Erfassung eines Raumschiffes/Energiesignaturen

Vor ein paar Jahren hat man Voyager 1 mit einem Teleskop geortet.

https://www.nasa.gov/mission_pages/voyager/multimedia/pia17047.html


Und zwar anhand in einer Entfernung von ca 19 Mrd Kilometer.

Das Teleskop konnte damei die Emissionen des Voyager 1 Senders festellen mit einer Leistung von 22 Watt.


Jetzt bleibt die Hypothetische Frage, in welcher Distanz würde man dann Raumschiffe wahrnehmen können.

Denn für Interstellare Raumfahrt sind ernorme Energiequellen nötig, und es Fällt Abwärme ab.

Dabei bin ich auf folgende Formel gefunden.


Better future detection technology. The brainy Tom Swift jr. figures out a way to defeat the inverse-square law and the best application he can think of is a stupid telescope.

Artwork by Emsh, Galaxy Magazine November 1953
According to Dr. John Schilling, the maximum range a ship with its engines blazing away can be detected with current technology is:

Rd = ( 17.8E6 * sqrt( Ms*As*Isp*(1-Nd)*(1-Ns) ) )

where:

Rd = maximum detection range (kilometers)
Ms = bogey spacecraft mass (tons)
As = bogey spacecraft acceleration (G)
Isp = bogey drive specific impulse (seconds)
Nd = bogey drive efficiency (0.0 to 1.0)
Ns = bogey "stealth efficiency", i.e. fraction of waste energy which can be magically shielded from enemy detectors. (0.0 to 1.0)


Übersetzt: RD= Maximale Orungsreichweiter in Kilometer.

MS: = Masse des zu Ortenden Raumschiffes in Tonnen.
AS: = Beschleunigung des RAumschiffes in G

ISP: = Spezifischer Impuls in Sekunden.

ND: = Effiziens des Antriebs ( 0.0 zu 1.0)

NS : = Der Anteil von Restwärme und co die "Magisch/ Tech Babble" abgeschirmt wird.

Und nun stellen wir uns ein interstellares Raumschiff vor.

Welcher Parameter bzgl Größe und Energiebedarf müssen wir Ansetzen wenn es umgfähr 10% der Lichtgeschwindigkeit ansetzen.?

@Peter0167

Könnte was für dich sein :)

Fedaykin schrieb:Denn für Interstellare Raumfahrt sind ernorme Energiequellen nötig, und es Fällt Abwärme ab

Kappier ich nicht, meinst Du interstellare Raumflüge durch uns? Weil soweit wird es vorerst wohl eher nicht kommen ^^
oder interstellare Raumflüge durch Extraterresten? Weil deren Antrieb kennen wir ja wohl nicht, wieso sollten die Abwärme erzeugen?

Spukulatius schrieb:Kappier ich nicht, meinst Du interstellare Raumflüge durch uns? Weil soweit wird es vorerst wohl eher nicht kommen

Im Zuge der Theoretischen Möglichkeiten. Grob vereinfacht wissen wir wieviel Energie Nötig ist um zb 1 Tonne auf 10% der Lichtgeschwindigkeit zu bringen und wieder abzubremsen.

Als Theoretische Spielrei habe ich mal solche Konzepte wie die Anti Materie betriebene Raumschiffe rausgesucht.

https://www.centauri-dreams.org/2016/08/02/the-evolution-of-antimatter-propulsion/


https://www.centauri-dreams.org/2018/03/13/harnessing-antimatter-for-propulsion/

Spukulatius schrieb:Weil deren Antrieb kennen wir ja wohl nicht, wieso sollten die Abwärme erzeugen?

Wie gehen davon aus das jegliche Zivilisation sich an die Thermodynamik halten müssen.

Fedaykin schrieb:Jetzt bleibt die Hypothetische Frage, in welcher Distanz würde man dann Raumschiffe wahrnehmen können.

Guckst du hier:

"Well FINE!!", you say, "I'll turn off the engines and run silent like a submarine in a World War II movie. I'll be invisible." Unfortunately that won't work either. The life support for your crew emits enough heat to be detected at an exceedingly long range. The 285 Kelvin habitat module will stand out like a search-light against the three Kelvin background of outer space.
The maximum range a ship running silent with engines shut down can be detected with current technology is:

Rd = 13.4 * sqrt(A) * T2

where:
• Rd = detection range (km)
• A = spacecraft projected area (m2 )
• T = surface temperature (Kelvin, room temperature is about 285-290 K)
If the ship is a convex shape, its projected area will be roughly one quarter of its surface area.

Quelle: http://www.projectrho.com/public_html/rocket/spacewardetect.php

pluss schrieb:Rd = 13.4 * sqrt(A) * T2

Ja, davon habe ich die Formel. Deine ist ja die "Cold Running"

Es geht eben aber um die obrige Formel und mit ein paar Parametern für ein "Echtes" Interstellares Raumschiff.

Grundsätzlich ist das ein Ableger aus der UFO Diskussion das ein Alienraumschiff nicht mal von Heute auf Morgen im Orbit steht. Bzw die Chancen gut stehen wenn es sich dem Sonnensystme Annähert und "Bremsvorgänge" einleitet.

Gut die untere Formel wäre das Absoute Minimum.

ICh interpretiere die 17,8 x e (Eulerische Zahl) hoch 6 ? Bin mit der US Schreibweise da nicht so vertraut.

@Fedaykin
17,8E6 bedeutet 17,8*10^6

Ist weniger US-Schreibweise als Programmierer-Schreibweise. Wird auch in Excel so angezeigt.

MareTranquil schrieb:Ist weniger US-Schreibweise als Programmierer-Schreibweise. Wird auch in Excel so angezeigt.

Aha, dann war das so ein c & P

an Excel habe ich noch gar nicht dran gedacht. Danke.

Fedaykin schrieb:Es geht eben aber um die obrige Formel und mit ein paar Parametern für ein "Echtes" Interstellares Raumschiff.

Na darauf bezieht sich die Gleichung doch.

Man muss bei Aliens doch vom schlimmsten ausgehen, da liegt es doch auf der Hand das sie sich wie ein "U-Boot" verhalten.

Und das Aliens uns als Ziel auswählen ist doch auch absolut logisch, die benötigen für ihre intergalaktische Kampftruppe nämlich noch außergewöhnlich hochgradige Kompetenzen als Fachpersonal um deren Einsatzfähigkeit jederzeit gewährleisten zu können.

Da liegt es doch auf der Hand das sie zu uns wollen um unsere Ursula von der Leyen zu entführen.

pluss schrieb:Man muss bei Aliens doch vom schlimmsten ausgehen, da liegt es doch auf der Hand das sie sich wie ein "U-Boot" verhalten.

Naja, ich geh eben davon aus das sie schon ihr Triebwerk benützen müssten.

Wobei wir bei der Fromel das PRoblem hätten bzgl Oberflächentemperatur. Das hängt natürlich ab wieviel Radiatorfläche man zu welcher Temperatur betreibt.

pluss schrieb:Und das Aliens uns als Ziel auswählen ist doch auch absolut logisch, die benötigen für ihre intergalaktische Kampftruppe nämlich noch außergewöhnlich hochgradige Kompetenzen als Fachpersonal um deren Einsatzfähigkeit jederzeit gewährleisten zu können.

Es geht weniger um die Motivation, als um die böse Realitäten der Themodynamik.

Fedaykin schrieb:Naja, ich geh eben davon aus das sie schon ihr Triebwerk benützen müssten.

Warum - aus dem gleichen Grund weshalb Einbrecher eine Hupe mitnehmen um auf sich aufmerksam zu machen?

Weil sie sonst einfach durchs Sonnensystem rauschen. Wenn sie mit 20% von C zwischen die Sonnensystem reisen müssen sie ja irgendwo wieder verzögern. wenn man im System bleiben will.

Aber was können wir denn bei einem Schiff so unterstellen?

Nehmen wir mal was Fiktives wie die Enterprise?

Fedaykin schrieb am 21.06.2018:Nehmen wir mal was Fiktives wie die Enterprise?

Das macht m.E. keinen Sinn. Angenommen, es gäbe uns unbekannte Antriebstechniken - die auf ebenfalls unbekannten Naturgesetzen beruhen - dann dürfte man auch davon ausgehen, dass es den Herstellern ein Leichtes wäre, jede Signatur des Fahrzeugs zu unterdrücken.

Sinnvoller ist das Szenario mit vielleicht fortgeschrittenen, aber theoretisch heute schon realisierbaren Antrieben.

Die würden natürlich eine immense Signatur von sich geben - insbesondere bei jedweden Beschleunigungsvorgängen, da alle uns bekannten Antriebe auf der Emission von Stützmassen basieren.

Typischerweise würde ein Raumflugzeug mit einem effizienten Elektro-/Magnetoplasmadynamischen Antrieb für die halbe Strecke zum Ziel beschleunigen, dann drehen und die zweite Hälfte des Flugs abbremsen, also quasi die ganze Zeit unter Antrieb stehen.

Falls so ein Antrieb verwendet wird, ist er alleine durch die infrarote Signatur der Stromerzeugung (nuklearer Reaktor mit einigen GW) sichtbar wie ein Leuchtfeuer, von der möglicherweise kilometerlangen Plasmafackel gar nicht zu reden...

Von der o.a. Formel ausgehend kann man ein paar Zahlen ausprobieren und würde schnell erkennen, dass ein kleineres Vasimir-getriebenes Raumschiff locker jenseits der Pluto-Bahn sichtbar wäre:
Masse: 5000 t
Beschleunigung: 0.5 g
spezifischer Impuls: 40.000
Effizienz: 0.7
trickreiche Abschirmung: 0

ergibt 9,7E10 Kilometer 'Reichweite'.

Allerdings halte ich die Formel für nicht besonders aussagefähig - ein theoretisch denkbares Raumschiff, dass sogar interstellare Distanzen überbrücken könnte, würde im elektromagnetischen Spektrum ein wahres Feuerwerk hinterlassen. Diese Signale dürften über außerordentlich große Distanzen zu erkennen sein, sofern jemand auch hinschaut.

hawak schrieb:Das macht m.E. keinen Sinn. Angenommen, es gäbe uns unbekannte Antriebstechniken - die auf ebenfalls unbekannten Naturgesetzen beruhen - dann dürfte man auch davon ausgehen, dass es den Herstellern ein Leichtes wäre, jede Signatur des Fahrzeugs zu unterdrücken.

das wurde klar gestellt das es hier schon nach Thermodynamik geht. Und Fiktive SChiffe geht es um die Größe und co.

Und nein die Thermodynamik auszutricksen ist alles andere als easy.

hawak schrieb:Allerdings halte ich die Formel für nicht besonders aussagefähig - ein theoretisch denkbares Raumschiff, dass sogar interstellare Distanzen überbrücken könnte, würde im elektromagnetischen Spektrum ein wahres Feuerwerk hinterlassen. Diese Signale dürften über außerordentlich große Distanzen zu erkennen sein, sofern jemand auch hinschaut.

Das ist auch meine Meinung. DAs es unwahrscheinlich ist das ein Interstellares Raumschiff plötzlich im Orbit auftaucht und man vermutlich 1 Jahr + Vorwarnzeit hat.

Es ist aber auch wesentlich davon Abhängig in welche Richtung dieses Raumschiff wieviel Energie abstrahlt, dazu kommt unser Sonnensystem hat eine ziemliche Neigung gegenüber dem Orbit innerhalb der Milchstraße und etwas zu sehen bedeutet auch oft man muss gezielt in die Richtung sehen. Es ist also effektiv davon abhängig wie dieses Raumschiff unser System anfliegt, fliegt es nicht direkt an und kann die notwendige Energie beim abbremsen weitgehend von unserem System weg abstrahlen dann würde man auch nicht viel sehen.

Das ist so gesehen nicht viel anders als mit einer Taschenlampe je größer der Lichtkegel desto mehr Menschen kann ich blenden aber evtl. auch schwächer. Nehme ich stattdessen einen Laserpointer, dann kann ich ziemlich nah ans Auge herangehen. Je gerichteter die Energie ist um das Raumschiff abzubremsen, desto geringer die mögliche Abweichung beim Kurs des Anflugs ohne entdeckt zu werden.

taren schrieb:etwas zu sehen bedeutet auch oft man muss gezielt in die Richtung sehen.

Das ist korrekt. Man muss nicht nur die Richtung treffen, sondern das (Radio-)Teleskop sollte auch in einem Frequenzbereich empfindlich sein, der dem Spektrum der elektromagnetischen Strahlung des Raumschiffs entspricht.

taren schrieb:. Es ist also effektiv davon abhängig wie dieses Raumschiff unser System anfliegt, fliegt es nicht direkt an und kann die notwendige Energie beim abbremsen weitgehend von unserem System weg abstrahlen dann würde man auch nicht viel sehen.

Die Formel oben basiert auf der Abnahme das die Energie entgegen der Blickrichtung gestrahtl wird. Mit Heutiger Technik könnte man einen Kompletten Himmeslskann in relativ kurzer Zeit ausführen. Zumindest kürzer als 1 Woche.