Raumaufzug

• Raumaufzug ist eine hypothetische Aufzugsstruktur, die eine Reise von der Erde bis in den Weltraum ermöglichen könnte.
• Beim Aufstieg werden Wolken, Tiere, Flugzeuge und Wetterphänomene auf verschiedenen Höhenstufen erklärt.
• Die Atmosphäre ist in Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre und Thermosphäre gegliedert, und es werden die atmosphärischen Bedingungen auf den jeweiligen Höhen vorgestellt.
• Für die Realisierung eines Raumaufzugs wird ein extrem stabiles Kabelmaterial benötigt.
• Die beim Höhenanstieg auftretenden Phänomene sowie die zentralen menschlichen und technischen Herausforderungen werden visuell erläutert.

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Einführung in den Raumaufzug

„Space Elevator“ beschreibt ein durchgehendes Aufzugskonzept von der Erdoberfläche bis in den Weltraum und stellt die Merkmale verschiedener Höhenlagen, natürliche Erscheinungen und technische Herausforderungen vor.

Zentrale Flora und Fauna, Geräte und Phänomene nach Höhe

• In spielerischer Form erscheinen auf jedem Abschnitt auf dem Weg von der Erdoberfläche bis in den Weltraum Tiere (Taube, Schneeleopard, Himalaya-Springspinne), Flugzeuge (Bleriot XI, SR-71, Bell X-1) und Wettererscheinungen (Cumulus, Cirrus, Jetstream).
• Mit zunehmender Höhe entstehen atmosphärische Veränderungen wie Temperaturabfall, Sauerstoffmangel und sinkender Luftdruck.
• Für jede Höhe werden Höhenrekorde für Tiere, Fluggeräte und Ballons von Mensch und Natur genannt.
• Zum Beispiel können Weißstörche, verschiedene Greifvögel und andere Arten in sehr großer Höhe fliegen.

Aufbau und Merkmale der Atmosphäre

• Troposphäre: Die unterste Schicht der Atmosphäre, in der 99 % des Wasserdampfs und das Wettergeschehen an der Erdoberfläche stattfindet.
• Stratosphäre: Hier befindet sich die Ozonschicht, und die Temperatur beginnt wieder zu steigen.
• Mesosphäre: Der Luftdruck ist niedrig, und die meisten Meteoriten verglühen hier. Es ist der kälteste Bereich.
• Thermosphäre: Sie gilt als Grenze zum Weltraum; die Temperatur ist sehr hoch, doch die Moleküle sind so weit auseinander, dass sich die Hitze kaum bemerkbar macht. Die Kármán-Linie (100 km) gilt als Beginn des Weltraums.

Technische und natürliche Extremrekorde sowie Phänomene

• Höchste Flughöhen: Perlan II (Segelflugzeug), NASA Helios (Flugzeug), Felix Baumgartner (rekordhoher Freifall), Alan Eustace (rekordhoher Skydiving-Sprung)
• Schnellste Flugkörper: Beispiele sind SR-71 und NASA X-43.
• Höhenabhängige seltene Phänomene: Sprites, Blue Jet (Hochatmosphärenblitz), Polarlicht, Perlenwolken, Nachtschimmerwolken.
• Menschliche Rekorde: Jospeh Kittinger, der Höchstsprung von Project Excelsior.
• Spezielle Effekte: „Death Zone“, Armstrong-Grenze, Änderung des Siedepunkts von Wasser mit der Höhe sowie Hinweise auf sinkenden Luftdruck und Sauerstoffmangel in der oberen Troposphäre.

Raumaufzug und zukünftiger Raumzugang

• Es wird betont, dass das Konzept des Raumaufzugs von realen Wissenschaftler:innen als Forschungsgebiet betrachtet wird.
• Im Erfolgsfall könnte er im Vergleich zu klassischen Raketenstarts einen kostengünstigeren und sichereren Zugang zum Weltraum ermöglichen.
• Als zentrale praktische Hürden gelten die Entwicklung hinreichend starker Kabelmaterialien und die technische Umsetzung.
• Derzeit handelt es sich noch um ein virtuelles Konzept, das jedoch die Hoffnung auf eine Revolution zukünftiger Raumzugangswege trägt.

Fazit

Vom Boden aus wird anschaulich nachvollziehbar gezeigt, wie Mensch, Flora und Fauna, Technik und Wetter aufeinander wirken, während man von der Atmosphäre in den Weltraum aufsteigt.

Die Darstellung basierend auf der Idee des Raumaufzugs fasst kompakt extreme Umgebungen sowie aktuelle Natur- und Technikrekorde und eine Zukunftsvision für den Weltraumzugang zusammen.

[GN⁺]

Hacker News Kommentar

• Faszinierend ist, dass gezeigt wird, wie viel näher das Weltall tatsächlich von der Erde ist, als man oft denkt. Die lebensfreundliche Atmosphäre ist im Verhältnis zur Größe der Erde extrem dünn. 100 km entsprechen zum Beispiel ungefähr der Distanz zwischen Großstädten, also eher einer Strecke, die man einen ganzen Tag mit dem Fahrrad fahren könnte. Geht man nur etwas weiter als einen Bus durch die Innenstadt, ist dort bereits kein Luftdruck mehr da. Mit etwa 15 km Joggen oder Wandern kann man bereits die Stratosphäre erreichen. Ein Flugzeug, das wir für hoch halten, wirkt im Vergleich zu einem Haus oder Stadion sogar näher. Durch diese Perspektive wird deutlich, wie dünn die bewohnbare Umgebung der Erde wirklich ist.

  • Schaut man sich einen Globus im Klassenraum an, kann man die Erdatmosphäre wie eine aufgeklebte Papierbeschichtung darauf betrachten.
  • Viele meinen, es sei schwer, nach oben zu gehen, doch der Aufstieg selbst ist vergleichsweise einfach. Schwieriger ist es, "genug seitlich schnell" zu werden, um in der Umlaufbahn zu bleiben.
  • Erstaunlich ist auch, wie dünn die Ozeane sind. Man dachte früher, die Meere seien unglaublich tief, aber selbst der Marianengraben macht nur 0.2 % des Erdradius aus, und die durchschnittliche Meerestiefe liegt bei etwa 0.05 %.
  • Hätte ein kontinentaler Einfluss der Weltmächte auf Afrika existiert, wäre der Kilimanjaro wohl ein ziemlich guter Startort für Raketen gewesen. Durch die rund 3 Meilen Höhe gäbe es einen Treibstoffvorteil, und ein Start in der Stratosphäre würde weniger Treibstoff zum Durchdringen der Atmosphäre benötigen. Das ähnelt tatsächlich dem Ansatz, den Scaled Composites und Virgin Galactic mit großen Frachtflugzeugen ausprobierten. Der Unterschied: Man braucht kein Timing aus freiem Fall.
  • Das eigentliche Problem liegt weniger im Aufsteigen selbst als vielmehr darin, gleichzeitig die Umlaufgeschwindigkeit zu erreichen.

• Beim Thema Aurora ist es nicht so, dass Teilchen von der Sonne Atome in der Erdatmosphäre anregen und dadurch Licht erzeugen. Wenn der Sonnenwind den Schweif der Magnetosphäre komprimiert, kommt es zur Magnetfeldrekonnektion, bei der Teilchen beschleunigt werden, auf die Erde zufliegen und durch das Eindringen in die Atmosphäre Licht erzeugen. Mit anderen Worten: Der Sonnenwind ist nicht die direkte Energiequelle; die Energie wird im Magnetfeld gespeichert und dann freigesetzt.

  • Wenn man über Aurora spricht, wäre es schade, den Space Tornado (Weltraumtornado) wegzulassen. Er ist nicht zwingend nötig für die Erklärung von Aurora, aber ein faszinierendes Phänomen, das ich erwähnen wollte. space tornado Wiki
  • Letztlich ist der Sonnenwind zwar die Energiequelle für Aurora, aber nicht im Sinne von "der Sonnenwind haut auf die Atmosphäre ein". Stattdessen speist der Sonnenwind das Magnetfeld der Erdatmosphäre mit Energie, und bei der Magnetfeldrekonnektion wird diese Energie auf Teilchen übertragen, wodurch Aurora entsteht.

• Das Projekt ist wirklich beeindruckend. Ich habe es einfach weiter gelesen und gescrollt. Für ein neugieriges Kind eines gewissen Alters könnte das ein erfahrungsreiches, potenziell lebensveränderndes Projekt sein. Dem Schöpfer gebührt wirklich großer Dank. Allerdings ist die Buy Me a Coffee-Zahlung nicht so einfach wie bei PayPal oder Apple Pay; man muss Karten- oder Bankdaten direkt eingeben.

  • PayPal und Apple Pay sind mit recht hohen Gebühren verbunden, Kreditkarten sind im Vergleich dazu günstiger und Banküberweisungen nahezu kostenlos. Die meisten Nutzer wissen diesen Unterschied nicht oder achten nicht darauf. Letztlich fließt das Geld über Zwischenhändler.
  • Selbst wenn ein PayPal-Link vorhanden ist, braucht man bei der PayPal-Zahlung trotzdem eine Registrierung mit Kreditkarte oder Bankdaten. Eine Wallet wie Link ist beim Bezahlen einfacher als PayPal.

• Weil die Caproni ca 161 Doppeldecker erwähnt wurde, habe ich das nachgeschaut: 1938 flog Mario Pezzi in Italien mit elektrisch beheiztem Druckanzug, hermetischem Helm und Druckkabine in einem Propellerflugzeug bis auf 17,083 m. Danach scheint darüber kaum noch gesprochen zu werden, und es ist schwierig, Quellen dazu zu finden. Mario Pezzi Wiki, Druckanzugbild, Zusatzbild, Innenraum der Druckkabine

• Eine neue Erkenntnis für mich heute: Pro Tag fallen über 48 Tonnen in die Atmosphäre.

  • Der Weltraumaufzug ist nicht so unmöglich wie in der Science-Fiction, aber in der Realität noch ziemlich nahe an einem Traum. Es gibt kein Kabel, das sein eigenes Gewicht trägt. Es ist außerdem offen, wie man Kabel und Aufzug stabil in der Atmosphäre halten kann. Auf dem Mond sind manche Faktoren günstiger (weniger Schwerkraft, kein Luftwiderstand, weniger Trümmergefahr), sodass er eher machbar erscheint – der tatsächliche Bedarf wäre jedoch deutlich geringer.
  • Der Weltraumaufzug widerspricht nicht den Grundprinzipien der Physik, aber es ist unklar, ob Material existiert, mit dem er tatsächlich gebaut werden kann. Es müsste eine Zugfestigkeit sowie Temperaturbeständigkeit besitzen, die gleichzeitig das Eigengewicht, den Aufzug und zusätzliches Kabellgewicht tragen. Zudem müsste man das Risiko einkalkulieren, dass durch die enorme gespeicherte Energie bei einem Kollaps weltweit enorme Schäden entstehen könnten. Es reicht nicht, nur die Mindestfestigkeit zu haben; man braucht Sicherheitsfaktoren im Dutzenden und ausreichend robuste Haltbarkeit, damit er bei normalen Zwischenfällen nicht leicht reißt. Schon die Existenz eines Materials, das all diese Eigenschaften erfüllt, ist fraglich. Dass es nicht auf den ersten Blick physikalischen Gesetzen widerspricht, garantiert nicht die reale Machbarkeit.
  • Die langsame Eigenrotation des Mondes ist sogar ein Nachteil. Deshalb müsste der Tether bis zum Lagrange-Punkt L1 reichen, also ein Aufzug mit 56.000 km, also 20.000 km länger als auf der Erde. Ein „Mass Driver“-Ansatz, der die Nutzlast wie aus einer Kanone beschleunigt, ist dabei deutlich effizienter.
  • Auf der Erde ist es unrealistisch, auf dem Mars könnte man ihn mit Fasern wie Zylon oder M5 bauen und auf dem Mond mit Kevlar. Es gibt sogar Schätzungen, dass der Aufbau eines Mond-Weltraumaufzugs günstiger sein könnte als die Kosten für eine mobile SLS-Startplattform der NASA. M5 fiber Wiki, Lunar Space Elevator Report (PDF), NASA Audit Report (PDF)
  • Wenn die Grundlage nicht verfügbare Materialien und unlösbare Ingenieurprobleme sind, ist das im Grunde genauso wie ein nur theoretisch möglicher Alcubierre-Antrieb.
  • Ein weiteres Problem ist, dass der Weltraumaufzug selbst zu einer potenziell gefährlichen Waffenplattform werden könnte. Wer Steine aus der Höhe fallen lässt, kann dadurch erheblichen Schaden anrichten. Autoritäre Staaten würden versuchen, ihn bereits vor der Fertigstellung zu zerstören. Und wenn er in großer Höhe reißt, kann das abreißende Segment mit enormer Kraft wie ein Wirbel in den Boden schlagen und verheerend wirken. Das Risiko macht die Realisierung für mich noch ferner.

• Ich habe das Spiel stimulation-clicker von neal.fun sehr genossen.

  • Ich habe es die ganze Mittagspause ohne Cheating durchgearbeitet. Erstaunlich!
  • Es verging fast eine halbe Stunde.
  • Das Spiel fängt sehr schnell den Sog, also Vorsicht. xdotool sollte man eher meiden.

• Diese Seite ist so gut geworden, dass ich gespendet habe. Anfangs dachte ich, das Projekt würde die tatsächliche GEO (Geostationary Earth Orbit) abbilden, aber in der Praxis müsste die Seite um das 420-fache vergrößert werden, und es ist unklar, ob Browser das verkraften würden.

  • Ich empfehle auch Size of Space auf derselben Seite. Außerdem gibt es Solarwalk, mit dem man das gesamte Sonnensystem scrollt, und das Konzept If the Moon Were Only One Pixel, bei dem der Mond ein einziges Pixel wäre. Relevante HN-Diskussionen dazu: vor 4 Monaten, vor 6 Jahren, vor 3 Jahren
  • Tatsächlich ist GEO nicht das Ende; danach braucht man eine Verlängerung mit Gegengewicht, damit unten die Massen ausbalanciert sind und das Gesamtsystem stabil bleiben kann.
  • In Wirklichkeit ist das eher ein interessanter mathematischer Gedankengang als eine realistische oder umsetzbare Idee.

• Ich war ein wenig genervt und wollte die Temperatureinheit von Fahrenheit auf Celsius umstellen, aber war überrascht, dass sie sofort umgerechnet wurde.

  • In meinem Browser war Celsius bereits als Voreinstellung gesetzt.
  • Ich habe es genauso gemacht: "Die Seite ist wirklich gut gemacht; ich klick mal.“ Und es hat wirklich funktioniert. Solche Interaktionsmöglichkeiten sind wirklich selten.
  • Schade, dass die Längeneinheiten (meters) nicht auf dieselbe Weise umgestellt werden.

• Das ist ein sehr hochwertig umgesetztes Projekt. Ich habe Neal einen Kaffee spendiert. Ich frage mich, welchen evolutionären Vorteil es gibt, dass der Rüppell-Geier bis auf 11.400 m fliegt.

  • Laut Wikipedia soll der Grund sein, dass er damit eine bessere Sicht hat, um Beute leichter zu finden Passender Link, Original-Archiv
  • Nicht jedes Verhalten hat einen evolutionären Vorteil. Evolution funktioniert eher als ‚das Entfernen von Nachteilen‘. Eine Eigenschaft verschwindet einfach, wenn sie nicht hilfreich für das Überleben ist. Evolution filtert das Unnötige heraus.
  • In der Luftfahrt ist die Verwendung von Feet als Maßeinheit eigentlich kein Problem.

• Ich empfehle auch deep-sea.

  • Es gibt eine ähnliche Seite, die „oben“ zeigt, aber auf einer anderen horizontalen Skala umgesetzt ist. If the Moon were only 1 pixel
  • Genau diesen Link habe ich gesucht. Danke.