Funktionsprinzip des Photonentorpedos

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Captain NT
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Funktionsprinzip des Photonentorpedos

Beitrag von Captain NT »

Ich hab eine Frage:

Wie funktioniert ein Photonentorpedo? :?:

Denn Photonen sind doch nur Lichtteilchen.
Könnt ihr mir helfen?
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Malle
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Beitrag von Malle »

guck mal nach für was Einstein damals seinen Nobelpreis bekam (Photoeffekt). Lichtteilchen und die zugehörigen Wellenpakete besitzen eine Energiedichtefunktion und können auch bei geeigneter Frequenz Energieniveaus verändern in Atomhüllenelektronen vereinfacht ausgedrückt.

Ich hab jetzt nicht extra gegoogelt ob Gene Roddenberry das auch so sah, aber ich denke mal der Effekt ein wenig überspitzt für reale Verhältnisse wird den nötigen Bums erzeugen.

Sollte ich was falsches sagen, bitte, wer Physiker is, der möge vortreten.
tvalok
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Beitrag von tvalok »

Photonentorpedos sind Torpedos, bei denen die Explosion durch die Reaktion von Materie mit Antimaterie hervorgerufen wird. Sie gehören im 23. Jahrhundert zur Standardausrüstung von Schiffen der Föderation, der Klingonen und anderer Rassen. Ein einzelner solcher Torpedo ist in der Lage, ein absolut ungeschütztes Schiff vollkommen zu zerstören.

Die Hülle eines Standardtorpedogehäuses besteht aus gammaexpandiertem Duranium, welches von einer Schicht plasmaverbundenen Terminiums umgeben ist. Ein Photonentorpedo führt zu gleichen Teilen Materie und Antimaterie mit sich, deren Menge in Abstufungen variiert wird.

Die taktische Reichweite der Torpedos liegt zwischen 15 und ca. 3.500.000 km bei Unterlichtgeschwindigkeit. Bis Ende des 24. Jahrhunderts können sie im Gegensatz zu den Phasern bei Warpgeschwindigkeit abgefeuert werden, da in den Gehäusen eine Warpspule verbaut ist, die von einer separaten Energiequelle gespeist wird, so dass sie, wenn das Schiff mit Warpgeschwindigkeit unterwegs ist, durchaus den Warplevel halten können.

Bei Zielen die weniger als 25 km entfernt sind muss sich das Schiff auf der Stelle entfernen, um Schaden an eigenen Schiffssystemen zu verhindern.

Ein Photonentorpedo der USS Voyager hat eine Sprengkraft von 25 Isotonnen (42 Megatonnen). (VOY: "Der Zeitzeuge")


Quelle: http://memory-alpha.org/de/wiki/Photonentorpedo
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Malle
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Beitrag von Malle »

soso wo man wieder sieht wie toll startrek technologie doch is :) hat von denen eigentlich noch nie jemand was von Trägheitswirkung gehört?! In einem Warpfeld kann niemals ein Torpedo die Geschwindigkeit halten bzw sogar erhöhen, dazu müsste instantan das warpfeld schon im warpfeld des schiffes erzeugt werden was mit sicherheit zum kollaps führt, egal wie realitätsfern wir das ganze mal betrachten mögen.

und außerdem, was ist mit den sicherheitsgurten auf der Schiffsbrücke? wo sind die geblieben? die müssen ja alle geile instantan-trägheitsdämpfer haben, sonst würds die alle zerfetzen bei der kleinsten impulsbeschleunigung ;)
Leinad
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Beitrag von Leinad »

steht nirgends geschrieben, dass es nicht ein Warpfeld innerhalb eines Warpfeldes geben dürfte.
Da auch die Warpfeldeigenschaften nur theoretisch sind und eher vage umschrieben ist es auch unmöglich zu sagen, ob ein Torpedo (der immerhin ne Warpspule hat) nicht einfach in dem Feld des Schiffes mitfliegen kann.
Der Trägheitseffekt spielt bei Star Trek bzgl. Warp keine Rolle, da keine Beschleunigung im herkömmlichen Sinne stattfindet.
Sogar wenn dies nicht der Fall wäre, wie z.b. bei Impulsgeschwindigkeit, verfügt jedes Schiff ja über eine Antigravitationstechnik und zusammen mit der Computerpower die zur Verfügung steht sollte es möglich sein Antigravfelder zu erzeugen die dem Beschleunigungseffekt gegensteuern und somit ausgleichen (gibt nen tech manual zur enterprise die das ganze sehr genau erläutert).
Natürlich könnte man fragen, wieso die Schauspieler dann gerne durch die Brücke purzeln, wenn mal nen Disruptur o.ä. auf die Schilde trifft.
Eine logische Antwort als die des dramatischen Effekts gibt es nicht. Es stellt sich überhaupt wieso ein Einschlag auf die Schilde einen physikalischen Effekt auf das Schiff haben sollte. Es gibt ja keine Atmösphere innerhalb des Schildes das etwaige kinetische Energie aufs Schiff übertragen könnte und vor allem sollten die Trägheitsdämpfer kein Problem haben das auszugleichen.

Bzgl Torpedos...
Es ist nicht ganz klar wo die genauen Unterschiede liegen, z.B. zwischen Photonen und Quantentorpedo.
Beide basieren auf Materie-/Antimateriereaktionen und der Zusatz "Photonen" oder "Quanten" macht in diesem Zusammenhang keinen Sinn.
Eine Variante wäre, dass es lediglich unterscheidet mit welchem Zündmechanismus diese versehen sind, wobei man sich dann fragen müsste wieso sie u.a. eine andere Farbe und offensichtlich auch Stärke haben.
Vielleicht ist es auch wie bei unseren Atombomben, eben die klassische Atombombe und z.b. die Wasserstoffbombe. Beide basieren auf atomaren Reaktionen führen diese aber unterschiedlich herbei und unterschiedlicher Stärke.
Also könnte der Quantentorpedo evtl. eine Weiterentwicklung sein, die z.b. die Effektivität steigert (wobei Quanten dabei irgeneine Rolle spielen).
Hab auch schon Theorien gelesen bei denen Quantentorpedos zero-point energie verwenden sollen (Energie aus Miniaturversionen von schwarze Löcher), aber letztendlich ist es einfach wieder so eine Plotdevice Sache, nach dem Motto wir brauchen bessere Waffen also erfinden wir mal eben sog. Quantentorpedos. Dabei spielt eigtl. nur die Menge an Materie/Antimaterie eine Rolle und sollte völlig ausreichen, zumindest solange man sich überhaupt vorstellen kann welche Kraft in solch einer Reaktion steckt was die Schreiber von ST wohl nicht können.
Standard Photonentorpedo hat um die 40-50 Megatonnen , das gleicht den stärksten gebauten Atombomben, nur sollte man nicht vergessen das hier Photonentorpedos nicht als Massenvernichtungswaffe eingesetzt werden, sondern als Schiff zu Schiff Waffe.
Um das ins Verhältnis zu bringen, die von Hiroshima besaß gerademal 13 KILOtonnen (also 0,013 Megtonnen).
Die grösste jemals zur Explosion gebrachte hatte ~57 MT (damit könnte man ein ganzes kleineres Land vernichten).
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Malle
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Beitrag von Malle »

hm, nur mal so, also wenn man die Serie zugrunde legt, erreicht ein schiff von 0 auf vollen impuls diese Geschwindigkeit in praktisch 2 Sekunden über die Ionentriebwerke oder was auch immer das ist, jedenfalls läufts nach dem actio=reactio prinzip wie der Treibstoffmasseverlust bei Raketentriebwerken. Das macht (ungefähr) bei konstanter Beschleunigung eine selbige von etwa 150.000 km/s^2 instantan aus. Für ein Antigravfeld müsstest du also die entsprechende Energie aufbringen vom Schiff und da hilft auch keine noch so dolle Computerpower (selbst wenn die Maschinengenauigkeit nahe 0 is dann), das zieht dir schlicht den Strom ausm Schiff raus. Außerdem is die Reaktionszeit gemäß der Trägheit jedes Teilchen eben nicht so einfach, Heisenberg würde auch den Kopf schütteln, denn der Impuls is sowieso unscharf und bei solchen Dimensionen kommt der Effekt richtig zum Tragen, also alles Quatsch mit Majo, glaub mir, zumindest mit der Scifi-Technik, die man halbwegs aus dem heute bekannten extrapolieren könnte.

Es kann mir keiner erzählen, Materie/Antimaterie würde fürs Beschleunigen verwendet, die Dilithiumkammer zum Energieproduzieren wird doch nur bei Warpgeschwindigkeit in Anspruch genommen, ansonsten wird immer suggeriert als ob das Schiff mit Solarenergie oder der Energie des leeren Raumes tage-monate-jahrelang zurande käme oder irre ich mich da?
Leinad
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Beitrag von Leinad »

naja bei Serien wird Zeit oft sehr abstrahiert dargestellt. Auch bei ST ist anzunehmen, dass die Beschleunigung von 0 auf 0,25 nicht innerhalb von 2 Sekunden stattfindet, sondern eine konstante Beschleunigung über einen etwas grösseren Zeitraum ist.
Zudem benutzt ST ja sog. "internal damping fields", womit etwaige Beschleunigungsenergie ja "gegengesteuert" werden soll (wenn Kräfte von 10G "vorne" herrschen, werden halt 10G von "hinten" erzeugt, was den Menschen wiederum 0 G empfinden lässt, alles eine Frage der technologischen Umsetzbarkeit, aber mit den Mitteln von ST durchaus möglich).
Die Energiefrage stellt sich mit Fusions-/Antimateriereaktoren nicht wirklich.
Beantwortet auch die andere Frage, der Impulsantrieb wird über einen Fusionsreaktor betrieben.
Natürlich kann man über solche Themen immer streiten, aber unter den Vorraussetzungen die ST gibt ist das ganze auf der physikalischen Seite in sich durchaus (zumindest grob) schlüssig.
Das Problem sind halt viele der Vorraussetzungen, wie z.b. auch "Subspace" o.ä. die völlig theoretisch sind.
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Malle
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Beitrag von Malle »

klar doch kann man Gegenschub erzeugen, nur dann bleibt das KFZ stehen :)

apropos muss bei den Beschleunigungen (du wirst um 100G net drumrumkommen) die zeitlich exakte Übereinstimmung bei der Zündung/Aufbau der beiden Kraftfelder gewährleistet sein und da spielt meine Anmerkung zur Maschinengenauigkeit die entscheidende Rolle, höchstens Supraleiter und Quantencomputer wären theoretisch in der Lage, aus mehreren Zeit-und Weltlinien einen Buffer zu erzeugen, der halbwegs ne simulatane Reaktion zustande brächte.

aber das wär so anfällig für Fehler wie Windows 95 und ich bin mir sicher, dass solch ein Antigravi-System normalerweise das Hauptziel jedes feindlichen Phasers sein müsste, denn wenn das mal außer Kraft gesetzt ist, kann sich ein Schiff nur noch mit KFZ-Geschwindigkeit, also Tempolimit 130 bewegen und ist somit gefundenes Fressen für alle Feindschiffe.

Wichtiger als das Lebenserhaltungssystem sogar und das wurde für meinen Geschmack bei den Serien zu sträflich vernachlässigt.

Wie gesagt, schlüssig nur wenn es einen no-lag-computer gäbe, dann würde ich das alles den Leuten abkaufen, mit Mehrwertsteuerzuschlag meinetwegen.
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Joker
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Beitrag von Joker »

Naja Start-trek halt
Transporter haben einen heisenberg-kompensator ;)
und so weiter und so fort

Wahnwizig wirds ja bei Weltraumamoeben und zeitreisen.

Der rest ist ja auch nicht besser
Da ist eine Parkbank kugelsicher ....

Alles blos eine geschichte zum zuruecklehnen und geniessen
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Beitrag von Pleitegeier »

Joker hat geschrieben:Alles blos eine geschichte zum zuruecklehnen und geniessen
Da kann ich Joker nur zustimmen. Wenn es nach den derzeitigen physikalischen Erkenntnissen geht sollte ein Großteil nicht funktionieren. Allein schon Warpgeschwindigkeit ist ja schön und gut, aber ein Körper mit Ruhemasse kann nicht Lichtgeschwindigkeit erreichen, da dann die benötigte Energie ins Unendliche steigen würde. Da müssen dann schon neue Theorien her und dazu die praktische Umsetzung, um so etwas einmal zu ermöglichen. Und wer traut sich heute schon Einstein, Heisenberg oder co. wiederlegen zu wollen ohne verspottet zu werden.

Also einfach alle geniessen :)
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master130686
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Beitrag von master130686 »

Also Einsteins Relativitätstheorie wurde ja schon zu seinen Lebzeiten teilweise widerlegt. Und da komme ich auch schon zu meinem 2. Punkt.

@Pleitegeier
Du hast geschrieben:
Wenn es nach den derzeitigen physikalischen Erkenntnissen geht sollte ein Großteil nicht funktionieren.
Und genau das is der Knackpunkt, nach den DERZEITIGEN Erkenntnissen.
Vor 30, geschweige denn 60 oder mehr Jahren hätte niemand gedacht, dass wir mal Kommunikationsgeräte von der Größe einer Musikkassette haben werden oder dass wir Computer mit einer Leistung wie der heutigen haben werden. Und falls das doch jemand behauptet hätte, wäre er für verrückt erklärt worden, und/oder man hätte ihn gefragt ob er zu viele Sci-Fi-Romane gelesen hat.

Die Menschen denken immer, dass sie (zu dem jeweiligen Zeitpunkt und mit den "derzeitigen" Erkenntnissen) alles wüssten und/oder alles andere ausschließen könnten. Aber die Vergangenheit hat schon so oft gezeigt, dass dieses Denken falsch ist.

In der Wissenschaft gilt, entweder ich kann beisen dass etwas 100 %ig stimmt oder dass etwas 100 %ig nicht stimmt (auch wenn das wieder abhängig von den "aktuellen/derzeitigen" Erkenntnissen ist).

Und im Falle Star Trek, speziell Warp & Co., lässt sich weder das Eine noch das Andere 100 %ig beweisen. Somit besteht eine zumindest theoretische Wahrscheinlichkeit, dass es möglich ist. Wenn auch vielleicht mit anderen Methoden/Technologien als in Star Trek.
Verfallen wir nicht in den Fehler, bei jedem Andersmeinenden entweder an seinem Verstand oder an seinem guten Willen zu zweifeln. (Otto Fürst von Bismarck)
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Malle
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Beitrag von Malle »

falsch.

schon im 19 jhdt. wussten einige physiker dass es eben mehr gibt als dass das klassische newtonsche weltbild.

du darfst nicht das spektrum der wissenschaft geschwätz mit halbwegs ;) seriöser uni-forschung durcheinanderwerfen.

a propos, die achso großen Fortschritte entstanden nur durch Miniaturisierung und Verfeinerung der elektrischen Mikroskope und sonstigem, nur irgendwann ist damit Schluss (eben wegen Tunneleffekt und Heisenberg). Die Skalierung kann beweisbar nicht ins Unermeßliche weiter gegen 0 gehen, es sei denn jemand entdeckt ne zusätzliche "Kraft" im Universum neben den Vieren bzw 2 wenn man sie richtig zusammenzählt.

Sicher kann's in Zukunft mal ne bahnbrechende Entdeckung geben, aber das Beispiel mit den Musikkassetten ist schon ziemlich naja .. hehe :D
EoD
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Beitrag von EoD »

*g* da stimme ich Malle wohl zu

Aber zur Warp geschwindigkeit. Wenn man mit Warp fliegt, fliegt das Objekt selbst ja garnicht schneller als Lichtgeschwindigkeit. Das Objekt taucht nämlich in den Subraum ein, sie verlassen also quasi die uns bekannte Raum-Zeit. Für alles weitere übernehm ich keine Garantie *g*
Soweit ich mich jetzt noch erinnern kann, hat dieser Subraum eine weit aus niedrigere "Dichte", als das normale (uns bekannte) Vakuum im Universum. Eine Streck von 5m im Subraum, entspricht also zum Beispiel eine Strecke von 1km in unserem Universum. Wenn sich also jemand am Punkt A in den Subraum eintaucht dort mit zig tausend km/h fliegt und irgendwo am Punkt B der vielleicht 100km entfernt ist, wieder auftaucht kommt es einem Beobachter in unserem Universum so vor, als habe er sich "schneller als das Licht bewegt". Denn dieser rechnet die Strecke geteilt durch die benötigte Zeit und bedenkt nicht, dass das Objekt ja garnicht in seinem Universum geflogen ist... Jedoch ist das Objekt nur vielleicht mit 100 km/h im Subraum geflogen... Also keine wirklicher Flug mit Überlichtgeschwindigkeit...


Nicht das ich von dem ganzen überzeugt bin, aber so in der Art rechtfertigen sich die Leute von Star Trek ;)
Leinad
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Beitrag von Leinad »

Es gibt keine canon erklärung wie der Subspace im Detail funktioniert bzw. welche Eigentschaften er hat. Klar ist das er andere Eigenschaften als der "Normalraum" und es nicht die Geschwindigkeitsgrenze des Lichtes gibt.
Zudem scheint es Abgrenzungen im Subspace zu geben, man kann "tiefer" in ihn eindringen und dadurch eine höhere Geschwindigkeit erreichen (was zu den Warpfaktoren führt).
Ebenso scheint er direkt mit unserem Universum verbunden, auch auf zeitebene. Es entstehen als keine zeitlichen Paradoxen bei Reisen mit Warpgeschwindigkeit (jeder Beobachter hat den Subraum als Bezugspunkt).

@ Malle:

ST besitzt doch Quantencomputer und Supraleiter, das ist nur eine Frage der Rechenpower und ich bin mir sicher, dass dies ein Bereich ist indem die Realität sich schneller entwickeln wird als ST.
Ich denke die nötige Rechenpower und die dazugehörigen Reaktionszeiten sind nicht der begrenzende Aspekt.
Bzgl der Anfälligkeit... Laut tech manual ist dieses System redundant vorhanden. Das heisst mehrere autonom funktionierende die sofort bei Ausfall einspringen.
Natürlich kommt das in der Serie zu kurz, vor allem wenn man bedenkt, dass bei ST sonst alles ständig kaputt geht (hallo Holodecks).
Aber ich denke es wäre halt wenig dramatisch nen Ausfall in dem Bereich zu haben und danach nen Haufen menschlichen Körperbrei zu zeigen. ^^
Ich denke im Rahmen der ST SciFi kann mans durchgehen lassen.

Die "realistische" Version wäre halt (von vielen SciFi Autoren oft genutzt Variante) Crew in Kälteschlaf/Stasis/whatever zu legen in dafür vorgesehene spezielle Kammern in denen man es technisch dann plausibel schaffen könnte mit sehr hohen G's zu beschleunigen.

Die Sache ist, wenn man bei allen Aspekten so vorgeht wird das fliegen durchs All recht uninteressant (zumindest auf die Art und Weise die ST pflegt).
EoD
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Beitrag von EoD »

Eine Zeitreise ensteht jedoch bei jeder Reise mit mehr als Lichtgeschwindigkeit. Wenn du bei der Sonne bist, die Sonne explodiert und du fliegst gerade nach per Warp zum Pluto kannst du den Pluto Bewohnern "vorhersagen", dass die Sonne gleich explodiert. Und kurze Zeit später sieht man es auf dem Pluto auch.
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