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Monday, September 9. 2013
Perry und die Physik (1)
Ich beginne heute mit einer kleinen, wöchentlichen Reihe zu meinem aktuell liebsten kreativen Zeitvertreib: Perry Rhodan. Den Anfang machen ein paar Gedanken zur Physik.
Das Schreiben von Science Fiction stellt einen oftmals vor interessante physikalische Probleme. Nicht, weil man den Leser unbedingt mit naturwissenschaftlichen Exkursen erschlagen will, sondern einfach, weil man etwas beschreibt, das in der eigenen Erlebniswelt zwar nicht existiert oder relevant ist, im Gegensatz zur Fantasy aber dennoch im Prinzip möglich und richtig sein soll. Da meine Liebe zur Physik leider stets eine eher platonische blieb, schätze ich mich sehr glücklich, mir bei kundigen Freunden oder im Internet Rat suchen zu können.
Das Schreiben von Science Fiction stellt einen oftmals vor interessante physikalische Probleme. Nicht, weil man den Leser unbedingt mit naturwissenschaftlichen Exkursen erschlagen will, sondern einfach, weil man etwas beschreibt, das in der eigenen Erlebniswelt zwar nicht existiert oder relevant ist, im Gegensatz zur Fantasy aber dennoch im Prinzip möglich und richtig sein soll. Da meine Liebe zur Physik leider stets eine eher platonische blieb, schätze ich mich sehr glücklich, mir bei kundigen Freunden oder im Internet Rat suchen zu können.
„Je näher sie kamen, desto mehr Details konnten sie ausmachen. Mehrere Schiffe und Satelliten umkreisten den Planeten, und im geostationären Orbit über dem Äquator, in einer Höhe, die gut dem zwei- bis dreifachen Durchmesser der Welt entsprach, schwebte eine leuchtende Struktur, die immer weiter an Komplexität gewann, bis sie sich wie eine wundersame weiße Schneeflocke ausnahm."
Für NEO 42, "Welt aus Seide", wollte ich zum Beispiel wissen, wie hoch die Orbitalstation des trebolanischen Weltraumlifts über dem Äquator steht: Hier findet man alle nötigen Formeln und eine Beispielrechnung für Erde und Mars.
Bei einer Masse von 9,16 x 1023 kg (abgeleitet aus den Angaben zu Gravitationsbeschleunigung = 0,46 g und Durchmesser = 7371 km unter Verwendung des Newtonschen Gravitationsgesetzes) und einer Rotationsdauer von 23 h beträgt die Höhe des geostationären Orbits etwa 18.300 km, dem geschätzt "zwei- bis dreifachen Durchmesser der Welt", den Perry Rhodan von der Lounge der HETH-KAPERK aus beobachtet.
„Rhodan nickte knapp. Wenn er sich richtig entsann, war das Panoptikum wie die meisten Gebäude der Stadt über Brücken und halsbrecherische Bögen mit den umstehenden Dächern und Türmen verbunden. Es wurde Zeit, dass sie herausfanden, ob diese Straßen auch für menschliche Beine geeignet waren – und wenn ihnen nichts anderes mehr übrig blieb, konnten sie immer noch versuchen, an einer niedrigen Stelle zu springen. Unter den hiesigen Schwerkraftverhältnissen sollten Sprünge von ein paar Metern Weite oder Tiefe kein übermäßiges Risiko darstellen."
Weiterhin sah ich mich bei der Verfolgungsjagd später im Roman mit der Frage konfrontiert, ob halbe Erdschwerkraft denn auch wirklich bedeutet, dass man doppelt so weit springen und doppelt so tief fallen kann, ohne sich zu verletzen (oder ob das Verhältnis vielleicht ein anderes ist).
Antwort: ja, n-fach geringere Schwerkraft heißt auch n-fach höhere Sprungweite und Sturztoleranz (gleiche Fallgeschwindigkeit nach Sturz aus n-facher Höhe). Dauer und Geschwindigkeit eines Falls (bei gleicher Höhe) nehmen allerdings nur um den Faktor √n zu bzw. ab. (Es gelten vereinfachend die Gesetze des freien Falls.) Unberücksichtigt bleiben der u.U. veränderte Luftwiderstand oder die Tatsache, dass auch die Absprunggeschwindigkeit dank besserer Muskelleistung eine höhere ist.
(Danke an mehrere User auf xkcd, die mich auf die richtige Spur brachten.)
Nächste Woche folgt ein erster Ausblick auf NEO 53, "Gestrandet in der Nacht", und den Fragen, die mich dabei beschäftigten.
Posted by JL
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