig zu belasten, wollte ich vorschlagen, das wir nicht die gesamte Themenbreite behandeln, sondern nur einen sehr konkreten Teilaspekt herausnehmen. Würdest du diese Vorgehensweise unterstützen? BG --Friedrich Graf 10:14, 22. Feb. 2012 (CET)

Hallo Friedrich, ist die folgende Quelle zur Theoriedarstellung geeignet: Robert L. Forward, Starwisp, A Maser-Pushed Mesh Probe: [37] ? Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 16:21, 22. Feb. 2012 (CET).

Kurze Antwort: Ja.

Lange Antwort: Die kurze Antwort berücksichtigt ausschliesslich die Form (nicht den Inhalt). Die von dir genannte Arbeit wurde in Publikationen veröffentlicht, die in Wikipedia als akzeptierte Sekundärquellen gelten (Beispiel: Journal of the British Interplanetary Society). BG --Friedrich Graf 16:56, 22. Feb. 2012 (CET)

Hallo Friedrich, ich vermute, dass die NASA als GNU-FDL Quelle verwendet werden kann (?). Ich werde auch noch das [38] und das [39] in meinen Vorschlag einbauen. Dann ist auch die Berechnung des Wirkungsgrades wieder sinnvoll. Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 09:21, 23. Feb. 2012 (CET).

Ich vermute, das es dir bei deiner Frage ("GNU-FDL Quelle") um den Upload auf Commons geht? Oder meintest du nur die Akzeptanz als Quelle? --Friedrich Graf 10:02, 23. Feb. 2012 (CET)

Hallo Friedrich, darf man die Seiten der NASA als Quellen zitieren? Darf man Bilder von der NASA herunter laden (zum Beispiel dieses [40]) und in die Wikipedia hochladen? Mit freundlichen Grüssen, -- Karl Bednarik 11:55, 23. Feb. 2012 (CET).

Beim Upload must du sehr pingelig auf die Einhaltung der Lizenzen achten. HIER hast du ein gutes Beispiel dafür. Falls es bezüglich der Gemeinfreiheit keine Klarheit gibt hilft nur selbst machen oder Wikipedia:Grafikwerkstatt/Grafikwünsche. Anders sieht es mit dem reinen Zitat aus (Verlinkung zur Nasa). Dort gelten die üblichen Regeln für Weblinks und Sekundärquellen. --Friedrich Graf 12:13, 23. Feb. 2012 (CET)

Um was geht es?

"Markus: das Lemma heißt Sonnensegel-Raumfahrt. Wenn du also mit dem Sonnensegel einen Sonnenschutz für den Garten meinst, bist du hier falsch." --> Bitte die vorherigen Posts lesen: "Also, um was geht es hier: Lemma --> Sonnensegel_(Raumfahrt)!" Danke.

Zu Karls Hintergrundwissen habe ich meine Antwort schon unter Diskussion:Sonnensegel_(Raumfahrt)#Lichtquellen gegeben.

Um was geht es hier eigentlich, um das Lemma? Oder um die Diskussion der Inhalte?

Anmerkung zu Karls Quelle M2P2: der M2P2 ist ein magnetisches Segel, dessen physikalische Grundlage die Interaktion des erzeugten Magnetfelds des Raumschiffs mit einem äußeren (z.B. stellaren) Magnetfeld oder einem Ionenfluß (z.B. Sonnenwind). Dieses hat nichts mit dem Artikel Sonnensegel zu tun!

Das Sonnensegel_(Raumfahrt) beruht jedoch auf der Impulsübertragung der Photonen. Aus diesem Grund wäre die Bezeichnung Photonenantrieb korrekter, jedoch kann ich auch einen Laser auf ein Raumschiff installieren und lasse diesen "nach hinten" strahlen. In diesem Fall hätte ich nur die Impulsübertragung aufgrund der Emission. Aber es wäre auch ein Photonenantrieb. Aus diesem Grund, und aus der historischen Entwicklung heraus, ist der Begriff "Sonnensegel" exakter.

mfg MRS 20:58, 24. Feb. 2012 (CET)

Hallo Markus, du fragst "Um was geht es hier eigentlich?" - damit triffst du den jetzigen Diskussionsstand auf den Kopf.
Ich will dir dazu meine persönliche Antwort geben:

1. Vor 2 Wochen hast du auf der 3M folgendes Statement gegeben: "Servus Leute ... Da meine Beiträge immer gelöscht werden, ohne dass ich auch nur das geringste Unternehmen kann ... hatte ich als letzten Punkte die Abschnitte Diskussion:Sonnensegel_(Raumfahrt) ... die aber keinen Interessieren. Wie soll ich weiter vorgehen?..."
2. Ich bin hier, da jeder auf Wikipedia das Recht hat mitzuschreiben (Wiki-Prinzip), sofern er sich an verschiedene Regeln hält. Du kannst JETZT also schreiben.
3. Ich habe keinerlei inhaltliche Dinge vorgegeben, nur die Form. Da ich den Eindruck hatte, das auf dieser Seite (gefühlte) 100 verschiedenen Themen gleichzeitig diskutiert werden, habe ich den Vorschlag der Themenkonzentration gemacht (Diskurs). Dieses Angebot hast du an keiner Stelle aufgegriffen.
4. Stattdessen hast du dich wieder in die (gefühlten) 100 verschiedenen Themen gleichzeitig gestürzt - auf meine entsprechenden Reaktion hast du nicht reagiert.

Nach meinem privaten Eindruck weißt du selbst nicht, was du hier willst ... aber deswegen habe ich nicht diese vielen Worte gewählt. Sondern:

• Das von dir auf der 3M deklarierte Problem existiert nicht, ich werde es daher als gelöst markieren.
• Ebenso werde ich diese Diskussionsseite von meiner Beobachtungsliste nehmen.

Was auch immer du willst Markus - ich wünsche dir viel Erfolg dabei - aber bitte hole dir dazu keine dritte Meinung. MfG --Friedrich Graf 23:36, 24. Feb. 2012 (CET)

"Dieses Angebot hast du an keiner Stelle aufgegriffen. ... Nach meinem privaten Eindruck weißt du selbst nicht, was du hier willst ..." Ok, danke das zeigt deine Befangenheit

"Konflikte "Stück für Stück" behandeln": [41] [42]

"An dieser Stelle wird ein neues Kapitel für dieses Lemma gemäß der geltenden Wikiepdiaregeln erarbeitet.": [43] [44]

Es geht sogar soweit, dass aus meiner persönlichen Empfingung heraus, all deine Posts gegen mich gewendet sind (kann natürlich auch nur ein Gefühl sein), und du mit Karl eine abschweifende Diskussion beginnst, die nichts mit der "Lemmafindung" zu tun hat.

"Das von dir auf der 3M deklarierte Problem existiert nicht, ich werde es daher als gelöst markieren." Hier würde ich dich doch bitten, dass du dies unterlässt, da ich meine Anfrage nicht als geklärt sehe.

"Ebenso werde ich diese Diskussionsseite von meiner Beobachtungsliste nehmen." Das ist dein gutes Recht, interessiert mich aber dahingehend nicht, da du in keinster Weise auch nur einen echten Versuch gemacht hast den Fall zu klären.

mfg MRS 11:30, 26. Feb. 2012 (CET)

Dritte Meinung

Servus Leute, falls es tatsächlich jemanden gibt, der Interesse an der Thematik hat, sollte er bitte folgende Anleitung beachten:

1. Hinweis: Falls jemand spezielle Fragen hat, kann er gerne auf mich zukommen. Ich nehme mir die Zeit, Details detailliert darzustellen.
2. 1. Schritt: schaut euch die Version an die ich erstellt hatte [45], und die mir gelöscht wurde [46]. Vergleicht diese dann mit dem aktuellen Stand. Werft dabei auch einen kleinen Blick auf meine Kritiken an der aktuellen Version [47].
3. 2. Schritt: schaut euch meine Artikelhistorie an, um ein Gefühl für meine bisherigen Arbeiten zu erhalten.
4. 3. Schritt: schaut euch die Artikelhistorie an.
   • Angefangen hat alles damit, weil ich eine Anfrage bgzl. der Wirkungsgradberechnung eines Sonnensegels im QS-Physik-Portal stellte [48]. Dort traf ich auf einen Account der grundlegende physikalische und mathematische Gesetzmäßigkeiten nicht kannte (falls von Interesse, kann ich gerne ein paar Links posten, jedoch nicht so relevant). Jedenfalls begann die Löschung meiner Beiträge [49], nachdem ich eine billige mathematisch Ableitung anfragte [50] [51]. Der Account hatte auch weiterhin kein Interesse am VA mitzuwirken, was jedoch, falls die Löschung von inhaltlicher Natur gewesen wäre, eine gute Möglichkeit bat, um die verschiedenen Sichtweisen auszutauschen.
   • Aus meiner Sicht, ging es bei der Löschung nicht um inhaltliche Probleme, sondern um persönliche.
5. 4. Schritt: Behandlung meiner offenen Fragen Diskussion:Sonnensegel_(Raumfahrt)#Abschnitt_Energiequellen, Diskussion:Sonnensegel_(Raumfahrt)#Kritische_Anmerkungen

Um was ich euch jedoch bitten würde ist, dass, falls ihr tatsächlich ein Interesse an der Bearbeitung der Problematik habt, ihr euch ein paar Infos vorher durchliest (mindestens 1. und 2. Schritt) Danke MRS 15:48, 26. Feb. 2012 (CET)

Siehe oben den Abschnitt 3M zum gleichen Thema. Wer unsicher ist, seine Zeit hier zu investieren, mag meinen dortigen Zweizeiler lesen. – Rainald62 21:53, 26. Feb. 2012 (CET)

Schon toll, Zweizeiler lesen und Sie sind geholfen... Rainald62, nach Zerschießen von MRS Beiträgen durch Löschungen, Reverts und den von Dir im VA nicht beantworteten Fragen und ganz nebenbei auch - nachdem Du in der Sache zwei formelle Verwarnungen und eine Sperre wegen Editwar davongetragen hast - meinst Du tatsächlich, Du bist die kompetente Stelle um jemandem bei seiner Zeiteinteilung helfen? Wirklich lustig. Noch mehr Witze auf Lager? --Carl von Canstein 07:56, 27. Feb. 2012 (CET)

Was wirklich lustig ist, ist dass Rainald62 eine Löschbegründung gegen mich aufzeigt, obwohl die Korrektur die kmk durchgeführt hat, an einem seiner Post durchgeführt wurde [52] (2. Absatz), den kmk zwar etwas abänderte [53] aber trotzdem noch ein Post von R62 ist und er sich damit selbst Fehler einräumt. :-)))))) (Falls die Korrektur überhaupt ein aufzeigen eines Fehler darstellen sollte!!!)

Aber mir reichts jetzt, wenn die miese Qualität des Artikels erhalten bleiben soll, dann wird halt Wikipedia zur Stupidedia, mir jetzt auch egal. Viel Spaß noch. mfg MRS (Diskussion) 12:25, 3. Mär. 2012 (CET)

Energieerhaltung

Ich fände hier noch die Information interessant, wie die Energieübertragung vom Licht auf das beschleunigte Raumfahrzeug funktioniert. Per kurzer Google-Recherche und einem Reddit-Post kommt die Energie von einer Rotverschiebung des reflektierten Lichts. (Woher auch sonst?) --PM3 18:37, 3. Jul. 2019 (CEST)

Ohne Quantenmechanik funktioniert das auch: Energie und Impuls stecken im EM-Feld und werden teilweise auf das Sonnensegel übertragen. Mathematisch sieht man das unter anderem am in Betrag und Richtung geänderten Poynting-Vektor. doi:10.1098/rspa.2011.0573 dürfte als Quelle für beide Betrachtungsweisen sehr gut geeignet sein. Und ich sehe gerade, dass enWP dazu auch was hat. --Sense Amid Madness, Wit Amidst Folly (Diskussion) 21:52, 3. Jul. 2019 (CEST)