De aliens komen niet

[Peter van Velzen]

Maar hun onbemande voertuigen wellicht wel

Een reis Proxima-Centauri leidt nog altijd 8 miljoen keer verder dan een reis naar Mars als mars optimaal dicht bij de aarde staat. Een bemande reis naar Mars heeft nog niet plaats gevonden. Maar – dankzij onbemande reizen – weten we nu wel voldoende over de planeet om zoiets mogelijk te maken. Ook een reis naar een planeet rond proxima centauri zou normaliter vooraf moeten worden gegaan door een onbemande reis. De satelliet mag er dan best lang over doen (hij komt heus niet om van de honger) en de energievoorziening wordt verzorgt door Proxima Centauri zelf.

Probleem is wel even de radio-verbinding. Want een normaal signaal daar vandaan komt 40 miljard keer zwakker over dan een signaal van bijvoorbeeld cassini. Het duurt ook vier jaar langer uiteraard. Logischerwijs, wil je de gegevens dan ook overzenden met een laser-signaal. In dat geval is het signaal ongeveer even sterk als een signaal vanaf het maanoppervlak. Een laserbundel vanaf proxima centauri zou zich verspreiden in een cirkel met een doorsnee van 45 miljard kilometer tegen de tijd dat ze hier aankwam. Dat is handig want elk ontvangstation binnen het zonnestelsel kan het dan evengoed ontvangen als de straal nauwkeurig op de zon is gericht. Maar hoe nauwekeurig moet je zijn? 45 mijard kilometer op die afstand komt overeen met nauwkeurigheid van 2 graden op een cirkelboog. Dat moet kunnen!

Dan de snelheid. Het snelste object tot dusver in de ruimtevaart was tot nu toe de Helios 2 met een snelheid van bijna 1 lichtseconde per uur. Als die snelheid ook in omgekeerde richtin gehaald zou kunnen worden doet zo’n ruimtevoertuig er slechts 144.000 jaar over om proxima centauri te bereiken. Maar als de uitzendingen over 144.000 jaar beginnen, is er hier dan nog wel iemand die ze verwacht? Of zouden we het voor een Alien aanzien? Tot nu toe is het langst operationele ruimtevoertuig de Voyager 2 geweest (35 jaar). Gaan we binnenkort sneller?

De helios 2 (2004) was 10 x sneller dan de spoetnik (1957) dus zou je met een beetje brutaliteit kunnen beweren dat ze elke 50 jaar 10 x zo snel worden. Dus wat nu 144.000 jaar duurt, duurt over 10 jaar nog 14.400 jaar en over 30 jaar nog maar 144 jaar al met al kunnen we er dus over 40 + 14,4 = minder dan 55 jaar al zijn, Helaas zit er een addertje onder het gras. In de andere richting dan de zon zijn we nog niet veel sneller geweest dan 2 x de vaart van de spoetnik. Dat leidt tot een wat minder spectaculaire prognose. We zijn dan 150 jaar later pas ter plekke. Nog steeds niet slecht!

Onze eerste echte interstellaire missie komt dus rond 2164 aan! Onbemand: dat wel
Uiteraard weten we dat pas begin 2171.

[chromis]

Misschien komen ze met religieuze redenen om vreemde volkeren te evangeliseren (maar dan anders) ....

Misschien gebruiken c.q. misbruiken ze de religies op deze planeet om zich zo als Goden voor te doen. Misschien dat de "terugkeer" van "Jezus" gewoon een invasie kan zijn, alleen wordt dan iedereen 'ge-raptured'.

(nu zou spannende muziek kunnen klinken...)

Ik vraag me af hoe een film hierover ontvangen zou worden bij de christenen.

[collegavanerik]

Ik kan me een aflevering van Raumschiff Enterprise herinneren waar Captain Kirk op een planeet kwam waar de inwoners de griekse goden waren, die naar die planeet waren gevlucht.

[Peter van Velzen]

Ik kan me een aflevering van Raumschiff Enterprise herinneren waar Captain Kirk op een planeet kwam waar de inwoners de griekse goden waren, die naar die planeet waren gevlucht.

Heb ik ook gezien (niet in het Duits uiteraard). Ook de Christelijke god leken ze een keer tegen te komen, maar dat bleek een oplichter.

[Samsa]

Goed, even een totaal wild ander idee dan waar ik geen seconde langer over nagedacht heb dan de tijd die het me kostte om dit bericht te typen... maar wat als je nu een door een nucleaire reactor aangedreven compacte deeltjesversneller (denk: laser plasma acceleration..plasma wakefield acceleration) gebruikt als aandrijving ?

(Je exhaust snelheid is dan iig praktischerwijs het hoogst haalbare.. dan heb je alleen nog de massaverhouding die roet in het eten gooit maar daarvoor kun je wel een bovengrens vinden)..

Check ook deze:

http://en.wikipedia.org/wiki/NERVA" onclick="window.open(this.href);return false;
http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Prometheus" onclick="window.open(this.href);return false;

[Fish]

Misschien komen die aliens wel van hier?

[Knutselsmurf]

Misschien dat de "terugkeer" van "Jezus" gewoon een invasie kan zijn, alleen wordt dan iedereen 'ge-raptured'.

JDat komt goed uit, want Jezus zou bij terugkeer neerdalen uit de hemel.

[Peter van Velzen]

Goed, even een totaal wild ander idee dan waar ik geen seconde langer over nagedacht heb dan de tijd die het me kostte om dit bericht te typen... maar wat als je nu een door een nucleaire reactor aangedreven compacte deeltjesversneller (denk: laser plasma acceleration..plasma wakefield acceleration) gebruikt als aandrijving ?

(Je exhaust snelheid is dan iig praktischerwijs het hoogst haalbare.. dan heb je alleen nog de massaverhouding die roet in het eten gooit maar daarvoor kun je wel een bovengrens vinden)..

Tsj , volgens mij gaat dat niet zo compact worden, De deeltjesversneller van CERN heeft een doorsnee van 27 km. Als je het compacter wilt maken, heb je sterkere magneetvelden nodig. Dat kan alleen worden bereikt door dichter bij het absolute nulpunt te komen qua temperatuur. Uiteraard heb je het voordeel dat de koeling in de lege ruimte iets gemakkelijker wordt, maar helaas gaat dat voordeel weer verloren als je eenmaal relativistische snelheden hebt bereikt. Het probleem is namelijk dat je de deeltjesversneller zelf zult moeten meenmenen, omdat ze op een lichtjaar afstand uiteraard geen enkel effect meer sorteert. Ook kun je er enkel geladen deeltjes meer versnellen.De lichamen van mensen en waarschijnlijk ook die van aliens zijn - denk ik - niet zo sterk geldaen.

Ik denk niet dat de berekeningen gunstiger zullen uitvallen dan mijn propostie van 1/2 c2 keer de massa van de verbruikte brandstof.

[Samsa]

Ik had het er nog bij vermeld...

http://unlcms.unl.edu/physics-astronomy ... celeration" onclick="window.open(this.href);return false;

Vergelijk dit met het gebruiken van lasers om een materiaal te versnellen. De hoeveelheid materiaal per puls is wellicht laag, maar fantaseer maar een hele batterij van die dingen dan..

En verder is het in de ruimte gewoon een stuk makkelijker om bij ~2 K te komen.. de experimenten die ik zelf deed onder ultra-hoog vacuum hadden we in principe in de open lucht op de achterkant vd maan kunnen doen hoor Helaas bleek de reis daarheen lastiger dan een grote installatie bouwen hier.

Wat je mompelt over ijzer de hele tijd is me toch echt onduidelijk...ik neem aan dat je dat hebt gekozen omdat de bindingsenergie per kerndeeltje daar het grootst is.. maar als je bezwaar hebt tegen praktisch elke hypothetische methode kun je niet zonder je ogen te knipperen even een paar miljoen ton ijzer om in 'energie' zonder enig mechanisme...

Je hoeft n.b. niet eens een brandstof te kiezen volgens mij kun je de relativistische raketformule (aanpassing van die van Tsiolkovsky) gebruiken om de massaverhouding te vinden bij een gekozen uitgangssnelheid van je reactiemassa. Dat geeft je een theoretische extreme waarde voor je brandstof.. en die is minimaal als je uitgangssnelheid maximaal is.. daarom werkt VASIMIR of een ionenmotor beter dan een chemische raket.. (zolang je niet probeert te ontsnappen aan een gravitatieveld want de hoeveelheid materiaal die eruit schiet geeft zeker niet genoeg stuwkracht).

[Peter van Velzen]

Wat je mompelt over ijzer de hele tijd is me toch echt onduidelijk...ik neem aan dat je dat hebt gekozen omdat de bindingsenergie per kerndeeltje daar het grootst is.. maar als je bezwaar hebt tegen praktisch elke hypothetische methode kun je niet zonder je ogen te knipperen even een paar miljoen ton ijzer om in 'energie' zonder enig mechanisme...

Je hoeft n.b. niet eens een brandstof te kiezen volgens mij kun je de relativistische raketformule (aanpassing van die van Tsiolkovsky) gebruiken om de massaverhouding te vinden bij een gekozen uitgangssnelheid van je reactiemassa. Dat geeft je een theoretische extreme waarde voor je brandstof.. en die is minimaal als je uitgangssnelheid maximaal is.. daarom werkt VASIMIR of een ionenmotor beter dan een chemische raket.. (zolang je niet probeert te ontsnappen aan een gravitatieveld want de hoeveelheid materiaal die eruit schiet geeft zeker niet genoeg stuwkracht).

IK heb geen idee met wat voor mechanisme je massa in energie kunt omzetten. Maar ik had voor dat doel een motor in mijn reuzevaartuig van 19.840 ton gereserveerd. Geen idee hoe die zou moeten werken! De keuze voor ijzer was gebaseerd op het gewicht (dezelfde hoeveelheid water vereist 7 keer meer ruimte), en de algemene beschikbaarheid. (platina en osmium hebben een groter soortelijk gewicht, maar zijn nogal zeldzaam). Aangezien E=mc2 wilde ik zoveel mogelijk m in de beschikbare ruimte krijgen. van de 12 km doorsnee had ik slechts een schjil van 6,5m "lege" ruimte gereserveerd, om bemanning, lading voedselvoorzieningen, wanden, plavonds, vloeren, voorzieningen en lucht in mee te nemen. de rest is een grote brandstofcontainer. Bij mijn laatste berekening haalde ik daarmee 99,96% van de lichtsnelheid, te bereiken na 7,4 lichtjaar te hebben afgelegd in 16,125 jaar (de kalender aan boord heeft slechts 1,92 jaar vastgesteld). Lijkt me een moeilijk te verbeteren resultaat. In 40 jaar boordtijd kun je een retourtje afleggen naar een ster op 606 lichtjaar afstand en redelijkerwijs meteen met pensioen.
Wie verder wil moet zijn nageslacht meenemen. Pensioen zit er dan niet meer in.

[Samsa]

Ik snap nog niet hoe je op die cijfers uitkomt... zou je je berekening eens kunnen toelichten? Ik raak in de war omdat je het continu over energie hebt en ik het woord impuls nergens zie vallen, wat me doet vermoeden dat je alleen gebruikmaakt van de wet van behoud van energie (die volgens mij beperkt nuttig is hier aangezien er energie in de reactiemassa gaat zitten en de hoeveelheid hiervan is afhankelijk van de instantane snelheid van je vaartuig op het moment dat de reactiemassa deze verlaat).

[Peter van Velzen]

Ik snap nog niet hoe je op die cijfers uitkomt... zou je je berekening eens kunnen toelichten? Ik raak in de war omdat je het continu over energie hebt en ik het woord impuls nergens zie vallen, wat me doet vermoeden dat je alleen gebruikmaakt van de wet van behoud van energie (die volgens mij beperkt nuttig is hier aangezien er energie in de reactiemassa gaat zitten en de hoeveelheid hiervan is afhankelijk van de instantane snelheid van je vaartuig op het moment dat de reactiemassa deze verlaat).

Ik ben behoorlijk gehinderd door mijn zwakke kennis van wiskunde, en kan daarom niet echt integreren, Daarom reken ik in kleine stapjes, eerst stapjes van 3000 km/s en vanaf 30.000 km/s verhoog ik de impuls telkens met 10%. Ik werk dus wel degelijk met impuls, anders kan ik onmogelijk uitekenen hoeveel relativitische snelheid de verbruikte massa=energie zou opleveren.

Voor elke stap reken ik eerst uit hoeveel impuls 1g per kg massa in een (korte) tijd t zou opleveren, volgens de niet geheel juiste formule e=0,5Mv2
Dan reken ik uit hoeveel relativistisch snelheid v'(r) daarmee overeen zou komen, Den bereken ik de relativistische tijnd t(r) die daarmee overeen stemt. Ook bereken ik de in de stap afgelegde afstand t*v(r). Tenslotte sommeer tijdstapjes t en t(r), zowel als de afstandstapjes. Dat leidt tot een - ongetwijfeld niet geheel correcte - afstand die in tijd t wordt afgelegd alsmede de tijd die de klok in het ruimteschip zou aanwijzen.

Hierbij ga ik er vanuit dat uiteindelijk de relativistische energie van de versnelde massa gelijk zal zijn aan aan 50%(lijkt mij het hoogst haalbare) van Mc2 (waarbij M = de massa inclusief brandstof. De versnelde massa bevat nog wel de brandstof benodigd voor het afremmen. bij een startgewicht van 633 miljard ton is er dus een versnelde massa van 946 miljoen ton, en na afremmen is daar nog 1,4 miljoen ton van over. (mijn uitgangspunt voor het gewicht zonder brandstof). In de tussentijd is de kern van mijn ruimteschip gedegradeerd tot een vaccuum, en heb ik dus eigenlijk alleen nog een lege huls over. (Kegel met doorsnee van 6km een "hoogte" van 24km, een dikte van 7,5m en (stalen)wanden van 50cm) Ik heb geen idee of 50cm staal te weinig of teveel is om voldoende structurele sterkte en bescherming tegen kosmische straling te geven bij de betreffende versnelling en snelheid.

Ik besef nu dat de afgelegde afstand waarschijnlijk te hoog is ingeschat omdat ik bij elke stap de eindsnelheid en niet de gemiddelde snelheid heb gebruikt om de afstand uit te rekenen. In werkelijkheid komt mijn bedenksel dus minder ver, per tijdseenheid dan ik had bedacht. Tegen de tijd dat ik op 90% van de lichtsnelheid zit, valt de fout echter wel mee, want dan komt er toch niet veel meer bij. En als ik op maximum snelheid zit, klopt het van daaraf waarschijnlijk prima.

Dat maakt echter niets uit voor mijn openingsbericht. De kosten zijn ongetwijfeld gigantisch en de resultaten laten lang op zich wachten.

[Samsa]

Ik ben behoorlijk gehinderd door mijn zwakke kennis van wiskunde, en kan daarom niet echt integreren,

Een mens is nooit te oud om te leren toch..

Daarom reken ik in kleine stapjes, eerst stapjes van 3000 km/s en vanaf 30.000 km/s verhoog ik de impuls telkens met 10%. Ik werk dus wel degelijk met impuls, anders kan ik onmogelijk uitekenen hoeveel relativitische snelheid de verbruikte massa=energie zou opleveren.
Voor elke stap reken ik eerst uit hoeveel impuls 1g per kg massa in een (korte) tijd t zou opleveren, volgens de niet geheel juiste formule e=0,5Mv2

Ik ben je al kwijt vrees ik. Wat zijn de eerste paar stappen? Je verhoogt de snelheid van het schip met 3000 km/s en rekent dan uit hoeveel impuls daarvoor nodig is.. ? De hoeveelheid energie is volgens mij hier niet uit te bepalen aangezien je niet weet hoeveel energie de reactiemassa meeneemt (of neem je een instantaan optimum waarbij de reactiemassa uiteindelijk geen kinetische energie heeft? Dat zou betekenen dat je een hele bijzondere aandrijving hebt waarbij de uitgangssnelheid variabel is).. Helaas mis ik het woord 'uitgangssnelheid' ergens in je verhaal.. en ik ben benieuwd welke uitgangssnelheid je hebt gekozen voor je reactiemassa... Er is een document ergens op internet beschikbaar (ESA/ESTEC) waarin ze een raming maken van de uitgangssnelheid van een fusiereactor (op basis van technologie die nu in ontwikkeling is).. ik meen dat die iets van 1% van de lichtsnelheid is.. de aandrijving heet iets van dual-stage 4 grid ion thruster..misschien interessant om eens op te zoeken i.v.m. je verhaal ?

Voorlopig ben ik nog niet overtuigd van je te duur + duurt te lang argument..

[Bonjour]

Ook al heb je een oneindig sterke motor die oneindig weinig brandstof verbruikt, je blijft met de maximale versnelling zitten. Als je een behaaglijk ruimteschip voor mensen bouwt moet je niet met veel meer versnellen en vertragen dan 1 g. Elk reisje naar de omgeving van een andere ster duurt dan al lang.

[Peter van Velzen]

Ook al heb je een oneindig sterke motor die oneindig weinig brandstof verbruikt, je blijft met de maximale versnelling zitten. Als je een behaaglijk ruimteschip voor mensen bouwt moet je niet met veel meer versnellen en vertragen dan 1 g. Elk reisje naar de omgeving van een andere ster duurt dan al lang.

Inderdaad, vooral voor de thuisblijver:
Proxima Centauri: 11 jaar en 4 maanden
Sirius: 20 jaar en 2 maanden
Kruger 60: 29 jaar en anderhalve maand

De dichtsbijzijnde aliens die ruimtevaart hebben ontwikkeld wonen waarschijnlijk nog verder weg.
Het is gewoon ontzettend ver weg. Proxima Centauri ligt al 1 miljard keer verder weg dan de maan!

Het is echter ook waar dat je nooit meer energie kunt opwekken mbv van een massa M dan Mc2. Dat leidt ertoe dat het welhaast ondoenlijk is om een versnelling van 1g langer dan 7,5 jaar vol te houden. Je hebt dan volgens E=Mc2 ongeveer minstens 70 maal zoveel massa in energie om te zetten als de massa die je er mee versneld. (en dan moet je nog afremmen!)