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Web Log Teil 363: 22.12.2013 - 29.12.2013

22.12.2013: Wer braucht LED-Lampen?

Kürzlich habe ich einen Aufsatz über Leuchtmittel fertiggestellt, kurz drauf hat sich ein Elektriker gemeldet und einiges dran verbessert und nun hat er mir noch einige Bilder von den gebräuchlichsten Fassungen geschickt die ich in den Aufsatz einarbeite.

Ein Leuchtmittel ist derzeit en Vogue: LED. Ein ehemaliger Arbeitskollege war voll von ihnen überzeugt. Ihnen gehöre die Zukunft. sie seien robust, langlebig, und energiesparend. Das war vor 6 Jahren, damals waren LED-Lampen sündhaft teuer und lichtschwach. Heute sind sie nur noch teuer und lichtschwach. Es gibt zwar LED-Lampen mit Leistungen von bis zu 10-14 Watt, das entspricht der Leuchtkraft einer 60 bis 75 Watt Glühbirne. doch die meisten bezahlbaren haben zwischen 3 und 6 Watt Leistung, das entspricht dann nur einer 20 bis 40 Watt Birne. Betrachten wir es mal genauer.

Die Energie Effizienz ist unbestritten. Es kommt aber drauf an womit man sich vergleicht. Gegenüber den Glühbirnen ist der Vorsprung enorm, auch noch gegenüber den Halogenlampen. Aber verglichen mit den Kompaktleuchtstoffröhren, im Allgemeinen nur "Energiesparlampen" genannt ist es nur ein Viertel bis ein Drittel. Mit der Energieersparnis kann man also die höheren Preise nicht wieder durch eingesparten Strom hereinholen. Je nach LED und Lampenform kann die Energieeffizienz sogar noch geringer sein, so haben Leuchtstoffröhren im klassischen Röhrendesign eine höhere Lichtausbeute als die oft gebogenen oder gewedelten Ersatzleuchten für das E27 oder E14 Gewinde. Dann ist eine LED nicht viel besser bis gleichwertig.

Mit der Langlebigkeit ist es so eine Sache. Theoretisch kann eine LED tatsächlich 20.000 Stunden oder gar 50.000 Stunden durchhalten. Wenn man dann aber mal bei Amazon die Kritiken einer 9,5 Watt Phillips Lampe durchliest, so findet man bei 250 Rezensionen immerhin 20 bei denen die Lampe je nach Kommentar maximal einige Monate hielt. Das ist doch eine ziemlich breite Streuung bei einer Lampe, die 15000 Stunden halten sollte. Man wagt nicht zu denken wie viele dann Lampen haben die nach einem Jahr ausfallen und nur aus Bequemlichkeit (oder weil es das Produkt noch nicht so lange gibt) dies reklamiert haben. Dabei kostet diese Lampe 12 Euro, dafür bekommt man 4-5 Energiesparlampen die auch 6000 Stunden halten.

Tatsache ist, das LED 50.000 Stunden halten können, wenn man die Wärme, die auch bei LED entsteht, nur eben weniger als bei Leuchtstoffröhren, abführen kann. Im professionellen Einsatz sind sie in Kühlkörper eingefrässt die die Wärme abführen, die bei einer LED auf wenigen Quadratmillimetern Fläche emittiert wird. Gewechselt wird dann nicht die Birne sondern die gesamte Lampe, was bei einer so langen Lebensdauer sich immer noch finanziell lohnt. Das scheidet bei kleinen Lampen, die die herkömmliche Glühbirne ersetzen sollen und im E14 oder E27 Stecker kommen aus. Werden diese länger betrieben erhöht sich die Temperatur der Sperrschicht der Diode, und die Lebensdauer nimmt stark ab.

Damit können die LED-Birnen ihren Vorteil der Lebensdauer nicht ausspielen, wenn man das Licht lange an hat.

Derzeit nervt eher noch ein anderer Nachteil, das "kalte" weisse Licht mit hohem Blauanteil. Es ist kein prinzipielles Problem, genauso wie Energiesparlampen, die eigentlich ihr Strahlungsmaximum im UV haben je nach Leuchtstoff auch gelbes Licht erzeugen können, wäre dies auch bei LED möglich. Das Problem ist dass bei Quecksilberdampflampen ein solcher nötig ist, bei den LED je nach Fertigung im Normalfall nicht. Meist wird eine blaue LED mit einem gelben Farbstoff beschichtet. So entsteht das weisse, aber kalte Licht. Ein Leuchtstoff in einer Birne würde zwar gelb ergeben, aber von der eh geringen Leistung noch einiges schlucken.

Von Vorteil, zumindest für Strahler ist das die Lampe das Licht in einem Kegel von 24 bis 40 Grad Öffnung freisetzt. Ist das nicht gewünscht so kann ein Schirm es zerstreuen.

Was bleibt? Für mich ist die LED eine Lösung für einen Einsatzzweck wo die Energiesparlampen sich nicht eigen:

Ich sehe die LED daher noch für einige Zeit als Nischenlösung an. Das muss nicht sein, denn die Leuchtstoffröhren haben einen gravierenden Nachteil: Die Füllung mit Quecksilber ist giftig und sie gehören zum Sondermüll. Wenn man das Kühlproblem löst und auch mehr warmes Licht erzeugt, kann sie durchaus die Energiesparlampe ersetzen. Das dürfte eher dadurch geschehen, das man neue Leuchten kauft mit eben nicht so leicht ausschraubbaren LED mit Kühlkörpern als wie bisher als Ersatz für Glühbirnen (Retrofitgehäuse).

23.12.2013: No Flash Please! Toolbarmania

Hallöchen. Da die meisten von euch wahrscheinlich im Weihnachtsstress sind und wenig Zeit haben fasse ich mich heute kurz, auch weil ich in den letzten Tagen viel an zwei älteren Programmen gearbeitet habe, von denen ich Anwenderrückmeldung inklusive des Wunsches der Übersetzung in Englisch und Russisch.

Es sind zwei Themen die mich in letzter Zeit immer mehr nerven. Das nervigste Thema ist Flash. Also Flash ist nicht so was neues. Auch das es oft benutzt wird und meiner Ansicht nach in 90% aller Fälle überflüssig ist, wird euch sicher nicht überraschen. Seit ein paar Wochen ist es aber ziemlich nervig geworden. Webseiten die Flash einsetzen sind meiner Ansicht nach auch richtig langsam geworden. Ich habe so ein Gadget (ab Windows 8 nennt man es wohl App), das sowohl die Prozessorauslastung wie auch die GPU Auslastung zeigt. Dabei muss man sagen, ich habe einen Rechner mit ATI 3200 Onboard Grafik, also einen Bürorechner. (reicht für die wenigen abgehangenen Spiele die ich spiele vollkommen aus). Wenn ich auf eine Webseite gehe, die Flash einsetzt und zwar unabhängig davon ob was animiert ist oder nicht, steigt für 1-2 Minuten die Prozessorauslastung von 25 auf 55% und die GPU-Auslastung sogar auf 90-100%. Das dies nicht von Aktion abhängig ist kann man leicht nachprüfen, man muss nur auf die Website der NASA zur Juno-Mission gehen. Ohne das man dort auf einen Link klickt animiert da gar nichts, trotzdem ist die Prozessoraktivität erhöht. Das geht teilweise soweit das man andere Dinge kaum machen kann, z.B. die inzwischen von mir bevorzugte Fernsehkonsum mit Sendemitschnitten die im Mplayer laufen. Teilweise sind nicht mal andere Webseiten bedienbar.

Bisher war mir die Flash-Diskussion relativ egal. Der eine oder andere weiß ja sicher, das Apple Flash nicht unterstützt, wie auch Java oder Abbildungen von Nackten. (Ich erwähne das letztere, weil das Meiden von Technologien nicht unbedingt etwas mit der Technik zu tun hat sondern auch firmenpolitische Gründe hat). Weiterhin ist inzwischen der Flashplayer, aber auch der Acrobat Reader zu einem bevorzugten Angriffsziel bei der Ausnützung von Sicherheitslücken geworden.

Was aber mir nicht egal ist, ist wenn etwas enorm viel Rechenpower schluckt ohne das ich Irgendetwas davon habe. Vor allem nützt da ein Flashblocker wenig. Denn die meisten Websites auf die ich komme, besuche ich regelmäßig und dann muss ich ihn deaktivieren, oder sie sind wie bei der Juno Website mit Flashblocker gar nicht benutzbar, weil alles aus Flash ist. Es wäre zu wünschen das Flash in der Verbreitung zurückgeht, vor allem aber intelligenter eingesetzt wird.

Das zweite was mir unangenehm auffiel waren die Toolbars, die man in letzter Zeit vor allem von Freewareprogrammen untergejubelt wird. Wenn man die Installation nicht zum ersten Mal macht, sondern nur Updates, dann klicken die meisten wohl, wie ich, die Dialoge durch und Schwupps hat man da was zusätzlich installiert. Immerhin sind die meisten Programme ehrlich genug, im Dialog eine Checkbox zum Abwählen einzublenden. Was nervt, ist das es immer mehr Programme betrifft und ich inzwischen schon die ersten sah, die zwei dieser Toobars oder anderen unnötigen Programme installieren wollen. Am nervigsten war izarc. Das ist ein Freeware Packer/Entpacker für fast alle Formate. In der letzten Version hat er ungefragt (ich habe extra die Installation nochmals durchlaufen um es so zu entfernen) eine AskToolbar installiert. Es dauerte eine Weile bis ich sie wieder los hatte. Da diese Toolbars auch Standardsuchmaschinen umbiegen, sind sie mehr als lästig. Für mich war das ein Grund als bei meinem Bruder eine Neueinrichtung anstand auf dieses Programm zu verzichten und auf 7Zip auszuweichen.

Ich kann die Autoren von Freewareprogammen verstehen. Zahlen tut keiner was dafür. Ich denke ich habe bisher so rund 100 Euro über meine Programme eingenommen. Aber nervige Dinge mitzuinstallieren schadet dem eigenen Ruf. Ich würde es lassen. Na ja ich habe ja leicht reden. Ich bin ja sogar zu faul eine Installationsroutine zu machen, weil ich selbst am liebsten einfach was nur in ein Verzeichnis entpacke.

Soviel für heute. Da ihr über Weihnachten sicher besseres zu tun habt gibt es die nächsten drei Tage nur einige Rätsel zum Thema Computer, Weltraum und Musik. Nur falls jemand das neue Tablett unter dem Weihnachtsbaum mal ausprobieren will. Und damit es gerecht für alle ist und das um 0:01 erschienene Rätsel nicht schon um 0:13 gelöst ist erscheinen sie um 10:00 morgens. Dann kann jeder ausschlafen.

29.12.2013: Weltraum-Mining

Wider mal ein Raumfahrt-Startup. Als gäbe es nicht genügend Firmen die Trägerraketen bauen, Satelliten oder Experimente. Aber diesmal ist es wirklich was neues. Das Konzept, das die Space Mining Company (SpaMinC) vorstellte ist wirklich neu. Denn bisher konnte man im Weltraum kein Geld verdienen. Man konnte Geld verdienen, indem man Dinge von der Erde in den Weltraum brachte (Launch Services Provider) oder Satelliten eine Dienstleistung erbringen, die auf der Erde nützlich ist wie Fotografie oder Telekommunikation. Aber noch niemals hat jemand Geld damit verdient, das er den Raum, Himmelskörper oder die Strahlung im All selbst nutzte.

Seit Jahren wird darüber geredet, das das Helium-3, das aus dem Sonnenwind stammt und in kleinen Mengen im Mondgestein adhäsiv gebunden ist, als Brennstoff für die Kernfusion genutzt werden könnte. Aber zum einen haben wir ja noch nicht mal die Kernfusion soweit entwickelt, dass sie wirklich Energie liefet und nicht nur verbraucht und zum anderen sind die Mengen so gering, das man einen enormen Aufwand treiben muss es zu gewinnen. Ob es wirtschaftlich ist ist die eine Sache. Technisch durchführbar ist es heute mit Sicherheit nicht.

Die Space Mining Company ist die erste Firma die sich Gedanken gemacht hat, was heute wirtschaftlich möglich ist und auch etwas gefunden: Asteroidenmining, Genauer gesagt: Einfangen und Wasserung eines Eisenmeteoriten auf der Erde.

Das Konzept ist nicht mal so unrealistisch, wie man glaubt, die Firma hat einen Mehrstufenplan erarbeitet. In den ersten zwei Stufen soll die Technologie arbeitet werden, bevor es in der dritten Stufe an die Umsetzung geht, mit dem Ziel Gewinne zu erwirtschaften.

Die Firma will eine Sonde auf einem Asteroiden landen, wobei die Bezeichnung Asteroid mehr eine Klassenbezeichnung ist, denn geplant ist vorerst nur ein kleiner Körper von 10 m bis maximal 20 m Durchmesser als Ziel. Dieser soll dann zur Erde bugsiert werden und in einem flachen Gewässer niedergehen wo er leicht geborgen oder bergmännisch abgebaut werden kann. Dabei setzt sie auf Sonnensegel als Technologie. Das ist nicht so verwunderlich. Bei Untersuchungen wie man Asteroiden aus der Bahn ablenken kann wurden schon früher Sonnensegel vorgeschlagen. Sie arbeiten anders als Ionentriebwerke ohne Treibstoff, können also theoretisch unendlich lange betrieben werden. Anders als Farbe kann man mit Ihnen aber den Kurs beeinflussen. Zudem habn sie einen einfachen Aufbau, sind also potenziell eine billige Technologie.

Die Firma beginnt mit zwei Technologiemissionen. Die erste Mission wird nur ein Sonnensegel in einen niedrigen Erdorbit bringen, von dort aus soll es sich von der Erde fortspiralen. Das ist dahingehend schon etwas neues, weil bisher alle Sonnensegel erst entfaltet wurden als die Sonden schon auf einem Fluchtkurs waren oder sie nur in der Erdumlaufbahn verblieben. Dieses erste Sonnensegel soll als Sekundärnutzlast gestartet werden und weniger als 300 Pfund, also 136 kg wiegen. Es ist aber noch ein konventionelles Segel.

Stufe 2 soll schon die Start- und Herstellungskosten decken. Geplant ist erneut ein Heraufspiralen aus dem Orbit, diesmal aber nicht auf eine Fluchtbahn, sondern nur bis zu dem GEO-Orbit. Dort will die Firma an einen ausgedienten Kommunikationssatelliten ankoppeln und ihn von dort aus auf eine Fluchtbahn bringen. Als Folge kann der Satellit länger betrieben werden, da er keinen Treibstoff für das Verschieben in einen "Graveyard" Orbit braucht. Wenn dieses Konzept klappt, so soll es eine Einnahmequelle generieren. Das wäre auch möglich mit dem Transport von Nutzlasten vom LEO in den GEO möglich. Dieses Solar Sail soll die bisher nur theoretisch untersuchte Technologie von "ultra-lightweight" Sails erproben. Herkömmliche Sonnensegel bestehen aus einer dünnen Kunststofffolie die mit alumnium als Reflexionsschicht bedampft ist. Bei den ULW-Sails wird die Kunststofffolie weggeätzt und es bleibt nur noch die Aluminiumschicht, Diese nur 100 Mikrometer dickte Schicht wiegt dann nur noch 0,3 g. Dagegen wiegen konventionelle Sonnensegel noch 5 bis 10 g/m². Das Problem ist, dass am eine so dünne Schicht zwar noch herstellen und aufrollen kann, aber nicht mehr auf der Erde entfalten. Schon der kleinste Windhauch würde sie zum Reißen bringen. Ein Test ist daher nur im Weltraum möglich. Ob es möglich ist, wird sich zeigen. Die erste Asteroidenmission wird zur Sicherheit noch konventionelle Sonnensegel einsetzen.

Danach will das Unternehmen an die Börse gehen um Kapital aufzubringen, denn für den nächsten Schritt braucht man doch einiges mehr an Geld. Es gibt zwar verschiedene Geschäftskonzepte wie man Umsätze generieren könnte, von naheliegenden wie dem Transport von Satelliten zwischen Umlaufbahnen und Raumsonden bis hin zur Kostenreduktion für den Transport von Mondgestein zur Erde (Es müsste nur in einen Mondorbit gebracht werden, das ΔV wäre dann 4 km/s gegenüber 9 km/s bei einem konventionellen Antrieb (Referenz zu einem niedrigen Erdorbit) was die Nutzlast deutlich erhöhen würde.

Wie soll nun das Unternehmen ablaufen? Die Firma plant ein riesiges Sonnensegel zu starten. Die Masse soll rund 20 t betragen. In einer 600 km hohen Umlaufbahn wird es entfaltet und dann innerhalb von wenigen Tagen (es ist ja keine Nutzlast vorhanden) verlässt das Segel die Erde. Es macht sich dann zu einem Asteroiden auf, dockt an und wird zuerst dessen Eigenrotation stoppen. danach wird es seinen Kurs ablenken. Bei einer Fläche von rund 1,6 km² (konventionelle Architektur bzw. 8 km² (Nur Aluminiumfläche) wird es riesig sein - aber auch fähig in wenigen Tagen die Erde zu verlassen. Danach macht es sich zum einen Asteroiden auf, wo das heikelste Manöver ansteht - das Andocken. Zuerst wird das Segel eine eventuelle Rotation zum Stillstand bringen und dann ihn auf einen Kollisionskurs mit der Erde bringen. Wie groß er sein kann hängt von dem Geschwindigkeitsaufwand und der verfügbaren Zeit ab. Die Firma rechnet damit, einen 10.000 t schweren Asteroiden der die Erde sonst in 1 Jahr in 1 Million Kilometer Entfernung passieren würde in diesem Jahr auf einen Kollisionskurs zu bringen. Das wäre bei der anvisierten Klasse von Asteroiden, Ataxiten ein Körper von 13,4 m Durchmesser, wenn er Kugelform hat.

Auf der Erde soll er in eine küstennahe Flachwasserzone oder einen ausgedehnten See gebracht werden. Der Körper ist zum einen groß genug um nicht beim Atmosphäreneintritt nicht zu zerbrechen (der auch weitgehend senkrecht erfolgen soll um möglichst wenig Material zu verdampfen), zum anderen schlägt er keinen großen Krater. Im Meer ist die Flutwelle klein und ebbt schnell ab. Danach wird er geborgen und bergmännisch abgebaut, dafür darf er in nicht zu tiefer See sein (100-200 m) sich befinden.

Die Frage ist nun ob sich dieses Konzept lohnt oder nur eine Träumerei ist wie sie viele Konzepte haben. Da sahen wir ja in den letzten Jahren sehr viele bis hin zum Marsflug ohne Wiederkehr "Mars one" genannt. Es lohnt sich nur bei einer bestimmten Klasse von Asteroiden, den Ataxiten. Diese bestehen zu mehr als 18% Nickel, der Nickelpreis liegt derzeit bei 14.000 Dollar pro Tonne, ein 10.000 t Brocken ist so 25 Millionen Dollar wert. Dazu kommen aber noch jede Menge an wertvollen anderen Metallen. Etwa 10 ppm Platinmetalle (5,3 Millionen Dollar), 100 ppm Germanium (3 Millionen Dollar) und 400 ppm seltene Erden (je nach Zusammensetzung 3-12 Millionen Dollar). Insgesamt dürfte der Brocken rund 40 bis 46 Millionen Dollar bei den heutigen Rohstoffpreisen wert sein.

Damit ist die Bergung heute noch ein Verlustgeschäft. Die Firma rechnet aber mit steigenden Rohstoffpreisen. So lag der Preis für seltene Erden zwischen Oktober 2010 und April 2011 z.B. fünfmal höher als heute. Nickel kostete auch schon mal über 20.000 Dollar pro Tonne. Weiterhin kann man mit der zweiten Generation von leichteren Segeln 5-mal größere Brocken bei dem gleichen Startpreis abtransportieren das gilt auch für niedrigere Vorbeiflugdistanzen und geringere Geschwindigkeiten oder wenn man sich mehr Zeit lässt, prinzipiell kann das Sonnensegel ja "ewig" lang betrieben werden.

Das Hauptproblem ist, das die Ataxite eine sehr seltene Meteoritenklasse sind. Man kennt 50 dieser auf der Erde. Die Space Mining Company setzt auf eine Zusammenarbeit mit den Astronomen und will mindestens zwei Spektrografen finanzieren. Einer wird im PANSTARRS Teleskop eingebaut werden, der Standpunkt des zweiten ist noch unbekannt. Während sonst die Suchteleskope für Asteroiden nur die Bahn feststellen sollen, wird das Spektroskop dies nicht können, aber die chemische Zusammensetzung bestimmen. Da Suchteleskope jedes Jahr Tausende von Asteroiden entdecken wäre es nur eine Frage der Zeit bis man einen Kandidaten findet. Die Spektroskopie ist auch aus einem anderen Grund wichtig: Die Gehalte an interessanten Minorelementen wie Germanium (3.000 $/kg), Rhenium (4.000 $/kg), Yttrium und Europium (1.500 $/kg) oder gar Gold (42.000 $/kg) oder Platin (48.000 $/kg) ist stark schwankend. Schon in normalen Eisenmeteoriten mit geringem Nickelanteil sind Funde mit bis zu 0,1% dieser Elemente bekannt. Bei dieser Menge sind diese dann wertvoller als das Nickel und Eisenmeteoriten gibt es anders als Ataxite recht viele. In Ataxiten können sie noch höhere Konzentrationen aufweisen, zudem sind sie leichter gewinnbar als aus Erzen. Basierend auf der Zusammensetzung bekannter irdischen Proben kann eine Tonne Meteorgestein so bis zu 5.000 Dollar wert sein. Ein 10.000 t Brocken also bis zu 500 Millionen Dollar. Das wäre dann selbst nach Abzug der Startkosten mehr als lohnend.

2017 steht die erste Technologiemission an - dann wissen wir mehr.

27.12.2013: Kann die Erde zu einem Eisball werden?

Bei einer Dokumentation wurde ich auf die Theorie des "Schneeballs Erde" aufmerksam. Diese - kontrovers diskutierte - Hypothese postuliert, dass die Erde zweimal kurz nacheinander völlig vereist sein soll, einmal vor 715 bis 680 Millionen Jahren und einmal vor 660 bis 635 Millionen Jahren. Darüber hinaus soll es Indizien geben, dass es vor 2,3 bis 2,2 Milliarden Jahren eine globale Vereisung gegeben haben soll.

Der Mechanismus auf dem die Hypothese beruht ist die einer positiven Rückkopplung. Im Normalfall sind die meisten physikalischen Prozesse negativ gekoppelt, auch biologische Prozesse. Das bedeutet eine Störung eines Systems wird von diesem ausgeglichen, Die Antwort wirkt der Störgröße entgegen. Eine negative Rückkopplung ist dagegen verhängnisvoll. Die Antwort des Systems verstärkt die Störgröße, der Effekt wird immer größer. Eine heute befürchtete negative Feedback ist z.B. dass die Erwärmung der Meere zum Freisetzen von Methangas aus Clathraten führen kann, das wiederum den Treibhauseffekt verstärkt und so die Erwärmung des Meerwasser noch stärker wird. Bei der Venus soll eine negative Rückkopplung für die heutige Atmosphäre verantwortlich sein.

Schneeball Erde beruht auf einem anderen Effekt: dem unterschiedlichen Reflexionsgrad von Schnee und Meer. Meere haben eine geringere Albedo als Land. Sie reflektieren nur 6% des einfallenden Lichts. Dagegen hat frischer Schnee die höchste Albedo die wir kennen - 90% des Lichtes wird zurückgestrahlt. Eis, reflektiert immerhin noch 40% der Strahlung. Die Albedo der ganzen Erde liegt heute bei 30,6%.

Nun resultiert, wenn man einen atmosphärenlosen Körper betrachtet für jeden Körper eine Gleichgewichtstemperatur, bei der sich Strahlungszufuhr von der Sonne und Abstrahlung des Körpers die Waage halten. für die Erde in ihrer heutigen Form liegt diese Temperatur bei 255 K, also -18°C. Real liegt sie aber bei 288 K, also +15°C. Die Differenz ist der Atmosphäre und ihrem Treibhauseffekt zuzuschreiben.

Der große Albedounterschied ist verantwortlich für die Eis-Albedo Rückkopplung. Sie erklärt unter anderem, warum es in den Polgebieten auch im Sommer kalt ist und das Eis nicht vollständig schmilzt, aber auch die Entstehung der Eiszeiten. Die niedrige Albedo von Eis bedeutet, dass auch im Sommer nicht schmilzt. Es reflektiert, obwohl es an den Polen 24 Stunden lang Tag ist und viel Strahlung einfällt den Großteil der Strahlung. Weiterhin benötigt man viel Energie um Eis zu schmelzen, d.h. entsteht es erst einmal so ist es sehr beständig. So können sich in Eiszeiten die Eiskappen von den Polen ausdehnen und sie decken dabei Meer aber auch Land ab. Damit sinkt aber zumindest regional die Albedo ab, das Sonnenlicht wird vornehmlich reflektiert, die Lufttemperaturen sinken (nicht nur wegen des Eises sondern auch wegen der Reflexion). Das ist ein negatives Feedback: dadurch das durch niedrige Temperaturen es mehr Eis gibt, sinken die Temperaturen weiter, weil das Eis Strahlung reflektiert und die Luft darüber abkühlt. Es kann zu einer Eiszeit kommen. Die letzte Eiszeit, von der wir in altem Eisbohrkernen sogar die Zusammensetzung der Luft kennen führte dazu dass sich die Eismassen teilweise bis zum 40 Breitengrad vorschoben.

Jedoch gibt es auch eine Limitation. Am Äquator sollten die Temperaturen jahreszeitlich gleich sein. Es fällt schwer zu glauben, dass dort wo es heute am heißesten ist, jemals die Temperatur so weit abgesunken ist, dass die ganze Erde vereist ist. Auf der anderen Seite lehren uns die Eiszeiten, dass Eismassen sich sehr weit ausdehnen können. Nimmt man nur an das sich die Albedo der Erde auf den von altem Eis verändert (40%), so sinkt die globale Durchschnittstemperatur nur aufgrund der Rückreflexion von Strahlung  um 10 K (Wenn die ganze Erde mit Eis bedeckt wäre), was bedeutet, dass alle Gebiete die heute eine jahreszeitliche Durchschnittstemperatur von 10° aufweisen dann mit Eis bedeckt wären. Deutschland hat z.B. eine Jahresmitteltemperatur von 9 bis 12°C, wäre also vollständig mit Eis bedeckt. Daiber hinaus gibt es ja noch Niederschlag in Form von Schnee, dessen Albedo noch höher ist. Er lässt die Temperatur noch weiter sinken. Würde die gesamte Erde von frischem Schnee bedeckt sein, so wäre die Gleichgewichtstemperatur ohne Atmosphäre nur bei 157 K - das ist dann schon ziemlich kalt. Allerdings ist das hypothetisch und das leitet zu den Gegenargumenten über.

Wenn die Temperatur sinkt, verdampft auch weniger Wasser. Damit gibt es weniger Neuschnee und der der alte Schnee und Eis haben eine höhere Albedo. Mehr noch. Besser als Schnee reflektieren Wolken die Strahlung. Sie sind heute dafür verantwortlich, dass die Albedo trotz der dunklen Meere 0,306 beträgt. Fallen die Wolken weg und das dürfte der Fall sein, wenn die ganze Erde vereist sind, so fällt kein Schnee mehr und ein kompletter Eisball hätte nur eine Albedo von 40% - zu wenig als dass die ganze Erde vereisen könnte.

Auf der anderen Seite ist Wasserdampf das wichtigste Treibhausgas in der Atmosphäre. Beim heutigen Treibhauseffekt ist es zu 62% an diesem beteiligt. Kohlendioxid mit 22%, bodennahes Ozon mit 7% und der Rest aller Gase mit 9%. Der Treibhauseffekt beträgt 33 K. Ursache des "Schnellballs Erde" soll eine Verringerung des Kohlendioxids sein. Doch selbst wenn heute das gesamte Kohlendioxid wegfallen würde, würde dann der Treibhauseffekt nur um 22% fallen, das wären 7 Grad. Das ist trotzdem viel. Bei der letzten Eiszeit war vor 21.000 Jahren, das wissen wir durch Eisbohrkerne, die tatsächlich noch Eis aus dieser Zeit enthalten (gewonnen in Grönland und der Antarktis) die Temperatur um 5-6 K niedriger als heute. Das Kohlendioxid hatte nur 70% der Konzentration des vorindustriellen Wertes, Methan nur 50%. Diese unproportionale Veränderung zeigt aber schon das Problem, das auch heute der Klimamodellierung zu schaffen macht: Das Klima verhält sich nicht linear und alle Einflüsse sind miteinander verwoben. Denn ein Fallstrick liegt schon im ersten Satz: Da Wasserdampf zu 62% am Treibhauseffekt beteiligt ist beeinflussen Veränderungen des Wasserdampfgehaltes den Treibhauseffekt stark. Und hier gibt es eine erneute negative Rückkopplung. Wasserdampf entsteht durch verdampfendes Wasser, vor allem über dem warmen Meer. Über Eis verdampft kaum Wasser, weil es eine sehr hohe Verdampfungsenthalphie hat. Kalte Luft kann auch nur wenig Wasserdampf aufnehmen, ohne das er auskondensiert. Die Menge ist hier nicht linear. Sinkt die Temperatur beispielsweise von 16 auf 12 Grad, so kann ein Kubikmeter Luft anstatt 13,6 nur 10,6 Gramm Wasserdampf aufnehmen. Eine Reduktion der Temperatur um 4 Grad entspricht hier einer Reduktion der Wasserdampfmenge um 30%. Damit sinkt auch der Treibhauseffekt.

Es gibt auch geologische Befunde, das die Erde nicht vollständig vereist war. So fand man Wellenrippel von Meeresströmungen die zum Erliegen kämen wenn die ganze Erde mit Eis bedeckt ist. Mehr noch - ohne Energiezufuhr von außen, weil das Eis nicht nur reflektiert, sondern auch isoliert müssten dann ja die Meere auch noch zufrieren, Wenn die Gleichgewichtstemperatur der Erde unter 0°C liegt kann es keine Meere mehr geben.

Der überzeugendste Gegenbeweis ist aber die Paläontologie. Eine Vereisung vor 2,2 bis 2,3 Milliarden Jahren hätte das Leben noch überstanden. Damals gab es nur niedere Lebewesen die allesamt einzellig waren. Kurz nach dem Ende der Eiszeit (sie wird von manchen dafür verantwortlich gemacht) erschienen die ersten gegliederten Tiere und Pflanze, die fossil überliefert sind. Man geht aber davon aus, das es vorher schon Mehrzeller gab, die eben nur nicht überliefert sind, weil sie keinerlei Schalen und Skelette hat wie Algenteppiche oder Würmer. Sie hätten in keinem Fall eine globale Eiszeit überstanden. Das Eis blockiert einen Großteil des Lichts. Dadurch fehlt die Grundlage für alle Pflanzen die wiederum die Grundlage für alles tierisches Leben sind.

Beendet soll die globale Vereisung durch Vulkan geworden sein, die mehr Kohlendioxid ausstießen. Auch das ist ein Punkt der schwer nachprüfbar ist. Wir wissen das die Aktivität von Vulkanen großen Schwankungen unterworfen ist. Starke vulkanische Aktivität löste das bisher größte Massenaussterben am Ende des Perms aus. Tendenziell erwarten wir in früheren Zeiten eine höhere Aktivität da alle geologische Aktivität von der Temperatur im Erdinneren gesteuert wird und die nimmt durch den radioaktiven Zerfall der drei radiogenen Elemente Thorium, Uran und Kalium laufend ab. Eine zweite Rolle spielt die Sonne. Die Sonne emittiert laufend mehr Strahlung. Als sie ins Hauptreihenstadium eintrat, vor 4,5 Milliarden Jahren hatte sie nur 75% der heutigen Strahlungsabgabe. Ist dies linear, so müsste sie vor 715 Millionen Jahren 4% weniger Strahlung abgeben. Nach dem Modell eines schwarzen Strahlers (also ohne Berücksichtigung eines Treibhauseffektes) würde alleine dies eine Temperatursenkung von 3 K entsprechen - entsprechend leichter wäre natürlich eine größere Vereisung möglich.

28.12.2013: Schon wieder eine Wette gewonnen

Es ist langsam langweilig und auch irgendwie peinlich, wenn ich jede Wette die gegen SpaceX mache und jede Prognose sich als richtig erwartet. Die treuen Blogleser wissen was ich meine: vor 10 Monaten habe ich gewettet das SpaceX es nicht schafft die nominell damals im Launch Manifest gebuchten Starts durchzuführen, genauer gesagt, dass sie mehr schaffen als Arianespace, die damals nur 5 Starts für 2013 angekündigt hatten. Nun hat Arianespace nur vier Starts geschafft weil es Probleme mit der Anlieferung von Satelliten gibt. (Probleme die SpaceX nicht hat, denn dort müssen die Kunden ja warten, der Start von SES-8 war z. B. für den April vorgesehen). Trotzdem haben sie nur drei geschafft, nicht mal die Hälfte der angekündigten. Damit habe ich schon wieder gewonnen.

Nun ja, dieses Jahr soll alles viel  besser werden. Dieses Jahr sind 10 Starts angesetzt (letztes Jahr waren es noch 11 für 2014) zumindest nach Spaceflight Now - inzwischen glauben nicht mal mehr die Nachrichtenportalten der Firma, denn auf ihrer Website sind heute (27.12) noch 15 Starts für 2014 verzeichnet.

Es wäre nun leicht nochmal eine Wette anzubieten, die man 100% gewinnen kann indem man nur die Angaben von SpaceX als Basis nimmt. Das eigentlich sollte ja schon zu denken geben: Wie kann man sonst eine Wette gewinnen, die nur auf den offiziellen Angaben für geplante Starts oder Nutzlasten beruht? Wie kann es sein, das eine Firma eine Rakete baut und wenn man wettet, das sie nicht die Nutzlast transportiert die sie angegeben haben, gewinnt man? Oder wie kann eine Firma 9 Monate vor Jahresende nicht mal wissen wie viele Starts sie in diesem Jahr durchführen wird? Na ja zum Thema "Gläubige" unten etwas mehr.

Aber damit es nicht langweilig wird wette ich mal was anderes und kurzfristigeres:

Wetten das der Iran zwischen dem 1 und 5 Februar 2014 einen Satelliten startet?

In einem Monat sind wir dann schlauer.

Was auffällig ist, ist ja das gerade in Deutschland die Diskussion um die Firma so emotional geführt wird. Ich habe in Kommentaren ja schon von SpaceX Jüngern gehört. Und irgendwas mit Glauben hat es ja zu tun, denn wissen kann man nicht viel, die Firma hat ja eine miserable Informationspolitik. Nur eines verstehe ich nicht: was erhoffen sich die Leute von der Firma? Also in Amerika kann ich den Optimismus noch verstehen. Dort meint man ja in großen Teilen der Bevölkerung sowieso, das die Wirtschaft alles besser kann die als die Regierung und vielleicht erhofft sich der eine oder andere eine Renaissance der US-Raumfahrt. Zumindest würden die USA wenn die Firma Erfolg hat wieder eine Rolle im Satellitentransport spielen, seit 10 Jahren haben sonst die USA nur wenige Satelliten mehr in den GTO transportiert.

Aber in Deutschland? Wenn SpaceX Erfolg hat wir hätten nichts davon. Bisher transportiert die Firma Versorgungsgüter zur ISS. Das haben wir bisher getan. Aber die ATV laufen aus und die ESA will keine neuen. Wenn die NASA Geld sparen sollte wenn sie den CCdeV Endauftrag an SpaceX anstatt Boeing geht (die beiden Firmen sind wohl die Favoriten), dann wird sie das Geld wohl ins SLS/MPCV Programm stecken das unterfinanziert ist. Derzeit sieht es aber eher so aus als ziehe sich das. Gerade erst hat die NASA für 2017 weitere "Sitze" auf der Sojus gebucht.

Das zweite sind kommerzielle GTO-Transporte. Hier ist Arianespace Marktführer. Wenn die Firma erfolgreich ist, dann bedeutet das Verluste für Arianespace, die dann dazu führen, dann sie ESA kurzfristig die Firma subventionieren muss, wie sie es schon einige Jahre lang tat. Es könnte auch die Trendwende zur Ariane 6 bedeuten, da diese ja billiger sein soll und nur Einzelstarts durchführt. Damit wäre sie konkurrenzfähiger (zumindest auf dem Papier). Bei der Ariane 6 wird Deutschland praktisch keine rolle mehr spielen. Die ersten und zweiten Stufen entstehen in Frankreich das Triebwerk der dritten auch, Was übrig bleibt sind dann noch ein paar Tankstrukturen für die Oberstufe. SpaceX Erfolg bedeutet für die deutsche Raumfahrtindustrie also den Verlust von Arbeitsplätzen. Wollen die deutschen SpaceX-Fans das wirklich?

Bleibt noch das ein paar glauben, das die Firma tatsächlich eine Marsexpedition durchführen will oder ihn gar kolonisieren. Ab und an redet ja Elon Musk davon und angeblich glauben auch alle Angestellten daran. Nur das ganze hat einen Haken: mit Marsunternehmen kann man kein Geld verdienen. Sie kosten Geld. Und selbst wenn die Firma die Kosten für ein solches Unternehmen rapide reduzieren könnte, kann sie selbst wenn sie alle kommerziellen Starts und alle US-Starts durchführen würde nicht von den Gewinnen eine Marsexpedition finanzieren. Dieses Jahr sollen es 9 Falcon 9 und zwei Dragons sein. Das macht nach SpaceX Angaben einen Umsatz von 670 Millionen Dollar (58 pro Falcon 9 und 133 pro Falcon 9/Dragon gerechnet). Das ist Umsatz nicht Gewinn. Nimmt man 20% Gewinn an, und das ist eine hohe Quote (die meisten Unternehmen liegen bei 10%) so könnte die Firma 134 Millionen pro Jahr in eine Marsexpedition investieren. Zubrins Mars direct Plan wurde von der NASA auf 55 Milliarden Dollar geschätzt. Selbst wenn SpaceX die Kosten auf die Hälfte reduzieren könnte, so müsste die Firma rund 200 Jahre diesen Umsatz erwirtschaften um eine Expedition finanzieren zu können. Wenn Musk zum Mars wöllte, hätte er ein politisches Amt, anstreben müssen, denn eine Firma wird das nie finanzieren können.


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