Mittwoch, März 27, 2019

Dauerhaft Sommer- oder Winterzeit?

Sommerzeit oder Winterzeit

Politiker sind für mich schwer verständlich, aber die aktuelle Diskussion verstehe ich überhaupt nicht. Es gibt Pläne, die "Sommerzeit" dauerhaft einzuführen!

Warum Sommerzeit

Die Ursprüngliche Idee war, in der Kriegswirtschaft des I. Weltkriegs, die Menschen eine Stunde früher an die Werkbank zu bewegen. Das ist unter den Bedingungen des Kriegsrechts mal so verabschiedet worden. Nach Kriegsende wurde es wieder aufgehoben, ein weiterer Krieg und schon war die "Sommerzeit" wieder da. Danach wurde sie wieder aufgehoben, dann kam der Nahost-Konflikt, Ölpreis-Steigerung und wieder "Sommerzeit".
Jetzt herrscht wieder Friede im Land und diese unsägliche Zeitumstellung soll wieder abgeschafft werden. Das wäre sehr schön, gäbe es da nicht einen absurden Vorschlag: Dauerhafte Sommerzeit.

Was bestimmt die Uhrzeit

Seit die Menschheit die Zeit misst, gibt es eine Regel: Um 12 Uhr steht die Sonne am höchsten.
Das führt dazu, dass um ca. 6 Uhr die Sonne aufgeht und um 18 Uhr die Sonne wieder untergeht. Aufgrund der Lage der Erdachse verlängern sich im Sommer die Tage und im Winter sind sie eben kürzer. Das kann auch ein Parlament nicht ändern,
Wenn man glaubt, irgendetwas würde besser, wenn um 13 Uhr zukünftig die Sonne am höchsten steht, weil man eine Jahrtausende alte Tradition aufgibt, dann kann ich einfach nicht begreifen, wozu das gut sein soll?
Der Tagesablauf beginnt sich dann zu verschieben, da der Tag, oder besser das Tageslicht, eine Stunde später kommt, stehen die Leute statt um 6 Uhr um 7 Uhr auf, gehen um 13 Uhr in die Mittagspause statt um 12 Uhr und verlassen eben erst um 18 Uhr das Büro statt um 17 Uhr, weil die Arbeit damit ja nicht weniger wird!
Das Kino fängt dann um 21 Uhr an statt um 20 Uhr und so weiter. Es ist eine absolute Fiktion, dass es in irgendeiner Weise einen Vorteil gibt, da der Tag ja weiterhin 24 Stunden hat, nur die Uhr geht permanent um eine Stunde falsch.

Winter und Sommer

Bei uns ist das Wort Winter aufgrund des rauen Klimas nicht so beliebt wie der Sommer. Aber die beiden Jahreszeiten können überhaupt nichts für den Namen Winterzeit. Die Tatsache, dass zum Glück bisher im Winter die normale Astronomische Zeit galt, darf nicht zu einer sprachlichen Abwertung der Normalzeit führen. Es ist nicht die "Winterzeit" es ist einfach die normale Zeiteinteilung die Menschen seit ewigen Zeiten nutzen und die so gelungen ist, dass sie als eine der sehr wenigen Kulturleistungen weltweit Anwendung findet. Alle Uhren auf der Welt haben zwei mal 12 Stunden und um 12 Uhr Mittags zeigt der Zeiger nach oben um den Höchststand der Sonne zu symbolisieren. 

Danke für das Lesen

Vielen Dank, dass Sie so weit gelesen haben und ich denke, die Argumente sind so überzeugend, dass niemand dauerhaft die "Sommerzeit" will. Geben Sie die Gedanken weiter, nur so kann man verhindern, dass ein derartiger Unsinn wie "Dauerhafte Sommerzeit" von der EU eingeführt wird.

Ihr Blogger Eduard Heindl

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Montag, März 18, 2019

Autonome Weltumrundung ohne Energie

Ein Flug um die Welt

Historisch gab es schon viele Weltumrundungen, angefangen bei Magellan, dessen Schiffe  (1519-1522) die Welt umrundet haben, er selbst hat die Umrundung leider nicht überlebt. Ein unbekannter indonesischer Übersetzer, der in Lissabon eingeschifft wurde, war aber der erste, der tatsächlich die Welt umrundet hat.
Nach dem Roman "In 80 Tagen um die Welt", vielen erstaunlichen Einhand Segeltörns um die Welt und inzwischen buchbare Weltumrundungen in wenigen Urlaubstagen suche ich eine neue Herausforderung, wie wäre es mit einem Segelflugzeug, das die Welt umrundet?

Kann man autonom die Welt umrunden

Erstmals hat der russische Satellit Sputnik 1957 die Erde umkreist, auf einer Bahn im Weltall, das ist sicherlich schwierig, aber keine Weltreise in dem Sinn wie ich sie hier beschreiben will. Es geht um eine Reise, die von einem Startpunkt auf der Erdoberfläche beginnt, aber die Atmosphäre nicht verlässt. 

An meiner Hochschule in Furtwangen gab es dazu schon einmal ein kühnes Projekt "Relationship", ein Segelschiff, das in der Nordsee startet und selbstständig um die Welt segeln sollte, bis es an den heimischen Ufern wieder anlandet. Leider durfte das Schiff nur bis Lissabon fahren weil das Seerecht eine Weltumrundung eines autonomen Schiffs nicht erlaubt. Sehr zum Ärger der Studenten und Professoren an der Hochschule Furtwangen, die ein so großartiges Teamprojekt nicht zum Ende bringen durften.

Ein Segelflugzeug

Wie wäre es aber mit einem Flugzeug, besser einem Segelflugzeug?
Segelflugzeuge brauchen fast keine Energie zum fliegen.

Ein Segelflugzeug kann mit wenig Energie unglaublich weite Strecken zurücklegen, da es die Kraft des Windes und der Thermik nutzt. Die wenige Energie, die zum Steuern notwendig ist, können Batterien in Zusammenarbeit mit einigen Solarzellen liefern. 
Ein bemanntes Flugzeug, das nur Solarzellen für den Antrieb nutzt, hat die Welt schon umrundet, Solar Impulse 2, gestartet in Abu Dhabi, kam es nach einem Jahr, es gab eine lange Unterbrechung in Japan, wieder zum Startpunkt zurück.

Wie weit kann man Segeln

Normale Segelflugzeuge sind zunächst einfach durch den Piloten begrenzt, der ja nach einiger Zeit Schlaf benötigt und Tageslicht für die Steuerung nutzt. Der Streckenrekord für einen Dreiecksflug wurde von Ohlmann 2003 aufgestellt und liegt bei über 3008 km! Eine Strecke, die fast 10% einer Weltumrundung sind.
Ein ferngesteuertes Segelflugzeug könnte weit kommen.
Doch wo liegt das Limit, wenn der Flug nicht durch die fliegerischen Gewohnheiten limitiert ist sondern ein automatisches Segelflugzeug auf eine Weltreise geht?
Das erste Problem dürfte die Nacht auch deshalb sein, weil Segelflug stark von der Thermik abhängt, in der Nacht gibt es keine Aufheizung des Bodens und damit kaum "Thermikschläuche". Dabei besteht allerdings die Möglichkeit, dass zumindest über warmen Gewässern eine ausreichende Thermik existiert, damit zumindest die Nacht überbrückt werden kann.

Eine Alternative stellt der Wind über Gebirgen dar, der verschiedenen Wellen in den Luftmassen verursacht und damit sehr hilfreich sein kann, nicht zuletzt einige Segelrekorde wurden an den Anden geflogen, die hervorragende Leewellen erzeugen. Ein unbemanntes Segelflugzeug könnte dabei auch wesentlich größere Höhen ohne großen Aufwand nutzen.
Zudem gibt es Großwetterlagen die ebenfalls ausreichend Auftriebschancen bieten.
Eine neue interessante Beobachtung ist, dass Albatrosse den Scherwind an der Meeresoberfläche nutzen um fast unbegrenzt zu segeln.

Fliegen wie ein Albatros im Scherwind. (Quelle: Spiegel)


Bei ausreichender Kenntnis der globalen Windsituation ist es also verlockend, ein ferngesteuertes Flugzeug auf eine Reise um die Welt zu senden.

Wann startet der erste Versuch

Was mich abhttps://heindl.blogspot.com/2011/11/wir-werden-alle-fliegen.htmler an dieser Stelle verwundert, dass ich von einem derartigen Unterfangen noch nie gehört habe, das mag an meiner Ignoranz liegen oder an Problemen die ich nicht verstehe.
Zuletzt besteht einfach die Möglichkeit, dass es einfach noch niemand gewagt hat eine derartige Weltreise zu versuchen.

Quellen:

Sonntag, März 10, 2019

Das zweite Atlantis

Eine neue "Insel" im Atlantik

Über Atlantis wurde viel spekuliert, eine runde Insel im Atlantik auf der Wohlstand und Friede herrschte. Wenn es diese Insel nicht gibt, warum nicht eine neue Insel bauen?
In diesem Blog will ich ein phantastisches aber nicht unrealistisches Projekt beschreiben, wie eine "Insel" im Atlantik uns einige Sorgen nehmen könnte.

Wie baut man eine Insel?

Vor der Küste Dubais wurden durch Sandaufschüttungen mehrere neue Inseln geschaffen, aber das ist im Atlantik, der fünftausend Meter tief ist, nicht machbar. Wenn ich hier also von Insel spreche, dann beschreibe ich eine neuartige schwimmende Plattform, die künstlich hergestellt wird.
Diese Plattform soll groß sein, fangen wir mal mit einem Quadratkilometer an, bedenken aber, dass die Technik auch für 100 km² oder weit mehr Fläche geeignet sein soll. Das Meer ist ein Ort, dem man nicht leicht Raum abtrotzen kann, daher muss man versuchen, möglichst wenig mit den Wellen in Kontakt zu kommen und das aggressive, salzhaltige Wasser des Meeres möglichst zu meiden.
Daher wird das neue Island auf dem Atlantik schweben, durch eine Luftschicht gehalten.
Eine schwimmende Insel auf einem Luftpolster
Die Insel besteht daher aus einer großen Fläche festen Materials, um das eine Schürze aus widerstandsfähigem Gummi läuft. Zwischen dem Wasser und der Oberfläche befindet sich eine Luftschicht, die unter Druck steht und damit die Oberfläche um einige Meter (ca. 10 m) anhebt, so dass sie sicher über den Wellenbergen liegt. Die Schürze muss zudem so tief in das Wasser eintauchen, dass die Wellentäler keine Öffnung für die Luft im inneren der Konstruktion ermöglichen. Sicherheitshalber wären auch hier zehn Meter ein geeignetes Maß. Am unteren Rand ist die Schürze mit schweren Material, etwa verankerte Felsblöcke, beschwert. 

Die Baukosten

Der Inselboden muss aus einem seefestem, stabilen Material bestehen, damit man beim Betreten der Insel nicht einsinkt. Man bedenke, dass auf der Insel auf Dauer auch LKW Verkehr möglich sein soll. Dafür könnten verklebte Glasscheiben eine gute Wahl sein. Glas ist eines der billigsten Baumaterialien und sehr stabil.
Modernes Glas ist sehr Robust, wie dieser Biker auf Solarpanels demonstriert!
Ein Quadratmeter Flachglas kostet etwa 5$ und wenn man fünf Schichten verklebt, wie es bei Panzerglas üblich ist, kommt man auf einen Quadratmeterpreis von 25$. Für einen Grundstückpreis auf einer Insel die schön im Atlantik gelegen ist, kein schlechter Start.

Die Kosten der Schürze hängen nur linear vom Durchmesser der Insel ab und bei großen Inseln sollten die Kosten vertretbar sein. Trotzdem eine kurze Abschätzung, bei 20m Schürzenlänge (10 m unter Wasser, 10 m über Wasser) und 1 km² Inselfläche, beträgt die Schürzenfläche 70.000 m² was bei einem Preis von 20 $ pro Quadratmeter Schürzenmaterial den Preis der Oberfläche der Insel um weniger als 2$ erhöht.
Damit die Insel gut funktioniert, gibt es eine solar angetriebene Luftpumpe, die ähnlich wie bei einer Hüpfburg jederzeit Luft unter die Insel pumpt, jedenfalls genau so viel, dass die Insel immer perfekt im Wasser liegt.

Nutzen der Insel

Die Insel kann für die Solarstromerzeugung genutzt werden, wenn darauf großflächig Solar-Zellen montiert werden. Ein großer Vorteil ist, dass eine schwimmende Insel im Ozean außerhalb der Hoheitsgewässer von Staaten wesentlich weniger politische Probleme verursacht, wie der Bezug von Strom aus einem Drittland. Entscheidend ist, wer die Insel baut, oder genaugenommen unter welcher Flagge die Insel schwimmt. Der Stromtransport könnte mit Seekabel erfolgen oder bei Wasserstoffproduktion in Form von Gas. 
Weitere Ideen wären die Landwirtschaft, bei geeignetem Bodenbelag könnten hochwertige Kulturen für Obst und Gemüse angebaut werden. Insbesondere ist es möglich, die Insel so zu verschieben, dass jeweils das günstigste Klima herrscht, etwa Regen, milde aber nicht zu hohe Temperaturen usw. 
Zu guter letzt wäre die Insel auch für den Tourismus nutzbar, allerdings gäbe es keine direkten Sandstrände. Möglich wäre aber die Anlage von flachen Seen und natürlich Hotels. Auch hier ist es wieder möglich jeweils das optimale Klimat zu finden, etwa im Winter einige tausend Kilometer weiter südlich als im Sommer.
Die Insel könnte im Meer wie ein Hoverkraft Fahrzeug reisen.

Faszinierend ist nebenbei bemerkt, dass die Insel fast ohne Kraft verschoben werden kann, da sie ja auf einem Luftpolster schwimmt. Einige elektrische Rotoren, angetrieben von Solarenergie, sollten ausreichen, die Insel, ähnlich wie ein Hoverkraft-Fahrzeug, über dem Meer zu verschieben.
Zuletzt könnte man sich auch vorstellen, sehr große, einfach gestaltete Inseln dieser Art zu bauen um am Äquator Sonnenlicht in das Weltall zurück zu reflektieren. Damit könnte man den Wärmeeintrag in die Ozeane merklich verringern und ein Problem des Klimawandels dämpfen, vielleicht sogar die stärke von Hurrikanes reduzieren! 

Wann wird Atlantis II gebaut

Der zunehmende Flächenbedarf an Land wird unweigerlich zu neuen Lösungen der Landgewinnung führen. Eine schwimmende Insel ist dabei eine preiswerte und sichere Methode günstig optimale Landflächen zu gewinnen.
Wenn es möglich ist, extrem teure Inseln vor Dubai anzulegen, sollte es eigentlich genügend Investoren geben, die aus rein ökonomischen Gründen in das Projekt investieren. 
Meine Schätzung lautet, bis 2040 gibt es Atlantis II

Eine ähnliche Idee habe ich in Schweiz gefunden:
https://www.solarify.eu/2013/01/31/schwimmende-pv-inseln-bei-neuchatel/

Freitag, März 08, 2019

Die sieben Cluster

Sieben Cluster hat die Welt

Heute mal eine sehr fundamentale Betrachtung des Universums und des Lebens. Die Welt ist auf mehreren Ebenen verklumpt (Geclustert) und jede davon ist wohl zwingend in unserem Universum notwendig, damit intelligentes Leben entsteht. 
Die Ursache der Cluster liegt in der feinen Abstimmung verschiedener Naturkonstanten, was über die Multiversen-Theorie leicht erklärt werden kann. Dort wo es eben keine sieben Cluster gibt wird mein Blog nicht gelesen.
Die einzelnen Cluster kommen jetzt nach Größe sortiert, nicht in der historischen Abfolge, die kommt später.
Im Folgenden runde ich immer auf die nächste Zehnerpotenz auf oder ab, so wird aus 80 der Wert 100 usw. es geht hier um Größenordnungen und nicht um Feinheiten von Zahlenwerten, deren Wert man jeweils in Wikipedia mühelos finden kann.
1 = Atomkern, 2 = Molekül, 3 = Zelle, 4 = Vielzeller, 5 = Planet, 6 = Sonne, 7 = Galaxie

1. Atomkerne

Die kleinsten Cluster sind die Atomkerne, bestehend aus Protonen und Neutronen, die wiederum aus Quarks bestehen. Aufgrund der Anziehung durch die Kernkraft und der Abstoßung durch die Elektromagnetische Kraft gibt es 92 stabile Elemente. Ohne diese Elemente gäbe es zweifellos nicht viel Interessantes auf der Erde und natürlich keine Erde. Ein Atomkern hat eine Größe von 10E-14 Meter und eine Masse von 10 E-26 kg, besteht aus mehreren hundert Teilen, wenn man die Elementarteilchen als Basis betrachtet.
Atome, Bild aus meiner Dissertation

2. Moleküle

Aus den Atomen, Kerne mit Atomhülle, können Moleküle gebildet werden. Besonders wichtig werden diese Moleküle, wenn es um das Leben geht. Die DNA und alle Proteine sind Verbindungen aus Atomen, die aus Millionen Atomen bestehen können. Große Moleküle wie die DNA wiegen bis zu 10E-20 kg und können einen Durchmesser von einigen Nanometern (10E-9) erreichen

3. Zellen

Unter bestimmten Bedingungen können sich aus Lipiden Hüllen für Zellen bilden. Eine Zelle ist ein System, das von seiner Umgebung durch die Zellwand abgetrennt ist und in der die chemischen Reaktionen des Lebens ungestört ablaufen können. Ohne Zelle als kleinste lebendige Einheit, die der Darwin'schen Evolution unterliegt, wäre komplexes Leben schwer vorstellbar. Eine Zelle hat einen Durchmesser von etwa 10 Mikrometern (Die Größe schwankt stark je nach Zelltyp) und ein Gewicht von 10E-18 kg.

4. Vielzeller

Wenn sich mehrere Zellen zu einem Zellklumpen zusammenfinden, können sie Aufgaben teilen und wesentlich komplexere Lebensformen bilden. Alle Pflanzen und Tiere basieren auf diesem Prinzip. Der Mensch ist in dieser Entwicklung aktuell das letzte Glied und erreicht beachtliche 100 kg Masse und etwa 1 m Längenausdehnung (wenn der Cluster kauert;-)

5. Planeten

Damit das Leben einen Lebensraum hat sind wohl Planeten aus festen Stoffen notwendig. Diese Planeten können sich nur aus Elementen bilden, die ihren Ursprung in Supranove Explosionen haben. Ein sehr schönes Exemplar ist die Erde, aber auch Mars und die anderen Gesteinsplaneten zählen dazu. Die Gasplaneten sind leider nicht lebensfreundlich. Der Planet Erde hat eine Masse von ca. 10 E25 kg und einen Durchmesser von 10E7 Meter.

6. Sonne

Die Sonne ist ein Gasball aus Wasserstoff und etwas Helium, der dank Kernfusion über Jahrmilliarden kontinuierlich Energie abstrahlt. Diese annähernd gleichmäßige und hohe Energieabstrahlung ermöglicht komplexe thermodynamische Prozesse auf Planeten die umso einen Stern kreisen. Unter günstigen Umständen eben Leben wie wir es kennen. Ein Stern dieser Art hat einen Durchmesser von 10E9 Metern und eine Masse von 10E30 kg. 

7. Galaxie

Die größte Struktur die für das Leben notwendig ist, ist die Galaxie. Durch die "Nähe" zu anderen Sternen ist es möglich, dass sich Gesteinsplaneten innerhalb einer Galaxie bilden, die um neue Sonnen kreisen. Wären die Sterne nicht durch die Dunkle Materie in Galaxien gebunden, wäre der Abstand für die Bildung von Sternen und Planeten im Weltall viel zu groß. Unsere Galaxie hat einen Durchmesser von 100.000 Lichtjahren was einer Entfernung von 10E21 Metern entspricht. Die Masse besteht aus 100 Mrd. Sonnen also etwa 10E41 kg sichtbare Materie und mit der Dunklen Materie etwa das Fünffache.
1 = Atomkern, 2 = Molekül, 3 = Zelle, 4 = Vielzeller, 5 = Planet, 6 = Sonne, 7 = Galaxie


Zeitliche Entwicklung

Am Anfang war der Wasserstoff, wie es Hoimar von Ditfurth in seinem Buch beschrieben hat, erst nach der Explosion von Sternen entstanden die entscheidenden "metallischen" Elemente. Dies geschieht seit 12 Milliarden Jahren, unser Weltall ist 13,8 Mrd. Jahre alt..
1 = Atomkern, 2 = Molekül, 3 = Zelle, 4 = Vielzeller, 5 = Planet, 6 = Sonne, 7 = Galaxie
Für das Alter der Moleküle bedarf es kühler Planeten ein mittleres Alter von 8 Mrd. Jahren habe ich hier relativ willkürlich eingesetzt. 
Einzeller gibt es auf der Erde wohl seit 3,5 Mrd. Jahren und Vielzeller seit 500 Mio. Jahren. Die Erde und unsere Sonne sind 4,5 Mrd. Jahre alt, die Galaxie vermutlich über 10 Mrd. Jahre.

Der Mensch liegt in der Mitte

Der Mensch ist ein Cluster aus der Kategorie Vielzeller. Es gibt genau drei Cluster die kleiner sind und drei Cluster die größer sind. Betrachtet man sowohl Größe wie Gewicht, liegt der Mensch, wenn man einen logarithmischen Maßstab verwendet in der Mitte. Warum das so ist ist schwer zu sagen. Eine Ursache könnte sein, dass es in der Mitte die meisten Möglichkeiten gibt. 
Für Atomkerne gab es nur ca. 100 Konfigurationen und auch die Zahl er sichtbaren Galaxien ist begrenzt (100 Mrd.?). Die Komplexität liegt in der Mitte am höchsten. Und ohne Zweifel sind Vielzeller die komplexesten Strukturen, denen wir bisher begegnet sind.

Ob diese Beobachtung nur einen zufälligen Zusammenhang zeigt oder ein tiefliegendes Phänomen von Universen mit Leben ist, könnte weitere Forschung zeigen, zu der ich hier gerne einen Anstoß gebe.

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