Dyson Slingshot

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P_E_T_E_R

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Bin gerade im Zusammenhang mit Gravity Assist Manövern auf folgenden nunmehr bald sechzig Jahre alten Artikel von Freeman Dyson gestoßen:

Gravitational Machines

Darin betrachtet er den ultimativen Gravity Assist oder Slingshot Effekt, den man theoretisch an einem Paar Weißer Zwerge oder gar Neutronensterne erzielen könnte.

Centauri Dreams - Pondering the ‘Dyson Slingshot’

Dyson’s considers the question in terms of binary stars, specifically white dwarfs, but goes on to address even denser concentrations of matter in neutron stars. Now we’re talking about a kind of gravitational assist that has serious interstellar potential. A spacecraft could be sent into a neutron star binary system for a close pass around one of the stars, to be ejected from the system at high velocity. If 3,000 kilometers per second appears possible with a white dwarf binary, fully 81,000 kilometers per second could occur - 0.27 c - with a neutron star binary.

The Neutron Star Slingshot (YouTube)
 
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Reaktion: PSM
Hallo Peter,
Leider mag ich den Youtuber nicht, kann also jetzt mal oberflächlich betrachtet nicht tiefer in die
Materie eintauchen.
Aber meine laienhafte Frage aus dem Bauch heraus wäre die nach der Beschleunigung.
Raumsonden könnte man bei aller Theorie ja noch etwas härter beschleunigen als Lebewesen.
Ja, wie ist das denn überhaupt? Wenn ich auf eine Gravitationsquelle zufalle, während die sich bewegt,
kann ich dann nicht auch schwerelos sein?

CS,
Henning
 
Das einzige Problem dürften Gravitationsgradienten sein - die berüchtigte Spaghettifizierung. Sonst ist alles freier Fall.
Meine Frage wäre eher, wo finde ich ein passendes Neutronensternpaar um wieder abzubremsen? Einfach so in irgendeine Richtung durchs All geschleudert zu werden, ist ja ziemlich zweckfrei. Und hinkommen muß man auch erst mal - vielleicht über einen Gravity Assist an einem Neutronensternpaar :oops: ?
Die Zahl interstellar sinnvoller Transitstrecken auf Neutronensternpaarbasis dürfte sehr übersichtlich sein. Aber als theoretische Gedankenübung ist das ganz interessant.

Gruß

*entfernt*
 
:LOL: Wird der Staub da auch mit einem Neutronensternpaar ins All geschleudert?
 
Danke, Heiko.
Mir kam im weiteren Verlauf auch der Gedanke, dass meine recht konkrete Frage vielleicht zu früh, und zu beschränkt gestellt ist.

Gruß aus momentan Hessen,
Henning
 
Aber meine laienhafte Frage aus dem Bauch heraus wäre die nach der Beschleunigung.
Raumsonden könnte man bei aller Theorie ja noch etwas härter beschleunigen als Lebewesen.
Ja, wie ist das denn überhaupt? Wenn ich auf eine Gravitationsquelle zufalle, während die sich bewegt,
kann ich dann nicht auch schwerelos sein?
Die Beschleunigung gibt Dyson für den Slingshot an einem Weißen Zwerg zu 10.000 g an. Würde das also bedeuten, dass Passagiere zu Hackfleisch werden? Nein, ganz im Gegenteil, sie würden schwerelos sein!

Das schreibt schon Arthur C. Clarke in seinem Buch Voices from the Sky

Dr. Dyson's conclusions are stimulating - and tantalizing. He suggests that the gravitational fields of certain double stars might be used, by sufficiently ingenious astronauts, to launch themselves out across interstellar space. Two stars, spinning rapidly round each other, could be used as a kind of cosmic slingshot, and during the period of acceleration the travelers would feel no force whatsoever. For a gravitational field acting upon a freely falling body produces no sense of weight: even if the astronauts were experiencing 10,000-g, and were thus increasing their speed at the enormous rate of 200,000 miles per hour every second, they would feel nothing at all as the stellar twins shot them off into space.

Das einzige Problem dürften Gravitationsgradienten sein - die berüchtigte Spaghettifizierung. Sonst ist alles freier Fall.
Für das Szenario mit dem Slingshot am Weißen Zwerg schätzt Dyson eine differentielle Beschleunigung von 1 g über eine Distanz von 80 m. Da der Effekt aber mit 1/a³ ansteigt, wobei a der Radius des Sterns ist, dürfte das an Neutronensternen für lebende Fracht dann tödlich sein.
 
Also zwar schwerelos, aber dennoch tödlich.
Sag ich mal, was solls?

CS,
Henning
 
Hi,

mM ist das ganze interessant für sehr langlebige (einige 10.000 Jahre) robotische Sonden.
Menschen auf einen hohen Prozentsatz der LG zu beschleunigen kann man aus vielen Gründen vergessen.
Man könnte die Sonde erstmal konventionell losschicken zur ersten Schleuder. Durch die genaue Bahn vorher kann man den Kurs nach der Schleuder einstellen.
Der neue Kurs zielt natürlich auf die nächste Schleuder. Dadurch könnte man die Sonde durch die ganz Galaxis steuern und das sogar mit sehr hoher Geschwindigkeit.

Nur so als Idee. ;)

Gruß
Peter
 
Hallo Peter,
gut, ich verfeinere nochmals meine Aussage: Wir könnens ja mal im Hinterkopf behalten für in zweihundert Jahren oder so.
Die Sonde selbst müsste ja auch weniger langlebig sein als diejenigen, die ihre Rückkehr abwarten müssen.
Und die restlichen Hürden wie das Abbremsen am geeigneten Objekt sind ja auch nicht weniger kompliziert als der Startschwung. Jetzt der Lackmustest:
Was ist denn technisch weniger aufwendig, Project Starshot oder dem Dyson seine Schleuderidee?

CS,
Henning
 
Wenn es technisch weit fortgeschrittene Aliens gibt, könnte man wetten, dass sie den Zugang zu solch potenten Raumschleudern in der Galaxis eifersüchtig überwachen und reglementieren. Wahrscheinlich kostet das dann etwas mehr als eine Passage durch den Suez-Kanal ...
 
Die Sonde selbst müsste ja auch weniger langlebig sein als diejenigen, die ihre Rückkehr abwarten müssen.
MM müsste die Sonde sehr langlebig sein, das sie ja erst in einigen zig Tausend Jahren zurück käme.
Wenn du in der Galaxie rumreisen willst, wird das immer ein mehrfache Generationen/Äonen Projekt, daran führt kein Weg vorbei.
Bei reiner Kommunikation wäre das ja genauso. Information hin senden, dauert einige Tausend Jahre, Antwort kommt zurück in wieder einigen Tausend Jahren.

Und die restlichen Hürden wie das Abbremsen am geeigneten Objekt sind ja auch nicht weniger kompliziert als der Startschwung.
Vielleicht müsste man gar nicht abbremsen. Sie fliegt halt durchs Sonnensystem und sendet dabei ihre Daten an uns.

Jetzt der Lackmustest:
Was ist denn technisch weniger aufwendig, Project Starshot oder dem Dyson seine Schleuderidee?
Also Starshot ist mM weniger aufwendig, da es ja schon etwas konzipiert und auf Machbarkeit abgeschätzt ist.

Bei der Schleuderidee würde man, soweit ich weiss, bei Null anfangen.
Die Sonde muss selbstständig navigieren können, sie muss die Strecke bis zur ersten Schleuder überwinden können.
Noch ne Idee: Die erste, schwächere Schleuder könnte doch eigentlich auch die Sonne sein. Dazu muss sie allerdings möglichst knapp an ihr vorbei fliegen können.

Gruß
Peter
 
Die erste, schwächere Schleuder könnte doch eigentlich auch die Sonne sein. Dazu muss sie allerdings möglichst knapp an ihr vorbei fliegen können.
Die Sonne ist ja kein Doppelstern (*). Um's galaktische Zentrum bewegt sie sich mit 220 km/s. Maximal das Doppelte dieser Geschwindigkeit, also etwa 400 km/s oder 0,001 c, könnte ein Gravity Assist an der Sonne bringen. Bis zum nächsten bekannten Doppelpulsar PSR J0737−3039 sind es aber über 3000 Lj, und bis zum Hulse-Taylor Pulsar PSR B1913+16 sogar 21.000 Lj. Da muss man sich also auf eine lange Anreise einstellen, bevor es richtig losgeht.

(*) Ein Umweg zum Doppelstern Alpha Centauri würde sich auch nicht lohnen. Deren Komponenten haben eine lange Umlaufzeit von 80 Jahren bei einer mittleren Bahngeschwindigkeit von etwa 10 km/s. Da würde ein Gravity Assist nur ein Δv von 20 km/s bringen.
 
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