Freitag, Juni 02, 2017

Besiedlung des Sonnensystems

Wann kommt die Marskolonie?

Verfolgt man die Medien, könnte man glauben, in wenigen Jahrzehnten wird der Mars besiedelt.
Der sehr erfolgreiche Unternehmer Elon Musk, Gründer von Tesla,  kündigt an, in zehn Jahren Reisen zum Mars anzubieten.
Was ist an diesen Plänen realistisch?

Menschen im Weltall

Energiebedarf

Gehen wir mal davon aus, dass es durch den geschickten Bau neuer Raketen tatsächlich möglich ist, zu einigermaßen vertretbaren Kosten die Erde zu verlassen. Dies ist nicht ausgeschlossen, da die Energie, die eine Reise nach Neuseeland benötigt, nicht größer ist, als die um einen Menschen in eine Umlaufbahn zu schießen. 
Ein Fernflug benötigt ähnlich viel Energie als ein Weltraumflug. (Mit optimalen Raketen)

Kleine Berechnung: 
Energiebedarf Neuseeland Flug: Strecke 20.000 km, Energieverbrauch 4 l / 100 km pro Person.
Damit werden 800 Liter Kerosin, eine Art Diesel, benötigt, was etwa 8.000 kWh Energie entspricht. (Kleiner Hinweis für Energiesparer, wer schon mal nach Neuseeland geflogen ist, hat mehr Energie verbraucht als er in 10 Jahren an Strom verbraucht!)
Um auf einer Umlaufbahn um die Erde zu kommen, muss man mit ca. 8 km/s fliegen. Damit hat jedes Kilogramm eine Energie von E = 1/2 m v² = 0,5* 64000000 J = 8,9 kWh/kg. Ein Mensch, inklusive einer Raumkapsel, wiegt im Beispiel 900 kg, was eine Energiemenge von 8.000 kWh, der Energie für den Hinflug nach Neuseeland, entspricht!

Donnerstag, April 20, 2017

Mars für Jedermann

Die Invasion der Mars Roboter

Das ist kein neuer Roman von Orson Welles, der die Invasion der Marsianer auf der Erde beschrieben hat, sondern eine Idee, wie Menschen in Kontakt mit dem Mars kommen ohne extreme Kosten zu haben und hohe Risiken einzugehen.
Der 11 kg schwere erste Marsrover Sojourner aus dem jahr 1997 von der Nasa [1]

Der Marsrover für jedermann

Was wünscht sich der kleine Sohn zum Geburtstag? Ein ferngesteuertes Auto!
Und dann wünschen sich Männer sicherlich ein großes ferngesteuertes Auto. Aber ein großes Auto haben die Männer ja meist schon, und das steuern eines Modellflugzeugs ist auf Dauer auch langweilig, daher brauchen wir was neues: Ein ferngesteuertes Auto auf dem Mars.

Der Bau des ersten kleinen Marsroboters, der Marsrover Sojourner war eine gewaltige Leistung und auch sehr teuer. Aber wo lagen die Kosten? Wie bei vielen technischen Geräten liegen die Kosten in der Entwicklung der Technik. Diese kann aber bei einer Serienproduktion leicht auf die vielen einzelnen Geräte aufgeteilt werden, wie man etwa am Smartphone sieht. 

Bedenkt man, dass ein Smartphone alle elektronischen Komponenten hat, die ein Marsrover benötigt,
  • Kamera
  • Hochfrequenz Sender
  • Batterie
  • Bewegungssensoren
und man statt des Displays, das auf dem Mars wohl nicht nötig ist, eine Solarzelle montieren kann, ist der Rover schon fast fertig. Es wird noch ein Fahrwerk mit einigen bürstenlosen Motoren benötigt, die sehr günstig verfügbar sind. Das alles sollte zusammen kaum schwerer als 1 kg sein.

Ablauf des Transports, vom Raketenstart bis zur Landung der Marsrover

Der zweite, aufwendige Teil einer solchen Reise ist der Transport zum Mars und die Landung. Dazu gibt es in Kürze eine leistungsfähige Mars Rakete von SpaceX, der Weltraumfirma von Elon Musk. Wenn ich Elon Musk richtig verstanden habe, dann will er Menschen zu Kosten im Bereich von einer Million Dollar zum Mars senden. Da mindestens tausend Kilogramm Material pro Mensch transportiert werden müssen, sollte der Transport von einem Kilogramm Material zum Mars im Bereich von tausend Dollar liegen. 

Damit die kleinen ferngesteuerten Autos auf dem Mars auch gut gesteuert werden können, sind sicher ein Relay-Satellit in der Marsumlaufbahn sowie Empfangszeit bei entsprechenden Radioantennen auf der Erde, nötig. Dies kann alles die Kosten nach oben treiben, verteilt sich aber auf die vielen kleinen Roboter.

Gehen wir mal von tausend kleinen Mars Rovern aus, die in eine Rakete passen und vielleicht in Bündel mit jeweils hundert Stück per Fallschirm auf dem Mars landen. Wenn jeder für "Seinen" Roboter einen fünfstelligen Betrag zahlt, dann sollte solche eine Mission in den nächsten zehn Jahren leicht möglich sein. 

Marsroboter als kleine Forschungsplattformen

Die vielen Marsrover, an jedem Landeplatz sind es etwa hundert kleine Fahrzeuge, können jetzt ihre Umgebung erforschen. Welche Steine sind zu finden? Aufnahmen der Umgebung aus unterschiedlichen Perspektiven. Anfahren von Zielen die interessant aussehen und hochauflösende Bilder der jeweiligen Stellen.

Wenn man sich vorstellt, jede Hochschule hätte so einen kleinen Rover, wie fasziniert würden die Studenten neue Ideen umsetzen? Da die Kosten geringer sind als die Anschaffung einer neuen Tafel in der Hochschule, kann es eigentlich nicht an den Kosten scheitern.

Wissenschaft demokratisieren

An vielen Stellen in der aktuellen Forschung können heute viele Menschen mitmachen. Ob man nur den eigenen Rechner zur Verfügung stellt oder aktiv Daten analysiert, etwa im Planet Hunters Projekt [2] bei dem neue Planeten und der spannende Stern "Tabby's Star" entdeckt wurde, die Wissenschaft profitiert von den Ergebnissen und die aktiven Teilnehmer lernen viel.

Bisher war Weltraumfahrt ein Unterfangen von kleinen technischen Eliten. Daher war die direkte Ausstrahlung auf die Gesellschaft neben dem "Hollywood" Effekt eher gering. Wenn aber viele Menschen an Themen, die außerhalb unseres Planeten liegen, Interesse zeigen, dann könnte auch jeder mehr Verantwortungsgefühl für unseren Planeten bekommen.

Der Flug zum Mars für Menschen ist nach meiner Meinung heute noch nicht möglich, da die Risiken und Kosten zu hoch sind, auch wenn sich in der Raketentechnik im Moment viel tut. Aber warum nicht einen natürlichen Zwischenschritt gehen, erst suchen die Menschen mit ihrem Marsrover nach einem schönen Platz auf dem Mars und erst später, wenn weitere Fortschritte entstehen, kann man vielleicht selbst dorthin fliegen.

Wann geht es los?

Jetzt ist die Zeit, eine Firma zu gründen, die das umsetzt. Einige gute Studenten in der Robotik und Informatik sollten die technische Entwicklung der kleinen Rover gut voranbringen. Bei Elon Musk kann man schon mal eine Marsrakete reservieren. Bei SpaceX ist man sicher über Zwischenschritte zum bemannten Marsflug erfreut. 

Geschickte Marketing-Menschen sollten die nötigen Mittel leicht auftreiben, denn mit Träumen kann man immer Geld verdienen.

Ich wünsche mir, dass es kein Traum bleibt.
sondern zu einer Innovation wird


Quellen:


Donnerstag, März 30, 2017

Die Milchpackung

Komplexitätszunahme in unserer Welt

Das einfachste Produkt, das ein Mensch zu sich nehmen kann, das jeder kennt, ist Milch. Neben der Muttermilch, die alle Menschen kennen, trinken viele Menschen seit etwa 8.000 Jahren Milch von Kühen und einigen anderen Tieren.
Als ich ein Kind war, war die Welt noch sehr einfach, es gab eine Milchkanne, mit der ging meine Mutter zum Krämerladen, der Krämer schöpfte aus einer großen Kanne drei Liter mit einer Schöpfkelle und die Milch wurde nach Hause getragen. Dort, je nach Bedarf abgekocht und getrunken.

Und warum heute so komplex

Ich werfe jeden Tag beim Frühstück einen Blick auf die Milchpackung und staune, was da alles steht. Ich habe geradezu das Gefühl, die Packung zeigt in einem Mikrokosmos die Komplexität unseres Alltags und die Spitze der Bürokratie.

Frische Vollmilch

Eigentlich geht es nur um frische Vollmilch, oder frische Milch wie wenige Zeilen später steht, aber was meint man eigentlich mit frisch? Eine Milch, die schon mehrere Tage alt ist, was man aber nicht merkt, weil sie pasteurisiert wurde und daher länger (als was?) haltbar ist, also immer noch frisch?

Wenn auf der Packung auf einer Seite dreimal frisch steht und einmal FRISCHE in Großbuchstaben, entgegen schreit, so muss die Milch einfach frisch sein!

Allerdings steht da, mindestens haltbar bis zu einem Datum das noch eine Woche in der Zukunft liegt. Und damit man die Präzision der Frische besser versteht: Bis um 12:54 am 03.04.17, danach droht Unheil, kurz nach dem Mittagessen ist es dann, minutengenau, wohl mit der Frische vorbei.

Die Milch wurde aber noch weiter gequält, insbesondere pasteurisiert und homogenisiert. und länger haltbar gemacht.

"Die frische Vollmilch (3,5% Fett sind eigentlich nicht die 3,8% die die Kuh geliefert hat!) wird durch ein spezielles Verfahren kurzzeitig hocherhitzt und ist dadurch länger haltbar." Lese ich, gekocht, pasteurisiert, was auch immer da gemacht wird, toll.

Was unsere Eltern noch ahnten

Milch gehört in den Kühlschrank, aber das weis heute natürlich niemand mehr, daher "Bei unter +8°C mindestens ..." und an anderer Stelle auf der Packung "Bei unter +8°C mindestens haltbar bis: siehe Oberseite" und dann der 'überraschende' Hinweis: "Auch nach dem Öffnen kühl aufbewahren".

Meine Mutter sagte immer Milch ist gesund, aber mit so einfachen Worten kann man niemanden mehr überzeugen, schon besser mit exakten Angaben, so steht da hervorgehoben was von 38% des Calciumbedarfs eines Erwachsenen

Ich gehe mal davon aus dass Männer und Frauen, Junge und Alte, Sportler und Büromenschen jeweils anders sind aber wichtig ist die Präzision mit der die Kuh wohl das Calcium eingelagert hat.

Und schon geht es weiter mit der Gesundheit und dem durchschnittlichen Nährwert. Es genügt nun nicht, einfach Fett, Eiweiß und Kohlehydrate aufzuführen, nein, wir lernen rechnen. 

Wenn 100 ml (ich hoffe jeder weis was ml ist!) 3,6 g Fett enthalten, dann enthalten 250 ml 5,3 g Fett.
Ein Glas sind 250 ml und das ist 1 Portion = 1 Glas (250ml), was schon oben stand. Da es jetzt sehr exakt wird, gibt es Fußnoten, erst mal ** und dann * aber die Lesereihenfolge ist ja bei jedem anders. Wir lernen jedenfalls, dass (8.400kj / 2.000 kcal) die Referenzmenge für einen durchschnittlichen Erwachsenen ist (Alter, Geschlecht, Gewicht? egal).

Selbstverständlich geht es jetzt nochmals um das Calcium, wovon 120 mg in 100 ml sind. Wieviel unser Durchschnittsmensch braucht erahnt man schon, wird aber nie erwähnt.

Und jetzt geht es bei der Rechenübung weiter: Die Packung enthält 4 Portionen, wer hätte das gedacht bei einem Liter, vermutlich wissen doch nicht alle was ml bedeutet.

An zentraler Stelle steht dann noch "Ohne Gentechnik" was will uns das sagen, dass die 40 Liter Kühe von heute die gleichen sind wie vor 8000 Jahren als man Rinder erstmals eingepfercht hat? Ich gehe jede Wette ein, dass die Gene gezielt vom Menschen durch Zucht verändert wurden, aber wem interessiert das. Mich schon und ich finde es ja gut, dass wir preiswerte Milch kaufen können dank erfolgreicher Genveränderung, aber "ohne Gentechnik" steht wirklich auf der Packung, siehe Foto.

Ein Liter

Ein Liter ist ein Liter, aber das genügt natürlich nicht, daher lese ich "1 LITER e"

Ist das jetzt ein spezieller europäischer Liter, keine Ahnung, aber das e scheint so wichtig zu sein, dass es immerhin viermal auf der Packung steht unter anderem als 1Le, und ich dachte, dass bei uns das gesetzliche Maßsystem metrisch ist und damit eigentlich alles klar ist.

Achtung Werbeblock

Eine Packungsseite ist jetzt ein Werbeblock, im Internet würde man sagen Banner, in dem ich erfahre:

Super Verpackung, bekomme ich auf, kann ich leer machen und die Vitamine bleiben drin. Allerdings, welche Vitamine? Davon war erstaunlicherweise nie die Rede und das Element Calcium wird wohl in jeder Verpackung überleben, wie es sich für ein stabiles Element gehört.

Als nächstes meldet sich ein Grüner (R) Punkt und eine FSC Karton, der aus "verantwortungsvollen Quellen" stammt. Noch einige weitere (R) registrierte Zeichen wie ein missglücktes Schaf  (oder ist das ein Baum?) erscheinen.

Rätselseite

Jetzt kommen die Informationen, die eher als Rätsel für den Frühstückstisch gedacht sind. Da steht DE BY 77723 EG soll das Bedeuten, in Deutschland gibt es Bayern das auch in der EG (war das nicht EU?) ist. Und die Nummer 2213015, Jackpot?

Oder die Angabe "Pure-Pak classic", wie sieht Pure-Pak gold aus? Darüber in allen Farben des Regenbogens weitere geheime Zahlen Zeichen 

 Und jetzt ab in den Untergrund, die Packungsdesigner haben natürlich keine Fläche ausgelassen, auch der Packungsboden ist bedruckt

 Da gibt es auf schwarzen Hintergrund ganz viele XXXXXX und weitere Codes. Was bedeutet die "gelbe Fahne" Pinkelstrahl Kuhstall?
Und ein QR Code den zumindest mein Smartphone nicht lesen kann. 
Zur Abrundung noch dreimal der Barcode für die ALDI Kasse. und damit ist jetzt Ruhe in der Milchbar.
Ich hoffe ich habe Sie mit dieser Expedition in die Welt der Umverpackung nicht gelangweilt.