Die Dynamische kontrabarie als lösung des astrautishen problems
- Paper ID
IAK-52-17
- author
- company
- country
Germany
- year
1952
- abstract
Viewing the present stage of rocket development/ there seems to be a high degree of certainty that the artificial satellite program will be carried out with chemical propellant rockets. Also small interplanetary expeditions^ such as to the planet Mars could be achieved by using chemical propellants, however with considerable expenditure of time and materials, Por still farther destinations, new energy sources for the propulsion of space vehicles will have to be found. The application of nuclear energy for heating an inert working fluid has already been taken into consideration.2) However, it is definitely questionable whether such a method of propulsion will ever be used practically due to the extremely high temperatures involved. In order to avoid the limitations of rocket propelled space vehicles, several authors 3,4) have tried to develop new propulsion methods, eliminating the principle of rocket propulsion. Especially, efforts were made to find a generalized solution of the astronautical problem. The astronautical problem may be formulated as followss "A space vehicle is to leave the gravitational field of a celestial body with least expenditure, carrying a payload, to travel to another celestial body as a destination with a minimum loss of energy and to contact this celestial body^ if necessary, the space vehicle is to return to its place of departure. Also, the space vehicle is to be guided and controlled by intelligent beings." Therefrom result the requirements as to the range, minimum energy expenditure and maneouverability of such space vehicle. x) The following is an introduction to the meso field theory by Heim . This theory results one of the generalized solutions of the astronautical problem. In the beginning of this theory, the definition "Space vehicle" is precisely formulated in a most generalized form. This definition explains that the space vehicle is a specific arrangement of ponderable matter being capable of carrying out an "astronautical mission". The term "astronautical mission" again is fully explained by the definition of the astronautical problem above. First, the space vehicle will be subject to accelerated motion against an acting gravitational field. It is known to physicists who studied the general theory of relativity that gravitational waves will originate whenever inert mass is accelerated. The general theory of relativity however treats this case for restricted fields and matter only. Therefore, a formalism had to be developed which was not subject to the limitations of the general theory of relativity. Heim established a 6-dimensional field theory and in these investigations he found a third type of field besides the known two, the gravitational and electromagnetic fields. This field was named "meso field". It may be of interest to point out in this connection, that such a third field was already postulated by another author 4)> derived by an entirely different mathematical method but achieving the same results independently. This field now is described as being capable of two different actions. The first state of the meso field (the contrabaric state) transforms a material phenomenon or change of state directly into ponderomotive action by emission of gravitational waves. In other words, there results an accelerated motion. If energy is liberated as electromagnetic waves (a change corresponding to the conditions of contrabaric transformation) this originating electromagnetic field may cause, through the contrabaric state of the meso field, an originating field of gravitational waves, i.e. the liberated electromagnetic energy may directly be transformed into kinetic energy (accelerated motion). The other action of the meso field (the dynabaric state) may be used for direct liberation of purely electromagnetic energy from matter without waste products or generation of heat. The propulsion is achieved by first liberating electromagnetic energy and then transforming it directly into accelerated motion as stated above. This liberation of vast energies necessitates very strong forces and one may think of considerable acceleration effects inside the space vehicle. However, by a specific shaping of the space vehicle and certain installation of the field generators, acting accelerations may be compensated within the space vehicle. Thus, a human being would not have any sensory perceptions of the acceleration acting upon the space vehicle. The shape of the space vehicle as well as the distribution of the field generators can be calculated from certain formulae of the meso field theory. Such a propulsion method excells by the possibility of achieving very high accelerations and thus velocities of about 10,000 km/sec can be easily obtained. Furthermore, there is no problem or difficulty in carrying sufficient amounts of fuel. With such a space vehicle, not only interplanetary,but also interstellar expeditions would become possible. Wenn man den heutigen Stand der Raketentechnik betrachtet, so ist es offensichtlich, dass man das Projekt der Aussenstation mit Hilfe von Haketen mit chemischen Treibstoffen durchführen wird. Selbst kleinere interplanetare Expeditionen, wie z.B. zum Mars (l), konnen noch mit chemischen Treibstoffen erfolgversprechend pro^ektiert v/erden, jedoch schon mit sehr grossem Aufwand an Zeit und MaterifuL, Für noch grossere Expeditionen im interplanetaren Raum mtissen ergiebigere Energiequellen gefunden werden. Die Verwendung von Energien aus Kernreaktionen zur Aufheizung einer Stützmasse sind bereits vielfach dis- kutiert worden (2). Jedoch ist es infolge der überhohen Temperaturen sehr frag- lich, ob man diese Methoden iiberhaupt einmal realisieren kann. Um die Beschrankungen, die einem Raumschiff im allgemeinen anhaften, auf- zugeben, haben verschiedene Autoren versucht (3) (4), Antriebsmethoden zu ent- wickeln, bei denen das Raketenprinzip nicht mehr gültig ist. Besonders wurde eine allgemeinste Losung des astronautischen Problems gesucht. Das astronau- tische Problem kann folgendermassen formuliert vrerdens "EIN RAUMSCHIFF soil mit einer bestimmten Nutzlast und mit rnoglichst kleinem Aufwand das Schwerefeld eines Himmelskorpers verlassen, sich mit geringstem Energieverlust zu einem bestimmten zweiten Himmels bewe- gen und kontakt mit diesem aufnehmenj falls erforderlich, soli das RAUMSCHIFF wieder zu seinem Ausgangsort zurückkehren. Dabei soil ein sol- dies RAUMSCHIFF von intelligenten Lebewesen gesteuert werden". Damit entstehen also Forderungen nach grossier Reichweite, geringstem Energieaufwand und weitgehendster Manovrierbarkeit eines solchen Raumschiffs. Im folgenden soil eine Einführung in die Mesofeldtheorie von HEIM (3) gegeben werden» Diese Théorie resultiert eine der geforderten optimalen Losun- gen des astronautischen Problems. In der Théorie wurde zunachst der Begriff "RAUMSCHIFF" in allgemeinster Form definiert. Diese Definition sagt aus, dass ein Raumschiff ein Fahrzeug ist, das einen "astronautischen Flugauftrag" durch- fiikren kann. Was ein "astronautischer Flugauftrag" ist, kann man leicht aus der Formulierung d.es astronautischen Problems ersehen. Zuerst soil nun dieses Raumschiff eine beschleunigte Bewegung entgegen der Wirkung eines Gravitationsfeldes durchführen. Dem Relativitatstheoretiker ist es bekannt, dass Gravitationswellen auftreten, wenn eine Masse beschleunigt wird. Die allgemeine Relativitatstheorie behandelt dies nur für den Fall schwa- cher Felder. Deshalb musste ein Formalismus geschaffen werden, der nicht den 'Einschrankungen der allgemeinen Relativitatstheorie unterliegt. HEIM benützte eine 6-dimensionale Feldtheorie zu diesem Zweck, und im Laufe der Untersuchun- gen fand er neben den zwei bekannten Feldtypen, dem Gravitationsfeld und dem , elektromagnetischen Feld, noch ein drittes Feld, welches er Mesofeld nannte. Es dürfte von Interesse sein, dass vollkommen unabhangig und mit einer voll- kommen anderen mathematischen Méthode (4) auch ein solches drittes Feld pos- tuliert wurde, das genau mit dem Mesofeld übereinstimmt. Diesem Feld werden nun zwei Wirkungen zugeschrieben. Der erste Zustand des Mesofeldes (der kon- trabarische Zustand) transformiert ein materielles Geschehen, eine materielle Zustandsanderung, direkt in ponderomotorische Wirkung unter Aussendung von Gravitationswellen. In anderen Worten, es tritt als Folge eine beschleunigte Bewegung auf. Wird Energie in Form elektromagnetischer Wellen frei (ein Vor- gang, der den kontrabarischen Transformationen genügt), so kann das entstehen- de elektromagnetische Feld von Gravitationswellen erregen, d.h. die freiwer- dende Energie kann unmittelbar in Bewegungsenergie umgewandelt werden» Die an~ dere Wirkung des Mesofeldes (der dynabarische Zustand) kann zur direkten Er~ zeugung von rein elektromagnetischer Energie aus Materie verwandt werden. Es ist in diesem Falle so, dass Materie ohne Abfallprodukte vollstandig in elektromagnetische Wellen umgewandelt wird. Damit dürfte die Antriebsmethode er~ klart sein. Durch die grossen freiwerdenden Energieen treten auch sehr grosse Krafte- wirkungen auf und man wird zunachst eine starke Beschleunigungswirkung (nach OBERTHs Andruck) im Innern des Schiffes erwarten. Jedoch ist es tatsachlich so, dass durch eine ganz bestimmte Formgebung des Schiffes und Anordnung der Felderreger, im Innern des Schiffes jede Beschleunigungswirkung ausgeschaltet werden kann; die Bewegung erfolgt also andruckfrei. Formgebung des Schiffes, sowie Anordnung der Felderreger lassen sich mathematisch aus bestimmten Be- ziehungen des Mesofeldtheorie ermitteln. Die Überlegenheit einer solchen Antriebsmethode liegt im Erreichen über- hoher Beschleunigungen, Geschwindigkeiten um 10 000 km/sec werden dabei kein Problem darstellen. Ferner bereitet die Mitführung von ausreichenden Mengen an Treibstoff keinerlei Schwierigkeiten mehr. Derartige Antriebe würden nicht nur interplanetare, sondern auch interstellare Expeditionen ermoglichen.