Wie kann man mit einer Antenne auf legale Weise ins Welltall funken?

@Pate2

Jedenfalls kann man sagen, dass ein ausreichend starker Lichtstrahl das Weltall erreichen kann. Die Reichweite ist vielleicht nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vorhersagbar. Ein Kompromiss wäre vielleicht den Lichtstrahl in mehrere Richtungen ins All zu richten bzw. zu unterschiedlichen Zeitpunkten in die selbe Richtung. (Was den Anwendungswunsch des Eingangsbeitrags angeht.)
Man könnte vielleicht noch berechnen das man es auf kein Objekt unseres Sonnensystems richtet, sondern möglichst in den freien Raum oder in Richtung von Sternen.

Das es prinzipiell funktioniert, kann man daran sehen, dass man den Abstand zwischen Erde und Mond mit einem Laser messen kann.


Kann man Radiowellen fokussieren und das Prinzips des Lasers nutzen, um vielleicht mit kleineren Leistungen höhere Reichweiten zu erreichen?

Metamaterial bündelt Funkwellen
http://www.golem.de/news/wissenschaft-metamaterial-buendelt-funkwellen-1211-95743.html

@Lightstorm
Stimmt der Abstand zwischen Erde -> Mond wird mithilfe eines Lasers gemessen.

Quelle: Wikipedia: Lunar Laser Ranging
Ein Einzelpuls bildet eine Strahlungsscheibe mit einem Durchmesser von 75 bis 350 cm und einer Dicke von wenigen Zentimetern. Die auf dem Mond ausgeleuchtete Fläche ist dabei ca. 70 km² groß.


Quelle: http://www.scilogs.de/einsteins-kosmos/mit-dem-laser-zum-mond/
Der Laserstrahl ist zwar recht scharf gebündelt, aber dennoch weitet er sich bei der Ankunft auf der Mondoberfläche so weit auf, dass der Lichtkegel einen Durchmesser von etwa sieben Kilometern hat

Aus diesen Zitaten kann man ganz gut rauslesen das selbst ein sehr gebündelter Laserstrahl aufgrund der großen Entfernung zum Mond eine größere Fläche "ausleuchtet". Bedeutet das je weiter wir uns von der Erde entfernen immer weniger vom Laser wahrnehmen könnten. Dies ist auch bei Radiowellen der Fall.
Aber es ist wesentlich "einfacher" ein Radiosignal von einem weit entfernten Planeten mit Radioteleskopen zu empfangen als mit optischen Teleskopen einen Laserstrahl zu sehen.
Der Grund liegt darin das mann Radioteleskope die das gleiche Ziel auf gleicher Frequenz beobachten zusammenschalten kann und somit eine viel höhere Auflösung als optische Teleskope erreicht.
http://www.scinexx.de/dossier-detail-95-10.html

Das ist mit optischen Teleskopen sehr schwierig da es aufgrund der großen Wellenlänge des Lichts 380 - 780 Nanometer die zwei Teleskope auf diesen Bereich angepasst sein müssten. Allerdings verformen sich die Materialien des Teleskops ständig zum Beispiel durch Wärme und in diesem bereich von wenigen nanometer gibts dort keinen Spielraum.
http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/ubbthreads.php/topics/218382/Teleskope_koppeln


Ich kann mir vorstellen das so ein optischer Laser eine gewaltige Größe bräuchte damit der Laserstrahl die Helligkeit unserer Sonne übertrifft um somit auf anderen Planeten zu sehen wäre.
Natürlich hat der Laser den Vorteil das er das Licht bündelt aber denoch ist die Sonne sehr Hell.


Aber der Datenaustausch im Weltraum über Laser scheint tatsächlich einiges an Potenzial zu haben wie hier zu lesen.
http://www.ingenieur.de/Branchen/Luft-Raumfahrt/Kommunikation-in-Rekordzeit-NASA-feuert-Daten-Laser-Mond

@Lightstorm
Kann man Radiowellen fokussieren und das Prinzips des Lasers nutzen, um vielleicht mit kleineren Leistungen höhere Reichweiten zu erreichen?

Ja wie auch im Bereich des Lichts ist es mit Radiowellen möglich sie mithilfe von Richtantennen zu bündeln. Solche Antennen sind zum Beispiel Yagi Antennen / Parabolspiegel die die aufgefangen Radiowellen auf einen Empfänger bündeln.
Diese Rundfunktechnik ist allgegenwärtig und ohne ihr könnten wir kein Satellieten / Terrestisches Fernsehn schauen nicht mit dem Handy telefonieren / surfen, kein UKW Radio hören usw.

@Pate2

Danke, ein aufschlussreicher Beitrag. Dann eignet sich also sichtbares Licht nicht so gut zum erreichen möglichst großer Reichweiten im Weltall.

Alles was innerhalb unseres Sonnensystem liegt geht mit Laser oder konventionell mit Funk Problemlos, da braucht es eigentlich nichts neues..nur besser d.h. höhere Datenraten und da gibt es laufend Weiterentwicklungen. Laser hat den Nachteil, dass es eine Sichtverbindung braucht und wie erwähnt spreiz sich das Licht auf.

Alpha Centauri ist der am nächsten gelegene Stern, aber es sind dennoch 4.24 Lichtjahre. Dazwischen ist leerer Raum, praktisch nichts, keine sichtbare Materie. So traurig es ist, wir kommen nicht aus unserem Sonnensystem raus und können keine Sonden in andere Sonnensysteme auf Reise schicken, weil sie dafür tausende Jahre bräuchten. Kommunikation hat mit Geschwindigkeit zu tun und ist davon auch betroffen.

Star Trek hat das Problem umgangen indem der Hyperraum erfunden wurde. Dieser unterliegt nicht dem Einsteinschen Gesetzen und Überlichtgeschwindigkeit für eine Kommunikation ist möglich. Scheint derzeit aber so, dass ein Warpantrieb weniger Fiktion ist als eine Hyperraumkommunikation, denn immerhin gibt es Warparithmetik, Berechnungen die vereinbar sind der Physik. Beim Hyperraum gibt es leider keine Anzeichen dass so etwas existiert.

Ich denke ein Fusionsantrieb müsste der nächste grosse Schritt sein, damit wir wenigsten einen Bruchteil von C erreichen, dann dürfte für ein Menschenleben vielleicht Alpha Centauri erreichbar sein.

Lesch's Video hier zeigt recht gut die Dimensionen
https://www.youtube.com/watch?v=PffM1z-cMQ8

wer mit einem starken lichtstrahl (zb. laserpointer) ein flugzeug trifft macht sich strafbar...also schön aufpassen ;-)

@Leibhaftiger
da spricht wohl einer aus Erfahrung ;) :D

mayday schrieb:So traurig es ist, wir kommen nicht aus unserem Sonnensystem raus und können keine Sonden in andere Sonnensysteme auf Reise schicken, weil sie dafür tausende Jahre bräuchten. Kommunikation hat mit Geschwindigkeit zu tun und ist davon auch betroffen.

Raus kommen wir schon mit Radiowellen, da diese sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten (bis zum nächsten Planet (nur) 4 Jahre :D). Aber du hast schon recht eine Sonde / Raumschiff würde mehrere Tausend Jahre unterwegs sein.

mayday schrieb:Star Trek hat das Problem umgangen indem der Hyperraum erfunden wurde. Dieser unterliegt nicht dem Einsteinschen Gesetzen und Überlichtgeschwindigkeit für eine Kommunikation ist möglich.

@mayday
Tatsächlich scheint der Warp Antrieb im Bereich des möglichen zu liegen.
Aber funktioniert das auch mit der Kommunikation ?
Ich stell mir mal ein Raumschiff vor das sich mithilfe des (Warp) antriebs mit Überlichtgeschwindikeit unterwegs ist. Da würde doch ein normales Funksignal, von der Erde, das Raumschiff nie erreichen da dieses (nur) mit Lichtgeschwindikeit unterwegs ist.
Das man mithilfe eines Technischen gerätes (Warpkern :D) an Board des Raumschiffes diesen Antrieb aufbaut kann man sich noch vorstellen aber wie stellt man das mit Funksignalen an ? Was passiert wenn das Raumschiff, das sich grade in diesem "Hyperraumantrieb" befindet, richtung Erde funkt ? Ist das Signal dann auch mit Überlichtgeschwindigkeit unterwegs ?

Pate2 schrieb:Tatsächlich scheint der Warp Antrieb im Bereich des möglichen zu liegen.

Bauen kann man das natürlich (noch) nicht, es geht vorläufig nur um theoretische Modelle welche die Gesetze der Physik nicht brechen und den nötigen Energiebedarf weiter senken sollen. Die Presse erzählt teils, dass die NASA den Warpdrive baue, das ist natürlich quatsch.
https://www.youtube.com/watch?v=uwZt1Yh4-1U

Sonny White und sein Team forschen für die NASA an der Warp Arithmetik und haben Alcubierre Modell verbessert, so dass jetzt "nur" noch einige hundert Kilo Antimaterie nötig wären, anstelle wie früher die Masse des Jupiters. http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110015936_2011016932.pdf

Geplant ist auch ein kleines LaborExperiment das die Warp-Theorie bestätigen soll. Wikipedia: White–Juday warp-field interferometer

Ein Warpantrieb staucht den Raum vor dem Schiff und Expandiert ihn dahinter. Dadurch wird die Distanz verringert..quasi "wenn ein Obejekt nicht schneller als C fliegen kann, dann bewegen wir eben den Raum selbst" Ein Warpdrive hat eigentlich nichts mit fiktivem Hyperraum zu tun, die Bubble wird im ganz normalen Raum gemacht.

Auch das theoretische Modell hat ein Problem; damit das Model aufgeht, ist ein klein wenig exotische Materie nötig, die es (noch) nicht gibt Wikipedia: Exotische Materie

Denke das Problem mit der Kommunikation würde nach wie vor bestehen, die Warpbubble hilft da nicht weiter.

Guten Morgen

@mayday
ich hätte da mal eine ganz dumm bescheidene Frage:
Wenn wir den Raum stauchen und hinter unserer Enterprise wieder expandieren, was passiert mit den Kleinstpartikeln die in diesem "Raum"? z.B. kleine bzw. größere Gesteinsbrocken etc.?
Werden die mitverzerrt? Und wie sieht es aus, wenn wir dann direkt auf solche auftreffen, wenn wir uns im Warpmodus befinden?
Ich finde den Gedanken mit der Verkürzung des Weges anstatt die Erhöhung der Geschwindigkeit ein echt interessantes Gedankenmodell. Unabhängig davon, ob es machbar wäre oder nicht.