Lukas' Blog

102. Blogeintrag (So, 18.07.10)

Radwechsel fällig

Ha, mein Triumph -- ich lag wohl mit meiner Einschätzung zum Öl-Debakel gar nicht so falsch, wenn man dem kürzlich in der BaZ veröffentlichen Artikel "BP wird sehr wahr­scheinlich pleitegehen" mit Ölmarktspezialist Jeff Rubin Glauben schenkt. Auch wenn nun mal eine erste Hürde genommen wurde und temporär kein Öl ausfliesst, heisst das nur gerade, dass sich die Situation gerade nicht verschlechtert. Zudem scheint es mit dem neuen Verschluss gemäss Spiegel auch schon wieder Probleme zu geben. Da ich genau weiss, dass die Meinungen diesbezüglich auseinender gehen, gibt's heute eine Neuheit auf LuGra.ch: Ein echter Blog inklusive Kommentarfunktion. Das passt auch zum Umweltschutz (ganz trendy!) -- jetzt ist Recycling angesagt. Ich habe ja kürzlich demonstriert, wieviel ich schon geschrieben habe. Nun seid Ihr gefragt: Haut in die Tasten und kommentiert die Beiträge. Einzige Bedingung: Kein PPP (Persönliches, Privates oder Publikatives)! Im Gegensatz zu meinem Gästebuch gibt's hingegen keinen Schimpfwortfilter. (Der wirkungsvollste aller Filter war der "Merkel-Filter".)

Technisch entferne ich mich vom Grundsatz, das Rad neu zu erfinden, und setze das gratis erhältliche Wordpress ein. Nicht, dass ich davon begeistert wäre -- es ist mehr sowas wie eine Hassliebe -- aber der Aufwand, meiner textdateibasierte Blogsoftware Kommentarfunktionalität hinzuzufügen, wäre einfach zu gross gewesen. Nicht, dass ich nicht wenigstens darüber nachgedacht hätte und Papierservietten und Briefumschläge vollgekritzelt hätte, wie sich diese Funktion noch hätte reinmurksen lassen können... Aber genug der Modalverben. Wordpress bietet eine Unmenge an möglichen und unmöglichen Erweiterungen an, die teilweise gar kompatibel sind. So hat aber das Übersetzungsmodul nicht ganz 100% funktioniert. (Wer will schon kleinlich sein?) Es gibt dafür so geniale Module wie jenes für Facebook; man darf gespannt bleiben. Bisher habe ich die Blogeinträge von heute an Rückwärts bis Juni 2009 eingestellt -- und es kommen wöchentlich weitere hinzu.

Aber wechseln wir zum eigentlichen Thema: Kürzlich musste ich bei meinen Inlineskates die Räder ersetzen. Diese waren nach 406 km komplett runter gefahren. Und mit "komplett" meine ich wirklich komplett: Am linken Schuh waren die zwei hinteren Räder bis auf den Kunststoffnabe abgenagt, was kein besonders gutes Fahrgefühl mehr gibt. Es holperte und schepperte, schliff und kniff, bis ich fast in hohem Bogen vom rohen Teer in die Büsch' geflogen. Für gerade mal USD 10.99 konnte ich bei Amazon acht Räder (ohne Kugellager) erstehen. Der Austausch ging dann problemlos und es wäre langweilig, wenn ich weitere Worte darüber verlieren würde.

Die Frage des Tages ist wesentlich interessanter: "Wieviele Atome streift man beim Inlineskaten eigentlich auf die Strasse ab?" (Hinweis: Moleküle wären interessanter, doch das überlasse ich dem geneigten Leser.) Dazu brauchen wir etwas Statistik gemäss meinem Trainings-Logbuch. Ich fuhr also 406 km, dabei hat sich der Raddurchmesser von 78 mm auf 63 mm (!) verringert. Die Radiusdifferenz beträgt also 7.5 mm. Bei einem mittleren Radumfang von 221 mm hat es sich bei 406 km also 1'833'104 mal gedreht. Bei jeder Umdrehung wurden 4.09 nm auf die Strasse abgerollt -- dies entspricht ganz grob 41 Atomschichten (100 pm "Atomdurchmesser"). Da vier Räder hintereinander kommen, liegen also pro Fuss jeweils 164 Atomlagen auf der Strasse. Gut zu wissen! Kein Wunder, sind die Räder so schnell abgeflitzt. Vielleicht sollte ich auf Rollbrett umstellen, insbesondere beim verlinkten Modell dürfte es wesentlich länger bis zum ersten Radwechsel dauern...!

Hat es denn was genützt, die Räder zu wechseln? Oh ja, und wie! Ich hätte mir gedacht, dass ich damit vielleicht 2..4% schneller unterwegs sein würde, doch weit gefehlt. Ich bin 29% schneller unterwegs. Für meinen Standard-Parcours durch den Tom Brown Park brauchte ich nur noch 49 min anstelle von zuletzt 69 min. Damit hat sich meine Durchschnittsgeschwindigkeit von 8.8 km/h auf 12.4 km/h erhöht (man muss bedenken, dass hier einige Steigungen und Treppenstufen dazwischen sind).

Was tut sich so in Sachen Raumfahrt? In Europa sind die sechs Neuen gerade vom lustigen Überlebenstraining zurück und diesseits des Atlantiks diskutiert der US-Senat einen weiteren Shuttle-Flug. Letztere schlagen gar noch viel weitreichendere und visionärere Änderungen am NASA-Kurs vor, doch ich bin nicht so sicher, wie realistisch diese sind. Senator Bill Nelson (in STS-61C zusammen mit Charly Bolden, dem heutigen NASA-Administrator, der einen ganz anderen Kurs einschlägt) ist ja nicht gerade für seine Zurückhaltung bekannt, wenn es um Kritik am neuen NASA-Kurs geht.

Und in Sachen Computer? Neben dem umstrittenen IEEE-Artikel zu Multicore-CPUs macht vor allem das iPhone von sich reden. "Ist das iPhone 4 Apples Vista?" fragt Kevin Turner. Aber genug davon. Auf eine interessante Flash-Applikation bin ich gestossen, als ich mich für den Besuch des neuen Harry-Potter-Themenparks vorbereitet habe: Augmented Reality Map. Unbedingt ausdrucken und vor die Webcam halten! Und der Park ist übrgens auch einen Besuch wert. Aber der Renner in Sachen Digitales ist doch eher die Musikbranche, die von sich reden macht. Obwohl sie gerade von Bieber degradiert wurde, sind die 247 Millionen Aufrufe von Lady Gagas "Bad Romance" sehr eindrücklich, wobei ich mich einfach nicht entscheiden kann, was cooler ist: wie Lady Gaga auszusehen (Michelle Phan) oder wie sie zu singen (Nataly Dawn from Pomplamoose Music). Ich empfehle übrigens sowohl bei Michelle [z.B. die Augen] als auch bei Nataly [z.B. die grenzgeniale Umsetzung von My Favorite Things -- wobei die Pomplamoose-Seife gerade ausgegangen ist] ein bisschen durch die Videos zu surfen!

PS: Leute, kuckt Euch "Inception" an -- am besten im normalen IMAX, da leider nicht als 3D-Version gezeigt! Der Film ist echt eine Wucht und wohl der beste seit "Avatar". Darauf kann ich nur Marvin zitieren: "Nicht dass sich jemand darum scheren würde, aber das Restaurant ist am andern Ende des Universums."

101. Blogeintrag (Di, 22.06.10)

Kasperlitheater am Golf von Mexiko

Eigentlich wollte ich ein paar Worte zum (teilweise) erfolgreichen Falcon 9 Start schreiben. Doch das haben andere schon zur Genüge getan und genau analysiert. Interessierte sollen beispielsweise bei Bernd nachlesen. Also ein paar Worte zum Thema Geschirrspüler? Nein, es geht zwar auch um die Reinigung, doch das Thema von heute ist etwas delikater: Das Kasperlitheater am Golf.

Kasperlitheater?!? Klingt für die grösste Umweltkatastrophe der Vereinigten Staaten ziemlich frech. Nun, wie komme ich darauf? Ganz einfach: Wäre die Regierung tatsächlich daran interessiert das Leck zu stopfen, dann würden sie die Navy hinschicken und Schluss ist. Keine Ahnung, was die machen würden, doch dort sind die Experten. Vielleicht reicht es ja, wenn man das Steigrohr hydraulisch zupresst? Kaltververformung von Stahl sollte nicht allzu starke Negativeffekte auf die strukturelle Integrität haben, wenn ein hinreichend kleiner Pressverformungswinkel angestrebt würde (z.B. <5°). Mit dem richtigen Stempel sollte das eigentlich hydraulisch gehen. Selbstverständlich unterhalb des Blow-out-Preventers! Aber ich habe es nicht simuliert und bin kein Experte in Strukturdynamik.

Was ich sagen möchte: Es ist total unfair, BP das Problem lösen lassen zu wollen. Ich meine, wie sollen die das denn anstellen? Die haben weder das Wissen noch die Mittel dazu. Mit Öl oder Geld können sie das Leck ja nicht stopfen :-) Ich möchte auch an IXTOC 1 erinnern. Dort hat es neun Monate gedauert, bis das Leck versiegelt war. Und dort war das Wasser nur 50 m tief (Deepwater Horizon: 1600 m) und die Leckrate betrug nur 30'000 Fass pro Tag (Deepwater Horizon: 60'000 Fass). Täglich die gleichen Bilder im Fernsehen von den Leuten mit Gummistiefeln und Schaufeln, die tagein, tagaus das angespülte Öl wegkratzen. Und der arme Tony Hayward nimmt einen Tag frei, geht segeln, und die ganze Welt prügelt auf ihn ein. Hey Leute, nur zur Information: Er ist nicht Schuld am Leck! Er bewegt sich innerhalb der Regeln der Marktwirtschaft und deshalb ist sein Optimierungskriterium das Kapital (und diesen Job erledigt er glaub ziemlich gut). Wenn schon die Schuld zugewiesen werden soll, dann sind die Gesetze und ihre Durchsetzung schuld. Und alle, die zuschauen und Öl konsumieren.

Man darf spekulieren... Die Amerikaner sind ja nicht dumm. Weshalb also möchte man das Problem nicht lösen? Werfen wir doch einen Blick auf die positiven Aspekte der Ölpest:

• Arbeitsbeschaffung (hohe Arbeitslosenquote in Louisiana, Mississippi, Alabama)
• Ablenkung von anderen Problemen (Afghanistan, Gesundheitsreform, Kreditkrise)
• Internationalen Grosskonzern melken (vgl. Toyota, Novartis, UBS...)
• Vereinfachte Argumentation zu Gunsten erneuerbarer Energie (Förderung lokaler Firmen)
• Reduzierung der Ölförderrate in den USA (Vorräte reichen länger, werden wertvoller)
• Förderung von eigenen Kleinunternehmen (Corexit von Nalco Co; Roboter-Zentrifugen von Costner)

Das ist pure Spekulation. Aber: Wäre ich in der Regierung, dann würde ich genau gleich vorgehen. Nur wird es leider wie immer auf dem Buckel der Natur ausgetragen! Und gemäss aktueller Neuigkeiten gar auf Kosten der Gesundheit der Bevölkerung...

100. Blogeintrag (So, 16.05.10)

LaTeX und MS Word

Ich bin also ein "Freefaller", einer der auf dem Bauch einschläft. Damit steht mein Charakter fest: Ich bin dreist, kontaktfreudig und kritikscheu. Ich dachte immer, das steht für die Freude am freien Fall, der Schwerelosigkeit und dem Geschwindigkeitsrausch. So kann man sich täuschen...

Es kommen ja ständig Hiobsbotschaften vom Ölleck im Golf. Ich möchte die Sache nicht verharmlosen, doch trotzdem etwas den Wind aus den Segeln holen. Da heisst es also, dass täglich 800'000 Liter (200'000 Gal) Öl austreten. Eine Zahl mit dermassen vielen Nullen weckt Emotionen. Aber ist das wirklich so viel? Gemäss David Letterman (7.5.2010, 6:58) ist das nicht nur "leaking" oder "gushing" sondern gar "spewing". Doch das sind nicht einmal zehn Liter pro Sekunde, also 0.00926 m³/s. Der Rheinfall hat bis zu 1250 m³/s. Oder ein besserer Vergleich: Die Space Shuttle Startrampe wird mit etwas mehr als dieser Menge Wasser während gerade mal 41 Sekunden geflutet. Oder vergleichen wir es mal so: Der Golf von Mexiko umfasst (von mir geschätzte) 2 bis 3 Mio km³ Wasser, d.h. also auf 2 bis 3 * 10¹⁵ m³ Wasser kommen pro Sekunde 10^-2 m³ Öl. Das Bohrloch leckt bereits seit knapp einem Monat. Gemäss Wikipedia sind bald 100'000 Fass Öl (entsprechend 15'900 m³) ausgelaufen. Wer nachrechnet, merkt, dass die Zahlen nicht ganz zusammenpassen. Da kommt über die vielen Tage trotzdem ganz schön was zusammen. Das liegt nur noch eine Grössenordnung unter den grossen Oil Spills. Die grössten Öltanker werden mit bis zu 4 Mio Fass beladen. So, der Taschenrechner glüht, ich höre auf... Nach Wochen schlechter Nachrichten und Misserfolgen, heute endlich ein Teilerfolg: Ein Teil des Öls kann in einen Tanker abgepumpt werden, was die Leckrate deutlich reduziert. Trotzdem denke ich, dass man sich auf Ölförderung an Land konzentrieren sollte, wo die Risiken viel geringer sind. Zudem besteht ja eine Technik, wie auch schräg und horizontal gebohrt werden kann, was das Anstechen von submarinen Ölfeldern vom Trockenen aus erlauben sollte: Electric Drilling

Die Atlantis ist zu ihrem wohl letzten Flug aufgebrochen -- ein Bilderbuchstart. Derweil vergnügen sich die sechs Neuen im ESA-Corps mit der Schwerelosigkeit. Anstatt zu den Sternen zu greifen, hat der Todesstern eine neue, äusserst praktische Aufgabe erhalten.

Thema soll heute aber LaTeX sein, ein Satzprogramm um Bücher und andere Schriftdokumente am Computer in sehr hochwertiger Form zu erstellen. Ich kann nicht behaupten, dass ich ein grosser Fan davon bin. Aber da ich auch kein grosser Fan von MS Word bin (die Version 2007 ist allerdings wesentlich besser als 2003), kann ich ganz frei von Emotionen an die Sache herangehen. Positiv sind: Es ist gratis, die Hardwareanforderungen sind gering, es ist portabel (betriebssystemunabhängig) und das Resultat wird praktisch perfekt. Mathematische Formeln sind ein Augenschmaus. Zudem wird man es wohl auch in hundert Jahren noch lesen können. Nachteilig sind: Es ist nicht WYSIWIG (what you see is what you get), d.h. man muss im Texteditor schreiben und es danach kompilieren. Die möglichen Bildformate sind stark eingeschränkt und teilweise speicherhungrig (EPS/PS). Es ist manchmal auch sonst etwas umständlich: Jedes Paket hat seine Versionsnummer -- wehe, wenn Paket X in Version Y mit Paket Z in Version V nicht kompatibel ist. Dann geht das Geschrei los...

Ein weiterer Vorteil: Man wird sozusagen automatisch typografisch geschult: Wo braucht's Ligaturen, stimmt das Kerning (Unterschneidung), gefällt mir der Satzspiegel? Blocksatz ist plötzlich nicht mehr nur ein Knopf in Word. Soll das Dokument für Bildschirm oder Ausdruck optimiert werden? Aha, verschiedene Schriftsätze haben verschiedene Optimierungsfunktionen (Einsparung von Druckertinte? Lesbarkeit am CRT? Oder doch LCD?). Und dann möchte ich natürlich einen optischen Randausgleich, wenn es mit "microtype" schon so leicht geht. Damit werden Kapitälchen erst noch leicht gesperrt.

Der Hauptvorteil ist meines Erachtens die komplette Entkopplung von Inhalt und Format. So kann ich zum Schluss in der Präambel noch schnell auf A5 umstellen -- so geschehen in meiner Diss. Da die Bildgrösse relativ definiert ist, reicht wirklich das blosse Ersetzen von "a4paper" durch "a5paper", um aus einem A4-Buch ein A5-Buch zu machen; notabene beide mit perfektem Satzspiegel. OK, ein paar "Overfull H-Boxes" treten auf und müssen von Hand korrigiert werden. Aber eben trotzdem kein Vergleich zu Word. Mein Wunsch an Word: Komplette Entkopplung der Formatvorlagen vom Inhalt. Wie wär das?!

Wer noch mehr zum Thema "LaTeX vs. Word" wissen möchte, der darf mal hier vorbeischauen:

• Eine knappe Übersichttabelle gibt's im Wiki des Open WetWares. Sozusagen die Manager-Version eines LaTeX-Vergleichs.
• Dario Taraborelli lässt sich über die Schönheit von LaTeX aus, was wirklich lesenswert ist. Er beschreibt auch schön das falsche Kerning und den Beschiss mit den Kapitälchen in Word.
• Und die meines Erachtes allerbeste Webseite zum Thema gibt's von Matthias Mühlich. Er hat einen 1:1-Vergleich angestellt, über den der Laie staunt und sich der Fachmann wundert.

...und zudem zum Thema passend gibt's heute was ganz Besonderes: Einen LaTeX-Parser. Klickt mal drauf und Ihr werdet staunen! Wer's lieber kompiliert mag, kann sich auch das PDF anschauen. Das ist nämlich ein weiterer Vorteil von LaTeX: Man kann es problemlos selber einlesen oder auch erzeugen erzeugen, was lustige Parser-Spielereien ermöglicht. Letztlich handelt es sich um eine leichte Modifikation des HTML-Parsers, den ich für meinen Blog vor Jahren entworfen habe.

...schon verrückt: Mein Blog ist länger als meine Diss :-) Na ja, Geschwätz lässt sich durch nichts ersetzen.

Not that anyone cares, but the restaurant is at the OTHER end of the universe. Und wer's nicht mehr bis dorthin schafft, der kann ja am hammermässigen Speeddating des AMIV teilnehmen.

99. Blogeintrag (Di, 13.04.10)

Fondue à l'Américaine

Wer hätte gedacht, dass ich diesen 100. Blogeintrag (Jubiläum!) im Hilton irgendwo in Houston, TX, schreiben werde? Vielleicht ist es der letzte Blogeintrag. Nicht dass mir die Ideen ausgehen würden, wohl aber die Leser...

Mit vollem Magen nach einem guten Abendessen im Saltgrass fällt mir ein, dass ich schon lange mal wieder ein Rezept bringen wollte. Gemäss Umfrage sind diese ja auch sehr beliebt. Wie wär's mit folgendem Rezept für Kaffee: Soviel Pulver, dass der Kaffee schwarz bleibt, wenn aus Versehen Milch reingeschüttet wird. Habt Ihr gewusst, dass im Tiptopf sogar ein Rezept für Tee drin ist? Teebeutel in die Tasse, heisses Wasser ran, fertig (so ungefähr -- ich habe das Kochbuch hier in Texas gerade nicht zur Hand). Hmm... ich habe sogar ein richtiges Rezept auf Lager: Wie macht man Fondue im Exil? Hier das Rezept.

Man könnte im "New Leaf Market" Emmentaler und Greyerzer oder Appenzeller und Vacherin einkaufen, doch die sind teurer als Toner oder Silber [0.5k Fr./kg] (ungefähr so teuer wie Durckertinte [Fr. 159.- pro 13 ml, also 12k Fr./kg]). Nur Gold [36k Fr./kg] übertrifft den höhlengereiften Emmentaler. Na ja, so ungefähr. Auch für Farbtoner kommt man auf hohe Kosten: 117 g - 69 g = 48 g kosten Fr. 64.- im Digitec (CLP-300 magenta).

Einfach zum Spass, da wir schon davon reden, hier die wertvollsten Güter unserer Kultur:

• Auf 5% U-235 angereichertes Urandioxid
• Gold: 36'000 Fr/kg
• Druckertine: 12'000 Fr/kg
• Toner: 1333 Fr/kg
• Silber: 500 Fr/kg
• Wasser: 1 Fr/kg (in der Flasche)
• Erdöl: 0.75 Fr/kg

Aus Kostengründen ist der Rohstoff für das Fondue deshalb die Alfredo-Käsesauce. Dazu wird ungefähr gleich viel Swiss-Käse zugegeben (alternativ den orangefarbenen American), halb so viel Weisswein aus Kalifornien und möglichst viel Knoblauch. Leider ist die Sache noch etwas zu flüssig, also wird mit Maizena abgeschmeckt. FIGUGEGL!

PS: Kurze Filmkritik -- "Hubble 3D" (IMAX): TOP -- Clash of the Titans 3D: FLOP

98. Blogeintrag (Fr, 12.03.10)

Six Impossible Things Before Breakfast

Na, alle schön ihre Stimme abgegeben bei der Oscar-Wette? Die Oscar-Show ist eine wunderschön inzenierte Modeshow mit Gags und politischen Einlagen, doch mit Filmkunst hat sie nicht mehr viel gemein. Da steht das Filmfestival in Cannes wohl etwas besser da. Ein anderes Kriterium wäre der Beliebtheitsgrad gemäss Box-Office. Da könnte man nur sagen: Tschüss Avatar, hallo Alice!

Letzte Woche war ich an der Première von Alice im Wunderland -- im IMAX 3D -- in der ersten Reihe, halb liegend, mit auf der Reling hochgelagerten Füssen. Super Film, lohnt sich unbedingt. Alles very british... nicht nur die Tea-party. Absalom (gesprochen von Christopher Lee) ist mein Favorit! Hervorragend gespielter Film, doch wie war das mit 3D? Ganz im Gegensatz zu Avatar hat mich diesmal die Umsetzung nicht überzeugt. Es sah ganz so aus, wie früher die Jump-and-Run-Computerspiele: Mehrere hintereinander gestaffelte Flächen, die zwar richtig zueinander scrollen, doch trotzdem flächig bleiben. Die Personen wirkten wie ausgeschnitten vor dem flachen Hintergrund, die Gesichter ohne jegliche Tiefenwirkung, genau wie Super Mario, Sonic the Hedgehog oder Rayman. Und ich denke nicht, dass es daran liegt, dass ich mit der Nase praktisch an der Leinwand klebte.

Ich habe ja schon über 3D geschrieben und meiner Erwartung, dass es sich diesmal durchsetzen wird. So zögere ich den Ersatz meines alten Röhrenmonitors noch etwas raus, weil es dann gleich ein 3D-fähiger Computerbildschirm sein soll. Vielleicht sollte ich es einfach schon jetzt mit einer Shutter-Brille ausprobieren, dann Röhrenbildschirme sind grundsätzlich geeignet. Das andere wäre natürlich ein 3D-Beamer mit zwei Objektiven, jeweils mit einem Polarisationsfilter, der den 3D-BluRay-Inhalt wiedergibt. Vermutlich funktioniert das aber nur mit unversiegelten Silberleinwänden, denn sonst geht durch Streuung die Polarisation verloren. Alternative könnte man dazu natürlich auch dafür eine Shutter-Brille nehmen. Nun sind sogar Webcams in 3D erhältlich (jö, wie härzig...).

Die Rote Königin ist besiegt! Es war ja viel los in den vergangenen Wochen. Zur die Griechenlandkrise äussere ich mich selbstverständlich nicht. Der lang ersehte Hexacore von Intel ist erschienen und begeistert die Testredakteure. Der beste Kommentar schrieb "bluray" mit "Der Gulftown ist eben für jene, die bei der Ausführung von Programmen schneller warten wollen." Nun müsste der Programm Manager endlich schnell genug laufen. Amerika überlegt sich, ob sie vielleicht nicht doch die eine oder andere internationale Norm übernehmen können, ohne gleich einen Gesichtsverlust erleiden zu müssen -- wie zum Beispiel die chinesischen Bauingenieure.

Die Schweizer haben neun Medaillen in Vancouver abgeholt, was 1.2 ppm entspricht. Ziemlich mies ist die USA mit 37 Medaillen, was 0.12 ppm entspricht, oder Deutschland mit 30 Medaillen, was 0.37 ppm entspricht. Kanada kommt auf 0.76 ppm -- schon etwas besser. Ganz eindeutiger Sieger ist Norwegen mit 4.8 ppm! Da hat selbst Österreich mit 1.9 ppm kein Brot; doch immerhin gewinnen sie die Blechwertung. Nun ja, vielleicht wird die Schweiz noch erfolgreicher, falls Olympia definitiv in die Schweiz zügelt.

Ansonsten waren natürliche die Drey scheenschte Dääg ("E rundi Sach"), die ich dieses Jahr voll verpasst habe. Doch immerhin gibt's für Heimwehbasler den Querschnitt auf Youtube. Sehr sehenswert, auch für Fasnächtler und Nichtbasler. Und für Hobby-Regisseure gibt's ja derzeit von Canon und Vimeo einen interessanten Wettbewerb. Ist allerdings für "US Residents" only, also nichts für NR-Aliens...

Yahoo führt in den USA eine interessante Serie zu den ungesundesten Menüs durch. Zur Zeit sind gerade die Hühnchen dran. Bei den Salaten musste ich einmal mehr an die Versteckte Kamera mit Lady Gaga denken. Der echte Schock -- aber gleichzeitig eine schöne Bestätigung -- war der Test der Pommes Frites. Als mich ein kleiner Hunger auf dem Weg zum Disney World überkam, bin ich im Arby's eingekehrt. Auch Wochen später war dieser Müll noch nicht verdaut... Was ist, wenn wir eine Pandemie ausrufen, und keiner wird krank? (Richard Schabas, Welt-Hysterieorganisation WHO)

NASA-Administrator Charles Bolden musste die neue Strategie der bemannten Raumfahrt im Rahmen der Budget-Anhörung 2011 in Washington verteidigen. Die Senatoren (z.B. LeMieux [,Li 'Miu:] und Nelson) scheinen vom neuen Plan gar nicht angetan zu sein, wobei ich vermute, dass es vor allem um den Erhalt der Arbeitsplätze geht. Gerade Florida und Alabama werden sehr hart getroffen, da neben den Arbeitsplätzen im Shuttle-Programm auch jene im Constellation-Programm verloren gehen. Mit der Hochgeschwindigkeitsbahnstrecke zwischen Tampa und Orlando hat zumindest Florida ein technisch-orientiertes Grossprojekt, was vielleicht den Verlust an Arbeitsplätzen etwas reduzieren kann. http://trueslant.com/milesobrien/ Ganz allgemein ist man hier sehr kreativ in der Erschaffung neuer Arbeitsplätze. So sollen zwei neue Kernkraftwerke gebaut und nach Öl und Gas gebohrt werden -- wobei letzteres sehr umstritten ist. So gesehen ist NASAs Anti-Innovation "Ares/Constellation/Orion" (siehe: bigthink.com/burtrutan, ca. Minute 11)) viel besser aktzeptiert. Wenigstens ist man sich inzwischen international einig, dass die ISS bis mindestens 2020 weiter betrieben werden soll. Es wird sogar geprüft, ob ein Einsatz bis 2028 technisch möglich wäre.

Was ja hier in Florida wirklich eine Misere ist, findet weit abseits der Radioberichterstattung statt. Hier ist es so flach wie sonst nirgends. Da wäre vielleicht das hier eine Alternative, wie ich in Florida doch noch fliegen könnte. Nun ja, wenigstens ist inzwischen die Thermik im Aufwind, nachdem das Hundewetter ausgestanden ist und man herausgefunden hat, wie man in Hamburg landet. Ich brauche ein Schwein hier!

Ach, und bevor ich's vergesse: Heute ist mein Nichtgeburtstag! E hiube Hinech

97. Blogeintrag (Di, 16.02.10)

Ist das Space Shuttle altersschwach?

Vancouver/Whistler weitgehend schneefrei, dafür in 49 von 50 US-Staaten gleichzeitig Schnee; ja, das sind wahrlich geschichtsträchtige Zeiten. Wer nun meint, dass Florida den Strich durch die Rechnung macht: Weit gefehlt! Es ist ausgerechnet Hawaii, auf dessen 4205 m hohem Mauna Kea sonst eigentlich fast immer Schnee liegt. Nun gut, vielleicht klappt es das nächste Mal. Die Amerikaner haben jedenfalls einen Namen dafür: Snowmaggedon (Snowpocalypse). Selbst das Weisse Haus ist weiss.

Hier nun die lange versprochene Auswertung der Umfrage: Es haben vier Leute teilgenommen. Davon haben zwei die Umfrage komplett beantwortet. Eine grafische Auswertung erspare ich mir und fasse in Worten die Ergebnisse zusammen. 50% lesen meinen Blog als RSS-Version; der Rest weiss nicht, was das ist, liest den Blog aber täglich beziehungsweise wöchentlich. Drei Leute lesen den Blog in der HTML-Version, jemand teils-teils. Der Blog gefällt allen sehr gut. Lieblingsthema sind meine Bastelergüsse. Gewünscht werden mehr Rezepte und von jemand "generell regelmässigere Einträge". Zwei Drittel sind weiblich; sämtliche Blogleser/innen sind zwischen 30 und 31 Jahre alt und kennen mich persönlich. Das war's -- gehen wir zum Tagesgeschäft über.

Da meine Bastelberichte offenbar gefallen: Wer hat schon einmal ein Vario gebastelt? Ich habe mir hier im Elektor-Forum schon mal erste Gedanken gemacht. Und zum Thema Canton-Lautsprecher (Blogeintrag 92): Die USA-Vertretung möchte "US$91.50 plus shipping". Das ist ja wohl lächerlich. Vielleicht sollte ich mir doch nochmals Gedanken zur Reparatur (Ausbeulung und Zentrierung der Schwingspule) machen.

Immer wieder muss ich mir Spott und Hohn zum Space Shuttle anhören. Vielleicht sollte ich dazu heute ein paar Worte verlieren. Ist das Space Shuttle altersschwach? In jüngster Zeit liest man diese Behauptung gar in der Presse; so auch im Zusammenhang mit den kleinen Unregelmässigkeiten mit dem Hitzeschild bei der aktuellen Mission STS-130 (deren Start ich beinahe beobachtet habe). Ich muss ganz entschieden dagegen argumentieren -- das Space Shuttle ist NICHT altersschwach. Es ist ein Juwel bester Ingenieurskunst und wurde über die letzten dreissig Jahre ständig verbessert und sowieso nach jedem Einsatz generalüberholt. Es ist aber sehr teuer (zu teuer für das jetzige NASA-Budget) und gleichzeitig ist die Sicherheit verhältnismässig niedrig. Aber alles der Reihe nach.

Das Space Shuttle stellt noch immer in vielen Dingen den Stand der Technik dar. So ist der Treibstofftank extrem leicht gebaut und verhältnismässig preisgünstig. Die Haupttriebwerke SSME verbrennen LH2/LOX mit 4480 Ns/kg (Vakuum), was für ein solch grosses Triebwerk nach wie vor unerreicht ist. Das einzige noch grössere Triebwerk mit dieser Treibstoffkonzentration (RS-68) hat mit 4022 Ns/kg (Vakuum) einen deutlich niedrigeren Spezifischen Impuls. Es handelt sich beim SSME um die konsequente Umsetzung des Hauptstromverfahrens, welches hohe Brennkammerdruckwerte (22 MPa) ohne Pumpverluste zulässt. Mit 3177 kg ist es ausserdem sehr leicht.

Die Feststoffbooster SRB sind noch immer die grössten im regulären Einsatz. Die Wiederverwendbarkeit macht sie allerdings etwas schwerer, als unbedingt notwendig. Ach ja, es sind die einzigen, die wirklich wiederverwendet werden. Die P241 (Ariane 5) wären zwar prinzipiell auch wiederverwendbar, doch das wird nicht gemacht. Die SRB sehe ich übrigens nicht als sonderlich riskant (wie man das ab und zu liest oder von Elon Musk hört... Siehe gepostetes Video im letzten Blog-Eintrag). Natürlich waren sie am Challenger-Unglück massgeblich beteiligt, doch aus diesen Fehlern (hauptsächlich betrieblicher/nicht-technischer Natur) hat man gelernt. Einzig der Umstand, dass man sie nicht jederzeit abschalten kann, ist sicherheitstechnisch nicht ganz unproblematisch...

Das Gesamtkonzept ist elegant und gleichzeitig problematisch. Geht man davon aus, dass man wirklich sieben (acht) Astronauten zusammen mit je nach Raumfähre und Orbit über 20 t voluminöser Fracht in den LEO und gar einen Teil an Fracht mit allen Astronauten zurück auf die Erde befördern möchte, dann geht es kaum anders. Ob das wirklich notwendig ist, ist eine andere Frage. Und nun zum Hitzeschild: Es handelt sich um einen wiederverwendbaren Schild, was an sich schon etwas Besonderes ist. Die Wärmeenergie wird über Strahlung und nicht über einen Phasenübergang (Verdampfung) abgegeben. Die Kacheln sind höchst komplex in Form und Material, gleichzeitig aber sehr empfindlich auf mechanische Einwirkung. Weder Hyperschallströmung mit allen Problemen wie Verdichtungsstössen/Prandtl-Meyer-Expansion und Wärmestrahlung/-Leitung überstehen sie ebenso unbeschadet wie Vibrationen beim Start. Hingegen können Polyurethanstücke, wie sie sich beim Start vom Tank lösen können, zu grösseren Beschädigungen führen. Daran ist eigentlich weder der Tank noch die Hitzeschutzkachel schuld, sondern das Gesamtkonzept, dass der Schild beim Start ungeschützt ist. Bei Kapseln ist der Hitzeschild beim Start mit der Oberstufe verbunden und daher ausgezeichnet geschützt.

Die Beschädigung des Hitzeschilds ist aber nur eines von vielen potentiellen Risiken, die man als Folge des technologisch sehr eleganten und fortschrittlichen Raumschiffs in Kauf nimmt. So ist jeder Startabbruch nach dem Abheben der Raumfähre sehr komplex, weil ja nur auf ganz wenigen Pisten (not-) gelandet werden kann -- und das Shuttle keinen guten Gleitwert besitzt, also nicht lange nach Flughäfen suchen kann. Natürlich sind alle diese Notfallszenarien bis ins letzte Detail geplant. Diese haben auch betrieblich einen grossen Einfluss. Beispielsweise muss bei einem Start auch das Wetter in Europa berücksichtigt werden, da hier bei einem Startabbruch notgelandet werden müsste. Dies nur als Beispiel.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass es sich um das wohl anspruchsvollste, interessanteste, potenteste und gleichzeitig empfindlichste, ja gar volatilste, Raumschiff handelt. Dass es über seit bald dreissig Jahren eingesetzt wird, spricht wohl auch nicht gerade dafür, dass es so lottrig ist, wie uns die Tagespresse weis machen möchte. Es ist aber wahr, dass es Zeit für ein neues System ist. Damals in den 70er-Jahren, als es entwickelt wurde, standen viel grössere Geldmittel zur Verfügung und es wurden ganz andere Missionen geplant, als heute durchgeführt werden. Die Sowjetunion hat dies bereits nach einem einzigen Flug der Buran-Raumfähre eingesehen beziehungsweise zwangsläufig (kein Geld) einsehen müssen. Der Vergleich von Buran und Space Shuttle wäre einen eigenen Blog-Eintrag wert, daher beschränke ich mich auf die Erwähung, dass mir der Russische Namen viel besser gefällt (Schneesturm), wie auch die Benennung der beiden Fähren ("Ptitschka" = kleiner Vogel; "Buria" = Sturm).

Jetzt noch ein Wort nach Hause: Liebe Miteidgenossen, habt Ihr eigentlich eine Ahnung, wie gut der Ruf der Schweiz im Ausland und insbesondere in den Vereinigten Staaten ist? Und wieviel davon in den letzten paar Monaten verloren gegangen ist?! Der Sonderfall (Sonderling?) Schweiz baut ja weltpolitisch nur noch Mist. Jetzt reisst euch mal ein bisschen zusammen, das ist ja nicht auszuhalten! Gerade hier in den USA ist der Begriff (die Marke?) "Schweiz" dermassen positiv besetzt, dass es mir zuweilen fast peinlich ist. Aber das Blatt könnte sich schnell wenden, wenn weiterhin so engstirnig politisiert wird. Zum Glück hat Toyota die Schweiz gerade rechtzeitig damit gerettet, indem sie geschickt mit ihrer Gaspedal-Geschichte ein hervorragendes Ablenkungsmanöver lanciert haben :-)

96. Blogeintrag (Sa, 30.01.10)

Gedanken zur Ares I

Ich verstehe das Apple-Bashing nicht; es ist wirklich gemein. Ich meine, natürlich, sie haben mit ihrer Geheimniskrämerei die Erwartungen in den iPad (ich-Damenbinde) sehr hoch geschraubt. Natürlich, als E-Reader taugt das Gerät wegen der falschen Bildschirmtechnologie nicht. Natürlich, als Computer taugt das Gerät wegen des fehlenden Multitaskings (und solchen Details wie Macromedia Flash) ebenfalls nicht. Natürlich, ein Telefon ist es auch nicht. Aber es gibt doch einen prima Bilderrahmen ab. Zudem kann man es als Fernbedienung für die Stereoanlage nutzen. Als Wecker würde es sich doch auf dem Nachttisch gut machen und sieht doch auch ganz chic aus. Und mal ehrlich: Wieso braucht ein Wecker eine eingebaute Kamera? Eben.

Kürzlich bin ich auf ein spannendes, nachdenklich stimmendes Interview mit Jaron Lanier, einem der angeblich profiliertesten Denker der digitalen Welt, gestossen. Dass Google beängstigend viel Macht inne hat, war mir auch schon vorher klar. Und die Sache mit der ganzen Werbung, die ja erst Google zur Weltmacht aufsteigen liess, ist auch nicht neu. Interessant aber, dass Jaron negativ über Wikipedia herzieht. Nun ja, seine Argumente stimmen schon nachdenklich. Und erst Facebook... Am besten gleich selber das Interview lesen.

Aus Abstand betrachtet sind die politischen Entwicklungen in der Schweiz fast noch spannender als sonst. Die New York Times berichtet ja gerne über die Schweiz, so auch diese Woche, sehr prominent im Auslandteil. Diese Minarett-Geschichte wird hier sehr ernsthaft beobachtet und darüber berichtet, wohl mehr, als in der Schweiz selber. Und mit der Zeit weiss man selber nicht mehr, was man davon halten soll. Jedenfalls halte ich den Nebel auf dem Foto aus Wangen b.O. für authentisch, da hat der Korrespondent ganze Arbeit geleistet.

Wer hat den Augustine-Report (Sally Ride!) gelesen? Nichtsahnend habe ich This Week in Space gekuckt, in dem der ASAP-Jahresbericht diskutiert wurde. Mittlerweilen auch heiss auf Spiegel Online diskutiert (siehe Lesermeinungen): Obama will Bushs Mond-Pläne begraben. Das könnte man wohl als Weichenstellung für die nächsten acht Jahre betrachten. Ich möchte mich nun nicht dem Thema dieses Strategiewechsels widmen -- das kommt vielleicht in einem der nächsten Blogeinträge -- sondern der "Ares I"-Rakete, an der ja grundsätzlich festgehalten werden soll.

Wieso brauchte man überhaupt eine neue Trägerrakete? Man wollte vom teuren Space Shuttle wegkommen und wieder ein konventionelleres System einsetzen. Dies verspricht grundsätzlich preisgünstiger zu sein. Dieses System sollte ca. 20 t in den LEO transportieren können. Mit Delta 4 Heavy und Atlas 5 HLV stünden in den USA zwei Schwerlastträger zur Verfügung, doch die NASA hat sich dagegen entschieden. Hauptsächlich aus Sicherheitsgründen: Diese Träger seien nicht "man-rated", und hat dann ein bisschen mit den Zahlen jongliert. Dabei lag die Wahrscheinlichkeit eines Verlustes der Besatzung offenbar etwas zu hoch; doch wie steht es eigentlich mit dem Space Shuttle: 1:65 klingt nicht gerade nach "man-rated"... Ares I soll nun 1:2000 bieten. Früher wurden auch ICBMs (Interkontinentalraketen) in bemannte Trägerraketen umgebaut; so zu beobachten bei der Semjorka/Sojus auf Seiten der Sowjetunion sowie bei Redstone und Atlas, dann später Titan 2, auf Seiten der USA. Wieso ist es heute kein Thema mehr, bestehende Raketen für den Mannschaftstransport umzubauen?

Nun gut, die NASA hat sich für ein neues System entschieden, welches aus bestehenden Komponenten aufgebaut werden soll ("Shuttle derived launch vehicle"). Grundidee war, dass man bewährte Triebwerke und Tanks vom Space Shuttle System übernehmen kann und damit Entwicklungskosten spart. Klingt auch logisch. Daraus ist die Spargel entstanden, welche aus einem Feststoffbooster und einem aufgepropften Shuttle-Tank besteht. Dahinter ist eine gewisse Logik zu erkennen, doch was nun kommt, ist nun definitiv nicht mehr logisch: Man entschied, dass aus einem 4-Segment-Booster ein 5-Segment-Booster werden soll und baut ihn kurzerhand komplett um. Das heisst man entwickelt nun doch praktisch eine komplett neue erste Stufe mit allen Qualifikationstest etc. Und dem nicht genug. Anstatt dass man ein bewährtes Triebwerk für die zweite Stufe nimmt -- es waren zuerst das Shuttle-Triebwerk SSME und dann das Saturn-Triebwerk J2 (J2-S) im Gespräch -- soll es nun doch ein neues Triebwerk J2-X werden. Die Kosten steigen und der Erstflug verschiebt sich.

Die NASA hat nun ein Problem. Das Shuttle soll Mitte Jahr stillgelegt werden, doch Ares I (nach heutiger Planung) ist erst 2014 einsatzbereit. Dazwischen müssen wohl Plätze bei Roskosmos gebucht werden. Hätte man damals auf die Delta 4 Heavy gesetzt, wäre das System vielleicht bereits einsatzbereit. Jedenfalls ist es bei Titan II auch sehr schnell gegangen, als daraus das GLV (Gemini Launch Vehicle) werden sollte. Das ist natürlich spekulativ, doch zumindest Boeing (Hersteller der Delta-Raketenfamilie) hat bereits Pläne vorgewiesen, nach denen sowas möglich gewesen wäre.

Ende gut, alles gut? Hm, da gibt es noch etwas. Die Entwicklung der Ares I verläuft nur halbherzig. Wieso? Eigentlich möchte die NASA nun doch keine *eigene* Rakete mehr, sondern lieber von einem kommerziellen Anbieter einkaufen. Wer nun an Boeing oder Lockheed Martin denkt -- Weit gefehlt; man investiert das Geld in Orbital Sciences, die bisher vor allem Erfahrung mit kleinen Feststoffträgern hat, sowie in SpaceX, die eigentlich noch gar keine Erfahrung hat. Das nennt sich dann "Commercial Orbital Transportation Services (COTS)/ Commercial Resupply Service (CRS)". Dabei wird gar an eine Alternative zur Orion-Kapsel nachgedacht. Wenn das nur gut kommt. Vielleicht hätte man doch besser auf die Augies gehört (s.o.).

Nach diesen nachdenklichen Worten erstmal die Fortsetzung vom letzten Blog. Zwei Nachzügler zu den Nostalgie-Computergames: Magic Carpet. Und natürlich die Lemminge. (Wie konnte ich die bloss vergessen?!) Ich musste mir jedenfalls gerade die DOSBox installieren und Rebel Assault 2 gamen... Es funktioniert alles perfekt und sieht im Aero-Fenster von Windows Vista wirklich cool aus. Siehe Blog-Bild!

Ich konnte mich nicht für einen Link des Tages entscheiden, deshalb eine kleine Liste: Als die Lady noch nicht Gaga war (jööö, megaherzig), Das knochenharte Skelette-Raten (gar nicht so einfach), Die zehn besten SF-Sendungen aller Zeiten. Und zur Umfrage: Leute, so wird das nichts! Insgesamt wurde sie viermal ausgefüllt, davon zweimal unvollständig. Ultimativ gibt's hier noch eine letzte Chance. (Aber nicht mehrmals abstimmen.)

95. Blogeintrag (So, 24.01.10)

Die lange Tradition der Co-Prozessoren

Nun wissen wir also, dass amerikanische Dächer einem Meteoriteneinschlag nicht standhalten. Aber eigentlich viel interessanter ist Lino Guzzellas Hybridkonzept, wofür er völlig gerechtfertigt die Watt d'Or Auszeichnung erhielt. Und wenn wir schon bei Nachrichten vom Poly sind, dann hier VSETHs Pressecommuniqué zu den beleidigenden Vorwürfen bezüglich deutscher Professoren.

Eigentlich wollte ich heute die Umfrage-Ergebnisse präsentieren, doch leider ist dazu die statistische Basis noch zu gering. Also, ich möchte diejenigen, die noch nicht abgestimmt haben, einladen, Eure Meinung kundzutun (3 Seiten).

Die ständigen Fermi-Ankündigungen (und Ab-...) liessen mich mal über Co-Prozessoren nachdenken. Aber alles der Reihe nach. Wie begann das eigentlich mit diesen die CPU unterstützenden Prozessoren? Die erste Anwendung waren Fliesskomma-Rechenknechte. Ich kann mich erinnern, ohne Gleitkommazahlen programmiert zu haben. Das ist recht mühsam -- oder alternativ sehr langsam. So hat Intel zu ihren x86-CPUs die x87-Co-Prozessoren kreiert (Intel 8087, 80287 und 387 -- im Prinzip gab es auch einen 487, aber das war ein Trick). Bei entsprechenden Anwendungen, z.B. trigonometrischen Funktionen, konnten sie zu einem enormen Geschwindigkeitszuwachs führen (angeblich bis 100-fach). Ab dem 486 (nur die DX-Variante) integrierte Intel die Fliesskommaeinheit in die CPU. Und heute erinnert sich (fast) niemand mehr daran, dass es früher separate Chips waren.

Ein nächster Co-Prozessor-Typ spezialisierte sich auf die Grafikberechnung. Als noch Accolades "Winter Challenge" das Mass aller Dinge war (für Nostalgiker: Titus the Fox, Blues Brothers, Prince of Persia, Railroad Tycoon, Dune II, Battle Isle, 4D Sports Driving, Wing Commander, X-Wing, Rebel Assault, Dark Forces, Indiana Jones 3, Monkey Island -- Man merke: Nie den Groove verlieren.), da kamen die ersten Grafik-Beschleunigerkarten auf, wie beispielsweise die Cirrus Logic GD5420. Unvergessen auch die Trident-, S3- und Oak-Karten. Bald reichte der ISA-Bus für die Datenübertragung nicht mehr und musste übergangsweise dem Vesa Local-Bus und dann aber mit mehr Erfolg dem PCI-Bus Platz machen.

Das Besondere an einem auf Grafikanwendungen spezialisierter Co-Prozessor ist die SIMD-Architektur. Gegenüber der klassischen und universelleren MIMD-Auslegung, wie heutige CPUs, werkeln hunderte, vergleichsweise einfache Prozessoren, synchron. In meiner GTX-260 sind das 216 sogenannte Stream Processors. Dies summiert sich auf 1.4 Mia Transistoren, also doppelt so viele wie in meiner CPU (Core i7, Bloomfield). Wobei natürlich die ständigen Verwechslungen bezüglich kurzer und langer Leiter (wie wär's, wenn man das mal normieren würde?) auch nicht gerade zur Entwirrung beitragen. Mit dem integrierten, sehr schnellen und breit angebundenen Speicher führt dies zu äusserst schnellen Rechenspezialisten, welche vermehrt auch für Berechnungen in Forschung und Entwicklung eingesetzt werden. Es gibt gar "Grafikkarten" ohne Monitoranschluss, welche ausschliesslich diesem Ziel dienen. Ich habe mir diesbezüglich für meine CFD-Simulationen auch Gedanken gemacht. Der Fermi-Chip, wie oben erwähnt, ist nun nVidias neueste Kreation und wird heiss erwartet. Es wird sowohl über die Rechenleistung als auch über die elektrische Leistung spekuliert und teilweise verbissen debattiert. Aktuell gilt März 2010 als Erscheinungstermin.

Der elektrische Leistungsbedarf moderner GPUs übersteigt jenen einer CPU deutlich. In Notebooks sind solche "Heizungen" absolut undenkbar; zudem ist diese Grafikleistung oft nicht notwendig. Daher sind für diese Anwedung -- und das macht 90% aus -- verhältnismässig einfach und sparsame GPUs in die Chipsätze integriert. Noch einen Schritt weiter geht Intel mit dem Core i3, welcher in der CPU (gleiches Gehäuse, separate Die) eine GPU beherbergt. Dies ist nicht nur sehr günstig zu fertigen, sondern ein guter Kompromiss für sparsame Computer. Für Intel ist das sowieso vorteilhaft, denn es steigert voraussichtlich ihren Anteil an installierten GPUs. Denn auf eine GPU kann man mit DVD, Blu Ray und bald auch 3D unmöglich verzichten.

Und noch ein Beispiel für einen weit verbreiteten Co-Prozessor: Der Digitale Signalprozessor (DSP) für die Tonausgabe. Nachdem die ersten Soundkarten auf dem Markt geworfen wurden, hat sich gezeigt, dass komplexe Tonsignalmanipulationen, z.B. so simple Dinge wie das Hinzufügen von Hall/Echo, die CPU ganz schön arg belasten. Die erste Creative-Soundkarte mit DSP, die Sound Blaster Live!, hatte einen EMU10k1 an Bord. Dieser DSP bestand aus relativ bescheidenen 2.44 Mio Transistoren (350 nm). Die Audigy hatte dann den leicht verbesserten EMU10K2 mit bereits 4 Mio Transistoren. Richtig zur Sache ging es mit der X-Fi-Lösung, welche je nach Ausführung entweder den EMU20K1 (51 Mio Trans. in 130 nm) oder den EMU20K2 (54 Mio Trans. in 90 nm) beherbergt. Wer hätte gedacht, dass solch ein DSP bereits mehr Transistoren als die CPU meines ehrwürdigen, und bis vor kurzem noch im Einsatz stehenden, Pentium IV aufweisen würde? OK, das stimmt nicht ganz: Erste Pentium IV Serien (Willamette) hatten nur 42 Mio Transistoren, doch meine CPU aus der Prescott-Serie bereits 125 Mio (liegt hauptsächlich am vergrösserten L2-Cache). Ob diese Sound-Co-Prozessoren wohl auch bald in die CPU wandern, ähnlich wie FPU und GPU?

Zusammenfassend beobachte ich bei allen die CPU unterstützenden Prozessoren die folgende Reihe: separate Einsteckkarte -> Integration auf das Mainboard -> Integration in den Chipsatz -> Integration in die CPU.

Da dieser Blog-Eintrag einiges an Nostalgie beinhaltet, hier noch ein Tipp an alle, die mit mir am Mount Hood skifahren waren: Microsofts Bing-Suchmaschine zeigt dieser Tage ein lustiges Hintergrundbild (ca. fünf Tagesbilder zurückspringen -- klickt man ein paar Bilder in die Vergangenheit, kommt plötzlich das Schlangestehen der Skifahrer am Mount Hood). Danke, Martin!

94. Blogeintrag (Sa, 09.01.10)

Es tut sich was in Orlando

Diese Woche erhielt ich die sehnlichst erwartete DVD mit Harry Potter und dem Halbblutprinzen aus Deutschland. Wieso aus Deutschland? Nun, ich war mir zuerst nicht sicher, ob meine umgebaute X-Box auch Ländercode-1-DVDs abspielen kann. Sie kann. Aber das wusste ich damals, als ich die Bestellung aufgab, noch nicht.

Joanne K. Rowlings Bücher zum berühmtesten Zauberer aller Zeiten faszinieren mich schon lange. Doch neben den Büchern vermögen auch die Filme die Atmosphäre super umzusetzen. Dass sie dann auch die Geschichten komplett erzählen, darf man angesichts der über tausend Seiten starken Bücher kaum erwarten. David Yates, der bereits beim Phönixorden (und zur Zeit bei den Heiligtümern) Regie führte, hat auf meines Erachtens brilliante Weise das Buch umgesetzt. Unter anderem durch konsequentes Weglassen, zum Beispiel das Gespräch zwischen dem Premierminister der Muggel und den Zaubereiministern. Oder die Beerdigung von Dumbledore sowie die Trennung von Harry und Ginny. Ich denke aber, dass das Geheimnis für einen guten Film in der Motivation alles Beteiligten liegt. Nicht nur die Schauspieler müssen absolut begeistert von ihrer Arbeit sein, sondern die gesamte Crew; jeder Kameramann, jede Musikerin, jeder Schminker. Sie müssen den Film nicht nur "machen", sondern gewissermassen "leben". So zu lesen beispielsweise auf Wikipedia zu Evanna Lynch: "We had three girls who we thought would be good, but they were going to act Luna, they weren't going to be Luna." Nicht umsonst wies dieser Film im vergangenen Jahr die zweithöchsten Einspielzahlen (nach Avatar) auf. Am ersten Wochenende spielte er weltweit über 354 Mio Dollar ein -- ein Allzeit-Rekord.

Allerdings hat mich neben dem Film, den ich ja bereits vom Kino her kenne, die Zusatz-DVD mit dem Bonus-Material fast genau so beeindruckt. Unbedingt die 2-Disk-Spezialausgabe kaufen, es lohnt sich! Neben einer spannenden Reportage zur Autorin, welche schon für sich alleine den höheren Preis des Doppelpacks rechtfertigt, erfährt man auch von The Wizarding World of Harry Potter (daher der Titel für diesen Blog-Eintrag). Alle anderen, die sich lieber um Geschwätz kümmern, lohnt sich Emma Watson's Leg Goes Missing (inkl. Umfrage).

Und wenn wir gerade bei Umfragen sind... (was für eine hervorragende Überleitung; erreicht fast das Überleitungsqualitätsniveau von Matthew Lewis' (Neville Longbottom) und Alfie Enochs (Dean Thomas) Moderation auf der Bonus-DVD) Ich wollte schon lange wissen, wer eigentlich meinen Blog besucht. Hier geht's zur beinahe anonymen Umfrage. OK, das war's für heute; geniesst die verbleibenden 97% des Jahres!

93. Blogeintrag (Fr, 01.01.10)

Frosty und ParaRobot

Die Weihnachtszeit ist vorbei, die Deko überall weg und im Radio spielt wieder normale Musik. Das mit dem Radio ist hier wirklich sehr ausgeprägt. Bis zum vierten Advent war es noch erträglich, aber danach kam nichts anderes mehr als Weihnachtslieder. Oder dann die Hitparade der Weihnachtslieder. Wisst Ihr, welche Amerikanischen Lieder ganz oben stehen? Da wäre also Frosty the Snowman und selbstverständlich Here Comes Santa Claus. Diese beiden kann ich überhaupt nicht mehr höhren. Dann eine uns sehr bekannte und nicht minder penetrante Melodie bietet Rudolph The Red-Nosed Reindeer. Ein vor allem bei Kindern extrem beliebter Song ist Twelve Days Of Christmas, vor allem wegen des fünften Tages (den Ringen). Da können sie dann so richtig die S** rauslassen :-)

Was gäbe es Schöneres für einen Forscher, als ein frei wählbares Forschungsthema? Was würde ich erforschen? Nun, da hätte ich gerade eine Idee. Ich weiss nicht, wer alles regelmässig Judith Zweifels Homepage besucht. Ich finde extrem eindrücklich, wie sie sich langsam an das grosse Ziel -- Infinity Tumbling -- herantastet. In ihren eigenen Worten "mädchenhaft" (wahrscheinlich daher auch die lustige URL), würde ich das eher professionell nennen. Mag natürlich sein, dass Chrigel Maurer dieses Projekt etwas draufgängerischer angegangen ist. Wieviele Tausend Rhythmic SATs Judith wohl schon geflogen ist? Nun eben zum Forschungsthema: Ich würde gerne einen "Infinity Tumbling"-fliegenden Roboter bauen. Sorry für die schlechte Skizze, ich habe in der Oberstufe Musik statt Zeichnen belegt. Nun, dieser ParaRobot bestünde aus

• 2 Linearmotoren für die Bremsen (blau in der Skizze)
• 1 Linearmotor für die beiden Beschleunigerleinen (eigentlich könnte man doch auch asymmetrisch beschleunigen... aber lassen wir das)
• Optional könnte man noch über einen Notschirm mit zugehörigem Linearmotor nachdenken... Aber nicht im See landen, das mag die Elektronik nicht!
• 1 Motorisch betriebenen Pendel als verschiebbares Gewicht (rot)
• 3 Kraftsensoren (oder Stromrückkopplung), zugehörig zu jedem Linearmotor
• 1 Kamera, welche in die Kalotte schaut -- die Kalotte sollte mit Fadenkreuzen übersät sein, damit die Bildbearbeitung vereinfacht wird
• Zusätzlich Beschleunigungssensoren, Luftdrucksensor (Vario), Staudrucksensor (Tacho), GPS (Position) und natürlich ein schneller Computer und die Stromversorgung (Blei-Akku im Pendel)
• 2 Karabiner für die Gleitschirmbefestigung, 2 Befestigungsschlaufen für die beiden Bremsen und 1 Befestigungsschlaufe für die Beschleunigerleinen.

Wahrscheinlich sind eher zuviele Sensoren vorhanden, die bloss zu einer unerwünschten Redundanz führen. Beispielsweise bin ich nicht sicher, ob die Kamera notwendig ist. Ich kenne mich ja mit Tumblings nicht aus, aber zumindest bei SATs denke ich, dass sie sich nach Gefühl (sprich: 3D-Beschleuningungssensor, Zugkräfte der Bremsleinen) fliegen lassen. Das ginge so: Gewicht auf die Innenseite verlagern und innere Bremse mittelstark (bestimmte Position) ziehen. Warten, bis die Radialkomponente einen bestimmten Wert erreicht. Sobald nun eine Beschleunigungskomponente nach vorne einsetzt ("abkippen" -- kann man das so erkennen?!), wird relativ stark nachgezogen (bestimmte Kraft). Und rein geht's in den SAT! Danach könnte per Gewichtsverlagerung (Pendel) aufgeschaukelt werden, wobei das GPS die Frequenz bestimmt. Oder die innere Bremse wird ganz durchgezogen, bis zu einem Helikopter (SAT to Helico).

Ob das wohl funktionieren würde? Sicherlich wäre die tatkräftige Unterstützung eines Akro-Profis wünschenswert. Ein Gleitschirmproduzent könnte vielleicht Sponsor sein (Advance? Paratech?). Grund: Die Gleitschirme halten das nicht lange durch, was ganz schön ins Geld gehen kann. Ein Helikopterflugunternehmen wäre auch praktisch als Sponsor: So käme man an günstige Heli-Starts. Heli-Gotthard?

Zum Thema Technik: Wenn Ihr wissen möchtet, wie man hier in Amerika Milchzähne zieht und gleichzeitig die faule Katze dazu bringt, sich mal ein bisschen zu bewegen, dann kuckst Du hier.

Ach ja, bevor ich es vergesse: Ich wünsche allen ein erfolgreiches 2010!

92. Blogeintrag (So, 27.12.09)

Wie repariert man Lautsprecher nicht?

Bin gerade intensiv mit einem Buchprojekt beschäftigt, deshalb gibt es heute nur einen kurzen Blog-Eintrag. Nein, es handelt sich nicht um mein eigenes Büchlein (ISBN 978-3-86955-130-2) -- da warte ich noch auf grünes Licht aus Zürich -- sondern um die Korrekturlesung der zweiten Auflage eines exzellenten Büchleins zum Gemini-Programm.

Das heutige Thema: Wie repariert man Lautsprecher nicht? Glücklicherweise sind bei meinem Umzug praktisch keine Schäden aufgetreten, was bei der langen, internationalen Reise doch sehr bemerkenswert ist. Zwei Dinge gingen aber kaputt: Erstens zwei Kondensatoren im Kopfhörerverstärker, die fälschlicherweise als steckbar vermutet wurden und deshalb herausgerissen wurden. Und zweitens eine Lautsprecherbox vom Typ "Canton Plus XL" mit geschirmtem Magnetsystem. Gerade letzteres sorgt für eine grosse Masse am Korb, und so ist eben genau das passiert, was bei einem Korb aus Kunststoff passieren kann: Die Verbindung zwischen Magnetsystem und Korb brach. Für einen Elektroingenieur ist es natürlich immer interessant, wenn ein Ding unerwartet sein Inneres offenbart.

Wie im Bild sichtbar, wurde zusätzlich zu den aus dem Korb herausgerissenen Schrauben auch der Schwingspulenträger aus (perforiertem) Aluminium deformiert. Interessant, dass Canton bei diesem Chassis einen Alu-Schwingspulenträger einsetzt. Dieser sorgt zwar für höhere elektrische Belastbarkeit, doch die hohe elektrische Leitfähigkeit dieses Materials sorgt auch für Wirbelströme und damit für erhöhte mechanische Verluste. Folglich sinkt die mechanische Güte Q_ms (für diejenigen, die sich mit Thiele-Small-Parameter auskennen). Dies reduziert das notwendige Volumen des Bassreflex-Gehäuses, hat allerdings auch eine geringere Tiefbassausbeute zur Folge. Die Perforation sorgt für eine freie Luftbewegung, da bei diesem Chassis keine Polkernbohrung vorhanden ist. Die Spule ist einlagig aus lackisoliertem Kupfer-Runddraht.

Nun begann die Sisyphosarbeit: Mit Hilfe einer Vielzahl sämtlich ungeeigneter Instrumente versuchte ich den Schwingspulenträger zu richten. Bald passte er wieder über den Polkern, schabte aber immer etwas daran. Irgendwann erschien mir das Schaben leichtgängig genug und es ging weiter zum nächsten Schritt: Dem Zusammensetzen. Anschrauben war keine Option, also feilte ich die herausgebrochenen Teile noch etwas zurecht und klebte das Magnetsystem per Metall-Kontaktkleber (Forbo) an. Während des Abbindens des Klebers justierte ich auf minimalen mechanischen Widerstand bei Membranauslenkung per Hand.

Nach vollständiger Aushärtung schraubte ich alles fix zusammen und nahm die Box wieder am Computer in Betrieb. Uäääähhh, Klirrfaktor 250% -- so geht das nicht. Aber mit der Zeit nahm das Kratzen etwas ab. Vermutlich passte sich der Schwingspulenträger langsam dem Polkern an. Als verpasste ich der Box ein wunderschönes Einspielen bei 30 Hz bis 40 Hz. Das Kratzen und Schaben nahm tatsächlich langsam ab und der Klirrfaktor bei Musik reduzierte sich auf beinahe akzeptables Niveau -- jedenfalls bei geringen Lautstärken. Sobald die Lautstärke aber einen gewissen Punkt überschreitet, kommen unsägliche Verzerrungen hinzu.

Was soll ich tun? Ich hänge sehr an diesen Lautsprechern -- nicht nur des Klanges wegen, sondern auch die gefällige Optik in passendem Silberlack. Nun schreibe ich mal Canton an, vielleicht können sie mir ein Ersatzchassis zusenden. Oder mir die Thiele-Small-Parameter des eingesetzten Chassis mitteilen, damit ich ein möglichst ähnliches Produkt finden kann. Fazit: Die Reparatur dynamischer Konus-Lautsprecherchassis ist mit "normalem" Werkzeug nicht zu schaffen. Dem Ingeniör ist manchmal doch etwas zu schwör.

91. Blogeintrag (So, 20.12.09)

Strahlung versus Impuls

Sowas Doofes! Während einer WoW-Session mit viel Rennen respektive Reiten (linke plus rechte Maustaste gleichzeitig) hat plötzlich die USB-Schnittstelle auf dem Mainboard den Geist aufgegeben. Alle acht Buchsen on-board als auch die zwei Buchsen im Gehäuse waren tot, wobei die Speisung allerdings noch vorhanden war. Der ICH10-Chip (sog. "Southbridge") scheint einen Streifschuss erlitten zu haben. Dieses Mainboard ist wirklich alles andere als ausgereift, was mich für ein Intel-Produkt eigentlich verwundert. Ich musste mich ja schon über dieses Mainboard ärgern, als ich feststellen musste, dass kein 64 Bit-Audiotreiber erhältlich ist und ich deshalb eine extra Soundkarte einbauen musste. Aber zurück zum ICH10. Einen Komplettaustausch des Mainboards wollte ich verhindern, weil der Aufwand insbesondere durch die WaKü sehr hoch gewesen wäre. So blieb mir nichts anderes übrig als eine PCI-(X)-Karte mit fünf USB-Schnittstellen einzubauen. Nun kann ich nur hoffen, dass nicht bald auch die SATA-Schnittstelle, welche auch im ICH10 realisiert ist, aussteigt. Denn mir gehen bald die freien PCI-(X)-Schnittstellen aus.

Aber zu einem anderen Thema: Ich mag Fermi-Probleme. Zum Beispiel jenes zum Aluminiumauto. Diese Abschätzungsrechnungen sind zwar immer ein bisschen falsch, doch eben richtig genug, um interessant zu sein. Jedenfalls für mich. Ein Kommentar von tp1024 in Bernds Blog hat mich dazu veranlasst, abzuschätzen, wie viel Energie beim Wiedereintritt einer Raumkapsel in Form von Strahlung und wie viel in Form von Impuls (Verwirbelung, Turbulenz, Kompression) an die dünne Atmosphäre abgegeben wird. Die Summe ist sehr einfach zu berechnen; sie entspricht der kinetischen Energie der Raumkapsel (die potentielle Energie vernachlässigen wir -- oder behaupten, dass sie erst mit dem Fallschirm abgebaut wird). Nehmen wir eine Raumkapsel von 2000 kg Landemasse (entspricht ungefähr Gemini) und eine Orbitalgeschwindigkeit von 7 km/s an, erreichen wir 49 GJ, die abgebaut werden müssen. Soll dies innerhalb von 5 min geschehen, beträgt die mittlere Leistung 163 MW. Wir nehmen einen strahlungsgekühlten Hitzeschild an; also nicht vom Typ "ablativ", bei dem Material sublimiert. Die Oberflächentemperatur betrage uniform und konstant 1500 K, was natürlich eine grobe Vereinfachung ist. Aber das Temperaturprofil (räumlich und zeitlich) weist voraussichtlich eine dermassen hohe Komplexität auf, dass wir diese Vereinfachung einführen sollten. Die Oberfläche betrage 5 m² (ca. 2.5 m Durchmesser, ist aber nicht flach), was wiederum ungefähr der Gemini-Kapsel entspricht. Der Emissionsgrad wird als ε = 0.9 angenommen. Die abgegebene Strahlungsleistung ergibt sich gemäss Stefan-Boltzmann-Gesetz zu

P = ε ⋅ σ ⋅ A ⋅ T⁴ = 1.29 MW

Das Ergebnis fällt extrem deutlich aus: Es wird ungefähr 100 mal mehr Leistung über Impuls als über Strahlung abgegeben. Und nun zur Crux: Wie gesagt sind solche Rechnungen alle ein bisschen falsch. Hier liegt der grösste Fehler vermutlich darin, dass Konvektion stattfindet (die Wärmeleitung kann man bei der dünnen Atmosphäre vernachlässigen). Und wie stark ist die Wärmeabführende Wirkung einer Hyperschallströmung? Da muss ich passen, würde aber gerne ein eine kurze CFX-Rechnung anwerfen... Vielleicht finde ich über die Festtage Zeit dazu. Eine weitere Fehlerquelle besteht in der Vernachlässigung von Dissoziation und Ionisation der Luft, welche ebenfalls einen Teil der kinetischen Energie der Raumkapsel für sich beanspruchen.

Weltpolitisch ist letzte Woche ja ganz schön viel los gewesen. Ich verzichte auf eine Analyse, doch die Schlagzeilen waren einfach ein Genuss. Wie titelte Spiegel Online so schön? "Verhandlungs-Showdown: Gipfel-Minimalisten feilen am Klimakompromiss" Gefällt mir sprachlich sehr gut. "Gipfel-Minimalisten", wow, das ist gut. Und dann der "Klimakompromiss"! Welcher Ausdruck wird wohl Unwort des Jahres? Bei all dieser "notorischen Klimazentriertheit" der Medien ist eine baselspezifische Nachricht bis zu mir durchgedrungen -- die Häring-Anklage betreffend Erdbebenerzeugung kehre ich unter den Tisch -- nämlich die neu aufgerollte Turmproblematik (BaZ, Tagi, man beachte die unterschiedlichen Schlagzeilen!): Die Roche möchte in den Standort Basel investieren und braucht dazu einen Turm, der mindestens so gross wie der Zürcher Prime Tower sein soll, welcher 2011 mit 126 m das höchste bewohnbare Gebäude der Schweiz sein wird und damit den Messeturm in Basel (105 m) ablöst. Das ursprüngliche Konzept von Herzog & de Meuron mit 154 m in Doppelhelixform wurde vor einem Jahr verworfen. Nun also der neue Vorschlag, wiederum von Herzog & de Meuron, ein "Plattenbau" mit 175 m. Das schafft etwas mehr Reserve, damit uns die Zürcher den Rekord nicht gleich wieder abluchsen. Nun, das höchste Bauwerk der Schweiz ist die Staumauer der Grande Dixence (285 m), damit geht der Sieg an die Energietechniker. Kann man dort eigentlich auch Bungee-jumpen?

Andere Dinge wie der Zahnstocher-Wettbewerb oder das Rating bezüglich des glücklichsten US-Staates gehen da komplett unter. Zumindest gibt es hier in Florida keine solchen Kältewellen wie sie grosse Teile der USA und auch Europa (La Brévine -34.2°C) erfasst hat. Da scheint die Klimadebatte etwas an Argumenten zu verlieren...

Und zum Schluss noch dies: "Ladies and Gentlemen, you are not in Kansas anymore. You are on Pandora!" Für alle, die "Avatar" noch nicht gekuckt haben: Unbedingt in 3D anschauen, insbesondere ein Must für (Gleitschirm-/Delta-) Pilotinnen und Piloten. Die Geschichte mag ja ein wenig verkorkst sein, doch die Bilder sind absolut spektakulär und knallbunt (Drogentrip?). Seit diesem Film verstehe ich auch, weshalb die Unterhaltungsindustrie auf 3D setzt. Und ich wohl auch bald aufrüsten, den passenden Monitor habe ich mit meinem 21"-CRT und 1600x1200 @ 100 Hz ja schon. Hollywood experimentiert seit den 50er-Jahren mit 3D. Aber es hat einen James Cameron gebraucht, um zu zeigen, wie das geht. Und es geht!

90. Blogeintrag (Mi, 09.12.09)

I survived a Tornado

Leute, habt Ihr über meine Kapriolen über dem Luganersee gestaunt? Nun, das war nichts im Vergleich zu heute: Ich fuhr durch einen Tornado und habe überlebt. Doch alles der Reihe nach.

Schon gestern in Atlanta und auf dem Heimweg war das Wetter irgendwie komisch. Heute früh war es extrem feucht und warm, was mir ebenfall spanisch vorkam. Unter leichtem, warmem Regenschauer kam ich ins Büro und vergass die Wettergeschichte -- ich habe ja kein Fenster von meinem Cubicle nach draussen. Über Mittag wollte ich die Waschmaschine -- eine LG WM2016CW von der Craigslist -- im Norden Tallahassees abholen. Ich liess mir empfehlen, dass die Route über die Old Bainbridge Road am gescheitesten wäre und machte mich auf den Weg. Es regnete ziemlich heftig und die Intensität nahm laufend zu. Das plärrende Radio schalte ich aus, um mich konzentrieren zu können -- was für ein Kapitalfehler. Die Scheibenwischer vorne und hinten auf Maximum, die Geschwindigkeit halbiert, doch das Vorwärtskommen wird immer schwieriger, die Sicht immer schlechter (neben Wasser auch viel grünes Laub), die Strasse immer überspülter. Selbstverständlich verpasste ich die Interstate (I-10) und landete im Gadsden County. Nach einem U-Turn wieder zurück schaffte ich es gerade noch zum Publix. Wo sind eigentlich all die Leute und die Autos?! Wieso ist es so dunkel? Doch auf der Monroe Street ist der ganze Spuk innerhalb von etwa dreikommafünf Millisekunden vorbei; kein einziger Regentropfen, kein Windstoss, alles mucksmäuschenstill.

Danach fuhr ich (über Umwege) zur eigentlichen Destination. Dort erwartet mich ein freundlicher Herr, der mir erklärte, dass gerade ein Tornado auf Höhe Publix die Old Bainbridge Road passiert habe. Gut dass ich das nicht gewusst habe... Nun brauche ich ein T-Shirt mit "I survived a Tornado".

Danach das übliche Prozedere: Was, in dieses kleine Auto eine Waschmaschine?!? Passt niemals! Sitze umklappen, ungläubiges Staunen, Maschine rein. Hätte ich die Maschine bereits während des Tornados drin gehabt, hätte mein Auto wohl weniger geschaukelt... A propos schwere Maschine: Wieso lassen sich die Betongewichte für den Transport nicht entfernen? Noch eleganter wäre ein Wassertank, der sich bei Gebrauch automatisch füllt und für den Transport leerpumpen lässt. Die Masse ist notwendig, damit sich die Maschine während des Schleuderns nicht selbständig macht.

Zum Thema Waschmaschine liesse sich viel erzählen. In Amerika ist die Entwicklung ungefähr auf dem Stand von vor dem Krieg stehen geblieben: Vertikale Trommel, keine eingebaute Heizung, drei Knöpfe, angeschrieben mit HOT, WARM und COOL. In Wirklichkeit LAU, KALT, EISIG. Das warme Wasser im Haushalt hat knapp 50°C, so dass es beim Waschen zu Beginn noch etwa 35°C hat (kalte Maschine, kalte Kleider) und im Laufe des Waschganges weiter abkühlt. OK, im Sommer würde es wohl aufgewärmt... So die Wirkung: Nach einem Waschgang ist die Wäsche feucht, aber keinesfalls sauber. Zudem haben die Maschinen hier in der Wohnsiedlung nur Kaltwasser. Wenn man auf HOT drückt, kommt kein Wasser. Drückt man auf WARM, hört man ein Rinnsal. Erst bei COOL füllt sich die Maschine laut hörbar. Und sie füllt sich wirklich bis ziemlich oben, egal wieviel Kleider man reingetan hat oder wie schmutzig das Wasser wird. Der einzige Sonsor im System ist der Mikroschalter zur Überwachung, ob der Deckel geöffnet wurde.

Nun habe ich also eine richtige Maschine, die gemäss Auskunft seitens LG einen Heizstab eingebaut hat. Wollte sie gerade ausprobieren, doch ich habe nur normales Waschmittel (saumässig aggressiv). Für diese Maschine sollte aber nur HE (High Efficiency) Waschmittel verwendet werden, was wohl ungefähr unserem europäischen Waschmittel entspricht (schonender). Für die Maschine bezahlte ich 300 Dollar. Zum Vergleich: Im HH-Gregg kostet das nächst teurere Modell (mit Sanitary Cycle, also [knapp] Kochwäsche) wegen Weihnachtsaktion statt 799.-- nur 599.--

Und das Beste: Wenn ich schon kein Fenster am Arbeitsplatz habe, so hat wenigstens meine Waschmaschine ein Fenster!

89. Blogeintrag (So, 06.12.09)

Akro statt St. Nikolaus

Gestern zwischen 12 und 13 Uhr EST ist der Zähler auf der Startseite meiner Homepage auf 30 000 Besuche gesprungen. Dieser zählt seit dem 22. Dezember 2002, also seit Version 3.0 meiner Webseite, fortlaufend die Klicks auf index.php. Dies widerspiegelt keinesfalls die Nutzung meiner Seite, welche gemäss Online-Statistik beim Hoster immerhin 1 684 104 Klicks (und 44.15 GB) alleine im 2009 aufweist. Dabei ist das Jahr noch nicht einmal zu Ende. Zur Zeit sind es pro Tag durchschnittlich knapp 5000 Klicks oder 130 MB. Daraus kann einzig geschlossen werden, dass lediglich 1% der Klicks auf das Konto der Startseite gehen. Aufgrund der angewandten Technik bei den Fotoalben, zählt jedes Weiterspringen auf das nächste Bild als Klick -- vermutlich sogar dann, wenn die Automatik eingeschaltet ist. Doch nun möchte ich Euch Einblick in mein uraltes PHP-Skript geben, welches die Klicks auf index.php zählt:

  // Zeiger auf beide Dateien (Original-Zaehler plus Backup-Zaehler)
  $datei = "cgi-bin/besucherzaehler.dat";
  $dateibak = "cgi-bin/besucherzaehler.bak";
  
  // Wert aus Original-Zaehler lesen
  $dz = fopen($datei,"r");
  $zahl = fgets($dz,10);
  fclose($dz);
  
  // Falls Original-Zaehler kaputt, dann aus Backup-Zaehler lesen
  if ($zahl < 1000) {
    $dzbak = fopen($dateibak,"r");
    $zahl = fgets($dzbak,10);
    fclose($dzbak);
    }
  
  // Inkrement
  $zahl++;
  
  // Original-Zaehler updaten
  $dz = fopen($datei,"w");
  fwrite($dz,$zahl);
  fclose($dz);
  
  // kurze Pause
  for ($i=0; $i<1000; $i++)
    $j = $i * $i;
  
  // Backup-Zaehler updaten
  $dzbak = fopen($dateibak,"w");
  fwrite($dzbak,$zahl);
  fclose($dzbak);
  
  // Rueckgabewert
  return $zahl;

Profis werden schmunzeln... Aber er funktioniert tiptop (jedenfalls nach Einbau der Backup-Funktion). Ich habe einmal einen professionellen Zähler mit Weltkarte eingebunden, der anzeigt, woher die Seitenaufrufe kommen. Das Ergebnis war aber ziemlich enttäuschend, da es einfach zu wenige Aufrufe der Startseite gibt. Die meisten kommen übrigens per Google (oder einen Direktlink, z.B. per E-Mail verschickt oder in Facebook gepostet) auf irgendeine Fotoseite oder aber -- und dies macht je länger je mehr aus -- lesen den Blog als RSS-Feed und stöbern danach allenfalls auf der Webseite. Andere besuchen kommen per RSS-Feed der Logdatei. Und dann gibt es noch einige, die über den Wikipedia-Artikel zu "Hydrokultur" auf meine Bastelseite stossen. Wer hat bloss diesen Link gesetzt? Ich habe übrigens einige Pläne auf Lager, wie ich die Webseite etwas auffrischen möchte. Keine Revolution, aber Änderungen im Detail. Vielleicht geht dann der Versionszähler auf 3.2.

Eigentlich wollte ich heute in Dunnellon, FL, fliegen gehen, doch das Wetter macht gerade nicht mit. Stattdessen habe ich das schon lange versprochene Video vom Paraworld-Sicherheitskurs am Monte Generoso zusammengeschnitten. Nach einigen Problemchen mit dem "Windows Movie Maker" hat's dann ganz ordentlich geklappt. Viel Spass & schönen Nikolaustag (wird hier nicht gefeiert)!

88. Blogeintrag (Fr, 04.12.09)

Marshmallows für Dummies

Nein, ich äussere mich nicht zur Minarett-Initiative. Auch wenn das vielleicht in der New York Times medienwirksam aufgegriffen wurde [1] [2] [3] [4], so ist es hier trotzdem nicht wirklich Thema. Die Wahrnehmung der Schweiz entspricht hier dem Schlaraffenland-Bild. Ich wurde schon gefragt, woher ich komme, um danach zu erwidern: "Wieso bist Du hierher gekommen, in Deiner Heimat ist es doch viel schöner." Stattdessen möchte ich mal wieder ein Rezept in diesem Blog vorstellen.

Was mag der Amerikaner besonders gerne? Richtig, Marshmallows. Ob grilliert, im Kakao oder gar im Salat, diese Schaumgummi-Zuckerspeise ist bei Klein und Gross beliebt. Kann man sowas selber machen? Ja freilich, doch der Aufwand ist normalerweise relativ hoch. Daher habe ich ein eigenes Rezept ausgetüftelt, welches an Einfachheit gar nicht mehr übertroffen werden kann: Hier ist es, exklusiv, das Zweikomponenten-Marshmallow-Rezept.

Die beiden Edukte: Eine Hand voll Gummibären (alternativ Goggifröschli) und eine grosszügige Menge Backpulver (für den Möchtegernchemiker: Natriumhydrogencarbonat NaHCO₃, mit Säuerungsmittel Dinatriumdihydrogendiphosphat Na₂H₂P₂O₇). Und etwas Wasser (braucht nicht destilliert zu sein) sowie Puderzucker.

Gummibären in einem grossen Topf (ich musste notfallmässig umschütten, weil die Pfanne zu klein wurde) zusammen mit etwas Wasser aufkochen. So lange eindampfen lassen, bis sich ein hochviskoses, homogenes Fluid ergibt. Backpulver rasch zugeben und rühren. Augenblicklich vergrössert sich das Volumen auf das Zehnfache. Topf vom Feuer nehmen und mit Suppenlöffel kleine Häufchen auf einem Backblech machen und kaltstellen (Kühlschrank). Backtrennfolie ist kein überflüssiger Luxus!

Das Postprozessing: Die Häufchen sind noch nicht in Endform und zudem klebrig. In Puderzucker gerollt sehen sie dann fast wie gekaufte Marshmallows aus. Bon Appétit! (Hier ein bebilderter Bericht.)

Und wenn wir gleich beim Kochen sind, gleich eine technische Frage an physikalische Köche oder Gourmet-Physiker: Sämtliche Haushaltgeräte kann ich hier in den USA mit 60 Hz betreiben, mit einer einzigen Ausnahme, die Mikrowelle. Dabei ist die Primärfunktion kein Problem. Die Heizung für die Kathode des Magnetrons schert sich nicht um die Netzfrequenz und die Anodenspannung wird ja erst gleichgerichtet. Eigentlich wird die Kathode negativ bespannt und die Anode liegt auf Erdpotential, aber das soll hier unter den Tisch gewischt werden. Auch die Lampe und der Drehteller funktionieren. Möglicherweise läuft die Zeitschaltung etwas zu schnell, aber das ist kein wirkliches Problem. Nein, was nicht läuft, ist der Lüfter. Anstatt mit konstanter Drehzahl seine Arbeit zu verrichten, ist eine Modulation von ca. 0.1 Hz überlagert, d.h. das Geräusch schwillt an und ab. Die Belüftungswirkung ist damit stark reduziert. Und diese ist ziemlich wichtig, da der Wirkungsgrad des Magnetrons nicht so besonders hoch ist.

Aufgrund der Beschränkung auf eine Phase, kommen nur wenige Motortypen in Frage. Die Erzeugung eines Drehfeldes über Leistungselektronik kann man aus Kostengründen ausschliessen. Auch der Einsatz eines DC-Motors mit vorgeschaltetem Gleichrichter ist unwahrscheinlich. Es bleiben Spaltpolmotor und Kondensatormotor (Käfigläufer-Asynchronmotor mit Phasenschieberkondensator). Beim Spaltpolmotor erwarte ich einen veränderten Schlupf und allenfalls auch eine abweichende Drehzahl, aber laufen müsste er schon. Beim Kondensatormotor könnte ich mir noch am ehesten das oben beschriebene Verhalten vorstellen. Vielleicht sollte ich den Wert der Kapazität um 17% reduzieren? Hat jemand Erfahrung mit der Umrüstung von Mikrowellenöfen auf 60 Hz?

87. Blogeintrag (Mi, 25.11.09)

Energieverteilung im PC

Im Rahmen der Wiederinbetriebnahme meines Computers (ja, der Container ist endlich angekommen!), überprüfte ich diesen vor dem Einschalten auf lose Stecker und Wasserleckagen. Glücklicherweise war alles in bestem Zustand. Allerdings fiel mir einmal mehr das grosse Durcheinander der Speisungskabel auf. Ich habe mir schon oft Gedanken gemacht, wie man die Situation verbessern könnte. Hier im Blog exklusiv mein Vorschlag.

Die derzeitige Lösung ist gar nicht optimal, unter anderem weil:

• Dicke, steife Kabelbäume mit teilweise -zig Einzelleitern, sind unhandlich und behindern die Luftzirkulation
• Sechs verschiedene Steckertypen (MB, CPU, GraKa-8, GraKa-6, Molex, ESATA), alle gross und unhandlich, immer der gerade notwendige Stecker fehlt
• Zu wenig Leistung pro Kabel, daher z.B. für GraKa zwei Kabel, vier für das Mainboard (jedenfalls bei mir)
• Pro Netzteilkanal (auch "Stromschiene" genannt) zu wenig Leistung, auch wenn im Total genug Reserven vorhanden wären
• Die Kopplung mit der Netzerde führt zu Stromschleifen und damit zu Brummen auf den Lautsprechern

...um nur die wichtigesten Gründe genannt zu haben. Was möchten wir denn? Nur noch zwei Steckertypen mit jeweils nur zwei Kontakten (plus und minus). Diese sollten zudem verpolungssicher, gegen Herausrutschen gesichert und standardmässig vom Netzteil zu trennen sein (sog. Kabelmanagement). Der Überstromschutz soll sich eingangsseitig am Gerät befinden, das Netzteil soll nur sich selbst schützen (also eine Absicherung für alle Ausgänge zusammen). Damit entfallen die "leidigen Stromschienen".

Es soll genau zwei verschiedene Stecker geben: Einen für hohe Leisung (über 20 W) und einen für niedrige Leistung (bis 20 W). Damit gehören Mainboard und GraKa zur ersten Kategorie, Festplatten SSDs, optische Laufwerke (DVD, BD), Lüfter (falls nicht am Mainboard), Pumpen und externe Geräte zur zweiten Kategorie.

Um den notwendigen Kabelquerschnitt klein zu halten, würde ich 42 V für die hohe Leistung und 12 V für die geringe Leistung wählen. Warum 42 V? Es handelt sich hierbei um Kleinspannung, d.h. man kann auf einen Berühungsschutz verzichten, da hiervon keine Gefahr eines elektrischen Schlages ausgeht. Zudem handelt es sich um die geplante Fahrzeugbordspannung, was eine gute Bauteilverfügbarkeit garantiert. Der geneigte Leser weiss wahrscheinlich, weshalb diese neue Fahrzeugbordspannung bis heute nicht eingeführt wurde: Funkenproblematik! Gleichspannung über der natürlichen Lichtbogenspannung in Luft sind sehr schwierig zu unterbrechen. Zwischen Kontakten bilden sich (auch bei relativ geringen zu unterbrechenden Strömen) Lichtbögen, welche die Kontakte innerhalb kürzester Zeit verschleissen lassen oder sogar, im schlimmsten Fall, einen stehenden Lichtbogen führt, welcher auch in der Umgebung erheblichen Schaden (Brand!) ausrichten kann. Dieser Problematik kann man begegnen, indem man entweder keine mechanischen Kontakte mehr einsetzt oder aber immer zwei bis drei Kontakte in Serie betreibt. Dies scheint der Autoindustrie zu teuer gewesen zu sein, deshalb blieb man bei der alten Bordspannung.

Kann das auch ein Problem im PC sein? Es werden schon seit geraumer Zeit keine mechanischen Kontakte mehr eingesetzt, daher bestünde die Problematik bloss beim Ausstecken der Verbindung. Also müssen die Stecker gegen Herausrutschen gesichert sein und dürfen nur intern verwendet werden, wo niemand eine Steckverbindung lösen kann. Und der Vorteil? Dreieinhalb mal höhere Spannung heisst dreieinhalb mal niedrigere Stromstärken (bei gleicher Leistung). Damit kann der Kabelquerschnitt reduziert werden; sogar in noch grösserem Masse als der Stromrückgang, weil dünnere Kabel die Abwärme besser abzugeben vermögen. Ich schlage hochflexible, doppeladrige 2.5 mm²-Kabel mit Silikonisolation vor. Man könnte sogar noch ganz dünne Sense-Leitungen mitführen, um den Spannungsabfall durch entsprechende Regelung der Ausgangsspannung kompensieren zu können, aber das halte ich für übertrieben. Es soll ja auch preiswert bleiben. Silikonisolation und sehr feinadriger Aufbau lassen das Kabel auch bei 2.5 mm² sehr flexibel bleiben. Auf eine Gewebeummantelung kann verzichtet werden, wenn Zwillingsleitung eingesetzt wird (sogenannt "ungesleeved"). In Kombination mit vergoldeten 4 mm-Kontaktstiften sind problemlos 32 A möglich, also 1344 W Maximalleistung. Egal wie die GraKa-Entwicklung verläuft, das reicht für einige Zeit...! Die Speisung über PCI-X würde ich übrigens deaktivieren. Und der Wirkungsgrad? Tatsächlich wäre ein Abwärtssteller auf 1 V GPU-Spannung (Buck Converter) ineffizient, da der schaltende MOSFET und die Diode sowohl für den Maximalstrom (also aktuell bei 2-GPU-Karten ca. 300 A am Ausgang) als auch für die Maximalspannung (also 42 V am Eingang) optimiert sein müsste. Daher bietet sich eine transformatorische Lösung an.

Für die kleine Leistung würde ich 12 V vorschlagen. Mit Abwärtsstellern lässt sich problemlos jede Spannung erzeugen, ohne dass der Wirkungsgrad allzu sehr in den Keller rutscht (und zudem weniger Bedeutung hat). Hierbei reichen 0.5 mm²-Kabel mit 1 mm-Kontaktstiften. Sowas lässt sich sehr kompakt bauen. Zudem würde es sich empfehlen, diese Spannung auch externen Verbrauchern zur Verfügung zu stellen. In diesem Fall müsste diese Leitung aber einzeln gegen Überstrom abgesichert werden. Dies liesse sich in der Buchse bewerkstelligen, was die Austauschbarkeit der Netzteilausgängen garantiert.

12V-GND und 42V-GND sind miteinander zu verbinden, doch gegenüber dem Schutzleiter (Erde, Gehäuse) hochohmig zu halten, bspw. 1 kOhm: Dies ist sogenanntes High-Resistance-Grounding, was den Vorteil bietet, bei einem Einzelleiter-zu-Gehäuse-Kurzschluss (Single-Line-to-Earth-Faults) weiter den Betrieb aufrecht erhalten zu können, gleichzeitig aber die Spannung GND-Erde auf maximal 42V begrenzt (Normalfall 0V). Neben der gesteigerten Zuverlässigkeit ergibt sich auch ein erhöhter Störabstand für Audioanwendungen. Für einen Industrie-PC liessen sich problemlos MOX-Überspannungsableiter für komplette Industrietauglichkeit einbauen.

Nun gut, wie steht es aber mit der Sicherheit? Die Ströme sind geringer als heute (auch ohne die Aufteilung auf Kanäle), weshalb davon also keine spezielle Gefahr ausgehen sollte. Die Spannungen sind grundsätzlich auch nicht gefährlich, ausser eben der Lichtbogenproblematik. Sollte nun wirklich ein Kontakt lose sein, könnte der stehende Lichtbogen den ganzen PC abfackeln. Die Chance erachte ich als sehr gering, trotzdem auch hierzu eine Lösung: Lichtbögen emittieren in einem sehr grossen Spektralbereich EM-Strahlung. Insbesondere die UV-Strahlung ist im PC-Gehäuse einmalig (ausser bei Einsatz von FL-Röhren, doch diese werden sowieso von LEDs verdrängt) und lässt sich äusserst einfach erkennen: Ein Photoionisationssensor reagiert sehr selektiv und ausgesprochen sensitiv auf UV-Strahlung, kostet dabei praktisch nichts. Dieser könnte irgendwo im Gehäuse untergebraucht werden, am besten gleich im Netzteil. Durch die Lüftungsschlitze lässt sich sofort jegliche Lichtbogenaktivität feststellen. Ich erinnere mich an einen Laborversuch, bei dem jemand in etwa 20 m Abstand ein Steichholz angezündet hat... Damit wären also auch die Sicherheitsbedenken vom Tisch.

Ich fasse zusammen. Hohe Leisung:

• 42 V DC, maximal 32 A
• 2.5mm²-Kabel, hochflexibel, doppeladrig, ungesleeved, feinadrig, Silikonisolation; vergoldete 4 mm-Konstaktstifte
• Geeignet für Mainboard und Grafikkarten
• Verbindungen nicht lösbar im Betrieb
• Speisung über PCI-X für Hochleistungsverbraucher deaktiviert

Und für die nierdige Leistung:

• 12 V DC, maximal 1.67 A
• 0.5mm²-Kabel, doppeladrig; vergoldete 1 mm-Konstaktstifte
• Geeignet für Festplatten, SSDs, optische Laufwerke, Lüfter, Pumpen
• Verbindungen lösbar im Betrieb; auch externe Anschlüsse

Gäbe es eine Alternative? Ja, aber Ihr möchtet sie nicht hören... Höherfrequente Wechselspannung wäre eigentlich ideal, z.B. zwischen 1 und 5 kHz. Da löschen Lichtbögen, sehr kompakte Trafos könnten direkt betrieben werden. Allerdings würde der PC die ganze Zeit vor sich hin fiepen...

Zur Erholung nach diesem theoretischen Artikel empfehle ich ein etwas anderes Konzert. Oder den schönsten LEO-Thread (ich bin bei der Übersetzung von Gleitschirmfliegen darauf gestossen!).

86. Blogeintrag (Mi, 18.11.09)

TGV mit Looping

Nun hat sich Belle de Jour also geoutet. Wie kann man mit einem Blog nur dermassen bekannt werden? Sex sells, fällt mir da ein. Die meisten (männlichen) Leser scheinen sich ja hauptsächlich für schöne Frauen, actionreiche Filme und schnelle Autos zu interessieren. Aha, Autos, da kann ich auch etwas beitragen.

Kürzlich stand zwischen Käse, Joghurt und Butter, auch "1 Honda Jazz 1.4L handgeschaltet" auf meiner Kommissionenliste. Hier heisst er -- etwas langweiliger -- Fit, spielt aber trotzdem ganz musikalisch auf. Es handelt sich zwar noch um das 2009er-Modell, wofür ich aber etwas Rabatt erhielt. Der Händler meinte, dass es eh keinen Unterschied zum 2010er-Modell gäbe. Ich verstehe bekanntlich nichts von Autos, trotzdem war für mich sofort klar, dass es dieses Auto für mich sein muss: Es bietet locker Platz für zwei Piloten inklusive zugehörige Gleitschirme! Einen Toyota Yaris bin ich auch Probe gefahren, aber erstens hat der einen etwas billigen Eindruck auf mich hinterlassen ("blechig") und zweitens ist das Koferraumkonzept bei weitem nicht so ausgereift. Wenn ich die hinteren Sitze nach unten klappe, entsteht eine komplett ebene Ladefläche, auf der ich Tumbler und Waschmaschine gleichzeitig transportieren könnte. Wenn ich den Beifahrersitz runterklappe, haben zusätzlich meine Skis Platz (wobei ich wohl selten Waschmaschine und Skis gleichzeitig transportieren werde). Der Clou ist aber, dass man die Sitzkissen der hinteren Bank auch hochklappen kann und so einen ausgesprochen hohen Laderaum erreicht, beispielsweise für Pflanzen. Nun sind ja kleine Autos keine Neuerfindung. Trotzdem sind sie im Land der gewöhnlichen Brüche (Binärbrüche) eine Seltenheit. Ich muss mir ständig die Frage gefallen lassen, wieso ich mir denn kein richtiges Auto gekauft hätte. "Richtig" heisst hier: Fünf-Liter-V8 Pickup mit Zwillingsreifen...

Warum fährt hier eigentlich niemand Zug? Man stelle sich folgendes vor: Eine TGV-Linie von Washington DC über Baltimore, Philadelphia, New York nach Boston. Diese Städte sind alle verhältnismässig nahe beieinander und sehr bevölkerungsreich. Vom Flughafen Newark (New York) fliegt alleine Continental täglich 17 mal nach Washington DC. Meist mit einer Embraer RJ145, also mit 850 potentiellen Fluggäste. Klingt harmlos, nicht wahr? Nun schauen wir uns aber die Sache mit www.fly.com an, finden wir zwischen beiden Städten, unter Einbezug sämtlicher Fluggesellschaften und Stadtflughäfen, 152 Non-Stop-Flüge zwischen New York und Washington DC. Da sind sicherlich einige doppelt aufgrund von Code-Share-Aktivitäten. Lassen wir es 100 sein, dann sind es bereits 5000 potentielle Fluggäste. Wahrscheinlich könnte man auch viele Autofahrer für die Eisenbahn gewinnen, womit sich tatsächlich ein substanzieller Bedarf ergeben würde. Insbesondere müsste man auch die Teilstrecken mit dazu zählen.

Gemäss Google-Maps sind es auf der Strasse bloss 364 km. Der TGV (durch die 25 kV bei 50 Hz etwas besser geeignet als der ICE) würde für diese Strecke nur wenig länger als eine Stunde brauchen. Von Stadtzentrum zu Stadtzentrum wäre man mit der Eisenbahn also deutlich schneller als mit dem Flugzeug, da die Flughäfen teilweise etwas abseits liegen (Newark...) und man genügend Zeit zum Einchecken und für die Sicherheitskontrollen rechnen muss. Bis nach Boston sind es dann 705 km, also zweieinhalb Stunden. Hier wären wohl Flugzeug und Eisenbahn ungefähr gleich schnell.

Und wieso gibt's das nicht? Sehr einfach, Zug fahren ist hier out. Dabei wäre es ganz simpel, die Leute dazu zu bewegen. Bekanntlich fährt jeder (und das gilt ganz besonders für die Amerikaner) gerne Achterbahn (bereits Asterix und Obelix). Ich behaupte, ein Looping oder ein paar Parabeln würden genügen, um die Leute für die Eisenbahn zu gewinnen. Bei einer Geschwindigkeit von 83 m/s (300 km/h) erhält man die notwendige Zentripetalbeschleunigung von 10 m/s² bei einem Radius von 689 m. Kleiner geht natürlich auch; die Frage ist, wieviel soll man dem Passagier zumuten? Mit 3 G als Maximum könnte man den Radius halbieren, d.h. der Durchmesser würde dann 689 m betragen. Die Fahrt von Washington nach New York würde sich um 26 s verlängern. Ich werde mal Intamin anfragen, ob sie sowas bauen würden. Sicherheitstechnisch könnte man entweder einen Schienenkäfig mit zusätzlichen Schienen dem Dach entlang führen -- oder einfach dafür sorgen, dass die Minimalgeschwindigkeit von 59 m/s (für 10 m/s²) nie unterschritten respektive rechtzeitig eine Notbremsung eingeleitet wird.

Eines habe ich unter den Tisch gekehrt: Ich gehe davon aus, dass der Zug nicht an Fahrt verliert. Dies setzt voraus, dass der Antrieb den Zugewinn an potentieller Energie kompensieren kann. Bei einer Masse von 380 t müssen also in diesen 13 s ganze 2.57 GJ zugewonnen werden. Dies entspricht einer durchschnittlichen Leistung von 198 MW. Diese Energie müsste in den folgenden 13 s auch wieder abgebaut werden. Man könnte nun zulassen, dass der Zug am obersten Punkt nur noch eine Geschwindigkeit von 59 m/s aufweist. Dies würde den Energiebedarf allerdings nur unwesentlich auf 1.91 GJ reduzieren, was noch immer jenseits von Gut und Böse liegt. Als einzige Lösung sähe ich die Möglichkeit, den Durchmesser auf 347 m zu verkleinern, womit man mit der kinetischen Energie auskäme. Dies würde die Passagiere allerdings mit maximal 5 G belasten... [Excel-Rechnung]

Vielleicht hätte man mit einem Looping auch die Swissmetro retten können. Bei 500 km/h geht das noch viel besser ab. Und zudem wäre hier sogar ein negativer Looping angebracht!

PS: Mein Container ist in Jacksonville, FL eingetroffen. Nun weiss ich auch, was ich am meisten vermisse: Einen Stuhl! Auf der Luftmatratze zu schlafen ist ja kein Problem. Aber darauf zu lesen, E-Mails zu schreiben und zu essen ist echt unbequem.

85. Blogeintrag (So, 15.11.09)

Grösse ist alles

Hier in den USA ist bekanntlich alles etwas grösser (z.B. Autos, Burgers, Verpackungsmengen und -Einheiten), wie auch mein CO₂-Fussabdruck.

So

• fahre ich täglich mit dem Auto zur Arbeit (15 km pro Weg),
• arbeite in einem stark gekühlten Büro (ich muss einen Pullover tragen),
• wohne in einer dürftig isolierten und elektrisch gekühlten und geheizten Wohnung,
• trockne die Kleider im Tumbler,
• ernähre mich von Nahrungsmitteln, die durch den gesamten Kontinent gekarrt werden,
• trage Kleider, die aus China kommen,
• habe eine Badezimmerbeleuchtung, die alleine schon 240 W umsetzt,
• werfe sämtliche Abfälle ohne Rezyklierung auf die Deponie,
• und habe einen Kühlschrank, in dem ich selber dreimal Platz fände.

Die Liste liesse sich beliebig fortsetzen. Nicht umsonst ist die USA führend im Energiekonsum pro Kopf. Und innerhalb der Vereinigten Staaten ist Florida mit 157 Mio Tonnen jährlich die Nummer 2 in Sachen CO₂-Emissionen (nach Texas, vor Indiana).

Als Elektroingenieur interessiere ich mich für die Zusammensetzung des sogenannten Strommixes. Gemäss Wikipedia entspricht dieser für die USA dem gezeigten Kuchendiagramm, zusammengefasst also 19.4% + 7.0% + 1.3% = 27.7% CO₂-arm. Beim Klimaschutz-Index 2008 (Stand Dezember 2007) liegen sie auf Platz 55 (2007: Platz 53) von 56 untersuchten Staaten.

Machen wir doch eine Michmädchenrechnung (lesen! nachdenken! widerlegen!): Die USA sind für 21.44% der weltweiten CO₂-Emissionen verantwortlich, beheimaten aber nur 306 Mio / 6810 Mio = 4.49% der Weltbevölkerung. Würden alle Menschen soviel zu den globalen Emissionen beitragen wie der Durchschnittsamerikaner, würde der Ausstoss auf 21.44% / 4.49% = 478%, also das knapp Fünffache anwachsen. Ich möchte mit dieser Rechnung nicht die USA verunglimpfen, für viele Europäische Staaten sieht es nur marginal besser aus. Trotzdem, nun setzt Umweltminister Röttgen ausgerechnet auf die USA, um am kommenden Uno-Klimagipfel in Kopenhagen doch noch ein verbindliches Abkommen zu erreichen. Nun ja, das könnte schon klappen, insbesondere Kaliforniens Anstrengungen sind beträchtlich. Wobei natürlich mehr Polemik als Wissenschaft dahinter steckt. Der Schlüsselsatz im oben erwähnten Bericht lautet: "Überlebt unser Planet, oder geht er bald unter?" Ich kann Euch versichern, liebe Blogleser, unser Planet geht nicht unter. Denn wo im Weltall ist unten?

Anstatt nun den Kopf hängen zu lassen, empfehle ich Euch eine Reise in die musikalische, ja geradezu audiophile Windows-Vergangenheit der Systemklänge. Lautsprecher aufdrehen und hier klicken!

PS: Ganz so verschwenderisch sind sie hier nicht. So nutzen sie im Subway (Sandwich-Restaurant) Energiesparlampen. Und dafür bin ich sehr dankbar: Als ich mich kürzlich von meinem Sitzplatz erhob, stiess ich mit dem Kopf gegen eine Lampe worauf diese zerbrach. Wäre es eine normale Glühbirne gewesen, gäbe es jetzt gerösteten Lukas ;-)

84. Blogeintrag (So, 08.11.09)

Non-resident Alien

Ja, ich bin ein sogenannter Non-resident Alien. Und wenn wir gleich bei Aliens sind -- Halloween ist nicht weit davon entfernt. Und auch nicht lange her; die Regale im Walmart sind noch immer mit Plastik-Kürbissen und dergleichen gefüllt. Auch non-resident Aliens dürfen mitmachen und Leute erschrecken: Foto vom Halloween-Howl im Tallahassee-Museum

Mein Haushalt vergnügt sich leider noch immer auf einer lustigen Schifffahrt auf hoher See. Gerade hat mein Container auf den Bahamas das Anschlussschiff verpasst. So wird er nun von der MSC Ela auf die MSC Angela umgeladen und wird erst nächste Woche in Jacksonville eintreffen. Ich befürchte, dass ich noch bis Ende Monat auf meinen Haushalt warten muss. Neben den Möbeln vermisse ich vor allem: Gleitschirm, Lötkolben, Trompete, EDV-Ausrüstung (WoW...), Velo, Stereoanlage und Beamer. Sowie einige Bücher und Manuskripte für die Arbeit.

Bereits habe ich meinen ersten Umzug innerhalb Tallahassees hinter mir. Aus dem leidigen Alumni-Village bin ich raus und residiere in einer 2.5-Zi-Wohnung im Reserve at Heritage Oaks. Meine Wohnung ist im zweiten Obergeschoss mit Balkon direkt über das grosse Schwimmbecken mit Jacuzzi und Tennisplatz (siehe Foto). Auch das Fitnesscenter ist für Bewohner der Community inbegriffen, aber dort wird man mich wohl nie antreffen. Die Community bietet auch sonst ein umfangreiches Unterhaltungsprogramm. So war gestern grillieren am Pool angesagt.

Ein paar administrative Hürden konnte ich bereits hinter mir lassen, beispielsweise Fahrprüfung und Führerausweis. Trotzdem fehlt mir das wichtigste Schriftstück eines jeden in den USA wohnhaften Menschen: die Sozialversicherungsnummer (SSN). Ohne geht hier einfach nichts. So fahre ich noch immer mit dem teuren Mietauto herum, da ohne SSN keine Versicherung abgeschlossen werden kann. Auch die FSU-ID kann ich erst nach Erhalt der SSN beantragen. (Die Wohnung habe ich nur mit Zusatzanstrengungen ohne SSN erhalten.)

Das war nun ein ganz untypisch persönlich geprägter Blogeintrag. Damit wollte ich die vielen Fragen beantworten, mit denen ich per E-Mail geradezu bomardiert werde. Ich möchte in Zukuft wieder regelmässiger schreiben. Dabei soll der Blog aber wieder wie gehabt von Politik, Wissenschaft und Technik handeln.

83. Blogeintrag (Mo, 21.09.09)

Was ist los?

Vielleicht habt Ihr Euch gefragt, ob der 82. Blogeintrag der Letzte war. Nicht ganz, doch ich hatte die letzten Monate andere Prioritäten. Voraussichtlich werde ich in nächster Zeit ebenfalls auf weitere Artikel verzichten, zumindest bis Mitte November. Dann erwarte ich meinen 20-Fuss-Container und damit meine EDV-Ausrüstung. In der Zwischenzeit bin ich auf meinen 12"-Laptop (IBM Thinkbook X40) angewiesen. Damit liesse sich zwar auch bloggen, aber eben weniger komfortabel.

Die Ideen sind mir nicht ausgegangen. Ich wollte bereits eine Rezension zu Bernd Leitenbergers neuestem Buch schreiben (unbedingt kaufen, es ist super!) und ein paar Worte zum neuesten Harry Potter Film verlieren (alle, die das Buch kennen: geht hin, der Film ist genial und stellt alle bisherigen Filme in den Schatten -- alle anderen: lasst es bleiben). Dann wäre noch ein absolut crazy Kochrezept zu nennen, welches vor allem für Möchtegernchemiker das ultimative Experimentierfeld bietet. Die Gaumenfreude wird unterschiedlich beurteilt :-)

Aber damit nicht genug. Ich wollte einen Film zusammenschneiden, der alle meine Manöver während des Sikus dokumentiert: Die steilste Spirale, der längste SAT, die höchsten Wingovers und die bedrohlichsten Klapper, abgeschmeckt mit den härtesten Fullstalls. Die -zig Gigabytes an Rohdaten fanden leider noch immer nicht den Weg auf meine Festplatte. In der Zwischenzeit empfehle ich Euch Daves Siku-Video [1.34 GB] -- wirklich ein Meisterwerk. Ob man in Florida auch Gleitschirm fliegen kann, werde ich oft gefragt. Na ja, vielleicht mit Winde, aber kein Vergleich zu den Alpen. Vielleicht sollte ich mir ein neues Hobby zulegen. Georg hat jedenfalls schon einen Vorschlag (Lautsprecher einschalten, Pink Floyds "The Great Gig in the Sky" passt hervorragend zum Video). Wir werden sehen...

Neben dem Blog gibt es auch ein paar andere Dinge für meine Homepage, die in der Pipeline stecken geblieben sind: Die Fortsetzung des Bastelberichtes zu meinem Core i7 (unglaublich schnell UND leise), Fotoalben aus Südafrika (Wale Watching) und Wien (mit legendärem Prater-Besuch), sowie Bilder der schönsten Gleitschirmflüge mit Paraworld (inkl. Bilder der praktischen Flugprüfung -- ich liess es mir selbst da nicht nehmen, schöne Fotos zu machen). Ein Album mit digitalisierten Bilder der Orchesterreise 1994 nach Atlanta und Orlando steht auch noch aus. Und natürlich die ersten Tallahassee-Bilder (vom Februar). Bis die Tage und auf Wieder-Blog!

82. Blogeintrag (Di, 28.07.09)

Multiple Indices

Eigentlich habe ich hinten und vorne keine Zeit, um einen Blogeintrag zu verfassen. Deshalb hier etwas "aus der Konserve": Kürzlich musste ich folgendes Problem lösen. Ein Freund wollte in MS Word mehrere separate Verzeichnisse (z.B. Ortsverzeichnis, Personenverzeichnis, Sachverzeichnis). Word bietet dazu einen absolut "unmöglichen" Dialog dazu an. Diesen kann man niemand zumuten! Word bietet hingegen auch eine sehr mächtige Suchen-und-Ersetzen-Funktion an. Könnte man damit nicht...? Eine Idee war geboren!

Na klar, man kann: Ein paar Makros aufzeichnen, danach in ein schönes VBA-Skript vergossen, erhält man eine sehr komfortable Funktion für multiple Indices. Die Einträge werden verschiedenfarblich markiert, danach das VBA-Skript gestartet und fertig ist die Sache. Hier der Code:

Sub MultipleIndices() 

'Makro zur Erstellung von mehrere (z.Z. 3) Indices 
'Die Einträge müssen farblich markiert sein 


'Farbdefinitionen 
'**************** 

Const wdRot = wdColorRed 
Const wdTurkis = 3 
Const wdGelb = 6 
Const wdKeinhighlight = 0 


'zugehörige Indextypen 
'********************* 

Const TypRot = "Ortsverzeichnis" 
Const TypTurkis = "Personenverzeichnis" 
Const TypGelb = "Sachverzeichnis" 


'Word-Dokument 
'************* 

Const Pfad = "H:\VBA\" 
Const Datei = "Lorem" 
Const Endung = ".docx" 


'Variablen 
'********* 

Dim Eintrag     As String 
Dim AnzRot      As Integer 
Dim AnzTurkis   As Integer 
Dim AnzGelb     As Integer 


'Öffnen des Dokumentes 
'********************* 
'
'Set objWord = CreateObject("Word.Application") 
'objWord.Visible = True 
'Set objDoc = objWord.Documents.Open(Pfad & Datei & Endung) 
'Set objRange = objDoc.Range 

'Suchen der Markierten Wörter 
'**************************** 

objRange.Find.Highlight = True 
objRange.Find.Forward = True 
AnzRot = 0 
AnzTurkis = 0 
AnzGelb = 0 

Do While objRange.Find.Execute 
    If objRange.HighlightColorIndex = wdRot Then 
        objRange.HighlightColorIndex = wdKeinhighlight 
 
        Eintrag = objRange 
 
        objDoc.Indexes.MarkEntry Range:=objRange, Entry:= _ 
            TypRot & ":" & Eintrag, EntryAutoText:=TypRot & ":" & Eintrag, _ 
            CrossReference:="", CrossReferenceAutoText:="", BookmarkName:="", Bold:= _ 
            False, Italic:=False 
 
        AnzTurkis = AnzRot + 1 
 
    End If 
    intPosition = objRange.End 
    objRange.Start = intPosition 
Loop 

Do While objRange.Find.Execute 
    If objRange.HighlightColorIndex = wdTurkis Then 
        objRange.HighlightColorIndex = wdKeinhighlight 
        
        Eintrag = objRange 
        
        objDoc.Indexes.MarkEntry Range:=objRange, Entry:= _ 
            TypTurkis & ":" & Eintrag, EntryAutoText:=TypTurkis & ":" & Eintrag, _ 
            CrossReference:="", CrossReferenceAutoText:="", BookmarkName:="", Bold:= _ 
            False, Italic:=False 
            
        AnzTurkis = AnzTurkis + 1 

    End If 
    intPosition = objRange.End 
    objRange.Start = intPosition 
Loop 

Do While objRange.Find.Execute 
    If objRange.HighlightColorIndex = wdGelb Then 
        objRange.HighlightColorIndex = wdKeinhighlight 
 
        Eintrag = objRange 
 
        objDoc.Indexes.MarkEntry Range:=objRange, Entry:= _ 
            TypGelb & ":" & Eintrag, EntryAutoText:=TypGelb & ":" & Eintrag, _ 
            CrossReference:="", CrossReferenceAutoText:="", BookmarkName:="", Bold:= _ 
            False, Italic:=False 
 
        AnzTurkis = AnzGelb + 1 
 
    End If 
    intPosition = objRange.End 
    objRange.Start = intPosition 
Loop 


'Ausgabebox mit Informationen 
'**************************** 

MsgBox Prompt:="Es wurden " & AnzTurkis & " Einträge ins Personenverzeichnis, " & _
   AnzRot & " Einträge ins Ortsverzeichnis und " & AnzGelb & _
   " Einträge ins Sachverzeichnis eingefügt.", Title:="LugraSkript", _
   Buttons:=vbInformation 

'Speichern und schliessen 
'************************ 
'
'objDoc.SaveAs FileName:=Pfad & Datei & "mitIndices" & Endung 
'objDoc.Close 

End Sub 

Mit VBA stehe ich übrigens auf Kriegsfuss. So musste ich beispielsweise ein Forum um Hilfe bitten, denn VBA hat ungefähr fünftausend Funktionen zu viel. Noch immer ungelöst ist die Sache mit den Farbdefinitionen. Scheinbar sind die je nach Word-Version unterschiedlich vordefiniert. So wollte ich die RGB-Koordinaten angeben, aber das funktioniert nicht. Der Anwender muss also herumpröbeln und -pfuschen (z.B. Teile im Skript deaktivieren, danach Farben per Suchen-und-Ersetzen-Dialog im Text umdefinieren), bis es klappt. Falls mir da jemand einen Tipp hätte, dürft Ihr Euch gerne melden.

Die Funktionen zum Öffnen und Speichern der Datei sind auskommentiert, da ziemlich überflüssig: Man kann das VBA einfach in das zu bearbeitende Dokument kopieren, dann braucht man nichts zu öffnen und speichern.

Für mich hat das Skript seinen Zweck erfüllt und für ein 500-seitiges Buch Indices mit über 3000 Einträgen generiert. Trotzdem liesse sich natürlich noch einiges daran verbessern. Ein grafisches Benutzerfeld habe ich zu Beginn vorgesehen, später aber fallen gelassen. Fühlt Euch frei, das Skript zu verwenden und zu verbessern. Wenn Ihr möchtet, könnt Ihr mir natürlich Vorschläge per E-Mail schicken. Oder noch besser, gleich im entsprechenden Forum: www.office-loesung.de

81. Blogeintrag (Di, 21.07.09)

Hypothetische Ariane 5N

Anlässlich des 40-Jahres-Jubliäums zur Mondlandung gibt's heute trotz massivem Zeitmangel einen Blogeintrag. Selbstverständlich zum Thema Mondlandung. Es gibt ja zwei bekannte Mondlandeprojekte: Die echten Mondlandungen (Apollo) und Tim und Struppis Abenteuer aus dem Comic von Hergé. Und manchmal noch fast interessanter, das beste Moon-Hoax-Video aller Zeiten... :-) Aber zurück zu Hergé: wie flogen denn Tim & Co. zum Erdtrabanten? Darüber möchte ich im folgenden mal nachdenken.

Der Missionsablauf: Eine einstufige Rakete fliegt mit Sack und Pack (d.h. 5 Astronauten + 1 Astrohund + jede Menge Ausrüstung inkl. Mondfahrzeug + 1 blinder Passagier) zum Mond, landet dort, startet wieder komplett und landet auf der Erde. Die dazu notwendige Geschwindigkeit ist gewaltig und für eine einstufige chemische Rakete absolut jeglicher Realität. Doch Tim & Co. flogen mit nuklearem Antrieb. Dieser besteht aus einem graphit-moderierten Kernreaktor, welcher von (wahrscheinlich) Wasserstoff als Arbeits- und Kühlmedium umströmt wird. Das Gas wird dabei stark erhitzt, was zu einer hohen Druckzunahme führt. Über eine Lavaldüse wird das Gas auf Überschallströmung beschleunigt. Es werden deutlich höhere spezifische Impulse erreicht, als dies mit (herkömmlichen) chemischen Antrieben möglich ist (nicht einmal mit so exotischen Treibstoffen wie Berylliumhydrid mit Ozon und solchen Spässen). Ein NERVA-2, wie es die NASA vor vielen Jahren getestet hat, beschleunigt das Gas auf eine mittlere Ausströmgeschwindigkeit von Ma = 24, was einem spezifischen Impuls von 8090 Ns/kg gleichkommt.

Ist das denn nicht gefährlich? Nun ja, tatsächlich bestehen gewisse Gefahren. Der Reaktor wurde vermutlich mit (Natur-) Uran bestückt, nicht etwa mit MOX-Brennstäben. Da die Radiotoxizität von Uran recht niedrig ist, besteht also keine Gefahr, solange der Reaktor nicht kritisch wurde. (Uran weist eine deutlich niedrigere Radiotoxizität als Plutonium auf, wie es in MOX-Brennstoff eingesetzt wird.) Eine Explosion auf der Startrampe ist also vergleichsweise harmlos. Danach wird's interessant. Durch Neutroneneinfang und Spaltung entstehen Isotope, die teilweise eine erhebliche Radiotoxizität aufweisen. Die festen Produkte bleiben in den Brennstäben. Solange also die strukturelle Integrität gewährleistet werden kann, bleiben diese im Triebwerk. Spaltgase hingegen werden direkt freigesetzt. Das Arbeitsmedium wird wohl nur schwach aktiviert (Deuterium, Tritium). Zudem ist damit zu rechnen, dass in Ausstossrichtung auch Strahlung aus dem Reaktor austritt. Strahlung ist im Vergleich zu Kontamination aber harmlos. Zudem lebt es sich im Abgasstrahl eines Triebwerks sowieso nicht länger als ein paar Millisekunden ;-) Nun gut, was passiert, wenn die Rakete abstürzt? Dann haben wir ein grösseres Problem. Eventuell kann man den Reaktor aber so bauen, dass die Aussenhülle weitgehen intakt bleibt oder wenigstens die Brennstäbe dicht bleiben. Aber ob das geht??? (Hinweis an Kritiker von Radioisotopenbatterien: Das ist ein ganz anderer Fall, bei der die strukturelle Integrität bei einem Absturz wahrscheinlich tatsächlich gewährleistet werden kann.)

Tim startet die Rakete chemisch und schaltet erst ausserhalb der Troposphäre auf nuklearen Antrieb. Dies verhindert die Kontamination mit kurzlebigen Spaltgasen, da diese, bis sie in die Troposphäre eingedrungen sind, bereits transmutiert haben. Lohnt sich dieser Aufwand? Na ja, das müsste man genauer untersuchen, mein Bauchgefühl sagt aber, dass dies vergebene Liebesmüh ist. Denn die langlebigen Isotope unter den Spaltgasen erreichen die Biosphäre trotzdem, wenn auch gut verteilt. Durch Verstoffwechselung und Nahrungkette ist eine (biologische) Anreicherung denkbar. (Randbemerkung: Die homogene Verteilung radioaktiver Rückstände ist eine mögliche Entsorgungsmethode, die gar nicht so abwegig ist, wie sie im ersten Moment klingt.) Die Wahrscheinlichkeit, dass der Kernreaktor auf die Erde zurückfällt, könnte sich zudem nur dann reduzieren, wenn die Rakete bereits eine minimale Geschwindigkeit erreicht hat (Orbitalgeschwindigkeit). Im Comic sieht das aber anders aus (Zündung in der Stratosphäre).

Wäre es technisch möglich? Mit Sicherheit nicht! Wenn jemand möchte, kann er oder sie einmal den dazu notwendigen spezifischen Impuls dieses hypothetischen Triebwerks berechnen. Daraus kann auf die Reaktortemperatur geschlossen werden. Diese wird jenseits von Gut und Böse liegen. Man beachte auch die gigantische Leermasse der Rakete, z.B. durch die drei (bei heutiger Regeltechnik) völlig unnötigen Finnen. Zudem haben Nukleartriebwerke eine hohe Masse, NERVA-2 beispielsweise 12 t bei 867 kN Schub. Es können also nur weitere 75 t mittransportiert werden, falls die Rakete gegen die Schwerkraft abheben können soll.

Sind denn nukleare Triebwerke gänzlich unrealistisch? Was wäre, wenn die Ariane einen nuklearen Antrieb verpasst bekäme? Diese Fragen stellte ich mir bei der Lektüre der letzten Ausgabe des IEEE Spectrums, welche von Konzepten für zukünftigen Marsmissionen handelt. (Übrigens gibt es da auch einen aufschlussreichen und ermutigenden Artikel von Elon Musk von SpaceX!)

Variante 1: Nukleare Hauptstufe (Étage principal nucléaire EPN)

NERVA-2 hat einen Vakuumschub von 867 kN, also halb soviel wie das Vulcain-Triebwerk. Die EPC würde nur mit Wasserstoff gefüllt, d.h. ohne Sauerstoff. Das Volumen beträgt dann ungefähr der Summe beider bisherigen Tanks, was zu insgesamt etwa 32 t Wasserstoff führt. Das ist natürlich viel zu wenig. Wir flanschen kurzerhand noch zwei weitere EPC an, womit wir 96 t Wasserstoff mitführen können. Das ist noch immer sehr wenig, aber wir müsen auch berücksichtigen, dass NERVA-2 schubschwächer als Vulcain-2 ist. Zu berücksichtigen ist auch die viel höhere Triebwerksmasse von 11.86 t gegenüber 1.9 t, welche sich zur Leermasse der Grundstufe addiert -- ganz zu schweigen von der Leermasse der Zusatztanks.

Würde man das NERVA-2-Triebwerk erst nach Ausbrennen der Feststoffbooster starten (da der spezifische Impuls im Vakuum mehr als doppelt so hoch ist), reduzierte (!) sich die Nutzlast von 10 t auf 8 t (ESC-A-Oberstufe). Formale Verhübschungen sind bekanntlich zu vermeiden, deshalb kurz und bündig: "Das isch e Saich!" Dies liegt an der gigantischen Leermasse aus einerseits dem Triebwerk und andererseits den 2 EPC als Zusatztanks. Auch muss angemerkt werden, dass der Schub von NERVA-2 eigentlich zu gering ist, um die 3 EPC plus Oberstufe und Nutzlast gegen die Schwerkraft zu stemmen. Forget it!

Variante 2: Nukleare Oberstufe (Étage supérieur nucléaire ESN)

Nun zum zweiten Versuch. Wir lassen die Grunstufe wie sie ist und setzten nur eine nukleare Oberstufe auf. Auch dafür gibt es ein Triebwerk, nämlich das RD-0410, welches 35.2 kN Schub bei 8927 Ns/kg spezifischem Impuls und 2 t Masse liefert. Es handelt sich um ein Trieberwerk der Sovietunion, getestet auf dem Atomwaffentestgelände Semipalatinsk (Nordost-Kasachstan), wo heute unter anderem auch Brennelemente des kasachischen Schnellen Brüters Schewtschenko-AKW liegen. (Anm: Russland investiert stark in natriumgekühlte Brutreaktoren wie den BN-800.) Wir würden 15 t Treibstoff (Wasserstoff) mitführen, was dem Wert entspricht, der einmal für eine vergrösserte Oberstufe mit verbessertem Aestus-Triebwerk projektiert wurde. Die Leermasse schätze ich auf 6 t (2 t Triebwerk, 4 t Stufe inkl. LH2-Tank). Damit in die Raketengleichung und schon erhalten wir eine Nutzlast von 21 t in den GTO! Sicherlich würde es sich lohnen, Satelliten gleich in den GSO zu befördern.

Ist das sinnvoll? Ich davon aus, dass sich dieses Vorhaben wirtschaftlich nicht rechnet -- so ein RD-0410 wird wohl nicht so preisgünstig zu haben sein. Eigentlich ist es ja gar nicht zu haben, da die Entwicklung abgebrochen wurde. Auch ist mit Protesten der Bevölkerung zu rechnen. Bei meiner obigen Rechnung (ariane5n.xlsx) handelt sich also nur um ein Gedankenspiel.

PS: Hat jemand Erfahrungen mit dem Schwalbe Hurricane (26"x2.0")? Ich hatte einen Plattfuss und da mein 6-jähriger "Schwalbe Big Apple" bereits Risse aufwies (und längst keine Spur mehr von einem Profil hatte), liess ich mir kürzlich im Veloplus den "Hurricane" aufschwatzen. Zusammen mit einem XXLight-Schlauch (95 g). Der Reifen ist verhältnismässig leicht (690 g), hat wenig Profil innen und viel Profil aussen, weist einen Kevlar-Pannenschutz auf und bietet Reflex-Streifen. Die Gummimischung soll identlich mit jener des Big Apple sein -- und diese bot jedenfalls viel Grip. Man darf gespannt sein.

PPS: Falls GS-Kollegen auch meinen Blog lesen: Gerade habe ich die Theorieprüfung bestanden (96/100: 1FL+1WK+0GV+1MK+1FP).

80. Blogeintrag (Di, 30.06.09)

Super Fire 3

Kürzlich lag in meinem Briefkasten eine Lötlampe vom Typ Rothenberger Super Fire 3. Da hat wohl jemand meinen letzten Bastelbericht genau studiert :-) Was hat denn dieses Gerät so zu bieten?

Zuerst einmal viel Leistung und eine sehr hohe Flammentemperatur von 2400°C. Erreicht wird dies erstens durch eine ausgeklügelte Brennerkonstruktion, die für ein optimales Luft-Brenngas-Gemisch sorgt. Zusätzlich sorgt der eingebaute statische Mixer für Verwirbelung und damit gute Durchmischung der Edukte. Zweitens handelt es sich um ein spezielles Brenngas. MAPP-Gas enthält gemäss Wikipedia Propin (Methylacetylen) und Propadien, ersteres war schon als Raketentreibstoff im Gespräch, wovon Publikationen im AIAA zeugen. Es soll ähnliche Flammentemperaturen wie Ethin (Acetylen) erreichen, ohne aber dessen Explosionsgefahr (Ethin zerfällt bei höheren Drücken und Temperaturen explosionsartig). Wer möchte, darf die hypothetischen Auswirkungen auf die Nutzlast berechnen, wenn eine Ariane 5 mit Methylacetylen befüllt würde.

Ein weiterer Pluspunkt: Der Brenner lässt sich sehr einfach wechseln. Eine Vierteldrehung und raus. Dabei wird die Gaszufuhr unterbrochen und Piezo-Zündung auf raffinierte Weise verhindert. Es besteht eine recht grosse Auswahl an verschiedenen Brennern, beispielsweise für sehr kleine Flammen (präzise Lötungen) oder für das Anwärmen (niedrigere Temperatur, grösseres Flammvolumen). Auch sehr praktisch sind die Gasflaschen für den Super Fire. Trotz mehr Inhalt (750 ml anstatt 600 ml) sind sie leichter, da aus Aluminium gefertigt, und auch ergonomischer geformt, was wohl für längeres Arbeiten bequemer ist.

Einer der grössten Vorteile gegenüber den meisten Konkurrenzprodukten ist die Möglichkeit, auch Überkopf arbeiten zu können. Bei den meisten Lötlampen erlischt die Flamme oder aber sie entwickelt sich zum Feuerball. Beim Super Fire 3 ist nicht einmal das klitzekleinste Flackern festzustellen. Versuchshalber habe ich mal eine Flasche Multigas 400 angeschraubt, was bei Überkopfarbeiten einen Feuerball zur Folge hat, Hm, interessant... (Hypothesen für dieses sonderbare Verhalten per E-Mail)

Was bedeutet das für mich? Das heisst, dass damit mein kleines Autogenschweissgerät fast komplett obsolet wird. Die hohen Flammtemperaturen des Super Fire 3 erlauben selbst das Löten mit Neusilber-Hartlot, was bisher nur mit Flaschensauerstoff geklappt hat. Vielleicht sollte ich anmerken, dass so ein Autogenschweissgerätlein recht umständlich ist. Es vergeht viel Zeit, bis alle Schläuche angeschlossen sind und die Flamme die nötige Qualität hat (zünden mit wenig Brenngas ohne Sauerstoff, danach abwechslungsweise mehr Sauerstoff und mehr Brenngas zugeben... bis ein Windstoss die Flamme erlöschen lässt und das Spiel von vorne beginnt). Zudem ist mir das Knallen, wie es manchmal beim Verlöschen auftritt, recht peinlich. Es schallt durch das halbe Gundeli und alle starren auf meinen Balkon. Last but not least sind die Einweg-Sauerstoffflaschen recht teuer und halten nicht lange. Doch das gehört nun alles der Vergangenheit an. Ausser für echte Schweissarbeiten, die wirklich nur mit Flaschensauerstoff zu bewerkstelligen sind. Aber dafür kann ich auch den Schweisstrafo nehmen...

Dem/r edlen Spender/in sei recht herzlich gedankt!

PS: Im Sommer sind Skigebiete besonders günstig zu ersteigern...

79. Blogeintrag (Mo, 22.06.09)

Einschaltprozedur

1. Wochenrückblick Da las ich letzte Woche in der nutzlosen IWB-Zeitschrift "Energie & Wasser" die folgende Behauptung: "Kupfer überträgt die Signale elektrisch, Glas optisch, das heisst mit Lichtgeschwindigkeit. Glasfasern erlauben die schnellste Übertragung von nahezu unlimitierten Datenmengen." Dieser Vollstuss kommt aus dem Munde von niemand geringerem als Peter Baumstark [sic!], Leiter von Bâldata (die IWB investieren den Überschuss in ein Glasfaser-Datennetz -- das alleine ist ja bereits höchst bedenklich). Wenn ich sowas lese, trifft mich fast den Schlag. Da verweise ich lieber auf das lehrreiche Video zur automatischen Wiederzuschaltung OCO von Leistungsschalter (Ton einschalten!).

Da zieht er also von dannen, unser BR Pascal Couchepin. Ich denke, er hat seinen Ruhestand ehrlich verdient und auch die Lobeshymnen, die durch die Zeitungen gingen -- da waren die Zeitungen mal wieder mit Positivem gefüllt. Ansonsten gab und gibt es natürlich von unseren Spezialfreunden Ahmadinedschad und Kim Jong-Il. Wie können ein Bauingenieur und ein Spielfilmsammler die Welt nur so beschäftigen? Aber eines haben wir gelernt: Man kann sich auch im Auto bräunen -- allerdings nur seitlich!

Bereits etwas länger her, doch unvergessen, die Tragödie um den A330-Flug. Als wäre sowas nicht tragisch genug, tauchen nach so einem Unfall plötzlich hunderte von selbsternannten Aviatik-Experten auf, die mit irgendwelchen abstrusen Erklärungsversuchen die Bevölkerung (und erst recht die Angehörigen) verunsichern. Da waren also jene, die behaupteten, ein Blitz wäre schuld. Andere behaupten, ein Pitot-Rohr fror zu und 50 km/h zu schnell oder zu langsam lassen ein Verkehrsflugzeug abstürzen. Na ja, offenbar kann man Aviatikexperte sein, ohne Basiswissen zu Aerodynamik...

Aber zu etwas Erfreulicherem. Am Hauptbahnhof Antwerpen wurde am 25. März ein interessanter Talent-Wettbewerb durchgeführt, der irgendwie auch als ein Sozio-Experiment gigantischen Ausmasses aufgefasst werden kann. Op zoek naar Maria - Dans in het Centraal Station van Antwerpen. Würde sowas in Basel auch funktionieren? Jein. Ja, weil die Bevölkerung sowas mitmachen würde, wie ein ähnliches Experiment von 20min demonstrierte ("Test: Basler haben weniger Hemmungen als Zürcher", Okt. 08). Hingegen fehlt in Basel die grosse Schalterhalle. Alternativ könne man es in der Passerelle versuchen. Und die Züricher? Zwar hätten sie die optimale Halle dazu, doch leider ist laut ebendiesem 20min-Experiment die Bevölkerung ein bisschen zu bünzli... wetten? PS: Ich gehe davon aus, dass die ersten sechs Paare in Antwerpen instruiert waren.

Dann war da noch die Diskussion um Windows 7 ohne IE, was für ein Käse -- und ein genialer Schachzug Microsofts obendrein. Das wird wohl dazu führen, dass sich alle sehnlichst den Browser zurückwünschen, denn wie, bitteschön, soll man sich sonst einen alternativen Browser holen? Wenn wir gerade bei genialen Schachzügen sind, ein armeeloser Palistinenserstaat ohne Jerusalem-Anspruch, wie das Netanjahu vorschlägt, ist auch ziemlich raffiniert. Die USA finden das "ein wichtiger Schritt nach vorne". Und weshalb schlucken sie das, im Wissen, dass die Palästinenser auf ein dermassen schlechtes Angebot nie einsteigen würden? Ich kann nur spekulieren... Das war vielleicht Präsident Obamas Idee.

Eine weitere Nachricht, die wegweisend scheint: Japan erhält die Zustimmung, ihre Reaktoren mit MOX-Brennstoff versorgen zu dürfen. Eine erste Ladung wiederaufbereiteter Brennstäbe von 1700 kg aus La Hague ist unterwegs. Areva rechnet damit, dass in Japan bis 2011 16 bis 18 Reaktoren mit MOX laufen. Arevas Einschätzung klingt optimistisch. Für mich stellt sich zusätzlich die Frage, ob wir mit Plutonium nicht besseres anstellen könnten, als sie in einem Leichtwasserreaktor zu verfeuern. Viel mehr Energie liesse sich gewinnen, würden sie in Brutreaktoren eingesetzt!

Im Raumfahrtsektor tat sich auch viel. An der Pariser Luftschau in Le Bourget ist beispielsweise die interessante Meldung erschienen, dass die ESA und Thales Alenia Space die Entwicklung des Wiedereintrittsdemonstrators IXV fortführen weiterführen. Im Jahre 2012 soll das 1800 kg schwere Vehicle mit einer Vega in einen 450 km Orbit plaziert werden. Dann war die LRO/LCROSS Lunar Mission als Startschuss zur Wiedereroberung des Modes. Von SpaceX hört man wieder vermehrt: Insbesondere ist die Rede Elon Musks (siehe auch PPT) erwähnenswert. Auch wenn Musk nicht gerade der mitreissendste Redner ist, so lassen seine Aussagen doch hoffen. Dann gingen die Miss Schwerelos Christina durch die Presse. Auch die erste schwerelose Hochzeit hat bereits stattgefunden, sogar mit Richard Garriott als Pfarrer!! Ob das wohl etwas bequemer werden wird, sobald das SpaceShip 2 fliegt? Immerhin braucht es dann die Unterbrechungen mit 2 G nicht mehr.

2. Der Large Hadron Collider -- Teil 5

Zum LHC könnte man noch viel schreiben. Insbesondere die Detektoren, die Kühlsysteme und die Stromumrichter. Dieser fünfte Teil heute soll aber vorerst der letzte Teil der Serie sein. Also möchte ich ein paar Worte zur Einschaltprozedur und zum Unfall verlieren. Als erster Schritt steht wohl ein Telefonanruf an die Service Industriels de Genève (SIG) an, damit sie die 220..300 MW bereitstellen. Wobei, nein, das wird wohl eher über die EOS laufen, wird ja nicht Niederspannung sein. Wie lange gekühlt werden muss, bis die 1.9 K erreicht sind, darüber kann ich auch nur spekulieren. Zuerst wird mit Flüssigstickstoff auf 80 K vorgekühlt (knapp über 77 K, der Siedetemperatur bei 100 kPa), wobei Stahl dabei um 3 mm pro Meter schrumpft. Danach wird mit Flüssighelium auf 4.5 K abgekühlt, der Stahl schrumpft nochmals um 0.3 mm. Zum Schluss besorgen hydrodynamische Kreiselpumpen eine Absenkung des Drucks auf 1.5 kPa. Die Siedetemperatur sinkt dabei auf 1.9 K. (Quelle: CERN Natürlich wird die Temperatur nur asymptotisch erreicht.

Nun können langsam die Magnete bestromt werden. Am 19. September 08 sollte die Stromstärke der Hauptdipole erstmals auf 9.3 kA hochgefahren werden (für eine Strahlenergie von 5.5 TeV). Das Hochfahren geht mit 10 A/s recht behutsam, so dass nach einer Viertelstunde das Ziel erreicht hätte werden sollen. Doch soweit sollte es nie kommen. Als 8.7 kA erreicht wurden, entwickelte sich eine resistive Zone zwischen dem Dipol C24 und dem Quadrupol Q24. Um 11:18:36 MESZ konnten 300 mV detektiert werden. Zu diesem Zeitpunkt wurde keine Spannung über den Dipolen detektiert -- die Quenchdetektoren hätten ansonsten bereits bei 100 mV angesprochen. Nach 0.39 s wurde 1 V überschritten, was den Frequenzumrichter nach 0.46 s trippen liess, was den Strom langsam reduzieren liess. Nach 0.86 s wurde der Leistungsschalter über den Entladewiderständen geöffnet, was die Anlage geordnet entlud. Allerdings führte ein Lichtbogen zu einer Perforation eines Heliumbehälters, worauf flüssiges Helium in das Vakuum des Kryostaten gelangte. Darauf sprachen die Überdruckventile im Kryostat an, was das Helium in den Tunnel entweichen liess. Das wäre alles noch nicht sooo dramatisch gewesen, hätten die Überdruckventile auch richtig funktioniert. Leider hielten sie dann dem Überdruck nicht stand und liessen die Vakuumbarrieren zu benachbarten Sektionen bersten. Dies muss man sich durchaus heftig vorstellen, immerhin wurden darauf hin Verbindungsstücke zwischen den Magneten schwer beschädigt.

Was muss nun getan werden? Die beschädigten Komponenten ersetzen und die Überdruckventile neu auslegen? Nun, vielleicht ist es damit nicht getan. Sieht man sich die erste Folie der Powerpoint-Präsentation von Martin Wilson an, so erkennt man vor dem eigentlichen Davonlaufen der Spannung einen kurzen Peak von etwa 25 mV (leider fehlt die Skala in der PPT). Da kann man jetzt spekulieren, was passiert sein könnte. Ein Freund äusserte die Hypothese, dass diese Spannung induziert worden sein könnte, was eine Bewegung des Leiters bedingt. Eine Leiterbewegung führt zu innerer Reibung, welche das Quenchen und damit den folgenden Spannungsanstieg hervorgerufen haben könnte. Wäre das der Fall, wäre das eine Katastrophe für das CERN. Aber, ich möchte hier betonen, das sind bloss Spekulationen.

3. Experiment der Woche Anstatt eines Links gibt's diesmal ein Experiment: Man sagt, dass mit Deckel auf der Pfanne weniger Energie benötigt wird als ohne Deckel. Das ist rasch ausprobiert. 1 l Wasser von ca. 15°C auf 100°C benötigt bei mir auf der kleinsten Flamme (aber vollgas) 0:08:10 mit Deckel und 0:09:01 ohne Deckel. Es werden laut Gaszähler 17.9 dm³ respektive 20.0 dm³ dafür verbraucht. Die Umgebungstemperatur betrug ca. 22°C und ich habe darauf geachtet, dass kein Luftzug vorhanden war. Mit einem Brennwert von 50 MJ/kg und einer Dichte von 420 kg/m³ ergeben sich die theoretischen Energiebedürfnisse von 376 MJ respektive 420 MJ. OK, soweit stimmt's mal; man kann mit Deckel 10.5% Energie sparen. Aber was wäre denn die minimal notwendige Energie? Mit einer mittleren spezifischen Wärmekapazität von 4180 J/kg/K (die höchste aller Flüssigkeiten!) kommt man mit 85 K und 1 kg auf 0.355 MJ. So schlecht funktioniert also das Heizen per Gasherd. Und in der Mikrowelle? Dort dauert es bei einer Anschlussleistung von 1200 W (Magnetronleistung: 800 W) 00:12:16, was einer Energie von 3180 MJ entspricht. Mit dem Wasserkocher (00:03:03 bei 2025 W) reduziert sich der Energiebedarf auf 1334 MJ. [kochexperiment.xlsx] Eine Fehlerabschätzung steht noch aus.

Fazit: Ob mit oder ohne Deckel, kochen per Gasherd ist tiptop. Der Energiebedarf verdreifacht sich, sollte ein Wasserkocher zum Einsatz kommen. Und für all diejenigen, die am liebsten Wasser in der Mikrowelle erwärmen: Böse, böse... beinahe zehnfacher Energiebedarf.

Und zum Schluss noch dies: Real Programmers code in binary! So long, and thanks for all the fish!

78. Blogeintrag (Sa, 06.06.09)

Vergleich mit dem Tevatron

1. Der Wochenrückblick

Was lief während der letzten paar Wochen? Eigentlich erwartete ich bereits den Beginn der "Sauren Gurkenzeit", doch es ist eigentlich viel passiert während der letzten Wochen. Längst vergessen sind Kim Jong-Ils Provokationen, welche die Zeitungen mühelos zu füllen vermochten. Wichtigstes Ereignis ist die ISS-Mission Oasis (Aufstockung auf sechs Astronauten mit den Nationen Russland, USA, Japan, Kanada und Europa) gewesen. Ebenfalls mit viel Tamtam wurde die Einweihung des neuen ETH-Supercomputers Monte Rosa in Manno gefeiert. Der Bundesrat will ja die rechnergestützten Wissenschaften enorm fördern. Ob ich da auch mal eine CFD laufen lassen darf? Elon Musk hat ein Interessantes Interview zum Thema Risiko in der Raumfahrt gegeben, das ich Euch keinesfalls vorenthalten möchte. Dann wären da noch Frankreichs Anstrengungen zur Initiierung der Ariane 6 zu nennen. Das Dokument ist allerdings wenig konkret. Der nächste Weltraumtourist ist wahrscheinlich Kanadier: Guy Laliberté. Wenn wir gerade bei GUY.BRUSH sind -- bald kommt mit Tales of Monkey Island Teil 5 raus. Ach so, die wichtigste Neuigkeit ging fast unter: Man kann neuerdings Kühe auch mieten.

Und bevor ich es vergesse: Mein neuer Computer mit Wasserkühlung läuft endlich! Bei längerem Betrieb mit Prime95 auf allen CPU-Kernen ergab sich allerdings ein Hitzestau unter dem Deckel, der zu erhöhten Temperaturen für Grafikkarte und CPU sorgte: über 80°C. Als schnelle Abhilfemassnahme installierte ich einen sehr kräftigen Lüfter (228 m³/h) im Wärmetauscher, das zwar das Problem löst, aber viel zu laut ist. Trotzdem habe ich mal den Bericht zur Grafikkartenmodifikation hochgeladen -- mit der einen oder anderen Überraschung.

2. Der Large Hadron Collider -- Teil 4

Wie macht sich denn eigentlich der LHC im Vergleich zu anderen Teilchenbeschleunigern? Es gibt weltweit ja einige Beschleuniger, der LHC ist aber etwas Besonderes. Anstatt hier eine grosse Tabelle mit sämtlichen Beschleunigern zu präsentieren, möchte ich ihn nur mit einem direkten Konkurrenten vergleichen: dem Tevatron am FERMILAB. Zuerst aber ein kurzer Vergleich des FERMILABs mit dem CERN:

	FERMILAB	CERN
Ort	Battavia, IL	Meyrin, GE
Gründungsjahr	1968	1954
Entdeckungen	Bottom-Quark (1977), Top-Quark (1995), Tau-Neutrino (2000)	Z0-Teilchen (1973), W- und Z-Bosonen (1983), Anti-Wasserstoff (1996)
Beschleuniger	Main Injector (150 GeV, früher 400 GeV), Tevatron (980 GeV)	Synchro-Zyklotron SC, Protonen-Synchrotron PS, Intersecting Storage Rings ISR, Super-Protonen-Synchrotron SPS, Large Electron-Positron Collider LEP, Large Hadron Collider LHC
Aktuell wichtigstes Experiment	Higgs-Boson	Higgs-Boson
Kuriosität	Bisonherde mit 50 Tieren	"Exterritoriales Gebiet" gem. UNESCO

Und nun zum eigentlichen Vergleich des Tevatrons mit dem LHC.

	Tevatron	LHC
Umfang	6.3 km	27 km
Max. Protonen-Kollisionsenergie	1.96 TeV	10 TeV (14 TeV)
Detektoren	CDF, D0	ATLAS, CMS, ALICE, LHCb
Max. Luminosität (p-p)	3.1 ⋅ 1032 cm-2s-1	1.7 ⋅ 1034 cm-2s-1
Max. magn. Flussdichte (Dipole)	4.2 T	10 T
Max. in den Magneten gespeicherte Energie (Anwendung als SMES ;-)		10 GJ (äq. 2.4 t TNT)
Unfälle	Bruch eines 14 m langen Quadrupols (2007)	Katastrophales Kühlversagen zw. 2 Ablenkmagneten (2008)

Nun wird auch klar, wie das Tevatron zum Namen kam: Zum ersten Mal wurden damit in einem Teilchenbeschleuniger 1 TeV erreicht. Die notwendige Energie für die Erzeugung eines Higgs-Bosons wurde mit theoretischen Überlegungen und Experimenten auf 114...155 GeV oder 181...185 GeV eingegrenzt. Damit wäre es grundsätzlich mit beiden Beschleunigern möglich, dieses zu erzeugen und nachzuweisen, es lebe der Wettbewerb!

Und, wer gewinnt? Vermutlich das Tevatron. Aus zwei Gründen: Erstens wird es noch einige Zeit dauern, bis der LHC wieder ans Netz geht. Und zweitens ist aus physikalischen Gründen das Tevatron für solch "niedrige" Energien/Massen besser geeignet: Bei niedriger Masse bedarf es gemäss Lina Galtieri dem Detektieren von b-bbar-Paaren (b = Bottom Quark; bbar = Anti-Bottom Quark). Da aber b-bbar-Paare auch in anderen Prozessen erscheinen, dürfte es herausfordernd sein, die Higgs-Bosonen zu erkennen. Und in diesem Bereich der Analytik soll das Tevatron überlegen sein. Hätte das Higgs-Boson eine höhere Masse, würde der Zerfall hingegen über zwei W-Bosonen ablaufen, womit der LHC gute Karten hätte -- war das ja 1983 eine grosse Errungenschaft am CERN, siehe Tabelle oben. Und sonst, na ja, man könnte aus dem LHC einen supraleitenden magnetischen Energiespeicher (SMES) für die Stadt Genf bauen...

3. Produkt der Woche

Anstatt eines Links gibt's diesmal ein Produkt der Woche. Eigentlich wäre ich gerne auf das Wendegurtzeug Connect Reverse von Swing oder das Armband-Vario Ascent eingegangen, aber vermutlich interessiert das meine Leser nicht. Deshalb hier eines der besten Alltagsprodukte, das mir in letzter Zeit begegnet ist. Es erreicht fast die Genialität eines Sparschälers: Das Geschirrspüler-Deo "Supreme HandyMatic Deo Lemon" von Migros (ähnliches Produkt: Calgonit Deo). Klingt ganz profan, doch es funktioniert! Man hängt es im Gitter ein und danach stinkt's nie mehr im Geschirrspüler, nein, es duftet sogar leicht nach Zitrone. Wie das funktioniert? Keine Ahnung! Zwischen den beiden Halbschalen aus Kunststoff befinden sich zwei kleine Behälter aus transparentem Kuststoff. Diese sind komplett versiegelt. Das heisst eigentlich, dass die Flüssigkeiten (einmal gelb und hochviskos und einmal grün und niederviskos) daraus nicht entweichen kann. Vermutlich kann durch die Poren im Kunststoff doch etwas entweichen. Nur erstaunlich, dass das bis 70°C heisse Spülwasser, versehen mit gelösten Speiseresten und "aggresiven Chemikalien", diesem Kuststoff weder etwas anhaben kann noch dessen Poren verschliesst, sondern 60 Spülgänge lang die Maschine geruchsfrei halten lässt. Moladetz!

Und wer partout den Link der Woche vermisst, darf am genialen EPR-Simulator rumklicken.

77. Blogeintrag (Do, 21.05.09)

Aufbau des Leiters

1. Der Wochenrückblick

Die letzten Tage waren vor allem von meiner Diss-Abgabe geprägt. Entsprechend konnte ich die Medien kaum verfolgen. Zwei Grossereignisse liess ich mir aber trotzdem nicht entgehen: Die Hubble-Reparatur im Rahmen von STS-125 und der Start von Herschel & Planck. Beides wird die Astrophysik-Forschung enorm bereichern und bestimmt einige signifikante Durchbrüche ermöglichen. Und beides waren übrigens absolute Bilderbuchmissionen respektive -Starts!

Eine Nachricht sprang mir dann doch ins Auge: Fürs iPhone hat jemand ein Applet programmiert, welches das Telefon transparent macht (die eingebaute Kamera lässt schwach als Hintergrund im Display die Umgebung darstellen, genannt Email 'n Walk). So lässt's sich SMS schreiben und trotzdem nicht mit dem Kandelaber kollidieren. Da frage ich mich schon, wer sich solchen Schrott überlegt. Besser wäre ein vernünftiges Vario-Applet mit all den praktischen Zusatzfunktionen, die Streckenpiloten benötigen. Das wäre 1450 Franken wert (da würde sogar ich mir ein Natel kaufen -- und das will was heissen!).

2. Der Large Hadron Collider -- Teil 3

Mit der LHC-Beschreibung geht's in die dritte Runde. Eigentlich hätte ich früher darauf kommen können: Anstatt mich mit widersprüchlichen Powerpoint-Präsentationen und anderen Informationsquellen zweiten Grades herumzuärgern, studiere ich besser direkt die wissenschaftlichen Artikel. Ein Artikel, der 1991 im IEEE Transactions on Magnetics erschien, gefällt mir besonders gut, weil dieser eine gute Übersicht bietet [1]. Er wurde zwar zu einer Zeit geschrieben, als der LHC erst in der Planungsphase war, doch ich gehe davon aus, dass die wichtigsten Parameter damals schon feststanden. Schon der erste Blick erklärt ein paar der Widersprüche, auf die ich in anderen Dokumenten gestossen bin: Wer hätte beispielsweise gedacht, dass der LHC-Ring nicht kreisförmig ist? Der Radius variiert zwischen 4900 m und 3494 m, also ganz deutlich kein Kreis. Dieses und viele andere Details wurden in den Publikationen, die ich bisher studierte, gnadenlos vereinfacht.

Als Elektroingenieur widme ich mich mal den Leitern. Je nach Position des Magneten, ob in den äusseren Schichten oder in Strahlnähe, ob für Dipole oder Quadrupole (oder Sextupole, Oktopule oder Dekapole -- die gibt's nämlich auch), ob in den Kreissegmenten oder auf den geraden Strecken vor/nach Detektoren, variiert der Leiteraufbau sehr stark. Nicht einmal überall kommt der Supraleiter NbTi zum Einsatz, an gewissen Stellen wird Nb₃Sn eingesetzt. Ich konzentriere mich mal auf die inneren Lagen in den Haupt-Dipolen und -Quadrupolen. Diese setzen trapezförmige Rutherford-Leiter aus NbTi/Cu ein. Dabei werden 36 Adern zu einem 15.1 mm breiten und 1.48 mm dicken Leiter aufgewickelt, fast ein bisschen wie geröbelte Generatorstäbe (wie sie ab einigen hundert Megawatt eingesetzt werden). Der Aufbau einer einzelnen Ader ist im Bild dargestellt: 234 NbTi-Faserbündel mit hexagonalem Querschnitt werden in einer Kupfermatrix vergossen. Der Aussendurchmesser der Ader beträgt 1.29 mm. Jedes Faserbündel besteht wiederum aus 121 NbTi-Fasern mit ebenfalls hexagonalem Querschnitt. Diese haben eine Seitenlänge (Radius) von 2.5 μm. Wieviel NbTi ist also in einer Ader?

A_Cu / A_SL = A_tot / A_SL - 1 = π (d/2)² / (n ⋅ 3/2 r_SL² √3) - 1 = 1.84

mit n = 121 ⋅ 234 = 28'314, r_SL = 2.5 μm, d = 1.29 mm. Insgesamt kommt dabei 1.84 mal mehr Kupfer- als NbTi-Volumen zum Einsatz. Die Massenverhältnisse liessen sich über die Dichten ausrechnen, wobei ich in Materialdatenbanken leider nirgends Werte zu NbTi finden konnte. Aber eine andere interessante Zahl konnte ich finden: Die Gesamtlänge aller NbTi-Fasern beträgt 10 AE plus ein paar Mal Erde-Mond!

Es stellt sich die Frage, weshalb man die Supraleiter in Kupfer einbettet. Solange der Leiter im supraleitenden Gebeit arbeitet, braucht es das Kupfer eigentlich nicht. Es braucht keine Wärme abgeführt werden, da keine Verluste entstehen. Auch ist die Stromdichte im Kupfer Null, da der Supraleiter unendliche viel besser leitfähig ist. Was passiert aber, falls aufgrund eines Fehlers eine normalleitende Zone im NbTi entsteht (Quenching genannt)? Dort entstehen aufgrund der nun endlichen Leitfähigkeit schlagartig erhebliche ohmsche Verluste. Diese müssen schnellstmöglich abgeführt werden, damit dieser thermisch nicht zerstört wird. Ob im besten Falle sogar soviel Wärme abfliessen kann, dass dieser, nach einer Reduktion der Stromstärke, wieder zurück in den supraleitenden Zustand fällt, kann ich nicht beurteilen. Natürlich wird sofort eine Notabschaltung ausgelöst, sobald im Leiter elektrische Spannungen (Spannungsabfälle) auftreten. Nun kommt aber noch eine zweite Eigenschaft von Kupfer zum Tragen: Neben der thermisch guten Leitfähigkeit, sorgt vor allem die tiefe Temperatur für eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit, weit höher als bei Raumtemperatur. Das heisst, dass das umgebende Kupfer beginnt den Strom zu tragen. Damit gewinnt man wertvolle Zeit, in welcher der Strom im Leiter reduziert werden kann.

Selbstverständlich ist das Kupfer auch dazu da, den Leiter mechanisch absolut unverrückbar fest zu halten. Für die Dipole werden die Rutherford-Leiter direkt mit zwei Lagen Kapton umwickelt und können vom Helium penetriert werden. Die Klebefläche des Kaptonbandes zeigt übrigens nach aussen, da die Energiefreisetzung bei Bindungsfehler/Delamination den Leiter ebenfalls quenchen lassen könnte. Bei den Magneten für das ATLAS-Experiment werden die Rutherford-Leiter in Aluminium zu Stangen vergossen. Die Kräfte betragen im innern der Dipolmagnete 2.27 MN/m (227 Tonnen pro Meter). Nicht auszudenken, was passieren würde, wenn sich ein Leiter auch bloss minimal bewegen würde: Die innere Reibung würde den Leiter sofort quenchen lassen. Natürlich wird während diesem Moment der Verschiebung eine kleine (aber prizipiell detektierbare) Spannung induziert, aber ob die Notabschaltung darauf rechtzeitig anspricht, weiss ich nicht.

Wahrscheinlich denken sich nun viele, dass bei so viel Kupfer (plus Supraleiter und Helium) soviel Wärmekapazität besteht, dass man ein Quenching locker im Griff hat (= genug Zeit, um den Strom zu reduzieren). Dem ist leider nicht so: Ich lese, dass Kupfer hat eine spezifische Wärmekapazität von 385 J/kg/K und Helium 5193 J/kg/K haben, wobei letztere aber durch die geringe Dichte eine viel kleinere Masse hat. Soweit die Werte aus Wikipedia. Glücklicherweise arbeiten Wissenschaftler nicht mit Wikipedia. Was dort nämlich verschwiegen wird: Es handelt sich um die Werte bei Raumtemperatur! Jetzt kommt nämlich der Hammer, man halte sich fest. Die spezifische Wärmekapazität von Kupfer beträgt bei 2 K gerade noch knapp über 2 ⋅ 10^-5 J/kg/K, ist also um sieben Grössenordnungen kleiner. Am liebsten würde ich gleich zu rechnen beginnen. Das ist aber nicht so einfach, da so viele Parameter alle voneinander abhängen und teilweise hochgradig nichtlinear sind. Vielleicht im nächsten Blog-Eintrag...

[1] R. Perin, The superconducting Magnet System for the LHC, IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 27, No. 2, März 1991.

3. Der Link der Woche

Schon mal einen Stirlingmotor gebaut? Das Technorama hat einen Vorschlag zum Selbstbau: Bauanleitung zum Demonstrationsmodell Stirlingmotor. Und für Freunde der schnelleren Energiefreisetzung: Brainiac Alkali Metals. Und wer jetzt findet, dass dies überhaupt nicht zum LHC passt, der darf sich auch den Meissner-Ochsenfeld-Effekt ankucken.

76. Blogeintrag (So, 03.05.09)

Strahlfokussierung und Ablenkung

1. Der Wochenrückblick

Was geschah alles in der vergangenen Woche? Na ja, mittlerweilen sind es gar drei Wochen. Claude Nicollier wurde in der Ukraine brutal überfallen. BR Merz lächelt und die Schweiz kriegt Haue. Ich kam wieder einmal im Fernsehen, als Tagungsteilnehmer, in der Rundschau vom Mittwoch von vorletzter Woche ("Dörfer unter Strom"). Trotzdem verzichte ich auf eine Einbindung des Videos hier auf dem Blog, da der Beitrag absolut schlecht/einseitig ist und überhaupt nicht die Stimmung der Tagung wiedergibt (Alternativer Link). Man muss allerdings schon genau hinschauen, dass man mich sieht. Basel hat den schönsten Veloweg Europas. Wir wissen nun, weshalb man die Armbanduhr links trägt. Dann waren auch diverse Sportereignisse, aber die kommentiere ich nicht. Zürich zerfällt, da hilft nicht mal der Böögg. Der Trubel um die Schweinegrippe verunsichtert die Bevölkerung (Lieber Blogleser, mach doch mal eine Liste mit allen Personen und Firmen, die von der Schweinegrippe profitieren -- dann wird einiges klarer!) Andererseits gibt es da ein ETH-Interview mit jemand, der es wissen muss. Unbedingt lesen. Und wenn wir gerade bei der ETH sind: Sie hat einen Grund, weshalb sie zu Europas besten Unis gehört. Yahoo zieht Geocities den Stecker. Mit alter Computerhardware lässt sich prima musizieren. Um den Oberindianer wird's ruhig. Und, ach so, die BVB und BLT bestrafen Leute, die im Tram essen, weil sie zu faul sind, ihre Trams regelmässig zu reinigen. Ziemlich kurzsichtiger Entscheid. Was passiert, wenn man dem öV genau die Vorteile wegnimmt, die er gegenüber dem Auto noch habt? Alternativ könnte man einführen, dass all den Erstklässlern das Essen gestattet wird, damit diese auch im Nahverkehr einen Mehrwert hätten... Na ja, man könnte wenigsten WiFi durchgehend einführen. Und, last but not least, es gibt ein neues Funsportgerät, das Bockerl. Ich las in einem Spiegel-Artikel davon; muss ich unbedingt mal testen. Nur schade, dass Florida topfeben ist.

Was macht mein Nehalem-Computer? Meine GTX-260 (55 nm) ist glücklicherweise nicht vom sogenannten Heatbug betroffen. So weit, so gut. Trotzdem liegt sie in sämtliche Einzelteile zerlegt, verstreut in meiner Wohnung in Basel und im Büro in Zürich. Grund: Ich wollte den Wasserkühler montieren, doch dieser passt hinten und vorne nicht. Leider sieht man das erst, wenn man den ursprünglichen Lüfter demontiert und damit die Garantiesiegel bricht. Ich habe bereits viele Stunden mit sägen, feilen, bohren, hart- und weichlöten verbracht, aber bisher erfolglos. Ich mag gar nicht daran denken, wieviel Geld und Zeit (und Nerven) ich bereits investiert habe. Wahrscheinlich hätte ich besser, gemäss der alten IT-Wahrheit "No one ever got fired for choosing IBM", einen Komplett-Computer kaufen sollen. Mein einziger Komplett-Computer ist eben mein IBM Thinkpad X40 und davon bin ich nach wie vor begeistert.

2. Der Large Hadron Collider -- Teil 2

Nun aber zurück zum LHC, wie versprochen. Wie im letzten Beitrag erwähnt, ist eine hohe Strahlqualität wichtig, um genügend oft Kollisionen detektieren zu können. Leider stossen sich die Teilchen gegenseitig ab, da sie die gleiche Ladung aufweisen (Coulomb-Kraft). Zudem werden bei den Ablenkmagneten die Teilchen je nach Geschwindigkeit unterschiedlich stark abgelenkt. Das bedeutet also, dass der Strahl divergiert und so regelmässig neu fokussiert werden muss. Dazu dienen 392 Quadrupolmagnete, im Durchschnitt also alle 69 m ein Quadrupolmagnet. Ganz so simpel ist die Sache aber nicht: Ein Quadrupol fokussiert immer nur in einer Ebene, in der anderen streut er sogar zusätzlich. Dies erreicht man durch ein stark inhomogenes Feld, welches mittels vier Magneten erreicht. Diese sind so in der Ebene senkrecht zum Strahl angeordnet, dass sie zwei um 90° verdrehte, sich im Strahlorbit kreuzende Magnetfelder überzeugen (sozusagen ein "X").

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie man die Quadrupole hintereinander anordnet. Im LHC wurde die FODO-Anordnung gewählt, wobei "F" für "fokussieren horizontal" (= defokussieren vertikal) und "D" für "defokussieren horizontal" (= fokussieren vertikal) steht. Die Driftstrecken "O" werden für die Strahlablenkung genutzt, sonst wird daraus nie ein Kreis. Dazu dienen insgesamt 1232 Dipolmagnete. Jeder lenkt den Strahl um 0.3° ab. Wer mitrechnet, merkt, dass zwischen zwei Quadrupolmagneten drei Dipolmagnete zu liegen kommen, wobei sich 56 Dipole noch irgendwo verstecken (vielleicht auf der Einschussstrecke oder immer an Ein- und Ausgängen zu den 8 Kavernen). Am besten studiert man die Grafik (Quelle: LHC Design Report), wobei "MB" für Ablenkmagnet (Dipol) und MQ für die Quadrupol steht. Interessant sind auch die Abmessungen. Man stellt fest, dass insgesamt nur 1232 * 14.3 m = 17.6 km aktive Ablenkstrecke bestehen, d.h. fast 10 km des Beschleunigers sind ablenkfreie Zonen (Fokussierung, Beschleunigung, Experimente...). Kleiner Hinweis am Rande: Ich bin mir nicht sicher, ob wirklich die aktive Länge oder doch eher die geometrischen Abmessungen der Dipole nun 14.3 m betragen. Vielleicht weiss das ja ein Leser.

Nun haben wir ein Problem: Im letzten Blog-Eintrag rechnete ich die magnetische Steifigkeit mit 5.5 T durch, was auf 27 km Ablenkumfang hinausläuft. Da wir ja aber nur einen aktiven Ablenkumfang von 17.6 km (Ablenkradius 2813 m) haben, müssten wir deutlich stärkere Magnete mit B = E / (q c r) = 8.29 T haben (bei Kollisionsenergie). Dies wäre zwar mit NbTi bei 2.2 K zu erreichen, steht aber im Widerspruch mit den auf der Website publizierten Daten. Ich schrieb diesen Text bereits vor einigen Tagen und studiere seither am Problem rum. Vielleicht ist die Angabe zur Energie einfach falsch? Die vielen Neuner (in v = 0.999999991 c) sind sowieso unübersichtlich und täuschen eine Genauigkeit vor, die wahrscheinlich gar nicht mit den Tatsachen übereinstimmt. Falls es ein Leser genauer weiss, freue ich mich natürlich auf die Berichtigung. Im nächsten Blog-Eintrag dann weitere Dateils zu LHC.

3. Der Link der Woche

Vor knapp zehn Jahren befasste ich mich an der EPFL bereits einmal mit Biolumineszenz. Kürzlich erschien im Spiegel ein Artikel zur Biolumineszenz, den ich Euch nicht vorenthalten möchte. Die Grundlagen dazu sind auf einer extra dafür gestalteten Webseite der University of California, die übrigens bereits damals vor knapp zehn Jahren existiert hat (und das Layout ist glaub gleich geblieben :-)

75. Blogeintrag (So, 12.04.09)

Der Large Hadron Collider und die magnetische Steifigkeit

1. Der Wochenrückblick

Mein neuer Computer. Eigentlich eine Wonne. Gerade gestern habe ich mir den Chipsatz-Kühler mit Neusilber-Lot hartgelötet. Leider ging mir der Sauerstoff aus, so dass die Radiatoren warten müssen. Was mich aber richtig ärgert ist die 64Bit-Version von Vista. Mein Mainboard (Intel DX58SO) hat Audio onboard, und zwar von höchster Qualität. Dazu gibt es aber nur 32Bit Treiber (obwohl auf der Intel-Webseite auch 64Bit Versionen angeboten werden, diese laufen aber nicht). Hätte ich doch bloss 3 GB RAM installiert, dann könnte ich mit 32Bit-Vista leben. Im Prinzip ginge es auch recht elegant folgendermassen: Vista x86 vs. 8GB RAM?

2. Der Large Hadron Collider -- Teil 1

Das soll jetzt aber nicht das Hauptthema sein. Eigentlich wollte ich ja schon lange mal den LHC thematisiseren. Dazu reicht natürlich ein einziger Blog-Eintrag nicht. Ein erstes Thema: Wieso die dermassen gigantischen Abmessungen? Beginnen wir also mit dem Ziel. Wir möchten Teilchen mit 0.999999991 c kollidieren lassen. Dies entspricht einer geforderten Energie von 7 TeV (Wikipedia spricht fälschlicherweise von 10 TeV), entspricht also der Energie, die ein Elektron aufnimmt, wenn es sich von einem elektrischen Feld von 7 TV beschleunigt wird. Klingt vielleicht harmlos, entsprechen diese 7 TeV ja nur gerade 1.12 μJ. Verlässt das Teilchen aber die evakuierte Röhre des Beschleunigers, durchschlägt es mühelos dicke Wände. Nicht umsonst hat das Target aus Graphit eine Masse von 10 t, umgeben von 1000 t Beton... (natürlich nicht für nur ein einzelnes Teilchen) Und nicht umsonst beträgt die Leistungsaufnahme des LHCs mit 120 MW ungefähr jener der Haushalte des ganzen Kantons. Der Anteil davon an der Beschleunigung ist aber vielleicht gar nicht so gross. Zudem geht es gar nicht um Elektronen sondern um Protonen und Bleiionen.

Die Teilchen müssen in einem Kreisring kreisen. Und das im Hochvakuum, damit sie nicht zu früh irgendwo kollidieren. Ein Teilchenstrom geht links herum, der andere rechtsherum, in Pulsen, so dass die Kollisionen immer an den gleichen Stellen auftreten. Dort sind die die Detektoren konzentrisch um die Röhre angeordnet, um die Spaltprodukte aufspüren zu können. Aber das ist ein anderes Thema. Wie bringt man die Teilchen dazu, sich im Kreis zu bewegen? Mit Magnetfeldern. Ich erinnere an die Lorentz-Kraft F_L = q(E + v x B), wobei nur die magnetische Komponente zu einer kreisförmigen Bewegung führt (man beachte das Kreuzprodukt).

Die Ablenkbarkeit des Teilchenstroms wird magnetische Steifigkeit (Magnetic Rigidity) genannt. Man erhält sie durch Gleichsetzen von Lorentzkraft und Zentripetalkraft. B*r = m*v/q Klingt simpel, nur, was ist hier die Masse? Natürlich darf nicht die Ruhemasse verwendet werden. Wir wissen aber, dass E = m v² und in guter Näherung v = c gilt. Damit erhalten wir also den Radius r = E / (q c B) = 4238 m oder eben einen Umfang von ca. 27 km, die grösste Maschine der Welt! Für diejenigen, die es nachrechnen möchten: Die Energie muss natürlich gemäss SI-Einheiten in [J] und nicht in [eV] eingesetzt werden.

Der geneigte Leser fragt sich jetzt natürlich, weshalb es dazu denn unbegingt Supraleiter braucht. Würde Kupfer verwendet, wäre bei etwa 2 T Schluss, weil die Spulen Eisenkerne benötigen würden (mit Supraleitern sind übrigens mit dem gewählten NbTi sogar ca. 8 T drin) und auch die besten Eisenbleche bei 2 T sättigen. Damit würde der Tunnel dreimal so lange. Aber das wäre noch das eher kleinere Problem, die Verluste sind das viel grössere. Keine Ahnung, wie gross schon nur die reine ohmsche Verlustleistung der Magneten wäre. Diese müsste effizient abgeführt werden, was dann wieder sehr viel zusätzliche Leistung benötigt. Und man bedenke: Der spezifische elektrische Widerstand von Kupfer steigt mit der Temperatur...

Als Supraleiter kommt nicht ein Hochtemperaturtyp (HTSL) zum Einsatz, sondern richtiges NbTi (Niob-Titan). Nur damit kann die hohe Stromdichte von 280 A/mm² in Kombination mit dem starken Magnetfeld in der Spule erreicht werden, wobei ich bezüglich der genauen Stromdichte auf widersprüchliche Daten gestossen bin. Noch höhere Stromdichten wären mit Nb₃Sn möglich, dieses Material ist aber noch spröder als NbTi und lässt sich damit technisch noch schlechter verarbeiten. Die maximale Stromdichte wird nur von der magnetischen Induktion eingeschränkt, da keine Verluste vorhanden sind. HTSL sind diesbezüglich unbrauchbar. Bei 4.2 K (Sdp He) wären bei Nb₃Sn und einer Stromdichte von 280 A/mm² etwa 18 T möglich. Interessanterweise wird der Kryostat aber nicht auf 4.2 K eingestellt, sondern auf ca. 2.2 K, wobei es sich gerade über dem Lambdapunkt befindet, also noch nicht suprafluid ist.

Was FODO-Zellen und Quadrupol-Magnete sind, wie man den LHC abkühlt, wie tief die spezifischen Wärmekapazitäten der Materialien bei kryogenen Temperaturen sind und wie man die Anlage einschaltet, darauf gehe ich ein einem der nächsten Blog-Einträge ein. Immer daran denken: Wissen ist nicht gleich Verständnis.

3. Der Link des Tages

Heute etwas Superpraktisches. Fabian hat auf seiner Webseite einen Gleichrichtungsrechner. Damit hätte ich mir das Projektlein von Blog-Eintrag 64 einfacher machen können und gewisse Versuche ersparen können.

74. Blogeintrag (Mi, 01.04.09)

Basel spricht anders

Es ist Dienstag 05:58 Uhr früh. Mein Radiowecker bringt etwas Musik, dann kommen die Schlagzeilen im Radio Basilisk -- auf Hochdeutsch! Man stelle sich vor: Radio Basilisk auf Hochdeutsch! Man wolle dies tun um die Verständlichkeit zu erhöhen, habe es mit der Regierung abgesprochen... He hallo, seit wann ist Baseldeutsch schlecht verständlich? Natürlich ein Aprilscherz. (Mein Lieblings-Aprilscherz war übrigens: Die Felsenputzer. Unbedingt Video kucken.) Trotzdem, zurück zum Baseldeutsch. Darüber wollte ich schon lange mal ein paar Worte verlieren.

Baseldeutsch gehört zu den unbeliebtesten Dialekten in der Schweiz. Gleichzeitig wird er praktisch immer richtig erkannt. Woran liegt das? Spannende Frage. Basel tickt anders, auch sprachlich. Baseldeutsch ist der einzige Schweizer Dialekt, der zum Niederalemannischen gehört -- alle anderen zählen zum Hochalemannisch. Dies zeigt sich in verschiedenen Lautverschiebungen. Wir sagen für hochdeutsch "sprechen" auf Baseldeutsch "saage" und alle anderen Schweizer verstehen darunter "sägen", sagen sie doch "säge" um damit "sprechen" auszudrücken, was bei uns dann aber "zerschneiden" bedeutet. Das hat System: "k" bleibt "k" und wird nicht "ch", "lich" wird "lig", das Mittelhochdeutsche wird entrundet, also "ö" wird "ee" und "ü" wird "i". Damit sind die vielen schönen Basler Spezialausdrücke nicht einmal berücksichtigt. Das Kuchikäschtli-Orakel (für Nichtbasler: Chochichästli-Orakel) macht auch kaum Fehler bei der Zuordnung von Baslern, obwohl da nur sehr langweilige Wörter abgefragt werden, die sich nur in Nuancen voneinander und vom Hochdeutschen unterscheiden. Damit werden aber genau diese Lautverschiebungen zurückverfolgt (Selbstlaute und Mitlaute, Beispiele "Fenster", "Mond", "Hand"...). Es gibt ja ein neues Wörterbuch. Leider wird dort die Mitteldeutschentrundung rückgängig gemacht, aus "breesmele" wird "bröösmele". Da halte ich mich lieber an das Original von Rudolf Suter, zu dem es übrigens auch eine Grammatik gibt.

Die Frage, ob das Schweizerdeutsch gemäss der UNESCO-Studie ausstirbt, beschäftigte auch in den vergangenen Wochen. Eigentlich hat unser Dialekt viele neue Gebiete erobert. Nicht nur E-Mails und SMS werden immer öfters in Mundart verfasst, auch auf Postkarten taucht es immer häufiger auf. Ich halte mich zurück, wie die meisten wissen. Nach Ansicht von Daniel Huber in einem absolut lesenswerten Bericht "Schwizerdütsch siegt sich zu Tode" stirbt aber genau auf diese Weise das Schweizerdeutsch aus. Nicht, indem es nicht mehr gesprochen würde, sondern indem es zunehmend vermischt und teutonisiert.

Nun soll nicht nur im Kindergarten sondern auch neu im Lokalradio also die Standardsprache Einzug halten. In der (Primar-) Schule kennt man das schon lange, dort ist man bereits einen Schritt weiter: Kaugummi kauen macht (angeblich) Schüler schlauer, deshalb wird das jetzt je nach Schule plötzlich wieder erlaubt. Wertezerfall? Ich frage mich, wenn ich mich an meine Schulzeit erinnere, ob nicht am besten auch gleich die Lehrer Kaugummi konsumieren sollten... ;-)

Ach ja, um die Steinbrück-Sache abzuschliessen, möchte ich heute nicht mit einem Link des Tages sondern mit einem Zitat des Tages schliessen: "Lieber eine nachhaltige Rothaut als ein bleichgesichtiges Grossmaul." BR M. Leuenberger

Anmerkung zum Blog: Ich habe mir ausnahmsweise erlaubt, den Blog-Eintrag vorzudatieren. In Tat und Wahrheit ist er nämlich gar nicht vordatiert sondern "nachgeladen". Sprich: Ich schrieb ihn schon vor langer Zeit, bin aber nie dazu gekommen, ihn auch hochzuladen.

73. Blogeintrag (Do, 26.03.09)

Moya Maschina

Bevor ich zum Hauptthema komme, müsste ich eigentlich die Presse Revue passieren lassen. Natürlich erspare ich mir Kommentare zu Peer Steinbrück und dem Bankgeheimnis. Interessanter wäre das Thema, dass es viel zu wenige männliche Lehrer gibt (Im Sek-I-Semi nur noch 30% männliche Studenten als angehende Lehrer, gemäss Basler 20min vom 19. März, Seite 7). Aber auch darüber wurde schon zuviel philosophiert. Eine wichtige Neuerung ist die schöne SBB-1.-Klasse-Lounge in Zürich. Leider bin ich noch nicht dazu gekommen, diese einzuweihen. Aber doch nicht würdig für einen Blogeintrag. Blog-würdiger war da schon der GOCE-Start von Plesezk aus. Oder die SpaceX-Ankündigung auf den fünften Start der Falcon 1. Und natürlich die aktuelle Space Shuttle Mission STS-119 zur ISS. Ein anderes Thema wären die WaKü-Komponenten, die ich letzte Woche bei Aquatuning bestellte. Ich freue mich schon auf den Einbau. Wenn ich nämlich die SiSoft-Sandra-Benchmarks laufen lasse, erhöht sich der Lärmpegel ins schier Unfassbare und die Leistungsaufnahme steigt von 180 W auf mehr als 320 W (Bildschirm/Peripherie nicht eingerechnet). Zur Zeit brauche ich den Rechner allerdings für CFD-Simulationen (ANSYS CFX 11.0) und nicht für Spiele, was wenigstens die Grafikkarte schont (und damit meine Ohren, da diese unter Last besonders laut wird). Meine Standard-Simulationen laufen auf dem Intel Core i7 in weniger als fünf Stunden durch. Auf dem bisherigen Institutsrechner (2x XEON-Quadcore, mit 32 GB RAM und 3 HDD im RAID 0) benötigten die Simulationen ungefähr acht Stunden.

Nein, Thema soll man zukünftiger fahrbarer Untersatz sein. Bisher habe ich mich ja nie für Autos interessiert, aber das kommt mit dem Umzug unweigerlich. Ich dachte dabei an ein "stinkiges" Auto, das nicht stinkt. Also den iMiev mit reinem Elektroantrieb. Elektroautos stehen und fallen mit der Qualität und Kapazität des Energiespeichers. Die Motoren hingegen sind selten ein Problem: Wirkungsgrad, Lebensdauer und Leistungsdichte sind ausgezeichnet, ein Getriebe ist nicht nötig. Aber eben die Batterien... Der iMiev setzt auf Li-Ionen-Akkus. Sie ermöglichen dem Fahrzeug eine Reichweite von 140 km, was leider nicht einmal für einen Ausflug an die Apalachicola Bay reicht (jedenfalls wenn ich die Rückfahrt mit einrechne). Und der iMiev gehört sogar zu den Klassenbesten diesbezüglich. Ein Ladevorgang dauert standardmässig sieben Stunden und nicht fünf Minuten, wie heute beim Tanken eines Fahrzeugs. Es gibt ein Schnellladegerät, aber das ist auf einen sogenannten "Quick Charger" angewiesen und auch dann dauert die Ladung noch immer über eine halbe Stunde. Hybridautos haben es da einfacher, da der Hauptenergiespeicher dort wie bisher der flüssige Treibstoff darstellt. Aber die meisten Vertreter dieser Kategorie sind Parallel-Hybrid und sehr gross, womit die Benzinersparnis wiederum nicht so gewaltig ist.

Was tun? Nun... Ich könnte mir doch einen leichten 1-Achs-Anhänger kaufen, beispielsweise einen Brenderup 1150 S für 600 Euro. Darauf schnalle ich Benzin-Generatörchen, beispielsweise den Honda EB 11000 mit 10.5 kW Leistung und einem praktischen Elektrostarter (die Knöpfe müssen dann durch Relais ersetzt werden, damit ich sie vom Auto-Armaturenbrett aus bedienen kann). Dieses Benzin-Elektrisch-Aggregat hat eine (leider einphasige) Steckdose mit 240 V bei maximal 50 A (Seite 10 im Manual). Da müsste ich also noch einen hübschen Frequenzumrichter basteln. Die Leistung müsste eigentlich der des sogenannten "Quick Chargers" entsprechen, zu dem ich aber keine Daten fand. Sie lässt sich ganz grob abschätzen: Die Batterie wiegt 160 kg (ohne Rack). Nehmen wir eine Energiedichte von 120 Wh/kg an, so kommt der Akku auf 19.2 kWh. Diese müssen innerhalb von 0.5 h geladen werden, also muss der "Quick Charger" durchschnittlich fast 40 kW leisten. Das geht natürlich nicht mit dem Honda-Genertörchen, ist aber auch gar nicht notwendig. Es ist sinnvoller, sich mit der Aufladung etwas mehr Zeit zu lassen. Bei 1.5 Stunden kommt man auf 12 kW, das scheint mir vernünftiger. Damit würde daraus ein Plug-In-Hybrid mit seriellem Konzept, was auch sinnvoll ist - inklusive V2G-Effekt. Was die Argumente für einen PHEV betrifft, lohnt es sich unbedingt, das Interview mit Mark Duvall (EPRI) zu lesen!

Solange ich in der Stadt unterwegs bin, reicht die Reichweite ohne Anhänger. Fahre ich aber zum Kennedy Space Center oder ins Disney World, hänge ich den Anhänger an. Diesen würde ich so konfigurieren, dass er anspringt, sobald ein bestimmter Ladestand unterschritten wird (z.B. 70%) und sich ausschaltet, sobald ein bestimmter Ladestand überschritten wird (z.B. 90%). So brauche ich ihn nicht ständig zu überwachen. Die Elektronik des iMiev müsste vermutlich noch überlistet werden, da sie sicher ein Losfahren verhindert, solange das Ladekabel steckt. Aber auch die Lebensdauer der Batterie sowie die möglichen Störungen von Ladegerät und Auto-Leistungselektronik müsste ich natürlich genauer untersuchen. Vielleicht fragt Ihr Euch auch, warum als Anhänger und nicht im Kofferraum? Erstens ist das Generatörchen mit 98 dB (umgerechnet auf einen Abstand von 1 m) ganz schön laut. Zweitens wird es eng mit der Kühlung. Drittens müssen die Abgase irgendwie raus. Und viertens bleibt dann nicht mehr viel Platz für Gepäck. Wie soll ich sonst die Apalachicola-Austern nach Tallahassee transportieren?

Gewisse werden einwenden: Nimm lieber einen Prius und baue ihn zum PHEV um -- ist einfacher. Stimmt natürlich. Nur leider bringt das vielleicht auch nicht gleich viel. Seattle hat es ausprobiert und die Resultate sind erstaunlich schlecht. Andererseits scheint es in Frankreich besser zu funktionieren. 125 MPG klingt vielversprechend!

"There are 10 types of people in the world: those who understand binary and those who don't."

72. Blogeintrag (Mo, 09.03.09)

Homo Calculus

Die drey scheenschte Dääg sind vorbei, gestern ging auch der erste Bummelsonntag über die Bühne. Leider bin ich dieses Jahr praktisch nicht dazu gekommen, an die Fasnacht zu gehen. Der Morgestraich war aber super und für die Guggekonzärtli hatte ich gute Aussicht (und Aus-"hör"). Nun warte ich gespannt auf den Querschnitt mit Heinz Margot (SF1, Sa, 14. März, 20:10).

Ich habe eine neue Heizung. Sie ist recht wertvoll, hat eine Leistung von etwa vierhundert Watt und wird über das 230V-Netz gespeist. Die Rede ist von meinem neuen Computer. Er ist bis auf die Wasserkühlung fertig und echt eine Bombe. Ich bin bisher mit allen Komponenten höchst zufrieden, angefangen mit dem i7-Prozessor über das super Intel-Mainboard bis zur Grafikkarte mit nVidia GTX-260. Mit einer Ausnahme: Das Gehäuse von Lian-Li ist klapprig. Im Prinzip könnte das ja egal sein, denn ohne Vibrationen hört man das ja nicht. Aber es macht einfach keinen guten Eindruck, sobald man daran herumschraubt. Das Alu-Blech ist viel zu dünn. Ich verstehe gar nicht, weshalb diese Gehäuse einen dermassen guten Ruf geniessen.

Eben, wie gesagt: Heizung. Schon im normalen Windows-Betrieb bläst einem der Computer heisse Luft entgegen, als würde es sich um einen Haarföhn handeln. Sobald aber CPU und Grafikkarte (2x 80mm-Lüfter à 4000 rpm) wirklich ins Schwitzen kommen -- beispielsweise im WoW -- verwandelt sich der Computer in ein Triebwerk. Ich bin ja gespannt, wieviele Radiatoren ich brauchen werde, um das Kühlwasser einigermassen kühl halten zu können. Bisher bin ich davon ausgegangen, dass ein 120mm-Single (Luftauslass) in Kombination mit einem 80mm-Dual (Lufteinlass) reichen würden. Da bin ich jetzt nicht mehr so sicher. Siehe auch meine Berechnung im Blogeintrag 53. Nun überlege ich mir einen Stapel von vier 120er-Radis, über Gewindestangen und Abstandsrollen in das Volumen gepfercht, welches zuvor vom Laufwerkskäfig eingenommen wurde. Und schön verschalt, damit die Luft nicht dazwischen durchpfeift. Der Lüfter muss dann eine relativ grosse Druckdifferenz aufbauen können.

Und der Luftstrom? Machen wir mal ein bisschen Thermodynamik! Der Luftstrom nimmt die totale Leistung sämtlicher Komponenten auf, also auch jener, die nicht wassergekühlt sind: CPU + GraKa + X58 + HDD + Pumpe + Rest erzeugen zusammen mit dem Netzteil (Wirkungsgrad 0.83), welches die Wärme an den gleichen Luftstrom abgibt, P = 1/0.83 * (130 W + 182 W + 24 W + 10 W + 10 W + 20 W) = 453 W. Der Luftstrom soll sich maximal um ΔT = 10 K erwärmen. Die (isobare) Wärmekapazität von Luft beträgt etwa c_p = 1005 J/kg/K. Daraus ergibt sich ein Massenstrom von dm/dt = p / (ΔT * c_p) = 0.0451 kg/s. Die Dichte von trockener Luft bei 30°C (ganz wichtig: bei erhöhten Temperaturen nimmt die Dichte ab) beträgt ρ = 1.164 kg/m³. Feuchte Luft hat sogar eine noch niedrigere Dichte, aber dafür habe ich gerade keine Werte zur Hand. Damit erhält man als Volumenstrom dV/dt = ρ^-1 * dm/dt = 0.0387 m³s^-1 = 139 m³/h. Das wäre also ein Papst 4412 FGM mit 2400 rpm und 3.2 W (119x119x25 mm³; 140 m³/h). Das klingt aber nach einer lauten Geschichte! Zudem wurde hier unterschlagen, dass bei erhöhtem Gegendruck (Strömungswiderstand) der Volumenstrom einbricht.

Mein erster Computer wurde weder warm noch laut. Es handelte sich um einen NewBrain Basic mit Kassettenrekorder (angeschlossen per Kopfhörerausgang und Mikrophoneingang) als Laufwerk und einem Neunnadeldrucker, ausgeliehen von einem Onkel. Anzeige war der Fernseher meiner Eltern (12" Sony Trinitron) mit beiger Schrift auf dunkelbraunem Hintergrund. Der Ladevorgang eines äusserst primitiven Golfspiels (man gab mit der Tastatur Schlagrichtung in Azimuth und Elevation an, zudem die Schlagstärke und es wurde einem dann mitgeteilt, wie weit man vom Loch weg ist) nahm glaub etwa zehn Minuten in Anspruch. Es klang ungefähr so, wie wenn man versehentlich mit dem Telefon ein Faxgerät anruft. (Randbemerkung: Hat jemand in CD-Playern der ersten Generation versucht eine CDROM wiederzugeben? Das Geräusch aus den Lautsprecherboxen ist unbeschreiblich!) Im inneren werkelte ein Z80, dieser Mikroprozessor (kein -Kontroller) von Zilog hatte eigentlich einige Vorgeile gegenüber dem Intel 8080, z.B. dem automatischen DRAM-Refresh, und hat damit Intel ausgestochen. Doch man kennt die Geschichte, Intel setzte sich dann später doch durch (8086). Das war zur Zeit, als alle Coolen noch mit einer Casio CFX-400 (Fr. 198.- im Thürlimann) am Handgelenk angeben konnten. Heute hat man dafür ja das Natel.

Meine ersten richtigen Programmiererfahrungen kamen dann aber mit dem Sharp PC-1403H. Es war recht lustig, damit nicht nur Rechenprogramme (ggT, kgV, quadratische Gleichungen) zu schreiben, sondern per PEEK- und POKE-Befehle die einzelnen Pixel anzusteuern, um damit Spiele zu programmieren. Wir haben in der Schulklasse damals einen grossen Umsatz an kariertem Papier gehabt: Es liess sich damit relativ einfach die Punktmatrix der Anzeige auf Papier nachbilden und daraus die Binärcodes ausrechnen. Auch Kommunikation war mit diesem Taschencomputer möglich: Ich bastelte für die ganze Klasse Verbindungskabel, wobei ich zwei Varianten hatte: Dickes Flachbandkabel für kurze Distanzen (30 cm) und ein praktisch unsichtbares, mehrere Meter langes Kabel aus drei verdrillten, dünnen Kupferlackdrähten (RxD, TxD, GND). Idee dazu war, dass man sich während Prüfungen unerkannt Nachrichten schicken kann.

Seit ich am Poly bin, arbeite ich mit einem HP 48G. Die UPN (Umgekehrt Polnische Notation, also das Rechnen nach Stack-Prinzip LIFO) ist enorm praktisch. Ich kann einen normalen Taschenrechner praktisch nicht mehr bedienen. Leider hatte ich mir nie die Zeit genommen, um den HP auch programmieren zu lernen (Pascal-ähnliche Sprache). Aber heute kauft man sich auch eher ein Natel, installiert Linux drauf und baut daraus Auto-Navi, Variometer, Mediacenter-Fernbedienung...

Und der Link des Tages? Es soll mal wieder etwas physikalischer sein als auch schon. Wer kennt noch die schönen Lissajous-Figuren auf den Oszilloskopbildschirmen? Das Technorama hat online einen Harmonographen, mit dem man Stunden vertrödeln könnte!

71. Blogeintrag (Mi, 18.02.09)

Verspätungen

Ich bin ja nicht ein Vielflieger, sondern ein Vielfahrer. Mit dem GA erster Klasse natürlich. Pro Jahr lege ich mit der SBB so ungefähr 50 Mm zurück -- also gut einmal um die Welt. Nachdem ich nun bereits das dreizehnte GA (lückenlos) besitze, wäre ich rechnerisch praktisch die Distanz Erde-Monde-Erde gefahren. Nun gut, ein paar Megameter fehlen noch.

Thema sind heute die harmlosen, täglichen Verspätungen. Und vor allem die netten Entschuldigungen. Gestern beispielsweise: "Grund für die Verspätung ist Langsamfahrt wegen vorausfahrenden Zügen." Das sind doch die täglichen Ermutigungen, insbesondere wenn man sprachlich durch das Schreiben der Diss herausgefordert ist. Es kann nur drei Gründe für Verspätungen geben: Unplanmässiges/verlängertes Anhalten, Umweg oder eben Langsamfahrt. Diese Information ist allerdings komplett überflüssig, weil das sowieso jeder merkt. Und die vorausfahrenden Züge... Sofern man nicht den allerersten Zug am Morgen früh erwischt, gibt es immer einen vorausfahrenden Zug. Die Begründung ist also wertlos. Hm, vielleicht doch nicht ganz: Ich freue michh immer über die freundlichen Entschuldigungen -- obwohl die Zugführer ja nur höchst selten eine Schuld daran tragen. Das ist noch Gastfreundlichkeit, Châpeau!

Wie es zu Verspätungen kommen kann -- wenigstens drei mögliche Gründe -- sind bereits in den Blogeinträgen 57 und 58 beschrieben. Darauf gehe ich nicht nochmals ein. Interessant dünkt mich viel mehr der Umstand, dass die SBB das Netz permanent an der Kapazitätsgrenze betreiben. Es heisst immer "mehr geht nicht". Und auf den Fahrplanwechsel kommen weitere Zugverbindungen hinzu.

Aber zurück zur Pünktlichkeit. Die Züge fahren praktisch immer pünktlich ab. Würden sie zu früh losfahren, und wäre es bloss eine Minute, dann oft ohne mich. Manchmal rechne ich sogar mit fünfzehn bis dreissig Sekunden Abgangsverspätung. Die Definition ist hier also bewusst asymmetrisch. Die Ankunft ebenfalls: Die Züge erreichen ihre Destination praktisch immer mit einer Verspätung von einer bis drei Minuten. Das ist nicht viel. Aber ehrlicher wäre doch, wenn man im Fahrplan die durchschnittliche Fahrzeit (oder den Median) einrechnen würde. Gestern ist die Kondukteurin durch den Zug gegangen und hat sich notiert, wer einen Anschlusszug erwischen muss. Die Anschlüsse wurden vorgemerkt und vermutlich hat es auch geklappt. Das ist ein super Service! Heute, als der IC spät am Abend schon wieder den Umweg über Frick nehmen musste, fragte ich den Kondukteur: Aha, in Gelterkinden werden die Schallschutzwände gebaut.

Zuletzt noch eine interessante Absurditität: Die russische Atomlobby sucht die Miss Atom 2008. Abräumer ist natürlich Alyona.

PS: Letzte Woche bestellte ich die Computerbauteile für meinen neuen Computer. Noch warte ich auf die GTX-260-Grafikkarte, die schwierig zu liefern ist, weil die 55nm-Generation der nVidia-Serie so beliebt ist. Ach ja, genau, ich habe mich nun doch für einen Core i7 entschieden. Fünf Franken güstiger aber viel schneller als der bisherige Core2Quad Q9550. Als Mainboard entschied ich mich für das Original von Intel, welches als einziges auf den ganzen Heatpipe-Firlefanz verzichtet (und so den Eindruck erweckt, auch ohne CPU-Kühler-Luftstrom nicht zu überhitzen). Die WaKü-Bauteile bestelle ich erst ganz zum Schluss.

70. Blogeintrag (Sa, 14.02.09)

Menschenrechte - Menschenpflichten

Der LHC braucht doch länger, bis er wieder läuft. Die Schweden machen den Atomausstieg rückgängig. Oder die Sache mit Detroit goes Electric. Ein weiterer Ariane-Start verläuft tadellos. Lara Gut rettet die Schweizer Ehre im Skisport. Ein Russischer und ein Amerikanischer Satellit stossen ineinander. Es gäbe diese Woche reichlich Stoff für viele Blogeinträge. Zum LHC werde ich bald mal ein paar Zeilen schreiben (die ersten Berechnung zur magnetischen Steifigkeit habe ich schon auf einen Fresszettel gemalt). Aber zuerst zu einem Thema, das mich in letzter Zeit immer wieder angesprochen hat: Menschenrechte.

Inspiriert von den guten Vorträgen von Meic Pearse, Geschichtsprofessor am Houghton College in New York, möchte ich gerne mal ein paar Gedanken zu Menschenrechte weitergeben. (Nein, über Infantilismus werde ich mich nicht auslassen!) Tippt man in Google (CH) den Begriff "Menschenrechte" ein, werden 3.83 Mio Resultate ausgespuckt. Der erste Hit ist von Wikipedia, der zweite bereits die Resolution 217 A der Generalversammlung der Vereinten Nationen vom 10. Dezember 1948. (Der dritte Hit verweist auf www.humanrights.ch - die Rangfolge der ersten beiden wechselt manchmal.) Die Uno hat sich sehr viel Mühe gegeben, eine Definition für Menschenrechte zu finden, mit der möglichst alle Leute einverstanden sind. Ich bin der Meinung, dass diese Definition aber nur auf sogennant westliche Völker ("Westeners", wenn ich da Meic zitieren darf) zutrifft. Beispielsweise können wahrscheinlich Muslime wenig mit dieser Definition anfangen, denke ich. Falls es Muslime unter meinen Bloglesern gibt: Bitte melden, wenn Ihr anderer (oder gleicher) Meinung seid.

Ich habe mir mal in der Zentralbibliothek die folgenden drei Bücher von Meic geholt:

1. The Great Restoration - The Religious Radicals of the 16th and 17th Centuries
2. The Gods of War - Is Religion the Primary Cause of Violent Conflict?
3. Why the Rest Hates the West - Understanding the Roots of Global Rage

Ich begann mit dem letzten Buch (3.), welches ja auch eine gewisse Berühmtheit erlangt hat (und etwas weniger Seiten umfasst). Kapitel 3 behandelt die Menschenrechte. Und das kann ich Euch versichern: Es handelt sich nicht um irgendwelche Wohlfühl-Wischiwaschi-Gott-hat-dich-lieb-Bücher.

Nehmen wir mal ein ganz einfaches Beispiel: "Das Recht auf Leben." Oder um es noch etwas klarer zu formulieren: "Das Recht, leben zu dürfen." Haben wir das wirklich? Ich habe doch kein Recht darauf. Ich könnte jederzeit sterben. Nein, ich bin der Meinung, dass ich kein Recht darauf habe, leben zu dürfen. Aber schauen wir uns das an einem Beispiel an, welches im "Why the Rest Hates the West" in Kapitel 3 unter "A Test Case: Abortion" behandelt wird:

• Abtreibungsgegner argumentieren oft so: "Der Embryo hat ein Recht auf Leben."
• Befürworter der Abtreibung sagen hingegen: "Die Frau hat das Recht, selber über ihren Körper zu bestimmen."

Hedonismus gewinnt, das Kind muss sterben. Zudem: Freiheit ist ja auch ein sogenanntes Menschenrecht. Hm... Meics Vorschlag besteht in der Umformulierung der Rechte in Pflichten. Diese Sprache (sozusagen die [moralische] "Pflichtensprache") ist manchmal etwas klarer, vor allem in diesem Beispiel wird da eine der beiden Positionen absurd:

• Abtreibungsgegner: "Die Mutter hat die Pflicht, das Leben des Embryos zu schützen."
• Abtreibungsbefürworter: "Der Embryo hat die Pflicht zu sterben, um zu versichern, dass der Mutter bestimmte Probleme erspart werden."

Tja, was klingt logischer? Ich war baff, das so zu hören (und lesen). Denkt man länger darüber nach, wird die Sache doch etwas komplizierter. Deswegen empfehle ich Euch auch, direkt im Original zu lesen. Das Beispiel ist auf Seite 76/77. Obwohl, wenn Ihr Euch jetzt gleich alle im Nebis das Buch reserviert, dann erhalte ich bald eine Rückrufnachricht...

Noch ein kleines Rätsel zum Abschluss des Blogeintrages: Was denkt Ihr, findet Google, wenn man nach "hier" sucht?! Zuerst nachdenken, dann ausprobieren! (Ich bin über einen Artikel zur Google-Optimierung SEO durch Backlinks darauf gestossen.)

69. Blogeintrag (So, 01.02.09)

Das Problem mit ITER

Nach gemütlichem Rumpaddeln in (oder nahe) einem Nationalpark am Panhandle, sitze ich nun gemütlich in der Lobby (weil das Internet im Zimmer nicht geht) und blogge drauf los. Und jeder fragt mich, weshalb ich nicht das Super-Bowl-Spiel gucke.

Grossprojekte haben es schwer. Ich bin noch immer höchst erstaunt, dass die NEAT in der Schweiz realisiert wird. Die meisten anderen Grossprojekte sterben oder sind bereits gestorben, egal, aus welchem Sektor sie kommen. Damit meine ich nicht nur die Verkehrsprojekte (Transrapid, Swissmetro, Porta Alpina...) sondern beispielsweise auch Kraftwerksprojekte. So interessiert heute Energie niemand mehr - es weiss auch gar niemand, was das (physikalisch) ist. Das hat zur Situation geführt, dass heute die Energiediskussion nur von den Sozis und den Grünen geführt wird. Kein Vorwurf an diese Parteien, diese handeln durchaus richtig, sondern ein Vorwurf an all die anderen Parteien, die das Thema völlig vernachlässigen. Nun ist es aber so, dass Rotgrün überhaupt kein Interesse an einer objektiven Diskussion hat. "Wozu ein neues Kraftwerk, der Strom kommt doch aus der Steckdose?" oder "Kernkraft - nein danke. Lieber ein paar Solarzellen." Ich erspare mir jetzt auf das "ein paar" einzugehen und zu erklären, was das bedeuten würde. Nein, das war bloss eine lange Einleitung zum Thema Grossprojekte.

Nicht alle Grossprojekte haben es schwer. Nein, es gibt ein paar ganz wenige, die florieren geradezu. Zum Beispiel das CERN. Möchte man herausfinden, ob es Higgs-Bosonen gibt, baut man schnell die grösste Maschine der Welt. Anderes Beispiel: Der internationale Kernfusionsreaktor ITER. Michael hat mich darauf aufmerksam gemacht und mir die folgenden Frage gestellt:

• Was sind die aktuellen Probleme? (verstrahlte Wände?)
• Ist die Ressource Lithium wirklich so homogen auf dem Planeten verteilt?
• Was wenn Iter klappt (Energiefaktor x10) aber es sich wirtschaftlich nicht rechnet, weil die Wartung des Reaktors zu teuer wäre?
• Tomahak vs. Stellarator: Vor und Nachteile
• Iternachfolger DEMO: Was gibt's hierzu für News?

Ehrlich, ich fühle mich ausser Stande diese Fragen zu beantworten. Vielleicht kann ein Leser helfen? Die Vor- und Nachteile von Tokamaks (Russischkenntnisse helfen - "Tomahawk" ist was anderes :-) ) gegenüber anderen Konzepten habe ich mit einem Magnetexperten - Prof. Dr. H. Brechna - einmal ausführlich besprochen. Das war sehr interessant, aber leider liegt die Diskussion zu lange zurück, als dass ich die Details hier widergeben könnte. Und zu DEMO wird es noch sehr, sehr lange nichts Gewisses geben. Denke ich... wir werden sehen.

Trotzdem ein paar Gedanken. Wieso baut man so einen grossen Reaktor, ohne zu wissen, ob das Konzept überhaupt funktioniert? Wird im Lithium-Blanket genug Tritium erbrütet, um den Reaktor kontinuiertlich betreiben zu können? Genau dieser Frage wollte mal das CERN nachgehen. Die ITER-Forscher verboten dem CERN aber die Forschung daran, ist mir gerüchteweise zu Ohren gekommen. Falls das stimmen würde (ich hege gewisse Zweifel), hiesse das folgendes: Die Nationen, die ITER betreiben, sind auf Augenwischerei aus. Es ist ihnen egal, ob er funktioniert oder nicht. Hauptsache man beruhigt das grüne Gewissen... Ist das nicht ungefähr ähnlich, wie Autokonzerne, die seit Jahren Wasserstoffauto-Prototypen vorführen, nur damit sie keine sparsamen (herkömmliche) Autos bauen brauchen. Das ist kein Skandal, das ist einfach aktuelle Politik.

Um auf die erste Frage zurück zu kommen: Nein, das Problem sind wahrscheinlich nicht die verstrahlten Wände (die müssen übrigens Neutronen absorbieren, um das Tritium zu erbrüten). "Wand" ist natürlich nicht ganz der richtige Fachausdruck. Das Problem ist, dass dies eigentlich kein Forschungsprojekt ist. Es ist ein Politprojekt. Man schafft Fakten. Wer weiss, wer das Deuterium liefert? Wieso sind die USA vorübergehend ausgestiegen, als der Standort Cadarache (F) festgelegt wurde? Japas Position dazu ist ja auch höchst interessant. Nun ja, ich freue mich auch auf den Moment, wenn ITER den Betrieb aufnehmen wird. Aber echte Forschung ist das nach meiner Ansicht nicht.

68. Blogeintrag (Fr, 23.01.09)

Erdöl und Klimakollaps

Hey Leute, Ihr bereitet mir Sorgen: Der Datenverkehr auf meiner Homepage nimmt rapide zu. Beispielsweise alleine am gestrigen Tag betrug der Transfer 1180 MB. Heute waren es am bis am Nachmittag auch bereits über 700 MB. Wo führt das nur hin? Hoffentlich sperrt mich der Hoster deswegen nicht aus...

Habt Ihr den Artikel A. R. Stine et. al.: Changes in the phase of annual cycle of surface temperature im Nature (Bd. 457, Seiten 435-441) auch gelesen? Der Jahreszeitenzyklus hat sich verschoben. Zudem steht da, dass die Temperaturunterschiede zwischen Sommer und Winter zusehends schwächer ausfallen. Ich frage mich, ob man das nicht auch mit einer Dimensionsanalyse hätte zeigen können. Wie auch immer, das Klima verändert sich. Heute sollen Klima und Erdöl unser Thema sein.

Die Diskussion um die Erdölknappheit und den sogenannten Klimakollaps ist in letzter Zeit etwas in den Hintergrund gerückt. Kein Wunder, bei dermassen interessanten Neuigkeiten wie Sullys Hudson-River-Landung, Obamas Amtseinsetzung und der Finanzkrise mit dem allgemeinen Wirtschaftsabschwung. Da leiste ich mal etwas Gegensteuer und widme mich diesen beiden, bis zu einem gewissen Grad miteinander verbundenen, Themen.

Erdöl (und allgemein die fossilen Brennstoffe) werden oft verteufelt. Aber was hat es uns eigentlich gebracht? Recht viel, meine ich. Neben wirtschaftlichem Erfolg und Wohlstand auch einiges für die Umwelt. Anstatt ganze Wälder abzuholzen und die Luft mit Feinstaub und Giftstoffen zu verpesten (wir haben heute nur noch halb soviele Nebeltage im Mittelland als noch vor hundert Jahren - dank signifikant höherer Luftqualität), können wir heute Benzin, Diesel, Kerosin und Heizöl dank grossen technischen Innovationen praktisch schadstofffrei (CO₂ ist kein Schadstoff im herkömmlichen Sinn mit toxischen Eigenschaften) verbrennen.

Ganz so unproblematisch ist die Sache dann aber doch nicht. Ich sehe vor allem drei Haken an der Sache:

• Der weltpolitische Haken: Erdöl ist nicht uniform verteilt. Das hat Konsequenzen: Länder, die kein Erdöl haben, sind auf Länder angewiesen, die welches haben. Grosse Erdölvorkommen sind unter anderem in den arabischen Ländern vorhanden. Aus verschiedenen Gründen (z.B. Ethik, Religion, Menschenrechte) sind die Beziehungen recht angespannt, was die Sache recht delikat macht. Das ist ein Problem.
• Der energiepolitische Haken: Erdöl ist begrenzt. Der Transportsektor wird zu beinahe 100% mit Energie aus fossilen Trägern versorgt, allen voran Erdöl. Eine gewisse Substitution auf andere fossile Quellen ist möglich, beispielsweise die Umstellung auf Erdgas oder die sogenannte Kohleverflüssigung. Letztere ist allerdings mit noch weit höherem Energieaufwand verbunden, was die Energiefrage nicht gerade vereinfacht. Immerhin, mit Hochtemperatur-Kernreaktoren liesse sich die Kohleverflüssigung recht einfach bewerkstelligen, vgl. Südafrika. Es bleibt aber dabei: Sobald das Erdöl soweit verbraucht ist, dass die blosse Verbrennung zwecks Energiegewinnung zu teuer wird, haben wir ein Problem. Je früher wir Alternativen einsetzen, je besser.
• Der CO₂-Haken: Erdöl verändert das Klima. Aber, liebe/r Blogleser/in, wer glaubt ernsthaft, dass 6.75 Mia Menschen auf unserem Planeten leben können, ohne das Klima zu beeinflussen? Nicht nur, weil wir bereits ziemlich viel säugetierische Biomasse darstellen (ca. 400 Mio Tonnen), sondern hauptsächlich wegen unserem energieintensiven (Energie heisst Wohlstand) Lebensstil, den wir garantiert nicht aufgeben wollen. Und das Erdöl werden wir ziemlich sicher (soweit wirtschaftlich) komplett in Wasser und Kohlenstoffdioxid umwandeln. Als Folge der damit einhergehenden erhöhten CO₂-Konzentration in der Atmosphäre, nach heutigem Stand des Wissens, steigt die mittlere Oberflächentemperatur. Kollabiert dadurch das Klima? Sieht man es so, klingt es recht absurd. Aber klar, das Klima verändert sich, was für gewisse Weltregionen sicher nachteilig sein wird. Verschwindet Europa unter einem Eispanzer, weil der Golfstrom versiegt, sollten wir vielleicht nach Sibirien oder Grönland übersiedeln. Jene gehören voraussichtlich zu den grossen Profiteuren der Klimaveränderung und können potentiell grossen Profit aus dem veränderten Klima schlagen. Im Prinzip ist so eine Völkerwanderung machbar, ist die vorhandene Fläche doch riesig. Politisch ist das aber ein Problem.

Und das Fazit? Nun ja, der verantwortliche Umgang in der Nutzung der verbleibenden Ölreserven ist unabdingbar. Genau so wichtig erscheint mir aber die Forschung nach neuen Energiequellen (Kernreaktoren der vierten Generation, Kernfusion, Geothermie...) für das Post-Öl-Zeitalter und der Verzicht auf die Masslosigkeit, die sich immer mehr in der Gesellschaft breit macht.

65. Blogeintrag (So, 18.01.09)

NTC-Miniprojekt

Ganz kurz ein paar Zeilen zu meinem Halogen-Projektlein (Blogeintrag vom 6. Januar). In der Zwischenzeit konnte ich einen potentialtrennenden Differential-Tastkopf (SI-9000 Differential Probe) aus dem Labor mit nach Hause nehmen und mit mit meinem altehrwürdigen Hameg 203-7 (für Interessierte: hier eine Versteigerung auf E-Bay; das Datenblatt) die Messung der Spannungskurve vornehmen -> siehe Bild.

Nun wird es Gewissheit: Der Mittelwert beträgt tatsächlich ziemlich genau 300 V. Und für dieses Bild habe ich sogar eine 100 W Birne angeschlossen, in der Hoffnung, dass die höhere Last den Mittelwert etwas senkt. Eine noch höhere Last kann ich nicht anschliessen, da der Strom für den Brückengleichrichter zu gross werden würde. Vielleicht nehme ich auf die nächste Distrelec-Bestellung einen 47 uF Elko (oder sogar bloss 22 uF) um den 150 uF Typ zu ersetzen, der jetzt in der Schaltung eingesetzt ist.

Und der Link des Tages: Original S.U.V.

66. Blogeintrag (Do, 15.01.09)

Drehmoment und Innenwiderstand

Es ist offensichtlich, nicht wahr? Es fehlt eine Kommentarfunktion in meinem Blog. Leser antworten mir entweder per Gästebuch oder per E-Mail und beides ist nicht ideal. Nun überlege ich mir gerade, ob ich mal ein paar Stunden PHP programmieren oder gleich die Fixfertig-Lösung von Wordpress einsetzen soll.

Benedikt schreibt per E-Mail:

• Du schreibst dort von 120g CO2/100km beim Twingo, das kann kaum stimmen, eher müsste es wohl pro 1 Kilometer sein. Wenn man nämlich 5l Benzin verbrennt entsteht dabei mehr als 5kg CO2 (wenn ich mich richtig an meine lang zurückliegenden Chemiestunden erinnere). Damit relativiert sich die ganze Google-Geschichte ein wenig (wobei ich auch der Meinung bin, dass es auch so nicht stimmen kann).

Hervorragend, genau da war der (für mich sehr peinliche) Fehler! Vielen Dank für die Korrektur.

Roman schrieb ins Gästebuch:

• Hallo Wegen dem Impeller: Wenn es an der Verspannung durch die 3- Achsen- Lagerung liegt, muesste man das schon freihändig erkennen, dass es schwer zu drehen geht. Das würde aber deine Messung erklären. Ich kenne zwar den Innenwiderstand deiner Spannungsquelle nicht, aus den in der Skizze angeführten Leistungsdaten schaetze ich aber, dass er in der gleichen Grössenordnung wie der Wicklungswiderstand des Motors liegt (112mOhm lt. Datenblatt). Dieser Motor dreht aber bei Vollast mit 5000 U/min! Das kommt mir sehr viel vor für das Lüfterrad, der Leistungsbedarf ist hier sicher nicht zu unterschätzen . Was mir aber jetzt erst aufgefallen ist (oder verstehe ich hier etwas falsch?): Das sind ja nur 116W- Motoren. Sicher kann man kurzfristig etwas mehr herausholen, aber für die skizzierte Leistungsabgabe von 12 kW sind die doch viel zu schwach.

Interessante Fragen und Hypothesen. Doch der Reihe nach.

1. Gestern Abend habe ich versucht das Drehmoment zu bestimmen, welches notwendig ist, um die Achse (inkl. Motor und allem) aus dem Stillstand zu drehen. Mit Gewichten beschwerte ich die Lüfterflügelblätter und kam auf kleiner 8 Ncm. Nicht wenig, aber meines Erachtens auch nicht dramatisch.
2. Es mag stimmen, dass der Innenwiderstand der Quelle in der gleichen Grössenordnung liegt wie der Motor-Gleichstromwiderstand. Aber das ist eigentlich unerheblich. Die Spannung messe ich nahe an den Motorklemmen. Und spannungsmässig hätte ich noch Reserve, limitierend war der Maximalstrom (Brückengleichrichter, Variac...).
3. Es ist richtig, dass der Motor ohne Getriebe schlecht an die Last angepasst ist. 5000 min^-1 sind natürlich auf diese Weise nie zu erreichen. Aber solange die Stromstärke die Belastbarkeit des Motors nicht überschreitet, besteht keine Gefahr einer Beschädigung. Und wenn doch: Die Motoren waren spottbillig.
4. Das Johnson-Datenblatt gibt tatsächlich sehr niedrige Leistungen an. Interessant ist, dass der Motor umgelabeled bei Graupner als "SPEED 900" (mit metrischer Achse und Motorspant) mit ganz anderen Grenzdaten gelistet ist: max. 40 V. Der von mir geschätzte Maximalstrom beträgt 50 A - geschätzt aus Kupferdrahtquerschnitt und Kohlebürstengrösse (50 A sind natürlich erst bei höheren Spannungen als 12 V sinnvoll!). Das ergibt 2 kW elektrische Leistung, bei sechs Motoren also 12 kW. Da wir hier weit weg vom optimalen Wirkungsgrad sind, ist natürlich die mechanische Leistung weit darunter, wahrscheinlich nicht einmal die Hälfte. Diese Grenzbedingungen dürfen natürlich nur wenige Minuten herrschen. Der Motor kann niemals eine solche Verlustleistung abführen, d.h. er überhitzt nach kurzer Zeit.

Ich hatte noch folgenden Gedanken: Ich sollte mal die Leerlaufspannung bei Betriebsdrehzahl messen. Das hiesse also das Netzteil einschalten, bis stabile Drehzahl erreicht, ausschalten und praktisch verzögerungsfrei die Motorklemmenspannung messen. Dies könnte vielleicht mit einem MOSFET erreicht werden, wobei die Freilaufdiode dann aber die Sache eine Spur komplizierter macht (Energie in der Motorinduktivität treibt den Strom kurze Zeit weiter). Per Dreisatz kann so ganz einfach die Drehzahl berechnet werden (idealisiert).

Wieso diese Idee? Ganz einfach: Wenn der Motor kaum dreht, ist dieser bloss ein ohmscher Widerstand (plus Induktivität, aber bei DC egal). Also genau die Charakteristik, die ich messe. Und wenn ich weiter darüber nachdenke, geht es noch einfacher: 112 mOhm * 25 A = 2.8 V. Dann betrüge die motorische Spannung bloss noch 5.04 V - 2.8 V = 2.24 V. Liegt der DC-Widerstand in Realität noch eine Spur darüber, ist das des Rätsels Lösung!! Und den genauen DC-Widerstand kann ich messen, indem ich den Motor blockiere und 25 A einspeise; mein Multimeter ist im Milliohmbereich viel zu ungenau, deshalb dieser Blockierversuch. Aber bevor ich nun "Heureka" schreie, möchte ich wirklich zuerst diese Messung machen. Stimmt das, kann ich die Messung trotzdem nutzen und daraus das Untersetzungsverhältnis des Getriebes rechnen - die Berechnung wird einfach etwas komplizierter. Vielen Dank, Roman, für die wertvollen Gedanken!

65. Blogeintrag (Di, 13.01.09)

Fluchtfehler

Jetzt wissen wir's: Angeblich stossen zwei Google-Suchanfragen (indirekt) gleich viel CO₂ aus wie das Wasserkochen für eine Tasse Tee (15 g). Da ich pro Tag aber nicht zwei sondern etwa fünfzig Suchanfragen starte (inkl. Literatursuchmaschinen), entspräche das 375 g CO₂. Das ist gleich viel, wie wenn ich mit einem Renault Twingo ECO2 (120 g / 100 km = 5.1 l Benzin / 100 km) täglich 313 km zurücklegte! Selbstverständlich wird von Google diese Behauptung zurückgewiesen und auch ich vermute, dass sie übertrieben ist.

Heute war im Gästebuch eine interessante Frage von Roman: "Wegen der Strommessung beim Motor: Könntest du da eine Skizze zeigen, was du wo misst? Und welches Netzteil du verwendenst?". Vielen Dank für die Frage! Hier ist die Schaltplanskizze. Ich gehe eigentlich nicht davon aus, dass es ein messtechnisches Problem ist. Beispielsweise habe ich die Strommessung des Zangenamperemeters mit jener vom Shunt im Multimeter verglichen. Aber wer weiss, vielleicht habe ich irgendwo einen Überlegungsfehler mit drin. Das Netzteil ist nicht im üblichen Sinne ein Labornetzteil. Aber für diese Zwecke funktioniert das System mit Variac, Halogentrafo, B2 und Glättungselko gut genug. Die Glättung per Elko sollte ausreichend sein.

Meine Hypethese ziehlt eher in Richtung "mechanische Fehlkonstruktion". Nämlich: Die Motorwelle ist doppelt gelagert (vorne und hinten). Diese ist starr mit der 20mm-Achse verbunden. Nun wird diese aber zusätzlich von einem grossen Kugellager gehalten. Dieses hat zwar einen zusätzlichen Freiheitsgrad um Fluchtfehler auszugleichen, allerdings funktioniert das bloss bei zwei-, nicht aber bei dreifacher Lagerung. Ist die Achse verspannt, steigt die Reibung stark an. Vielleicht übertrifft das Reibmoment das Nutzmoment (Ventilation) bei weitem, was zumindest teilweise die Messung erklären könnte. Um das getrennt zu untersuchen, war das erste Experiment ohne Ventilator (nur mit der Achse und dem Kugellager) gedacht. Dort war die Reibung aber erst bei viel höheren Drehzahlen signifikant.

Ein Hinweis noch: Diese dreifache Lagerung ist natürlich nur vorübergehend für diesen Test. In der Endversion sitzen die sechs Motoren nur noch am Motorspant und sind bloss per Stirnzahnrad angebunden. Damit spielen dann Fluchtfehler keine Rolle mehr. Dieser Test war eigentlich nur dazu gedacht, das ideale Untersetzungsverhältnis zu bestimmen.

Noch ein Aufruf an alle Bastler: Ich würde mir gerne ein Variometer mit GPS bauen. Vielleicht braucht es zusätzlich zur genaueren Höhenbestimmung (respektive deren Änderung sprich Vertikalgeschwindigkeit) einen Drucksensor oder einen 3D-Beschleunigungssensor. Mathematisch geschickt verknüpft, liesse sich ein sehr leistungsfähiges Gerät mit vielen Funktionen bauen (z.B. GPS-Tracking). In Elektor 10/2008 wurde ein universelles GPS-Modul von Christian Tavernier vorgestellt. Würde man zusätzlich einen Drucksensor, einen Lautsprecher und einen USB-Stick (Elektor 11/2008) anschlissen, müsste man nur noch ein paar Codezeilen modifizieren/hinzufügen. Kostenpunkt vielleicht hundert bis zweihundert Franken. Man vergleiche das mit kommerziellen Geräten wie dem Flytec 6030 welches laut Toppreise 1549 Franken kostet. OK, dafür gibt's auch ein grosses Display. Aber die anderen Funktionen liessen sich leicht selber nachrüsten. Wer hätte Zeit und Lust dazu?

64. Blogeintrag (Di, 06.01.09)

NTC-Miniprojekt

Asche über mein Haupt. Mit der Methan-Ariane in Blog 62 habe ich Mist gebaut. Zum Glück gibt's Leser wie Bernd Leitenberger, die einen darauf hinweisen (siehe Gästebuch!). Erstens habe ich in der Excel-Tabelle die Leermasse mit 14 t statt 20 t falsch eingetragen und zweitens ist der spezifische Impuls mit 3700 m/s viel zu hoch. Realistischer sind wohl etwa 3450 m/s (Snecma spricht von >360 s * 9.81 m/s² = 3532 m/s im Vakuum). Damit sinkt dann die Nutzlast auf 14 t zusammen, was einem bescheideneren Plus von 40% entspricht. Die Leermasse ist angeblich auch mit 20 t eher zu niedrig, was die Nutzlast weiter senkt. Da wäre es natürlich viel einfacher, die neue Oberstufe ESC-B einzusetzen. Und um Missverständnisse auszuschliessen: "Sinnvoll" sollte meine Gedankenspielerei nicht sein, sondern eben bloss eine verrückte Idee. Die Excel-Tabelle habe ich nun korrigiert.

Und wenn wir gerade bei den Fehlern sind: Im letzten Blog ist ein weiterer Fehler. Ein Memristor ist natürlich ein Eintor respektive Zweipol, nicht ein Zweitor. Dieser Fehler scheint aber niemand aufgefallen zu sein.

Nun sind wir also im 2009. Fast zwei Prozent davon haben wir bereits hinter uns. Und wie habt Ihr die Festtage verbracht? Neben Familienfesten, Magen-Darm-Grippe und Neujahrskurs hatte ich endlich mal wieder Zeit ein bisschen WoW zu spielen und für ein bescheidenes Bastelprojektlein. Zu letzterem ein paar Zeilen.

Bei meiner letzten Distrelec-Bestellung hatte ich noch drei 33 Ohm NTC-Widerstände draufgepackt, hauptsächlich weil das faszinierende Bauteile sind und diese im Grieder nicht erhältlich sind. Übrigens: Diese Tage musste der Grieder-Elektronik-Laden sein Geschäft aufgeben... traurige Geschichte. Damit starb einer der letzten Elektronikläden der Schweiz. Ich vermute, der Druck seitens der grossen Distributoren und Internet-Versandhändler war einfach zu gross. Aber zurück zu den NTC. Was kann man damit bauen? Eine Einschaltstrombegrenzung beispielsweise, wie ich sie auch im grossen Halogenprojekt (zu dem ich endlich mal den Bastelbericht schreiben sollte) realisiert habe. In jenem Projekt ging es darum, den Wirkungsgrad von Halogenlampen durch eine höhere Wendeltemperatur anzuheben. Dies geschieht dadurch, dass ich die Birnchen mit 14 V anstatt 12 V betreibe, was nebenbei auch eine höhere/schönere Farbtemperatur zur Folge hat. Um aber die Lebensdauer der Birnchen nicht arg zu reduzieren, begrenze ich den Einschaltstrom - was ja die Hauptausfallursache ist. Lustigerweise funktioniert die Sache tiptop. Wenn dann auch noch Halogenbirnchen mit IRC-Technik (Infrared Coating) zum Einsatz kommen, könnte ja schon beinahe von energiesparender Beleuchtung gesprochen werden.

Zurück zu meinem kleinen Bastelprojektchen. Wie kann ich die Spannung (ohne Trafo) leicht anheben? Indem ich die Netzspannung gleichrichte und bis zu einem gewissen Grad mit einem Kondensator glätte. Ohne Kondensator bleibt der Spannungseffektivwert bei 230 V, mit sehr grossem Kondensator steigt dieser auf den Scheitelwert von etwa 325 V. Dazwischen ist alles möglich, wobei etwa 15..20% Spannungsplus ideal wären. Der Wert des Kondensators hängt vom Betriebsstrom ab und ich könnte mich hinsetzen und rechnen. In der Praxis geht das aber anders: Ich schaue in die Schublade, was da gerade so Kapazitives rumliegt. Oho, da fand ich einen recht dicken Brocken: 150 uF bei 385 V Spannungsfestigkeit!

Nun aber geschwind alles zusammenlöten und ausprobieren. Nach dem Einschalten leuchtet die 25W-Halogenbirne (ebenfalls einfach ein Exemplar, welches ich samt Sockel in der Schublade hatte) extrem hell. Leider kann ich nicht so leicht die Spannungskurvenform per Oszilloskop messen, da ich keine potentialtrennenden Tastköpfe habe. Das Multimeter zeigt aber 300 V im Gleichspannungsbereich und < 10 V im Wechselspannungsbereich an. Offenbar ist das geschehen, was ich befürchtete: Der Kondensator ist viel zu gross für den kleinen Lampenstrom von 300 V / 230 V * (25 W / 230 V) = 141 mA. Damit erreicht die Effektivspannung fast den Scheitelwert der Netzspannung. Weil gerade kein anderer Elko vorhanden ist, schliesse ich einfach eine grössere Lampe an (ihr merkt, dass dieses Bastelprojekt kein genaues Ziel verfolgt). Die 60 W Halogenbirne, welche gerade in meinem Sortiment ist, hat leider einen Edison-Schaubsockel E27. Da ich dazu kein Gegenstück habe, löte ich einfach zwei Kabel an. Interessanterweise hat auch diese höhere Last keinen spannungssenkenden Einfluss. Ziel wären ja etwa 270 V. Doch aus der Kombination von Faulheit und Sturheit, die einen guten Elektroingenieur ausmacht, suche ich trotz suboptimalem Ergebnis nach einem Platz, wo die Schaltung eingesetzt werden könnte. Dieser ist schnell gefunden: Die Schaltung kommt bei der Deckenbeleuchtung im Schlafzimmer zum Einsatz - dort mit eben dieser 60 W-Birne.

Drei Ergänzungen:

• Die Messung mit dem Digitalmultimeter im Gleichspannungsbereich ist reine Glückssache. Mag sein, dass ich sogar den richtigen Spannungsmittelwert von 270 V getroffen habe und nur die Messung falsch ist. Entweder müsste ich mit dem Oszilloskop messen oder dann aber die Situation durchrechnen respektive simulieren.
• Aus Sicherheitsgründen gehört ein Entladewiderstand parallel über den Elko: Brennt die Lampe durch, bleibt ohne Entladewiderstand die Spannung auch lange nach Ausschalten gefährlich hoch. Dieser Entladewiderstand muss auch über eine ausreichende Spannungsfestigkeit verfügen - oder man schaltet einfach zwei normale Metallfilm-Widerstände in Serie. Ein geeigneter Wert wäre z.B. 1 MOhm. Leider ist sowas gerade nicht in der Schublade und ich nehme mir vor, dass ich dies bald nachholen werde.
• Ein Hinweis für allfällige Nachbauer. Was ich hier mache, ist nichts für Anfänger! Netzspannung ist nach wie vor lebensgefährlich. Ich setze einen FI-Schalter ein, was die Sicherheit erhöht, aber nicht garantiert. Alles auf eigene Verantworung!

63. Blogeintrag (Sa, 20.12.08)

Memristoren und HDR-Bilder

Gestern las ich im aktuellen IEEE-Spectrum einen interessanten Artikel über Memristoren. Diese vierte Gattung 2-Tore (neben Widerständen, Induktivitäten und Kapazitäten) verknüpfen mathematisch den magnetischen Fluss mit der Ladung, also genau die fehlende Kombination (R = U/I; C = Q/U; L = phi/I; ich nenne es mal M = Q/phi oder der Kehrwert davon, wobei die Variable M eigentlich schon für die magnetische Kopplung benutzt wird). Trotzdem scheint das nicht zwingend zu heissen, dass auch physikalisch diese Grössen miteinander verknüpft werden. Wieso dem so ist, darüber schweigt sich der Artikel aus. Oder ich habe es nicht verstanden.

Im vorliegenden Beispiel geschieht nun der Ladungstransfer nicht über Elektronen und Löcher, sondern über Elektronen und Sauerstoffatome! Das funktioniert natürlich nur im Nano-Massstab, die Diffusionslänge von Sauerstoffatomen in keramischenFestkörpern ist nicht gerade gross.

Der Trick ist nun TiO₂ mit sozuagen unterdotiertem TiO_1.95 in Kontakt zu bringen, jeweils an Kreuzungspunkten von Platin-Streifchen (respaktive PtO₂) von wenigen Nanometern Breite. Diese bilden eine Matrix und schon hat man die erste Anwendung: Einen nichtflüchtigen Speicher. Der Trick an der Sache ist eben, dass sich im U-I-Diagramm im 1. und 3. Quadranten Hysteresen ausbilden - was genau den Speichereffekt erklärt.

Und wieso ist das gut? Damit lässt sich die Miniaturisierung von Schaltkreisen um eine weitere Grössenordnung vorantreiben. Das schenkt uns weitere viereinhalb Jahre, während denen das Moore-Gesetz Gültigkeit behält. Immerhin! (Für mehr Details: Lest unbedingt den IEEE-Artikel!)

Noch eine andere Geschichte: Ich wurde von verschiedener Seite gefragt, wie ich die HDR-Bilder mache. Das erste Beispiel findet sich im Gleitschirm-Album. Damals war es purer Zufall. Ich hatte zwei Bilder auf der Speicherkarte, die sehr unterschiedlich belichtet waren, weil ich einmal die Belichtung im Himmel und einmal vom Boden nahm. Dass der Ausschnitt dermassen ähnlich war, ist reines Glück. Ich musste aber die Bilder trotzdem noch etwas verschieben und drehen bis es gepasst hat. Den Rest hat dann Photomatrix 3.0 übernommen. Leider kommt da in der Demoversion immer ein Wasserzeichen mit rein, das sich nur sehr schwer und verlustbehaftet entfernen lässt. Vielleicht sollte ich mir die Software wirklich kaufen.

Wie macht man's besser (ohne von Hand zu verschieben und drehen und stauchen und...)? Dafür gibt's bei guten Kameras das AEB (automatic exposure bracketing, automatische Belichtungsreihen). Die Kamera von Hand halten geht trotzdem kaum gut - ein Stativ hilft. Allerdings: Erstens hat man das selten zur Hand, insbesondere während Gleitschirmausflügen. Und zweitens ist man auch damit nicht frei von Winkelfehlern, sogar wenn man Erschütterungen durch den Selbstauslöser reduziert. Denn der Winkelfehler sollte kleiner als eine Winkelminute sein. Bei einer horizontalen Auflösung von 4416 Pixeln (entspricht 15 MP) und einer Brennweite von 28 mm umgerechnet auf KB-Film ergibt entspricht ein Pixel 75°/4416 = 61 Winkelsekunden - und noch mehr soll unser Bild ja nicht verwinkelt sein (Übrigens: Bei einem 300 mm Tele wären nur noch fünf Winkelsekunden!). Natürlich rechnet Photomatrix solche Fehler raus, aber in der Praxis sind dann die Bilder trotzdem nicht perfekt scharf. Und es gibt sechs Freiheitsgrade, wie die Kamera falsch stehen kann...

Hey, verpasst nicht den Ariane-Start heute Abend! Ich habe mir gerade für 40 Kronen eine Telenor-Internet-Rubbelkarte für die Trådløs Sone (WiFi) im Hotel gekauft, damit ich erstens diesen Blog-Artikel hochladen und zweitens den Ariane-Start live mitverfolgen kann.

62. Blogeintrag (Do, 11.12.08)

Hypotetische Methan-Ariane

Immer wieder liest man in AIAA-Publikationen oder in CNES-Powerpoint-Präsentationen von Methan-Triebwerken. Was hat es denn damit auf sich? Nun, obwohl die Idee alt ist und sich bis jetzt nicht durchgesetzt hat, ist es gar nicht so abwegig. Besserer (Massen-) spezifischer Impuls als Kerosin, höhere Dichte als Wasserstoff (= höherer volumenspezifischer Impuls) und weniger Diffusionsprobleme, Materialversprödung, Isolationsaufwand als Wasserstoff. Der Umgang mit flüssigem Erdgas wird technisch gut beherrscht - beispielsweise wird es zu Transportzwecken verflüssigt (Stichwort LNG).

Völlig hypothetisch: Was würde passieren, wenn man die Ariane-5-Erststufe (EPC) mit Methan füllen würde? Die Tankaufteilung müsste man ändern, denn es muss jetzt auch mehr Sauerstoff mitgeführt werden. Nehmen wir eine stöchiometrische Verbrennung an, dann beträgt das Massenverhältnis O₂:CH₄ = 4:1. Da es sich um einen Nebenstrommotor handelt und dieser insbesondere im Gasgenerator ein fettes Gemisch möchte, nehmen wir 3.5:1 an (sehr, sehr grob geschätzt - aber es geht mir mehr um das Prinzip). Bei einer O₂-Dichte von 1140 kg/m³ und einer CH₄-Dichte von 430 kg/m³ erhalten wir eine mittlere Dichte von 588 kg/m³. Dies muss der mittleren Dichte von 221 kg/m³ bei O₂:H₂ = 6.8:1 gegenübergestellt werden (H₂ hat eine Dichte von 86 kg/m³). Das heisst also, dass die mittlere Dichte mehr als doppelt so gross ist, im gleichen Gesamttankvolumen also mehr als doppelt so viel Treibstoff Platz findet.

Damit die Rakete überhaupt abheben kann, ist ein viel stärkeres Triebwerk erforderlich. Die Vollmasse der neuen EPC-Stufe betrüge 484 t entsprechend wäre ein Triebwerk der 4000 kN Klasse angebracht. Zufälligerweise untersucht Snecma ein zukünftiges Methantriebwerk der 4000 kN Klasse unter dem Namen "Volga". Passt gut, nicht wahr? Natürlich müsste man die EPC auf die grösseren Lasten anpassen - nur mit dem Verschieben des Tankzwischenbodens ist es nicht getan. Die Leermasse wird entsprechend auch ansteigen, obwohl natürlich die thermische Isolation etwas einfacher ausfällt (insbesondere im Zwischenboden, da die Siedetemperaturen von Sauerstoff und Methan sehr nahe beieinander liegen). Ich rechne mal mit einem Anstieg der Leermasse um + 50% und zusätzlich natürlich das Triebwerk, das neu ganz grob geschätzt 5000 kg (Volga) anstatt 1935 kg (Vulcain 2) wiegt.

Auf so eine grosse Grundstufe gehörte eigentlich auch eine viel grössere Oberstufe. Trotzdem belassen wir es bei der ESC-A (obwohl diese bereits für die jetzige Ariane 5 zu klein ist). Und eine grosse Grundstufe würde auch vier anstatt nur zwei Booster EAP vertragen. Aber auch hier bleiben wir bescheiden.

Und, was bringt's? Eine kurze Überschlagsrechnung (siehe Excel-Datei) ergibt in den GTO immerhin ein Plus von 70% (17 t anstatt 10 t). Das wäre doch eine schöne Sache...

Und der Link des Tages zum heutigen Thema passend, zeigt, wie ein solches, sagen wir mal "Ariane 6"-Projekt als Kundenwünsche-Herstellervorstellungen-Pflichtenheft-Marketing-Produktion-Quintilemma ablaufen könnte.

61. Blogeintrag (So, 07.12.08)

Eine rätselhafte Messung

Dem Ingeniör ist nichts zu schwör? Aber manchmal rätselt man ganz schön herum. Aktuelles Problem: Der Impeller ist ein Schritt weiter. Und ein Problem reicher. Ich habe den "aktiven Teil" mehr oder weniger fertig gebaut. Nur die Zahnräder fehlen noch. Um das Untersetzungsverhältnis des Getriebes ausrechnen zu können, muss ich erst die Drehzahl-Drehmoment-Charakteristik des Lüfterrades bestimmen (auch wenn ohne Stator noch nicht so genau). Dazu habe ich die Achse mal nur auf einen Motor direkt gesteckt. Anstatt des Drehmoments messe ich den Strom, anstatt der Drehzahl einfach die Spannung. Sollte ja auch gehen. Gesagt getan.

Was erwarte ich denn? Bei ganz kleinen Strömen sollte die Spannung ungefähr Null sein und das Rad stehen bleiben. Erst wenn die Haftreibung überwunden ist, steigt dann die Spannung an. Zuerst noch linear, da in diesem Bereich der Hauptteil des Drehmomentes von der Rollreibung weggefressen wird. Dann sollte aber zunehmend eine quadratische Kennlinie einsetzen. Bei ganz hohen Drehzahlen erwarte ich eine Verminderung des Wirkungsgrades -- aber in diesen Bereich erwarte ich nicht vorzustossen.

Und was messe ich? Erst ab 5 A beginnt der Motor zu drehen (wenn ich ihn anstosse). Die Spannung beträgt dann 0.78 V. Bis 25 A kann ich mit meiner Speisung gehen, doch auch dann beträgt die Spannung erst gerade 5.04 V. Trage ich die Messpunkte in ein Diagramm ein, zeigt sich ein völlig unerwartetes Bild: Vom ersten bis zum letzten Messpunkt eine absolut lineare Charakteristik (siehe Bild). Das kann eigentlich nicht sein!

Vielleicht sind die Ströme noch immer zu gering und ich bewege mich im Bereich, der von der Rollreibung dominiert wird? Mehr Strom muss her! Doch woher? Ich werde mal eine Autobatterie anschaffen, dann sehen wir weiter. Den Motor darf ich bis etwa 50 A belasten (kurzzeitig). Mit einer solchen Messung kann ich natürlich unmöglich das Getriebe berechnen.

Eine weitere Messung ergab folgendes: Ohne Lüfterrad, also nur der Motor mit der 20 mm-Achse und dem Kugellager beträgt der Strom 10 A bei einer Spannung von 12 V. 120 W Reibungsverluste (und ohmsche im Motor) führen zu einer ziemlich signifikanten Erwärmung des Lagers. Fluchtfehler kann ich mehr oder weniger ausschliessen, also ist das Lager einfach für diese Drehzahlen nicht so gut geeignet. Trotzdem erklärt mir das jetzt nicht die oben beschriebene Messung, denn bei diesem zweiten Versuch ist die Drehzahl viel höher.

Hat jemand eine bessere Hypothese, woran das liegen könnte? Wenn ich diese Zeilen so schreibe, frage ich mich, ob vielleicht die ohmschen Verluste des Motors überwiegen... auch eine Hypothese.

60. Blogeintrag (Sa, 06.12.08)

Buchrezension

Es gäbe wieder viel zu schreiben: Der heutige Santi-Niggi-Näggi, Youtube in HD-Auflösung, die Abstimmungsresultate vom letzten Sonntag und natürlich -- last but not least -- die Vorschläge für die beiden neuen Kernkraftwerke. Für letzteres muss ich allerdings erst etwas Material sammeln, bevor ich einen interessanten Blog-Eintrag dazu schreiben kann. Hybridkühltürme sind schon chic, n'est-ce pas?

Nein, heute gibt's eine Neuheit in meinem Blog: Gerade habe ich meine erste Buchrezension auf Amazon für das neue Werk von Bernd Leitenberger Das ATV Jules Verne verfasst. Da ich Amazon nicht die Exklusivrechte dafür übertragen habe, kann ich sie hier auch gleich abdrucken. Hat sonst noch jemand das Buch gelesen? Hier also der Text:

Wer kennt sie nicht, Herrn Leitenbergers bekannte Website über Raumfahrt, Computertechnik und Lebensmittelchemie? Mit dem aktuellen Buch ist nun sein zweites Werk auf Papier erhältlich. Was für eine Befreiung, nicht von exzessiver Werbung belästigt zu werden, wie das auf seiner ansonsten sehr guten Website der Fall ist.

Das Buch enthält auf wenigen Seiten ausgesprochen viel Information zum ATV und auch einiges zur Trägerrakete Ariane 5. Immer wieder staune ich, woher er all die Daten weiss (es gibt im Anhang einige Quellenangaben). Auch Kenner der Materie werden immer wieder verblüfft sein und auf bisher Unbekanntes stossen. Das betrifft weniger die Konzepte, die eigentlich alle recht gut bekannt sind und auf zahlreichen Websites beschrieben werden, sondern vielmehr die technischen Daten.

Nun aber einige Kritikpunkte: Wie bereitet man technische Daten sinnvoll auf? Diese Frage musste ich mir bei der Lektüre dieses Buches oft stellen. Im vorliegenden Werk werden diese einfach in den Text eingebettet, der damit sehr "zahlenlastig" wird. Hier hätte ich mir mehr gewünscht, beispielsweise Diagramme, Tabellen und am besten Konstruktionszeichnungen. Natürlich bedeuten diese einiges an Mehraufwand, aber aus meiner Sicht steckt hier ein grosses Verbesserungspotential für folgende Bücher.

Herrn Leitenbergers Website ist bekannt für die vielen Orthographiefehler. Leider ist auch das Buch nicht frei davon -- auf jeder Seite findet sich eine Handvoll davon. Was mich aber noch mehr stört als die Fehler, ist die oft nicht elegante Sprache. Man stolpert immer wieder über Sätze, die einfacher und treffender formuliert sein sollten. Hier hätte ein professionelles Lektorat einiges an Qualität ausgemacht.

Ein weiterer Punkt, der mir aufgefallen ist: Mehrmals wiederholen sich (wahrscheinlich vom Autor ungewollt) Informationen, manchmal sogar ganze Sätze und Textblöcke. Dies wirkt eher störend, weil man als Leser denkt, man habe das Buchzeichen wohl falsch eingelegt.

Im Schlussplädoyer sollen aber nicht die Negativpunkte im Zentrum stehen. Mir gefällt das Buch sehr gut, ich werde es als Nachschlagewerk weiter benutzen und bin bereits gespannt auf die weiteren Bücher des Autors. Ich kann dieses Werk allen weiterempfehlen, die eine gute Übersicht über die Entwicklung, die Konstruktion und den Betrieb des ATV mit zahlreichen technischen Daten suchen.

Fazit: Ein interessantes Buch und Nachschlagewerk mit kleineren Schwächen, 4 von 5 Sterne

59. Blogeintrag (Do, 27.11.08)

Bewertung der PowerShot G10

Ziemlich schade, dass der Roche-Turm nun doch nicht kommt. Ein weiteres Investionsprojekt mit internationaler Ausstrahlung, welches Basel verloren geht (vgl. beispielsweise das Zaha-Hadid-Casino oder die Calatrava-Brücke). Diesmal scheint aber nicht die Politik den Bau verhindert zu haben, sondern die Roche selber -- was hoffen lässt, dass ein würdiges Nachfolgerprojekt kommt. Das eigentliche Thema soll aber heute der Bericht von DP-Review zur Canon PowerShot G10 sein. Ohne Kenntnis dessen macht dieser Blog-Eintrag übrigens wenig Sinn gelesen zu werden, sorry.

Der Artikel gefällt mir sehr gut. Auf den 25 Seiten erhält man viele Informationen, von denen ich teilweise noch nicht mal wusste und es gleich ausprobieren musste. Selten wurde zu einer Kompaktkamera so viel geschrieben, was natürlich auch die grosse Erwartungshaltung widerspiegelt. Selten wurde eine Kompaktkamera so sehnlichst erwartet. Seit einigen Wochen bin ich ja selber stolzer Besitzer einer G10 (die G6 hat die letzte Ukraine-Reise leider nicht unbeschadet überstanden) und jeden Tag lerne ich Neues kennen, welches mich an dieser Kamera begeistert. Es sind nicht die technischen Schnickschnacks, sondern die Anregung der fotografischen Kreativität. Das fängt wohl schon damit an, dass man ein sehr sattes Gefühl hat, sobald man das edle Stück Metall in der Hand hält -- wie aus dem Vollen gefräst. Und dann die Wahlräder für ISO-Empfindlichkeit und Belichtungskorrektur (neben dem sowieso vorhandenen Modus-Wahlrad) lassen blitzschnelle Sptontanentscheidungen während des Fotografierens sofort einfliessen. Vorbei die Zeiten, als man sich mühsam durchs Menü kämpfen musste. Sowieso ist die Kamera in jeden Hinsicht flink.

Nun also zum Bericht. Der Autor lobt die Kamera über die vollen 25 Seiten. Die Begeisterung trumpft zum Schluss sogar in einem Vergleich mit der 4.3 mal voluminöseren (109 x 78 x 46 mm³ = 391 cm³ vs. 126 x 98 x 65 mm³ + 3.14 x (73.8)² x 50.5 mm³ = 1666 cm³), 2.0 mal schwereren und 1.7 mal teureren Canon EOS 1000 mit dem hochpreisigen Festbrennweitenobjektiv 50mm F1.4 (Fr. 595.- vs. Fr. 577 + 429 = 1006.-). Niemand hätte auch nur im Geringsten erwartet, dass unter diesen Voraussetzungen die G10 einen Hauch einer Chance hätte. Doch weit gefehlt: Bei niedigen ISO-Werten siegt die G10! Allerdings bereits bei mittleren und noch deutlicher bei höheren Werten ist die Spiegelreflexkamera prinzipbedingt (aus physikalischen Gründen) überlegen. Und für die, die es wirklich wissen möchten: Bei Luminous-Landscape wird die G10 sogar mit einer Hasselblad H2 mit Phase One P45+ 55–110mm im Wert von 40'000 Dollar verglichen -- und die G10 erreicht die gleiche Bildqualität! Und jetzt das Überraschende: Die Kamera wird mit "Recommended" bewertet. Ganz im Gegensatz zur Panasonic Lumix LX-3, welche natürlich auch ein Kleinod mit grossen Stärken ist. Ich möchte die beiden Kameras nicht gegeneinander ausspielen -- könnte ich ja auch nicht, weil ich letztere nicht wirklich kenne. Und trotzdem, die beiden werden ja direkt miteinander verglichen. Bei Bedienung und Einstellmöglichkeiten hat die G10 gewonnen (siehe beispielsweise auch die Bildstabilisierung), auch der eher universelle Brennwertebereich spricht für die G10. Die LX3 hat hingegen sehr kreative Möglichkeiten mit der 24mm-Optik. So ist das Objektiv auch lichtstärker (was allerdings durch den schlechteren Bildstabi wieder etwas abgeschwächt wird). Bei der Bildqualität ist bei niedrigen ISO-Werten die G10 knapp vor der LX3 an erster Stelle, muss sich bei höheren ISO-Werten dann aber knapp mit dem zweiten Platz zufrieden geben. Alles in allem würde ich also der G10 die gleiche Wertung wie der Lumix geben: "Highly Recommended"! Na gut, Wertung hin oder her: Ich bin höchst zufrieden damit.

Frage der Woche: Wie wäscht man Rasta-Haare? Heute sass ich in einem Vortrag direkt hinter einer Person mit eben solcher Frisur. Der Nukleartechnikvortrag war gut, aber das meiste wusste ich schon; so sinnierte ich eben über diese Frage. Vielleicht weiss ja ein/e Leser/in die Antwort?

Und der Link der Woche: Die "Machine à Plier" (Lautsprecher einschalten) -- die ich bereits vor längerem einmal selber nachgebaut habe, was sich übrigens lohnt.

PS: Zu den Resultaten der ESA-Ministerratskonferenz: Ich habe Teile der ESA-Live-TV mitverfolgt, was recht aufschlussreich war. Die bemannte Raumfahrt wird leider meines Erachtens noch immer zu stiefmütterlich behandelt. Aber die Investitionen in den Ariane-Ausbau klingen vielversprechend.

58. Eintrag (Mi, 19.11.08)

Das lateinische Alphabet und die deutsche Sprache

Gestern war wieder Russischkurs. Diese Sprache beherbergt schon einige Geniestreiche -- wobei mir die meisten eher Sorgen als Freude bereiten (z.B. die Aspekte bei Verben). Was mir hingegen sehr gut gefällt und auch nicht kompliziert ist, ist das kyrillische Alphabet. Da sollte ich vielleicht auch mal ein paar Worte zum lateinischen Alphabet und der deutschen Sprache verlieren? Ist das lateinische Alphabet überhaupt geeignet für die deutsche Sprache? Glücklicherweise gibt es in der deutschen Sprache nicht so viele verschiedene Laute. Einige davon sind fakultativ (respektive regional verschieden), so dass dafür nicht unbedingt ein Zeichen sondern eine Regel festhalten muss, wie bestimmte Buchstaben gesprochen werden müssen -- so beispielsweise für die stimmhaften und stimmlosen Konsonanten: In Süddeutschland und in der Schweiz ist alles stimmlos.

Kommen wir zuerst auf die überflüssigen Zeichen zu sprechen. Im Schweizerischen (Hoch-) Deutsch haben wir kein "ß". Da fragt man sich natürlich, ob nicht noch weitere Buchstabeen entfallen können.

Die einfachste Kategorie. Überflüssige Buchstaben sind:

• x -> ks
• z -> ts
• v -> f (oder w, je nach Aussprache)

Und was soll eigentlich das C? Es kommt in echten Deutschen Wörtern nur in Zusammensetzungen vor. Alleine steht es bei Fremdwörtern. Diese kann man aber auch anders schreiben:

• c -> k oder ts (je nach Aussprache)

Nun fehlt es aber für die zusammengesetzten Zeichen (macht vermutlich mehr als 90% aus). Sie sollen möglichst eindeutig sein - was eine Verbesserung gegenüber "sch" bedeutet (siehe z.B. Häuschen).

• ch -> qh
• sch -> sh

Noch besser wären eigene (neue) Zeichen oder Akzente auf anderen Zeichen, wie das slavische Sprachen teilweise machen, wenn sie das lateinische Alphabet verwenden. Und nun noch die überflüssigen zusammengesetzten Zeichen:

• ph -> f
• qu -> kw

Damit wird

• ch -> qh -> kwh, was mir als El-Ing gut gefällt. Nee, machen wir ch -> kh

Damit entfallen also (alphabetisch)

• c, q, v, x, z

oder 19 % der 26 Buchstaben. Einzige nachteilige Folge: Durch die reduzierte Redundanz lassen sich Texte am Computer nicht mehr gleich gut komprimieren. Andererseits werden sie von vornherein weniger speicherintensiv.

Habt ihr's gemerkt? Ich bin nur auf das Hochdeutsche eingegangen. Das hat seinen Grund: Die Schweizer Dialekte haben jeweils mindestens doppelt bis dreimal so viele Laute, die jeweils sogar unterschiedlich sind. Besonders schlimm sind die Vokale. Nur ein einziges, ganz einfaches Beispiel: "Mir sin drin gsii." Wieviele verschiedene "i"'s waren das?

PS: Nachtrag zum letzten Eintrag. Kürzlich hatte ich die Gelegenheit, einem Lokomotivführer die Frage nach den Verspätungen am ersten Schneetag zu stellen. Er äusserte drei Hypothesen, die sehr realistisch erscheinen. Deshalb möchte ich sie euch keinesfalls vorenthalten:

1. Nicht funktionierende Weichenheizungen
2. Leute mit Sommerpneus wählen ausnahmsweise den Zug -> rekordverdächtig viele Passagiere
3. Bäume, welche noch Laub tragen, stürzen ob der grossen Last auf Fahrleitungen und Schienen

Klingt vernünftig, nicht wahr?

57. Eintrag (Mo, 03.11.08)

Der erste Schneefall...

...führt alle Jahre wieder zu Verspätungen bei den SBB. Wieso eigentlich? Die folgenden Tage, egal wie kalt oder wieviel Schnee, da funktioniert dann alles. Aber ein Jahr später wieder dasselbe Kabarett. Hier ein paar Hypothesen:

• Der Lokomotivführer geniesst die Aussicht auf die schöne Winterlandschaft und fährt zu langsam.
• Die Leute rutschen auf dem Perron aus und steigen zu spät ein.
• Es wird auf der rutschigen Strasse noch immer mit Sommerpneus gefahren. Deshalb werden munter Unfälle gebaut und die Postautos holen sich deswegen rechte Verspätungen ein. Da die Regionalzüge die Anschlüsse abpassen, erhalten auch diese Verspätung. Die verstpäteten Regionalzüge blockieren dann die Gleise was wiederum zu Verspätungen bei den InterCity-Zügen gibt. Eine Kettenreaktion also.
• Die Leute halten den Schnee für radioaktiven Fall-out, da sie wegen der Klimaerwärmung keinen natürlichen Schnee mehr erwarten, und schlucken deshalb ihre Jod-Tabletten. Einige haben sie nicht mehr und rennen in die Apotheke. Das führt dann dazu, dass die maximale Traglast der Böden in den Apotheken dem hohen Gewicht nicht mehr standhalten und einstürzen. Da unterhalb von Apotheken während des 2. Weltkriegs auch wichtige Militärspitäler angelegt wurden, wird automatisch eine Generalmobilmachung ausgelöst. Und die huntertausend Soldaten, die in den Krieg einrücken, stürzen die SBB in eine Verspätungsspirale... (à la Blues Brothers)

Und die langweilige Wahrheit? Ich habe gehört, dass Bäume unter der Schneelast umfallen und die Geleise blockieren.

Der Link des Tages? Keine Ahnung. Kürzlich war ich auf www.ruinoese-energiepolitik.ch, was eigentlich recht interessant war. Aber vielleicht trotzdem nicht gerade der Tageshit. Ein bisschen zu stark vereinfacht, keine Quellenangaben, wenig wirklich Neues. Aber ein herziges Plakat...

56. Eintrag (Mo, 27.10.08)

Ein Kilogramm Braunkohle

Ein kurzer Nachtrag zum 55. Eintrag: Ein sehr lesenswerter Artikel zu Festplattenkapazität und vor allem -Geschwindigkeit findet sich unter Kapazität übertrifft Leistung. Und ein Nachtrag zum Eintrag Nr. 19: Mittlerweile gibt's auch die Apple-Notebooks nicht mehr mit vernünftig entspiegelten Bildschirmen. Hier ein Bild des Trauerspiels.

Aber jetzt zum eigentlichen Thema. Kürzlich stand in den Tageszeitungen, dass der Kanton Basel-Stadt 100 kFr. in den Atomschutz investiert hat. Die BaZ titelte "Basels Kampf gegen die Atomkraft kostet 100'000 Franken". Zu Zeiten, da man nur noch über Milliarden diskutiert, scheint dieser Betrag nicht sonderlich erwähnenswert. (Eigentlich wollte ich nicht über die Finanzkrise reden, aber jetzt platzt mir einfach der Kragen. Da darf die UBS spekulieren, was sie will, wird dafür auch laufend gelobt und beselbstweihräuchert sich mit Boni in Millionenhöhe. Als dann mal was schief geht - womit bei wilden Spekulationen eigentlich zu rechnen war - bezahlt ja dann der Staat. Über die dilettantische Berichterstattund der "Weltwoche" reden wir gar nicht erst.)

Aber zurück zum Schutz der Atome, diese bemittleidenswerten Wesen. Es lohnt sich nicht nur den obigen Artikel, sondern auch die Diskussion dazu zu lesen. Da wird dann sehr schnell klar, dass einige Basler mit dieser Politik auch nichts anfangen können, genau wie ich. Es kann ja nicht Aufgabe des Kantones sein, für oder gegen eine Technologie Lobbyismus zu betreiben. Das ist dunkelstes Mittelalter. Natürlich kann Basel-Stadt auf elektrische Energie aus Kernkraft verzichten, aber das auch nur, weil andere Kantone nicht so uneinsichtig sind und entsprechend höhere Kernkraftanteile übernehmen. Die Schweizerische Energiepolitik wäre ohne die eigenen Reaktoren Leibstadt, Gösgen, Beznau I & II und Mühleberg sowie die Anteile an den französichen Reaktoren Bugey 2 & 3 (EWZ), Cattenom 1 & 2 (BKW, EWZ) und Fessenheim (BKW) undenkbar. Die 21 Windrädchen auf dem Grimsel ändern daran nichts. Auch die Erhöhung der Speicherkapazität von Grimsel tut dabei nichts zu Sache.

Anstatt jetzt aber Polemik zu betreiben, möchte ich lieber ein kleines Rechenbeispiel anstellen. Thema Kohlekraft (die Förderung in Deutschland beträgt dafür übrigens 34.8 Milliarden Euro zwischen 1997 und 2006, nur so als Hinweis am Rande). Vielleicht weiss der eine oder die andere, dass in Kohleabbaugebieten und auch rund um Kohlekraftwerke erhöhte Strahlenbelastungen auftreten (viel höher als in der Nähe von Kernkraftwerken). Das hängt u.a. mit dem Radon-Isotop ²²²Rn zusamen, einem Alphastrahler der Uran-Radium-Zerfallsreihe. Es entsteht also beim natürlichen Zerfall von Uran. Ja genau, Kohleflöze enthalten Uran und Gleiches gilt damit für den Brennstoff der Kohlekraftwerke. Laut ORNL Review Vol. 26, No. 3&4, 1993 enthält Braunkohle zwischen 1 und 10 ppm Uran. Vielleicht merkt ihr jetzt, worauf ich hinaus will...

Also, in einem Kilogramm Braunkohle steckt bei der Verbrennung 5..20 MJ - die Spanne ist sehr weit. In Deutschland liegt die Durchschnittliche Energiegehalt bei 8931 kJ/kg - nehmen wir also diese Zahl. Bei einem Wirkungsgrad von 45%, wie das bei modernsten Kohlekraftwerken der Fall ist, entstehen daraus 1.12 kWh elektrische Energie. Die Asche wird dabei auf Deponien entsorgt. Die Menge schwankt zwischen 1.5% (Rheinland) und 15% (Helmstedt) - nehmen wir als Mittelwert 8% also 80 g an. Diese enthält auch einen Grossteil des Urans, nämlich bemerkenswerte 0.2% U₂O₃, in unserem Beispiel also 160 mg. Das heisst also (2*238) / (2*238+3*16) * 160 mg = 145 mg Uran. Bei einem Anteil von 0.7% spaltbaren ²³⁵U, sind das also 1.02 mg oder 6.022*10²³ mol^-1 * 1.02*10^-9 kg / 0.235 kg/mol = 2.61 * 10¹⁸ spaltbare Atome. Bei der Spaltung werden 210 MeV frei, wovon 190 MeV in Reaktoren thermisch verwertbar sind. Rechnen wir nun alles zusammen und nehmen einen Kernkraftwerkswirkungsgrad von 37% an (er liegt wesentlich tiefer als bei Kohlekraftwerken, da hier die Wassertemperaturen viel niedriger liegen müssen) entstehen 8.16 kWh an elektrischer Energie, also gut sieben mal mehr als bei der Verbrennung der Kohle freigesetzt wurde!!

Fassen wir zusammen: Die Verbrennung von Braunkohle liefert 1.12 kWh pro Kilogramm, würde das darin enthaltene Uran in einem Kernreaktor umgesetzt, entstünden aber 8.16 kWh pro Kilogramm Kohle. Und die Kohle soll noch für hunderte von Jahren in ausreichenden Mengen vorhanden sein. In diesem Sinne: Super, gibt es die Staatlichen Kohlefördermittel in Deutschland! [Hier die Excel-Rechentabelle]

PS: Und warum wird das nicht gemacht? Weil es zu teuer wäre (im Vergleich zum heutigen Uranabbau). Und warum ist es zu teuer? Das weiss ich nicht. Eine mögliche Hypothese wäre, dass die Asche ziemlich giftig ist und damit die Personen- und Umweltschutzauflagen zu teuer würden. Eigentlich nicht unbedingt ein Argument für Kohlekraft. Und jede Woche geht in China ein 1 GW Kohlekraft ans Netz.

PPS: Link des Tages: Humor im Cockpit

55. Eintrag (Di, 14.10.08)

Stagnieren die Festplattenkapazitäten?

Oft liest man, dass die Kapazitäten der Festplatten stagnieren. Es stimmt irgendwie schon, seit über einem Jahr sind 1 TB die Schallgrenze. Aber halt, Seagate hat ja 1.5 TB mit der Barracuda 7200.11. Zwischen 1.0 und 1.5 TB konnte ich keine Produkte finden. Also, das schauen wir uns mal etwas genauer an. Zuerst statistisch, danach technisch.

Im Bild dargestellt ist die Entwicklung der Kapazitäten während den letzten zwanzig Jahren. Die Daten stammen von Wikipedia. Die Ordinate ist logarithmisch dargestellt, die Abszisse natürlich linear. Es lässt sich erkennen, dass die Entwicklung nicht streng einem logarithmischen Gesetz folgt, wie man das erwarten würde. Vielmehr sind immer wieder Zeitpunkte erkennbar, zu denen die Kapazität schneller zunahm als vorher und nachher. Das hängt wohl damit zusammen, dass immer, wenn eine neue Technologie verfügbar wurde, die Wachstumsrate zunahm, um sich danach wieder etwas verringern. Manchmal ist auch einfach der Bedarf für grössere Platten nicht da. Die letzten vier Jahre betrug das Wachstum etwa stabile 50% pro Jahr.

Es soll mir jetzt keiner erklären, dass man aus physikalischen Gründen nicht höher gehen könnte. Mag ja sein, dass mit der heutigen Technologie (GMR-Technik und Perpendicular Recording) eine Grenze bei der Speicherdichte erreicht wurde, die nicht so schnell überwunden werden kann. Ich habe keine Ahnung, wo das superparamagnetische Limit liegt, immerhin könnte aber mit sogenanntem HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording) auch darüber hinaus eine Steigerung erreicht werden. Aber wie wär's denn mit höheren Stapel? Die meisten heutigen Festplatten im 3.5"-Format haben gerade mal deren zwei bis drei (Die erwähnte Seagate hat gemäss Tom's Hardware vier Platter. Früher hatte man bis zu sechs Scheiben, alle beidseitig beschrieben. Das führt nicht nur zu einer anderthalb- bis dreimal höheren Kapazität, sondern auch zu einer entsprechend höheren Geschwindigkeit. Natürlich, bei heutigen schnell drehenden (7200 bis 10'000 rpm, in Ausnahmen sogar 15'000 rpm) Festplatten wird dann die Leistungsaufnahme weiter steigen, was thermische Probleme nach sich ziehen kann. Aber da sehe ich kein unüberwindliche Probleme. Fakt ist, dass heutige Festplatten überhaupt keine Sorge dafür tragen, die Wärme los zu werden. Nicht einmal werden die Seiten abgefräst, um eine grosse Fläche zum thermischen Kontakt mit dem Gehäuse zu ermöglichen. Nein, sie werden im Aludruckgussgehäuse geliefert, das seitlich (und überall sonst auch) so uneben ist, dass man jegliches Potential diesbezüglich verschenkt. Ein einziger zusätzlicher Arbeitsschritt würde die Wärmeleitfähigkeit wohl um mindestens eine Grössenordnung steigern. Wenn nun sogar das ganze Gehäuse so designt würde, dass von mehreren Seiten guter thermischer Kontakt möglich wäre, und auch die Gehäuse entsprechend gebaut würden, wär wohl eine weitere Grössenordnung locker drin. Bisher wird die Wärme ja praktisch nur über die Schraube abgeleitet (ca. 4 mm² Eisen gegenüber ca. 4000 mm² Aluminium wenn nur die Seiten genutzt würden, bei Deckel und Boden sogar 24'000 mm² Aluminium). Da der spezifische Wärmewiderstand von Eisen mit 80.2 W/(m·K) ca. drei mal höher ist als von Alu (237 W/(m·K)), beträgt der Faktor 3'000 bis 18'000.

Zwei echte Gründe sehe ich, die dagegen sprechen, grössere Stapel zu bauen. Erstens sinkt damit die Lebenserwartung (MTBF, Mean Time Between Failure), die in letzter Zeit übrigens immer gestiegen ist. Und zweitens steigen die Kosten. Ich denke aber, dass Poweruser nichts dagegen einzuwenden haben, wenn die Platte plötzlich dreimal schneller ist. Egal, ob sie dafür 30% mehr hinblättern müssen. In den letzten Jahren wurden Festplatten immer billiger, nicht nur pro Megabyte, sondern auch total.

Offenbar besteht kein Bedarf dafür. Anders kann ich mir das nicht erklären. Aber wieso besteht kein Bedarf? Ich jedenfalls bin mit meinen bisherigen 120 GB + 160 GB bereits fast am Anschlag. Meine PowerShot G6 fabriziert je nach Einstellung Bilddateigrössen von 0.5 bis 3 MB. Ich nutze nur 5 Megapixel bei mittlerer Kompression was ca. 1 MB pro Bild heisst. Davon habe ich etwa 30'000, also entsprechend 30 GB. Die meisten fotografieren allerdings immer in der höchsten Auflösung, was bei ganz aktuellen Kameras (ca. 5 MB pro Bild) dann bereits 150 GB bedeutet. Ein Profi fotografiert in RAW, was bereits mindestens das dreifache heisst, also 450 GB (und vermutlich viel mehr Bilder). Leute mit HD-Videokameras produzieren nochmals ein Vielfaches davon. Installiere ich ein modernes Spiel wie z.B. Crysis, belege ich 12 GB auf der Festplatte. Möchte ich aus Komfortgründen meine ganze CD-Sammlung digital auf Festplatte bannen (was immer mehr Leute machen), dann hiesse das 600 MB pro CD, bei 200 CDs also 120 GB (ohne Kompression). Bereits schleicht sich der Trend ein, alle DVDs auf Festplatte zu speichern, was dann 5 GB pro DVD, also bei einer Sammlung von 100 DVDs immerhin weitere 500 GB bedeutet. Bei HD-Filmen auf BlueRay sind es etwa 20 GB pro Film, womit wir bei 2 TB angelangt sind. Aber auch für ernsthaftere Anwendungen besteht ein Bedarf: Meine ANSYS CFX Simulationen an der ETH nehmen auch mehrere hundert GB ein. Da ich nicht der einzige bin, der auf diesem Server FEM/FVM-Simulationen vornimmt, entsteht noch einiges mehr. Daraus schliesse ich: Hey, der Bedarf für grosse Festplatten ist absolut da. Ein multimedialer Mensch kommt mit heutigen Festplattengrössen an die Grenzen. Liebe Hersteller, bitte zwingt uns nicht dazu, vier Festplatten im RAID 0 betreiben zu müssen. Soviel Platz hat nicht jeder unter dem Schreibtisch...

PS: Im letzten Eintrag schrieb ich fälschlicherweise von 420 mm Durchmesser des Lüfterrads. Richtig sind 470 mm. Die Achse habe ich nun auch. Ein Kollege hat sie mir aus der rostreien - aber auf der Drehbank gut bearbeitbaren (spanbrechend) - Legierung X10CrNiS18 (91.4305) gefertigt. Damit ist sie nicht härtbar, was wohl aber auch nicht nötig ist.

54. Eintrag (Di, 30.09.08)

Elektro-Impeller

Die Bleche sind gekommen! Wunderschön aus Inox gelasert, man sehe sich das Bild an. Die ETH-Werkstatt hat sie gemäss meinen Solidworks-Zeichnungen für mich angefertigt, hat mich ein Vermögen gekostet. Sie sind für mein Elektro-Impellertriebwerk.

Was ist denn das für ein seltsames Projekt? Ein Elektro-Impellertriebwerk?!? Wie die interessante NASA-Studie? Warum man gewisse Dinge tut, kann man manchmal nicht erklären, und trotzdem muss man sie tun. So wollte ich also einfach sowas basteln. Die Herausforderung, Ihr wisst schon. Und der Erste sein.

Es fing damit an, dass ich bei E-Bay ein schönes Lüfterrad für sage und schreibe 13.49 Euro fand. Eigentlich für die Kühlung eines BMWs gedacht, machte ich mir Gedanken, ob sich dafür nicht noch eine lustigere Anwendung finden lässt. Ein Händetrockner, bei dem die Hände in einer Zehntelsekunde trocken sind? Nicht schlecht, aber auch nicht gut genug. Die bessere Idee: Einen Hilfsantrieb für das Velo. Und wie!

Ziel ist ein Standschub von 400 N auf Meereshöhe bei 20°C. Rechnen wir mal mit hundert Kilogramm zu bewegender Masse (Velo, Impeller, Batterien und meine Wenigkeit), liesse sich eine Anfangsbeschleunigung von 4 m/s² also etwa 0.4G erreichen. Ohne Luftreibung und bei Annahme eines konstanten Schubs liessen sich nach zehn Sekunden bereits 40 m/s = 144 km/h erreichen. Nicht schlecht für ein Elektrovelo. Man vergleiche mal mit Flyer und Konsorten.

Ich kann jetzt nicht auf das ganze Projekt eingehen. Später, sobald es realisiert ist, wird es wohl einmal einen längeren Bericht dazu auf der Homepage geben. Vielleicht werde ich auch im Blog von Zeit zu Zeit die Neuigkeiten durchgeben. Deshalb hier vorerst bloss die Kenndaten:

• 6 parallele Elektromotoren vom Typ SPEED 900 (aber die Billigvariante Viper 900 von Hopf Modelltechnik [= Johnson HC987LG-001] für 9 Euro das Stück)
• Getriebe aus gerade verzahnten Stirnradzahnrädern Modul 2 aus Stahl
• Lüfterrad mit neun Schaufeln, 420 mm Durchmesser, 40 mm Tiefe und einem Schaufelwinkel von ca. 30° gegenüber der Radebene (Lüfterrad für BMW E30, E24, E23, E21, 3er, 5er)
• Spinner und Gehäuse mit Statorleitschaufeln aus MDF gedreht und gefräst
• 20 mm Achse aus gehärtetem Silberstahl
• Getriebebleche aus 3 mm starkem Inox-Blech
• Null-Acht-Fünfzehn-Wälzlager, die sowohl radial wie auch axial belastet werden und daran wohl keine grosse Freude haben werden...
• 3 Autobatterien in Serie

Das Getriebe wird so ausgelegt, dass die Motoren jeweils ungefähr 50 A, also zusammen 300 A ziehen. Bei 42 V Bordspannung ergibt sich eine elektrische Leistung von 12.6 kW (ca. 17 PS). Batterien mit einer Kapazität von 60 Ah wären theoretisch nach 12 Minuten leer, aber vermutlich würden die Motorwicklungen schon vorher durchbrennen. Da ich aber bereits nach 6.94 Sekunden 100 km/h erreiche, ist das Ding sowieso nur für sporadischen Intervallbetrieb gedacht.

Wie ich auf 400 N komme? Mit einem einzelnen Motor SPEED 900 und der optimal angepassten Luftschraube lässt sich ein Standschub von über 100 N erreichen, wie ich mit einem Simulator abschätzen konnte. Mit sechs davon müssten auch bei lausigem Getriebewirkungsgrad und nicht optimierter Rotor- und Statorschaufelgeometrie 400 N erreichbar sein. Hoffe ich.

Die vergangenen Tage böten Stoff für viele Blogeinträge. So beispielsweise der gelungene Start der Falcon 1 Rakete von SpaceX (Bravo, weiter so!), der präzise Deorbit-Burn mit dem kontrollierten, destruktiven Wiedereintritt von ATV Jules Verne (wann kommt die Version mit Schutzschild?), die dritte bemannte Weltraummission der chinesischen Taikonauten inklusive Weltraumspaziergang (Amis, legt Euch ins Zeug, wenn Ihr vor den Chinesen wieder auf dem Mond sein wollt!) und natürlich auch heute Abend Verdis La Traviata im Zürcher Hauptbahnhof, die gerade zu Ende gegangen ist. Die Bankenkrise wäre natürlich auch ein mögliches Thema, aber darüber wird dieser Tage eh viel zu viel geschrieben.

53. Eintrag (Sa, 13.09.08)

Mein neuer Computer

Mein derzeitiger Computer wird langsam etwas altersschwach (ein alter Pentium 4 mit 2.6 GHz, Januar 2001). Nun bin ich aber nicht der Typ, der einfach in den Mediamarkt geht und sich einen HP Pavilion oder einen Fujitsu-Siemens Scaleo holt. Nein, da muss ich schon selber Hand anlegen. Was soll er denn können? Erstens soll er möglichst kompakt sein, so dass ich ihn wieder problemlos in den rechten Korpus meines Schreibtisches integrieren kann (und den selbstgebauten Auspuff für die warme Abluft wiederverwenden kann). Zweitens soll er lautlos sein. Und drittens so schnell, dass ich auch die neuesten Spiele ruckelfrei in hoher Auflösung spielen kann. Natürlich muss er auch CFD-Simulationen mit ANSYS CFX so schnell wie möglich können. Er soll einen Quadcore von Intel verwenden. Wieso vier Kerne? Es ist schon wahr, zur Zeit werden die vielen Kerne erst ungenügend ausgelastet. Wenn ich diesen Computer aber wieder während sieben Jahren verwende, wird sich in der Zwischenzeit bezüglich Parallelisierung schon noch etwas zun. So schlummert also noch teilweise ungenutztes Potential in der Kiste, was nie schlecht ist.

Hier die vorläufige Liste der Komponenten:

• Lian Li PC-A06 evtl. mit Lian Li Card-Reader CR-36B
• Thermaltake TR 550W V2.2 mit sog. "Cable Management"
• GigaByte EP45-DS3
• Intel CORE2Quad Q9550
• Patriot DDR2 4GB Kit, PC8500 (Latenz 5-5-5-12)
• GigaByte NX8800GT
• Samsung HD103UJ
• LiteOn 20A1S
• Evtl. meine alte Soundkarte und die alte WiFi-Karte

Soweit das Gehäuse und die aktiven Komponenten. Ein BluRay-Laufwerk ist mir noch zu teuer, da warte ich noch ein Jahr oder so. Bei der Grafikkarte bin ich mir noch nicht so ganz sicher. Bei einer NX8800GT kostet der Kühler fast gleich viel wie die Karte. Da frage ich mich, ob ich nicht besser eine schnellere Karte kaufe, um den teuren Wakü-Kühler zu rechtfertigen. Andererseits wird's dann etwas knapp mit einem einzelnen 120 mm Radiator. Sowohl North- und Southbridge als auch die Spannungswandler bleiben vorerst luftgekühlt. Ob das funktioniert, muss ich ausprobieren, denn letztlich fehlt ja jetzt die Luftströmung vom CPU-Kühler. Nun aber zu den Wakü-Komponenten:

• Pumpe: Laing DDC-1T
• Ausgleichsbehälter: Watercool AB-G+
• CPU-Kühler: Watercool HK CPU LGA775 Rev2.5 4-LH
• Graka-Kühler: Zalman ZM-GWB8800 GTS
• HDD-Kühler: Watercool SilentStar Single
• Radiator: Alphacool NexXxosXtreme I - Rev. 2 (Der Laufwerkskäfig kommt raus, der Radiator an dessen Stelle hin, siehe im Bild den grossen Frontlüfter)
• Diverse Verschraubungen, Schläuche und magische Wässerchen...

Reicht die Kühlperformance? Wie legt man so ein System aus? Grundsätzlich muss ich nur wissen, ob ich die Wärme über den Radiator an die Umgebuntsluft abzugeben vermag respektive wie hoch sich dann die Wassertemperatur entwickelt. Entgegen landläufiger Meinung ist die Durchlaufgeschwindigkeit des Wassers ziemlich egal, solange dabei nicht allzu hohe Temperaturdifferenzen entstehen.

Zuerst zähle ich mal die Verlustleistungen sämtlicher Komponenten im Wakü-Kreislauf zusammen. 102 W (Nvidia 8800GT) + 95 W (TDP des Q9550) + 13 W (Festplatte) + 10 W (Pumpe) = 220 W. Nun muss ich den Wärmewiderstand des Wärmetauschers kennen. Leider fand ich dazu keine Datenblätter, also versuche ich die Daten selber abzuschätzen. Dazu dient mir ein Testbericht von Hardwareoverclock zu sogenannten "Dual Radiatoren".

In diesem Testsystem wird bloss die Abwärme der CPU, ein Athlon XP 2800+ mit einer TDP von 68 W, und die Abwärme der Pumpe, eine Eheim 1048 mit 10 W abgeführt. Diese Totalleistung von 78 W führt zu einer Wassertemperatur von ca. 28°C bei 23°C Umgebungstemperatur (zwei 120 mm Lüfter mit 7 V), praktisch unabhängig vom Radiatorhersteller. Nach Adam Riese ergibt das ein Wärmewiderstand von 5 K / 78 W = 64.1 mK/W. Da ich nur einen halb so grossen Radiator verwende, nehme ich nur 55% der Kühlleistung. Etwas mehr als die Hälfte, da gleich viele Kanten vorhanden sind. Damit komme ich auf einen geschätzten Wärmewiderstand von 64.1 mK/W / 0.55 = 117 mK/W.

Nun rechne ich mir damit die maximale Wassertemperatur aus: 23°C + 215 W * 117 mK/W = 49°C Im Hochsommer, wenn die Umgebungstemperatur höher liegt, sind sogar fast 60°C drin. Das klingt dramatisch, die Festplatte möchte ich keinesfalls auf diese Temperatur aufheizen. Ich werde deshalb den Lüfter temperaturgeregelt betreiben. Ab spätestens 50°C wird mit 12 V voll durchgepustet, was das Zeug hält. Dazu dachte ich mir, dass ich einen relativ leistungsstarken 12 V Lüfter verwende, welcher aber über einen Widerstand stark gedrosselt wird. Dieser Widerstand wird mit einem Bimetallschalter überbrückt, welcher guten thermischen Kontakt zum Radiator hat. Sobald eine bestimmte Temperatur überschritten wird, schliesst der Bimetallschalter den Widerstand kurz.

Was in der einfachen Rechnung unberücksichtigt blieb, ist die verbesserte Wärmeabgabe bei höheren Temperaturdifferenzen. Wirklich schade, dass ich kein Datenblatt gefunden habe. Andererseits ist natürlich die Lufttemperatur im Gehäuse höher als die Umgebungstemperatur. So bliebt diese Rechnung bloss eine Abschätzung.

Ach ja, was ich noch schreiben wollte: Das Hydro-Wakü-Projekt rückt in Greifnähe.

52. Eintrag (So, 07.09.08)

Cigré Session 42

Paris! Nur dreieinhalb TGV-Stunden (und 110 Franken) von Basel entfernt und doch bin ich so selten dort. Letzte Woche hatte ich aber anlässlich der Cigré Session 42 die Gelegenheit, die französische Metropole zu besuchen. Viel von Paris sah ich allerdings nicht; die Konferenz hat mich voll ausgelastet. Mit knapp 3100 Teilnehmern ist sie ja auch etwas vom Grössten, was die Hochspannungstechnik zu bieten hat. Und ich mit dabei, als ganz kleiner Fisch (siehe Foto).

Was sind denn nun so die Trends in der Hochspannungs- und Energietechnik? Je nachdem, wen man fragt, wird man wohl leicht unterschiedliche Antworten erhalten. Auch für mich war es schwierig, an einer so grossen Konferenz die Übersicht zu bewahren. Vier parallele Sessionen, dazu noch Poster, Ausstellung und für die "Insider" natürlich Arbeitsgruppensitzungen, lassen einen nur einen verschwindend geringen Teil der Informationen aufnehmen. Trotzdem, aus meiner Sicht wurden die folgenden Themen besonders betont:

• Integration der "Neue Erneuerbaren" (stochastische Erzeuger) ins Übertragungsnetz
• Grossflächige Störungen im UCTE-Netz
• Ultrahochspannung, die Pläne und Erfahrungen aus China und Indien
• Grosse Turbogeneratoren mit 1600..1800 MVA für die neuen Generationen von Grosskraftwerken (insbesondere KKWs)
• Diagnose und Überwachung mit Teilentladungsmessungen

Was hingegen aus meiner sicht etwas abgeklungen ist, das ist das Interesse an Zustandsbasierter Wartung (CBM = Condition Based Maintenance). Vor vier Jahren, als ich mit meiner Diss begann, war das noch absolut heiss. Davon war nicht mehr viel zu spüren. Natürlich ist es nicht vergessen - auch wird es vermutlich gewisse Anwendungen geben, in denen diese Technik mittlerweilen etabliert ist - aber es ist doch eine gewisse Ernüchterung feststellbar. Der Trend geht eher in die Richtung von komplett wartungsfreier Technik - oder oft mit einem einzigen "Major Overhaul" nach der halben Lebenszeit (z.B. nach zwanzig Jahren). Das SF₆-Monitoring ist natürlich eine Ausnahme :-)

Technologisch sind mir keine absoluten Brüller aufgefallen. Eher setzen sich langsam neuere, aber bereits vor einigen Jahren entwickelte Technologien gegen etablierte durch (z.B. Silikongummi/Verbundwerkstoff vs. Keramik/Glas bei Isolatoren). Das ist auch ziemlich verständlich, wenn man sich klar macht, wieviel Geld im Spiel ist. Was die politisch geforderten und geförderten "Neuen Erneuerbaren" angeht... dem widme ich mal einen separaten Blogeintrag.

Hier der Link des Tages, der zwar nichts mit Cigré, aber viel mit Forschung zu tun hat: Das Periodensystem in Videos!

51. Eintrag (Mi, 03.09.08)

Ein Wingover!

Ich schrieb noch nie im Blog von meinem neuen Hobby, dem Gleitschirmfliegen. Ich weiss auch gar nicht so genau, was man da schreibt, denn man muss es einfach erlebt haben. In Worte kann man es nicht fassen. Vielleicht sollte ich erwähnen, dass ich im letzten Flug versehentlich einen Wingover flog?

Doch bekanntlich sagt ein Bild mehr als tausend Worte, deshalb links ein paar schöne Bilder vom letzten Sonntag an der Rigi. Nun wird wohl auch den meisten auch klar, weshalb ich mir für die nächste Kamera ein Weitwinkelobjektiv wünsche. Falls ich meinen alten "0.66x Adapter" von Raynox (DCR-6600PRO), den ich mir damals für die G2 bei Lensmate gekauft hatte, weiterverwenden kann, werden aus den 28 mm dann gleich 19 mm. Alternativ überlege ich mir die Ricoh Caplio GX200 mit ihren 24 mm. Nicht auszudenken, wie sich hier der Einsatz eines zusätzlichen Weitwinkeladapters auswirken würde (der übrigens erhältlich ist!). Leider könnte ich allerdings mit der Ricoh mein Zubehör nicht nutzen.

Genug der Worte. Kommt einfach mal mit auf einen Tandemflug (mit meinem Fluglehrer, nicht mit mir...).

50. Eintrag (Sa, 23.08.08)

Canon PowerShot G10

Wie einige vielleicht wissen, hat meine Kamera, die Canon Powershot G6, das Zeitliche gesegnet. Sie bringt ständig die Partitionstabelle auf der Compactflash-Speicherkarte durcheinander und macht so die Bilder unleserlich. Glüchlicherweise blieb ich vor grösserem Datenverlust bewahrt - nicht zuletzt dank ... .

Nun möchte ich eine neue Kamera kaufen. Was soll sie denn so können? Meine Wünsche:

• Kompakter als eine Spiegelreflexkamera (< 500 g inkl. Objektiv)
• Brennweite ab 28 mm, lichtstark (< 2.4)
• Canon-Blitzschuh
• Bildstabilisator eingebaut (CCD Shift)
• Schwenkdisplay
• Viele manuelle Einstellmöglichkeiten (P, A, M, Empfindlichkeit, Weissabgleich...)
• Idealerweise gleiche Akkus (BP-511) und gleiche Speicherkarten (CF)
• Schnell soll sie sein
• Videomodus mit VGA & 30 fps
• Polfilter- und Weitwinkeladapter-Montagemöglichkeit

Was ich mir eigentlich auch wünschte gibt es aber noch nicht: Ein eingebauter HDR-Modus. Dabei wird kurz hintereinander das Bild über- und unterbelichtet aufgenommen, um den Dynamikumfang zu vergrössern. Danach wird das Bild zusammengerechnet und dynamikkomprimiert. Die Resultate sind genial. Leider braucht man herkömmlicherweise ein ruhendes Motiv und ein Stativ. Ich denke aber, dass man es eigenlich auch so implementieren könnte, dass es ohne Stativ ginge. Man müsste dazu den CCD einfach zweimal auslesen. Ein erstes Mal nach einer leicht zu kurzen Belichtungszeit. Danach würde man den CCD die Integration fortsetzen lassen um ihn dann später ein zweites Mal auszulesen - nach einer insgesamt eher zu langen Belichtungszeit. Alternativ könnte man auch hintereinander zwei Bilder aufnehmen. Im Videomodus schaffen viele Kameras 30 fps. Mit einem guten Bildstabilisator und einer ruhigen Hand könnte das also auch ohne Stativ gehen.

Einen zweiten Wunsch hätte ich auch noch. Ebenfalls eine Weltneuheit. Ein eigebauter, automatischer Polfilter. Dieser würde auf Wunsch intern ins Objektv zwischen die Linsensysteme eingeklappt und so gedreht, dass eine voreingestellte Kontrasterhöhung erreicht wird. 100% würde heissen, dass der Polfilter so lange gedreht wird, bis der Effekt maximal wird. 50 % hiesse dann, dass dieser noch etwas weiter gedreht wird, bis der Effekt wieder um die Hälfte reduziert würde. Das könnte eigentlich in Sekundenbruchteilen erledigt werden. Nie mehr den Filter in der Tasche suchen, montieren und danach lang rumfummeln bis man den gewünschen Effekt hat. Hey Hersteller, wie wär's damit?

Alle meine Wünsche kann eine einzige Kamera wohl nicht erfüllen - vor allem die beiden letztgenannten Wünsche. Aber die angekündigte Powershot G10 könnte einige davon erfüllen. Laut Seriouscompacts könnte sie zur Photokina im September erscheinen. Es gibt ein Gerücht, dass diese einen CMOS-Sensor enthalten wird. Dieses stützt sich auf eine Investition von Canon, die bereits vor längerer Zeit getätigt wurde. Die weiteren Eckdaten sind laut Caononrumors: 14 Megapixel, HD-Video, 28..220 mm, 80..1600 ISO, SD-Karte, neuer Akku, $500.- Klingt nicht so übel. Obwohl, von den 14 Megapixel bin ich wenig begeistert. Ich nutze bereits die 7 MP meiner G6 so gut wie nie (meist 5 MP). Da tausche ich Megapixel lieber gegen einen höheren Rauschabstand ein.

Und zum Schluss noch ein (nicht ganz ernst gemeintes) Informationsvideo für all diejenigen, die Angst vor dem LHC haben: Switzerland's Nerdcore

Darf ich noch einen zweiten Schluss anhängen? Für alle Hochspannungstechniker gibt's eine superzeitlupige Blitzaufnahme mit Streamer, Leader und allem, was das Herz begehrt: Viel Spass!

49. Eintrag (Di, 19.08.08)

Energie Sparen?

Ein denkwürdiger Moment: Dieser Tage hat sich der Zähler auf meiner Homepage auf 20'000 Besuche erhöht. Eigentlich wollte ich mal ein paar Worte zur Statistik verlieren. Leider ist der Hostpoint- Statistikserver mal wieder offline... Billighostings haben ihre Schattenseiten :-( Also ein anderes Thema.

Bekanntlich soll man Energie sparen. In der Schweiz leben wir auf grossem Fuss. Würden alles Erdenbewohner gleich viel "Energie verbrauchen" (ich verwende den physikalisch falschen aber oft so verwendeten Begriff), bräuchten wir etwa dreimal so viel Primärenergie (z.B. Kohle, Gas, Öl und Uran) wie der Weltverbrauch. Daraus könnte man nun schliessen, dass wir sparen sollten. Beispielsweise weniger Auto fahren (oder wenigstens nicht alleine), weniger in die Ferien fliegen, weniger Unterhaltungselektronik einsetzen, auf Energiesparlampen umstellen... Das stimmt natürlich alles und ist auch gut so. Trotzdem mal ein anderer Gedanke. Vielleicht ist er nicht neu, vermutlich hatten ihn andere in ähnlicher Form auch schon.

In China geht jede Woche ein neues Kohlekraftwerk mit ca. 1000 MW (elektrisch) ans Netz. In kürzester Zeit haben die aufgeholt, was den Primärenergieverbrauch angeht. Das ist ein echtes Problem, denn damit könnte sich der Kohlendioxidausstoss verdoppeln - insbesondere wenn Indien mitzieht. Abgesehen vom Treibhausgas haben wir bald einmal ein Versorgungsproblem. Natürlich nicht mit Kohle und Uran, davon gibt es weit mehr als genug. Aber mit Öl und Gas. Wenn wir dann Kohle verflüssigen (wieder ein physikalisch unkorrekter Begriff) müssen, dann steht es um unsere CO₂-Bilanz noch schlechter. Südafrika kann dafür wenigstens den Hochtemperatur-Kugelhaufenreaktor brauchen. Die sind schlau, die Südafrikaner!

Also, ich bringe mal einen anderen Ansatz: Wie wär's, wenn wir in Europa verschwenderisch wären? Wir würden den Mehrverbrauch mit technologischen Fortschritten aufzufangen versuchen. Beispielsweise:

• Elektrifizierung der Gesellschaft (z.B. Elektroautos, Swissmetro, Transrapid [In China wird die 200 km lange Strecke zwischen Schanghai und Hangszhou gebaut!! Was haben wir in Europa wieder verschlafen?])
• Ausbau der Netze (Fernwärme, oder gleich ein Ansatz wie im ETH-Projekt "Vision of Future Energy Networks"
• Neue Kernkraftwerke (und -Typen), Wasserkraft (geht in der Schweiz nicht mehr so gut), Windkraft, Photovoltaik, Geothermie
• Höhere Wirkungsgrade von thermo-elektrischer Konversion

Immer wieder erscheinen positive Meldungen aus der Forschung. Kürzlich die CdTe-Solarzellen für 1 $ pro Watt oder auch die mit Thallium oder Platin dotierten Thermoelemente. Das verteuert natürlich die Elemente massiv. Vielleicht kommen in fernerer Zukunft sogar thermo-ionische Wandler. Man stelle sich vor, wie das wäre, wenn auch kleine Temperaturunterschiede elektrisch genutzt werden könnten. Nicht nur würden thermische Kraftwerke mit eher niedrigen Temperaturen (Geothermie, aber auch Kernkraft im Verleich zur Kohle) extrem profitieren, sondern überall würde plötzlich sämtliche Abwärme genutzt: Kaminabluft, Autoabgase, Abwasser, ja sogar Wärme von der Küche oder dem Computer...

Also: Stellt Euch mal vor, wie wäre folgendes: Wir wären verschwenderisch, wo es nur geht. Gleichzeitig investieren wir Geld in die Forschung und setzen die neuen Technologien um. Diese würden dann auch in anderen Ländern wir z.B. China und Indien umgesetzt. Könnte das letztlich nicht zu einer Verminderung des Primärenergieverbrauchs führen? Was ist Eure Meinung dazu? Bitte keine faulen Tomaten und Eier auf den armen Autor werfen!

48. Eintrag (So, 17.08.08)

Cervelat-Krise überstanden

So, mein Paratech P26 (Farbvariante gelb/grau) liegt im Wohnzimmer quer über den ganzen Boden ausgebreitet, damit er nach den heutigen Flügen - die teilweise nass waren - trocknen kann. Jetzt weiss ich auch, weshalb man nicht bei Regen Gleitschirm fliegen sollte (ausser man hat eine sehr grosse Wohnung). Dafür habe ich jetzt Zeit, ein paar Worte zur vergangenen Woche zu bloggen.

Das wichtigste Ereignis ist ganz klar: "Hurra, die Cervelat-Krise ist überstanden!" Man las es in den Tageszeitungen. Die Schweiz darf wieder Zebu-Rinderdärme aus Paraguay importieren. Ein lesenswerter Artikel übrigens in der 20 Minuten.

Wieso ist das überhaupt wichtig? Nun, der Durchschnittsschweizer isst pro Jahr 21 Klöpfer, wie wir in Basel die Cervelats nennen. Diese haben 21 x 1090 kJ = 22.89 MJ. Der Jahresenergiebedarf beträgt laut Tiptopf bei mittlerer Aktivität pro Tag und Kilogramm Körpergewicht 180 kJ. Das ergibt also 365 x 80 x 180 kJ = 5.256 GJ. Damit ist also klar, dass wir ohne Cervelat auf 0.44% unserer Jahresenergie verzichten müssten. Glück gehabt.

47. Eintrag (Mo, 11.08.08)

Der dritte Startversuch der Falcon 1

Man hat's ja gelesen. Die Zeitungen haben für SpaceX nur Spott übrig: "Pleitestart: Billig-Rakete explodiert nach drei Minuten". Doofe Sache. Was ist denn passiert?

Die ersten beiden Startversuche der kleinsten Rakete von SpaceX scheiterten aus verschiedenen Gründen. Der erste Start ging auf das Konto von Korrosion an einer Schraubverbindung, die zum Brand und Ausfall des Erststufentriebwerkes führte. Beim zweiten Startversuch hat die erste Stufe tiptop funktioniert, doch bei der Stufentrennung bekam das Oberstufentriebwerk einen Schlag ab, der zu Oszillationen führte. Leider war die Regelungstechnik nicht ausgereift, so dass der Treibstoff zu schwappen begann und die Stufe vorzeitig automatisch abschaltete. Natürlich war auch diese Nutzlast verloren.

Danach hat sich SpaceX nochmals sehr viel Zeit gelassen. Sie haben in der Zwischenzeit das Haupttriebwerk komplett überarbeitet: Regenerativ gekühlt und schubgesteigert. Das Triebwerk hat tadellos funktioniert, doch die Stufentrennung ging wieder daneben. Diesmal sogar noch spektakulärer: Die erste Stufe kollidierte massiv mit der Oberstufe. Begründung: Man habe unterschätzt, wie viel Restschub das eigentlich bereits abgeschaltete Erststufentriebwerk hat. Na ja, eine einzige Messung am Triebwerksprüfstand hätte genügt, um diesen Parameter zu kennen, nicht wahr? Und sowieso, wieso wird da nicht etwas Reservezeit (Geduld bringt Rosen!) und Reserveimpuls für die Stufentrennungsfeststoffraketen eingerechnet? Die kosten ja nichts im Vergleich zum Rest.

Es bleibt das ungute Gefühl, dass SpaceX entweder am falschen Ende spart, unter extremem Zeitdruck arbeitet oder einfach naiv vorgeht. Hingegen ist lobenswert, dass sie nicht aufgeben! Das grundsätzliche Konzept mit nur zwei Stufen und im Total nur zwei Triebwerken klingt vielversprechend, um die Kosten zu reduzieren. SpaceX hat auch sehr gute Arbeit geleistet - die Triebwerke scheinen wirklich gut zu sein. Hut ab - und viel Erfolg beim nächsten Versuch!

46. Eintrag (So, 10.08.08)

Die wahre Katastrophe von Tricastin

Die Kernanlage Tricastin hat nun in den letzten paar Wochen dreimal negative Schlagzeilen gemacht. Was soll das?! Grundsätzlich war es ja jedes Mal harmlos, sprich Stufe 0 auf der siebenstufigen INES-Skala ("Internationale Bewertungsskala für nukleare Ereignisse"). Stufe 0 heisst "Keine oder nur sehr geringe sicherheitstechnische Bedeutung", also eigentlich nicht der Rede wert. Oder doch?

Was ist das eigentlich für eine Kernanlage? Es handelt sich nicht nur um vier Druckwasserreaktoren à 955 MW elektrischer Bruttoleistung sondern auch um das Eurodif, also die zweitgrösste Anreicherungsanlage weltweit. Drei Viertel der Leistung der Reaktoren wird für die Anreicherung mittels Uranhexafluorid-Gasdiffusion verwendet. Interessant ist dabei natürlich, dass damit die Urananreicherung praktisch CO₂-neutral ist, obwohl eigentlich die Zentrifugen-Methode effizienter wäre (doch in anderen Ländern der Strom aus Kohlekraftwerken kommt). Auch Schweizer Kernreaktoren setzen Brennstäbe mit Material von Eurodif ein.

Wieso also die Häufung der Ereignisse in Tricastin? Entweder ist es Schlamperei oder dann sogar Sabotage. Letzteres ist blosse Spekulation meinerseits. Falls es von Seiten der Atomkraftgegner kommt, dann ist es äusserst raffiniert. Denn die Auswirkungen sind ja nicht ohne: Die Kernkraft wird durch den Dreck gezogen und die Bevölkerung beginnt sich zu sorgen. Damit könnte das Stimmungsbild umschlagen.

Was auch immer, Schlamperei oder Sabotage, in Hinblick auf die Planungen von NOK (Beznau 3), BKW (Mühleberg 2) und Atel (Niederamt resp. "Gösgen 2") sind solche Schlagzeilen verheerend. Und eventuell ist es auch nicht gut für die Planung des Tiefenlagers zur Entsorgung der radioaktiven Rückstände. Bitte, liebe Tricastin-Leute, reisst euch zusammen!

45. Eintrag (Fr, 08.08.08)

Leistung von Raketentriebwerken

Vielleicht ist einigen aufgefallen, dass ich auf der Startseite den Satz über die Leistung des F-1-Triebwerks ersetzt habe. Neu ist der Schubvergleich mit dem Trent 900 (Triebwerk der Airbus A380) drin. Warum das?

Kürzlich erhielt ich eine E-Mail, in der mich ein Leser darauf aufmerksam gemacht hat, dass eine Leistungsangabe für ein Raketentriebwerk wenig Sinn macht. Stimmt natürlich. Normalerweise interessiert man sich für den Schub (das ist ja die gewünschte "Leistung") und für den spezifischen Impuls (sozusagen der Wirkungsgrad, also wie effizient mit dem Treibstoff umgegangen wird). Auf offiziellen Webseiten der Hersteller taucht manchmal die Leistung der Turbopumpen auf, welche ja über Drehzahl und Drehmoment durchaus berechnet und gemessen werden kann. Doch Angaben über die Leistung eines gesamten Triebwerks tauchen typischerweise eher in Diskussionsforen oder "Prosatexten" auf. Irgendwoher hatte ich damals die Zahl (12 GW für das F-1-Triebwerk), weiss aber nicht einmal mehr die Quelle.

Wo liegt denn das Problem? Nun, wie würdet Ihr die Leistung berechnen?

• Über den Heizwert des Treibstoffes, sozusagen die thermische Leistung
• Leistung = Kraft * Weg / Zeit
• Hydraulische Leistung im Düsenhals
• Fixer Umrechnungsfaktor (1 lb = 0,6038 PS)

Numerisch für das F-1 erhalte ich komplett verschiedene Werte: 34 GW, 4.1 GW, 1.5 GW und 0.67 GW (in dieser Reihenfolge). Auf die 12 GW, wie ich sie irgendwo gelesen habe, komme ich also nie, ganz egal wie ich rechne. Die Werte liegen sogar fast zwei Grössenordnungen auseinander. OK, der erste Wert hat ja auch wirklich gar nichts mit der Hubarbeit zu tun.

Das Problem solcher Rechnungen ist eben, dass man Leistungen berechnet, die ungenutzt bleiben. Die thermische Leistung im Triebwerksstrahl ist ja verloren. Wichtig ist ja bloss, dass die Teilchen mit möglichst hoher Geschwindigkeit alle in die gleiche Richtung ausgestossen werden. Je höher der Impuls, um so mehr Antrieb wird geleistet. Die mittlere (resp. effektive) Ausströmgeschwindigkeit entspricht übrigens genau dem spezifischen Impuls. Für ein F-1 wären das also I_sp = (1/m) * Integral F(t) dt = 2550 Ns/kg = 2550 m/s (Vakuum; Quelle). Im Prinzip, könnte man nun folgendermassen rechnen (auf Hinweis dieses Lesers):

P = dE/dt = 1/2 dm/dt * I_sp² = 0.5 * 7583 kg/s * (2550 Ns/kg)² = 24.7 GW

Diese Zahl entspricht der Summe der kinetischen Energie aller Teilchen nach Austritt aus der Schubdüse. In einschlägiger Literatur wie z.B. Sutton/Biblarz: "Rocket Propulsion Elements" findet man natürlich keinen Vorschlag für solch ein Unterfangen. Lassen wir das also bleiben!

44. Eintrag (So, 27.07.08)

CO2 im Schlafzimmer

Da scheiden sich die Geister: Sollen in der Nacht die Schlafzimmerfenster offen stehen oder geschlossen sein? Höchste Zeit, das einmal "wissenschaftlich" zu untersuchen :-)

Nun ja, Menschen atmen neben der unverbrauchten Luft hauptsächlich H₂O und CO₂ aus. An ersterem ist noch fast niemand gestorben (obwohl das Wasser wohl nicht ganz geruchsneutral sein soll), letzteres ist hingegen weniger gut. Nicht wegen dem Klima, sondern weil ab 3 % Atembeschwerden auftreten und ab 8..10 % die tödliche Dosis erreicht sein soll (das Hämoglobin kann dann nicht mehr genug Sauersoff aufnehmen, weil der pH-Wert im Blut zu stark gesunken ist).

Die Rechnung ist ganz einfach. Wir beginnen mit dem CO₂-Gehalt in der Luft. Als globaler Durchschnittswert gilt 380 ppm. Die Stadtluft im Freien enthält hingegen bereits etwa 700 ppm CO₂. Die Stadtluft in Wohnungen betrage sogar sage und schreibe 0.14 % (1400 ppm). Die Zahlen stammen übrigens aus Elektor 1/2008, Seite 21.

Die Ausatmungsluft enthält 4..5 % CO₂ - nehmen wir mal die untere Grenze, da man in der Nacht nicht so aktiv ist (je nachdem...). Bei jedem Atemzug atmet ein Erwachsener rund 30 ml CO₂ aus. Bei 12 Atemzügen in der Minute ergeben sich pro Stunde ca. 20 Liter und in der ganzen Nacht 0.16 m³ (wenn ich mal wirklich zu 8 Stunden Schlaf komme). Mein Schlafzimmer hat ein Volumen von 5.0 x 2.8 x 2.8 m³ = 39.2 m³. Die CO₂-Konzentration erhöht sich also um 0.16/39.2 = 0.41 % auf 0.55 %.

Ist das schlimm? Dieser Wert bewegt sich gerade knapp über dem MAK-Wert von 0.5 %. Dieser Wert wird allerdings erst in der letzten Schlafphase überschritten. Kann also nicht so dramatisch sein. Wäre ich verheiratet, dann wären es zwar bereits 0.96 %, doch auch das klingt für mich noch harmlos. Rauschzustände bei Tauchern treten z.B. erst bei 2.5 % auf. Wie hoch war wohl die Konzentration in der Apollo 13 Kapsel?

Beruhigend: Ich kann also weiterhin bei geschlossenem Fenster schlafen. Und sonst probier ich mal Lithiumhydroxid (1 g wasserfreies LiOH bindet 450 ml CO₂: 2 LiOH + CO₂ -> Li₂CO₃ + H₂O) oder Kaliumhyperoxid (4 KO₂ + 2 CO₂ -> 3 O₂ + 2 K₂CO₃)...

43. Eintrag (So, 20.07.08)

Extremlangstrecken-Airbus

Ihr denkt wohl, dass ich das Bloggen aufgegeben habe. Na ja, nicht ganz. Aber ich war in der Zwischenzeit in Kanada/USA und in der Ukraine. Zu ersterem gibt's bereits ein Fotoalbum, letzteres folgt bald. Der andere Grund für die nicht mehr so fleissig erscheinenden Blog-Beiträge: Ich schreibe an meiner Diss...

Das soll aber jetzt nicht das Thema sein. Ich möchte heute nur eine kleine Rechnung bringen, die ich mal angestellt habe. Die Frage ist, ob denn die Weltumrundungsflugzeuge wie der Scaled Composites Model 301 Globalflyer wirklich etwas Besonderes sind. Ich dachte mir immer, das muss doch viel einfacher gehen. Man nehme eine Airbus 321, entferne alles Überflüssige (Passagiere, Gepäck, Bestuhlung, Toilette...) und installiere massig Zusatztanks. Rechnen wir das also mal durch.

Laut "Flugzeuge der Welt 2005" wiegt eine A-321 voll betankt und beladen 83 t (= max. Startmasse, MTOW). Wikipedia spricht aber von 93.5 t. Dieser Wert dünkt mich realistischer (im Vergleich zur A-320 etc.). Die Leermasse beträgt 48.2 t. Hier ist die ständige Ausrüstung aber bereits eingerechnet, also z.B. die Sitze. Rechnen wir die 170 Sitze à 20 kg = 3.4 t weg, kommen wir auf 44.8 t. Die 20 kg sind meine sehr grobe Schätzung - man findet zwar bei EBay viele Swissair-Sitze zur Versteigerung, allerdings ohne Massenangabe. Damit kommen wir auf eine Zuladung von 93.5 t - 44.8 t = 48.7 t.

Die normale Tankkapazität beträgt 29'680 Liter was ungefähr 24.0 t entspricht (bei 15 °C). Nun könnten aber theoretisch 48.7 t geladen werden. Da aber die Tanks auch etwas wiegen, sagen wir mal 46 t. Wie weit könnte man damit fliegen. Mit den ersten 24 t kommt man auf die 5600 km Reichweite, wie auf Wikipedia zu lesen. Mit den verbleibenden 22 t kommt man vermutlich etwas weiter, weil das Flugzeug ja immer leichter wird. Lassen wir es mal 6000 km sein, dann kommen wir im Total auf 11'600 km, also weit weg vom Erdumfang entlang des Äquators. Recht ernüchternd, nicht wahr?

Und, woran liegt das? Hauptsächlich an der noch immer viel zu hohen Leermasse. Beim Globalflyer beträgt die Leermasse 18 % der Startmasse. Bei unserem Beispiel aber bei 51 %. Der andere Grund ist der viel geringere Luftwiderstand von Globalflyer. Erstens fliegt die Kiste viel langsamer (480 km/h) und dann ist zweitens sicher auch der C_w-Wert deutlich niedriger - man beachte nur mal die langen, kurzen Flügel. Sieht ja aus wie ein Segelflugzeug. Natürlich sind auch die Sicherheitsreserven viel geringer als bei einem Verkehrsflugzeug.

Und was lernen wir daraus? Burt Rutan und seine Ingenieuere bei Scaled Composites haben's eben schon drauf!

42. Eintrag (Di, 06.05.08)

Blog als RSS-Feed

Der 42. Eintrag!! Für alle Leser von "Hitch Hiker's Guide to the Galaxy" ist bekannt, dass diese Zahl eine wichtige Bedeutung hat. Eigentlich die wichtigste aller Bedeutungen. Deshalb hier auch eine grosse Neuerung: Endlich ist es soweit, meinen Blog gibt's als RSS-Feed! (Und für alle Nochnichtleser: Lest das Buch, es lohnt sich!)

Das ist gerade auch eine Gelegenheit, die Technik meines Blogs kurz zu erläutern. Viele wissen wohl, dass ich mich nie für Webeditoren erwärmen konnte. So ist es auch mit diesem Blog: Alles handprogrammiert. Was wohl weniger bekannt ist: Ich mag Datenbanken nicht so sehr. Das erklärt vielleicht den einen oder anderen Umweg.

Als erstes programmierte ich ein PHP-Skript mit dem Namen "blog.php". Dort waren das HTML-Gerüst gescriptet, gleich zusammen mit dem Inhalt, also den Blogeinträgen. Praktisch alles war statisch, ausser der Menüstruktur (Balken oben), deshalb eine PHP-Datei und nicht eine einfache HTML-Datei. Mit der Zeit wurde die Datei sehr lange und deshalb lagerte ich den Inhalt aus. Allerdings nicht in eine Datenbank, sondern für jeden Blogeintrag eine Textdatei. Wer sich ein Beispiel ansehen möchte: blog41.txt. Die Darstellung geschieht übrigens über das gleiche Stylesheet ("CSS-Datei"), welches für die ganze Homepage gültig ist.

Bei der Auslegung der Textdatei kam ich nicht umhin, einige Steuerbefehle zu integrieren. Beispielsweise bedeutet "", dass dort ein zugehöriges Bild im JPEG-Format hingehört. Der Dateiname ergibt sich automatisch aus der Numerierung der Blogeinträge. Im Hinterkopf wollte ich auch, dass ein späterer Parser auch XML für den RSS-Feed generieren konnte.

Soweit so gut. Jahre später, also heute, implementierte ich endlich den RSS-Feed. Dazu musste ich einen Parser schreiben, der ähnlich wie "blog.php" den Inhalt aus den Textdateien liest, aber zusätzlich in RSS-konformes XML übersetzt. Leider gibt's keine brauchbare Dokumentation dazu. Ich studierte also verschiedene Beispiele und probierte einfach viel aus. Eine grosse Hilfe war natürlich der RSS-Validator. Normalerweise wird nämlich überhaupt nichts dargestellt, nicht einmal eine Fehlermeldung, wenn die Datei einen Fehler enthält.

Meine weiteren Pläne sehen so aus, dass ich beide Lösungen, also RSS-Feed und Webseite, parallel weiterführe. Das bedeutet praktisch kein Aufwand für mich, da ich für einen neuen Blog-Eintrag praktisch nur die entsprechende Textdatei schreiben muss (mit noch genau einer Ausnahme, aber das führte zu weit, das zu erklären). Ihr könnt Euch also beide Versionen anschauen. Für die Web-Version reicht jeder Browser. Einige Browser können auch die RSS-Version darstellen. Die meisten Leute benutzen aber lieber einen Feed-Reader oder das Outlook, welche viel mehr Optionen und Komfort bieten. "So Long and Thanks for All the Fish!"

41. Eintrag (So, 04.05.08)

Braucht man Flügel für den Weltraum?

Braucht man Flügel im Weltraum? Natürlich nicht. Sie sind hinderlich in der Startphase (indirekt: Challenger-Unglück zeigt, wie tragisch das Fehlen eines Fluchtturms sein kann) im Weltraum und im Wiedereintritt (direkt: Columbia-Unglück). Nur gerade in der Phase unter 1000 m/s sind sie hilfreich, um punktgenau zu landen.

Warum denn wollen alle mit einem Flugzeug und nicht mit einer Rakete in den Weltraum? Das geht so weit, dass man für Gemini auf den Fluchtturm verzichtet hat, um statt einen Fallschirm einen Gleitschirm einsetzen zu können (aus technischen Gründen wurde dann letzteres nicht realisiert).

Ich sehe zwei Gründe, einen psychologischen und einen technischen. Der psychologische Grund ist schnell erklärt: Ein Flugzeug respektive Raumschiff wirkt viel moderner als eine Kapsel. Zudem fühlt man sich wohl auch sicherer, man braucht sich nicht auf einen Fallschirm zu verlassen sondern erzeugt den Auftrieb direkt aus der Struktur. Wenn man aus dem Fenster schaut, beruhigen einen die Flügel sicherlich sehr.

Der technische Grund. Was mir nie bewusst war, ist der gigantische Aufwand einer Wasserung. Dazu setzte die NASA im Zielgebiet einen Flugzeugträger, mehreren Zerstörern und etliche Suchflugzeuge ein (Quelle: Bernd Leitenberger, "Das Gemini Programm", S. 25). Die 8'000 bis 10'000 Soldaten waren wohl auch nicht ganz gratis. Vielleicht ist auch der Start einer Raketen/Kapsel-Lösung an einem Startturm teurer als wenn eine bestehende Pist für ein Raketenflugzeug verwendet werden darf. etwas günstiger.

Vor ein paar Wochen wurde wieder eine private Firma vorgestellt, die Raumflüge mit einem Flugzeug anbieten möchte: Per Sachsen-Anhalter in die Galaxis. Deren Chance schätze ich als überhaupt nicht schlecht ein. Insbesondere zeugt sie von einer Konsequenz, von der Burt Rutan mit dem Space Ship Two oder auch EADS mit dem "Astrium-Jet" nur träumen können. Beide, aber vor allem ersteres, hat eine unglaubliche Komplexität, die meines Erachtens überflüssig ist. Weshalb braucht es ein Trägerflugzeug "White Knight Two"? Weshalb die Kippflügelkonstruktion genannt "Carefree Reentry"? (Daran ist überhaupt nichts "carefree"!) Und wieso braucht der Astrium-Jet zusätzlich zu den Raketentriebwerken auch Turbotriebwerke? Der Ansatz der Magdeburger gefällt mir sehr gut. Natürlich kann man ein paar Kilogramm Sauerstoff einsparen, wenn man bis 10 km den umgebenden Luftsauerstoff nutzt. Aber für die verbleibenden 90 % braucht man dann doch Flüssigsauerstoff. Also gleich das Turbotriebwerk einsparen und stattdessen 10 % mehr Sauerstoff tanken. Ein eigenes Trägerflugzeug zu entwickeln dünkt mich geradezu absurd.

Ich höre schon die Vorwürfe bezüglich den genannten Prozentzahlen: Ja, ich bin mir bewusst, dass man in 10 km Höhe bereits etwas kinetische Energie hat, die das Flugzeug höher steigen lässt. Auch könnte man in 10 km bereits höhere Machzahlen erreichen, was noch etwas mehr an Energie ausmacht. Aber lassen wir es 70%/30% sein und noch immer wäre für mich klar, dass der konstruktive Aufwand ein zweites Triebwerk nicht rechtfertigt. Nun bin ich gespannt, welches der privaten Raumflugzeuge das Rennen machen wird. Es wird wohl nicht eine Kapsel sein...

40. Eintrag (Auffahrt, 01.05.08)

Ist Blue-ray wirklich Sieger?

Heute ist Auffahrt, doch alle sprechen vom 1. Mai. So ändert sich die Gesellschaft... Trotzdem, ich möchte auf ein anderes Thema zu sprechen kommen.

Es liegt eigentlich bereits ein paar Monate zurück, taucht aber trotzdem immer wieder in den Medien auf: An der CES (Consumer Electronics Show) im Januar 2008 wrude bekannt gegeben, dass Time Warner, dazu gehört der Filmproduzent Warner bros, ihre Streifen nicht mehr auf HD-DVD sondern nur noch auf Blue-ray veröffentlichen wird. Gut vor Sony, schlecht für Panasonic. Damit steht Blue-ray als Sieger da. Wirklich?

Wer erinnert sich noch an die Kassetten, genauer Compact Cassette? Im Asiatischen Raum noch vereinzelt anzutreffen, sind sie in Europa praktisch verschwunden. Anfang der 90er-Jahre wurde nach einem Nachfolger gesucht, der bessere Tonqualität und mehr Komfort bietet. Damals rivalisierten sich Philipps mit der Digital Compact Cassette DCC und Sony mit der Mini Disk MD. Die Konsumenten entschieden sich gegen die Komforteinbussen der DCC, so dass diese bereits bald wieder vom Markt verschwand. Soweit die Parallelen zur momentanen Nachfolgersitzuation der DVD. Stand nun die Mini Disk als Sieger da? Nein, keinesfalls. Sie blieb zwar noch einige Zeit erhältlich (teilweise bis heute), doch Napster und mp3-Player verdrängten die Musiktonträger. Heute brauchts gar keine Tonträger mehr - das Internet trägt ihn (iTunes und Konsorten).

Oder ein anderes Beispiel: Was ist der Nachfolger der Disketten? Es gab verschiedene sich konkurrierende Systeme, von denen die Zip-Disk von Iomega noch am bekanntesten ist (mein Compi hat noch immer ein Laufwerk dafür). Diese war technisch gar nicht schlecht; zuverlässiger und mit viel grösserer Speicherkapazität (bis 750 MB) als die alte Diskette gesegnet. Wieso hat es sich nicht durchgesetzt? Einerseits natürlich, weil nur ein einziger Hersteller die Laufwerke produziert hat und diese dadurch viel zu teuer waren (mehrere hundert Franken verglichen mit zehn Franken für ein Diskettenlaufwerk). Der Hauptgrund aber, liegt meines Erachtens eher darin, dass es gar keine Datenträger mehr braucht. Natürlich nimmt manch einer noch eine CD-R oder einen Memorystick zur Hand, doch längst nicht so oft wie früher die Diskette. Die Vernetztung der Computer mit LAN und Internet macht Datenträger überflüssig.

Und nun komme ich zurück auf die Blue-ray. Ich gehe davon aus, dass es auch hier gar nicht ein grosses Bedürfnis nach einem Nachfolger gibt. Selbstverständlich wird nun nach dem Entscheid an der CES der Verkauf von Blue-ray Spielfilmen etwas zunehmen. Letztlich siegen werden aber eher die Internet-Filmvertriebe, z.B. Apple, Netflix oder Comcast. Wer möchte denn noch ganze Regale mit DVDs vollstopfen, wenn doch locker die Filme auf die äusserlich immer gleich grosse Festplatte passen? Oder gar nur im Internet verfügbar bleiben?

39. Eintrag (Mi, 30.04.08)

Klimaneutrale Astronauten

Immer die leidige CO₂-Diskussion... Richtig coole Rechnungen werden gar nie gemacht. Also mach ich es vor.

Wieviel muss beispielsweise ein Astronaut bei MyClimate blechen, um die CO₂-Emissionen zu kompensieren? Ha, diese Frage hat noch niemand gestellt!

Der Astronaut soll also mit einer Sojus fliegen. Denn mit dem Space Shuttle wird es viel zu komplizert. Dort wird ja neben HTPB und Wasserstoff auch Aluminium verbrannt. Des weiteren entstehen verschiedene Chlorprodukte durch das Ammoniumperchlorat, so auch Salzsäure (eigentlich Chlorwasserstoff). Keine Ahnung, wie weit diese klimarelevant sind. Ein Forschungsthema...!

Bei der Verbrennung (Annahme: vollständige Oxidation durch Sauerstoff) von einer Tonne Kerosin entstehen laut Bi-Greven 3.15 Tonnen CO₂. Die Sojus verbrennt 275 Tonnen Kerosin. In einer kleinen Excel-Tabelle habe ich die Kosten zusammengerechnet: Fr. 10'890.- ohne die graue Energie. Letztere würde natürlich enorm zu Buche schlagen, da die Rakete ja nur einmal gebraucht wird. Vielleicht müsste man den Wert verhundertfachen. Aber auf die 20 Mio Dollar Reisekosten ist dieser Betrag mit 5% noch immer fast vernachlässigbar. Astronauten, Ihr wisst nun was Ihr zu tun habt! Judihui, rettet das Klima...

38. Eintrag (Di, 29.04.08)

Firefox-Trick

Nun bin ich also wieder zurück aus China. Peking ist jederzeit eine Reise wert. Geht hin und staunt, wie dort Visionen umgesetzt werden. Es würde mich nicht erstaunen, wenn dort plötzlich die Porta Alpina oder die Swissmetro auftauchen würden... Andererseits hat mir der aggressive Smog fast die Haare vom Kopf geätzt. Damit ich mich besser auf den Coiffeurbesuch vorbereiten kann, gibt's ja jetzt wenigstens den Haarmixer!

Kürzlich lernte ich einen praktischen Trick mit dem Internetbrowser "Firefox", den ich Euch weitergeben möchte. Die Funktion heisst "Smart Keywords". Kurz die Erklärung am Beispiel von LEO: Öffnet LEO und klickt mit der rechten Maustaste ins Suchfenster. Dort wählt ihr im Kontextmenu den Punkt "Add a Keyword for this Search...". Im darauf erscheinenden Dialog gebt Ihr eine Abkürzung ein, z.B. "leo" oder einfach nur "l". Je kürzer desto besser. Und von jetzt an braucht Ihr im Browser in die Adresszeile nur noch "leo suchwort" respektive "l suchwort" einzutippen. Die gleiche Prozedur mit den weiteren Lieblingsseiten, z.B. "w" für Wikipedia oder "g" für Google oder "y" für Yahoo etc. Happy Surfing!

PS: Die Anführungsstriche (Gänsefüsschen) nicht eintippen, sie dienen nur der Verständlichkeit des Textes.

37. Eintrag (Mi, 09.04.08)

Sauerstoffexperimente

Es ist traurig: Weltgeschichtlich läuft so viel, über das man viele lustige Blog-Einträge schreiben könnte, doch seit ich mit dem Schreiben meiner Diss begonnen habe... na ja...

Die USA sind also immer noch neidisch über den Schweizer Gasdeal mit Iran. Was sagen die erst, wenn wir die gemeinsame UF₆-Zentrifugenanlage beschliessen? Dann wäre da Herr Ospel, der aus dem UBS-VR geworfen wird. Doofe Sache, das mit den "US-Ramschhypotheken". Am liebsten würde ich ein paar Zeilen zum Transrapid schreiben. In wirtschaftlich schwierigen Zeiten, wenn die Baufirmen auf Aufträge angewiesen sind und sich in den Preisen gegenseitig unterbieten, wäre das Projekt vermutlich problemlos durch. Aber heute, da sich die Baufirmen kaum vor Aufträgen retten können, können sie natürlich Phantasiepreise verlangen. Wäre man also früher etwas entscheidungsfreudiger gewesen, wäre das Projekt am Münchner Flughafen schlank durchgekommen. Da könnte man also sagen, dass wir mit der NEAT ziemlich viel Glück hatten.

Kurz vor Ostern habe ich mir bei E-Bay für 32 Euro ein Autogenschweissgerätlein vom Typ "Rothenberger Roxy Kit Plus" ersteigert. Es besteht aus einer Sauerstoffdruckgasflasche, einer Flasche mit einem interessanten Gasgemisch (Pentan, Propan, Butan, Propen und Azeton) genannt "Multigas 400", einem Schlauchpaket inklusive Druckverminderer und Rückschlagventil, dem eigentlichen Schweisshandgriff und diversen Düsen von 0.3 bis 1 mm. Die Flammentemperatur soll 3100°C betragen, also fast wie bei einem richtigen Azetylen/Sauerstoff-Schweissgerät. Neben Hartlöt- und Schweissarbeiten kann man damit auch Experimente anstellen. Meine ersten vier waren:

• Kann man die Luft länger anhalten, wenn man die Lunge mit reinem Sauerstoff füllt?
• Brennt die Schweissflamme auch unter Wasser?
• Wie hoch ist die Detonationsgeschwindigkeit von Mischgasen in Luftballons?
• Brennt eine Kerze auch ohne Docht, wenn sie sich in einer reinen Sauerstoffatmosphäre befindet? Und Alufolie?

Die Antworten lauten übrigens: Nein; nein, hoch, nein. Und die Begründungen? Der CO₂- resp. H₂CO₃-Anstieg steuert den Atemreflex; zu kleine Flamme, bei 2 mm Düse könnt's funktionieren, dann ist das Leistungs-zu-Oberflächenverhältnis besser; gigantomanischer Knall durch das ganze Quartier; vielleicht sollte ich es bei einem höheren Druck versuchen, z.B. 6 Bar in meiner GIS.

Und für alle, die auf die Bilder der IFES-Konferenz gewartet haben: Hier das Album.

Und zum Schluss noch dies: Ich war mal wieder im Fernsehen, und sogar ein paar Sekunden länger als das letzte Mal (siehe Blogeintrag 25). http://www.telezueri.ch/index.php?id=60865 (kurz nach der Mitte)

36. Eintrag (Di, 18.03.08)

Basic Management Skills

Seit meinem letzten Blog-Eintrag ist mal wieder viel geschehen. Ich müsste gleich mehrere Einträge zu verschiedenen Themen verfassen. Nennenswert sind beispielsweise:

• Die erfolgreiche Columbus-Mission
• Der ATV-Start und damit ebenso die Premiere der Ariane ES
• Die laufende Shuttle-Mission mit Kibo
• Der Paradigmenwechsel der ETH von der 2000-Watt- Gesellschaft zur 1-Tonne-CO₂-Gesellschaft (sehr lesenswert!!)
• Die Vorstellung des höchst-genialen Direct Note Access als Plugin zum Musikprogramm "Melodyne" (sehr sehenswert!!)
• Das erste Mal "Klöpfer brötle" (Cervelat) direkt über der Gasherdflamme, mmh (siehe Bild)
• Der Iranisch-Schweizerische Gas-Deal
• Und persönlich erlebt: Der "Basic Management Kurs"

Schreiben möchte zu letzterem. Es handelt sich hierbei um die bestangelegten Fr. 200.- in meinem Leben. Der Wert dieses zehntägigen Seminars wäre wohl gegen 10'000.- . Aus humanitären Gründen gibt's den Kurs an der ETH für Studierende und Mitarbeiter aber zu diesem symbolischen Preis.

Eigentlich erstaunlich, dass ich so einen Kurs belege, hat er doch nichts mit Naturwissenschaften zu tun. Er wurde mir verschiedenerseits aber so stark empfohlen, dass ich mich nicht länger dem Druck widersetzen konnte. Und ich staunte nicht schlecht: Zu über 80% ging es gar nicht um BWL-Themen, sondern um das Leben. Die Themen waren:

• Kommunikations- und Verhaltenstraining (2 Tage)
• Selfmanagement und Selfmarketing
• Grundlagen der Führung
• Sitzungstechnik
• Wie Organisationen funktionieren
• Problemlösungstechniken
• Konfliktlösungstechniken
• Prozess- und Projektmanagement
• Führungspraxis

Am meisten beeindruckt haben mich die beiden Tage zum Thema Kommunikation. Ich war mir gar nicht bewusst, dass man zwar die Sprache beherrschen kann aber dennoch nicht fähig ist, Informationen verlustlos zu empfangen und vor allem auch weiterzugeben. "Missverständnisse sind die Regel, Verständnis die erarbeitete Ausnahme", um den Referenten zu zitieren.

Ein solches Thema waren die Komplettbotschaften. Die folgenden Modelle stammen grösstenteils von Friedemann Schulz von Thun. Bei wichtigen/heiklen Gesprächen reicht es nicht, dass ich nur die Sache vorbringe. Dazu hilft das Kommunikationsquadrat (auch bekannt als vier-Schnäbel-und-vier-Ohren-Modell). Hierbei besteht die Äusserung nicht nur aus dem Sachinhalt und allenfalls dem Appell, sondern auch aus einem Teil Selbstkundgabe und aus einer Prise Beziehungsinhalt. Egal ob gewollt oder ungewollt, immer wenn ich mich jemand gegenüber äussere, gebe ich auch zu erkennen, wie ich zum anderen stehe respektive was ich von ihm halte. Das kann nicht nur in der Formulierung enthalten sein, sondern auch im Tonfall oder in der Mimik/Gestikulation usw. Gerade letzteres kann auch sehr schnell falsch gedeutet werden. Entsprechend muss ich inhaltlich klar dazu Stellung nehmen. Erst so habe ich eine Möglichkeit, dass mein Appell überhaupt verstanden wird und hoffentlich Frucht trägt.

Überhaupt war ich mir vom Systemgedanken eines Gesprächs nicht bewusst. Ich bin nicht nur verantwortlich für das, was meinen Mund verlässt (für viele wäre das schon ein Fortschritt!). Vielmehr bin ich dafür verantwortlich, dass mich der andere auch versteht. Zusätzlich wäre es oft auch hilfreich, wenn der andere mit mir einig ist, damit mein Appell nicht einfach verhallt. Und wie finde ich das heraus? Nun, durch nachfragen natürlich. Wir kennen zudem alle aus dem Militärdienst: Aufträge müssen wiederholt werden.

Und die vierte Seite in der Äusserung betrifft die Selbstkundgabe. Auch das kann ich nicht komplett unterdrücken, doch kann ich es kontrollieren! Es geht gar nicht anders, als dass ich etwas von mir selber preis gebe, was in mir vorgeht, was ich fühle. Wieviel besser ist es, das gleich direkt in die Botschaft einzubauen. Ein sehr einfaches Mittel sind hierbei die "Ich-Botschaften".

Und wie kommt es, dass Gespräche so oft in Debatten enden? Nicht mit allen Gesprächspartner, aber eben mit einigen passiert das öfters. Wie läuft das denn genau ab? Man ist sich eigentlich einig. Doch "um des Gespräches Willen" sucht man nach einem Detail, bei dem man dann doch nicht genau einig ist. Oder man schafft sich manchmal sogar gezielt ein Missverständnis. Denn eigentlich geht es zu diesem Zeitpunkt schon lange nicht mehr um die Sache. Vielmehr geht es um den Sieg. Es handelt sich um einen sportlichen Akt: Wer gewinnt? Aber mit nicht unerheblichem Risiko. Die Grenze zwischen Niederlage und Verletzung ist undeutlich und veränderlich, genauso wie die Grenze zwischen Sieg und schädigender Überheblichkeit. Und wenn man es erkannt hat, wie kommt man wieder von der Debatte zurück ins Gespräch? Das geht am einfachsten über die dritte Ebene, der Beziehungsebene. Am einfachsten äussert man eine Emotion, z.B. "Ich fühle mich durch diese Debatte genervt." Danach wechselt man auf die Steuerebene, z.B. "Wir haben abgemacht, heute das Problem xyz zu diskutieren. Wir haben noch 30 min Zeit." Und dann auf die Sachebene, "Kommen wir also auf das Thema zurück...". Dass sowas auch in der Praxis funktioniert, konnte ich bereits ein paar mal testen. Es lohnt sich!

Nun denn, allen die ich nicht sowieso in Linz sehe, wünsche ich frohe Ostern!

35. Eintrag (Di, 26.02.08)

Bransons Biosprit-Flugzeug

Gestern las man in den Zeitungen von Richard Branson's Biosprit-Flug von London nach Amsterdam mit einer Boeing 747-400. Technisch ist das ganz interessant. So muss beispielsweise die Viskosität bei allen vorkommenden Temperaturen vernünftig sein und die Verbrennung rückstandsfrei sein, um nur zwei Kriterien aus einer langen Liste zu nennen. Doch was mich interessieren würde, ist die Umweltbilanz und ob sowas überhaupt in grossem Massstab möglich ist. Interessant in diesem Zusammenhang ist eine Studie des WWF Deutschland.

Rechnen wir doch einmal, wievel Agrarfläche nötig ist, um den ganzen Flugsektor mit Biokerosin zu versorgen. Der jährliche Weltkonsum an Erdöl beträgt etwa eine Qubikmeile (IEEE Spectrum Januar 2007). Kann man sich gut merken, nicht wahr? Klingt eigentlich nach wenig... Wie auch immer. Der Luftverkehr beansprucht weltweit zur Zeit ca. 13 % des gesamten Treibstoffverbrauchs. Nehmen wir an, dass mit Treibstoff Erdöl gemeint ist (siehe Anmerkungen weiter unten). Eine Qubikmeile fasst 2.59E6 m³. Doch wieviel Kokosöl steckt in einer Kokospalme drin?

Laut Wikipedia liefert ein Einzelbaum zwischen 5 und 20 kg Kopra pro Jahr. Diese besteht zu 63..70% aus Fett. Sagen wir also 8 kg Öl pro Baum und Jahr. Die Bewirtschaftung der Plantage, alle Transporte und die Herstellung von "Kokosnuss-Methylester" verbraucht natürlich auch Energie (als Teil des Ertrages), so dass wir die Zahl nochmals halbieren: 4 kg/Palme/Jahr. Bei einer Dichte von ungefähr 0.8 entspricht das 5E-3 m³. Es sind also insgesamt (365.2*2.59E6 m³)/5E-3 m³ = 189'092'000 Palmen nötig. Wenn die Palmen 5 m auseinander stehen, kommen pro Quadratkilometer 40'000 Palmen. Der Flächenbedarf entspricht also 4.73 Mio km². Im Vergleich dazu: Die totale Weltagrarfläche beträgt 14 Mio km²! Alles klar, Herr Branson?!

Zwei Anmerkungen: Bei den Zahlen bezüglich dem Erdölverbrauch für den Flugsektor sind einige Dinge unklar: Wo sind es Treibstoffe, wo Brennstoffe? Sind Förderung, Raffinierung und Transport eingeschlossen...? Der andere unsichere Faktor ist die Weltagrarfläche. Da ich keine Angaben dazu gefunden habe, multiplizierte ich die Schweizer Agrarfläche (14'813 km²) mit dem Faktor 1000 (entsprechend der Population). Die Grössenordnungen sind aber richtig. [Copyright Comic]

34. Eintrag (So, 24.02.08)

Abschuss des Spionagesatelliten

Letzte Woche haben die USA also Ihren havarierten (manövrierunfähigen) Spionagesatelliten abgeschossen. Weshalb denn genau? Ach ja, da sind ja die 500 kg Hydrazin, die die Menscheit bedrohen... Interessant, wie leicht sich die Presse an der Nase herumführen lässt. Überall liest man dieses Märchen, sogar bei Spiegel Online. Mag ja sein, dass Hydrazin eine Spur giftiger ist als Benzin, vor allem weil es auch über die Haut resorbiert wird (ich weiss, das ist etwas untertrieben, denn LD50 liegt je nach Sorte bei nur 15 mg/kg). Doch hey, es ist hochreaktiv und zerfällt bei höheren Temperaturen, wie sie beim Wiedereintritt des Satelliten in die Erdatmosphäre auftreten, von alleine (wissenschaftlicher ausgedrückt: es disproportioniert zu den Gasen Ammoniak und Stickstoff). Es würde an ein Wunder grenzen, wenn auch nur ein einziger Tropfen die Erdoberfläche erreichen würde. Von verseuchten Landstrichen also keine Rede...

Was steckt also wirklich dahinter? Es bleiben zwei mögliche Erklärungen: Der Satellit enthält geheimes Material, das selbst bei einem Absturz noch Informationen enthalten könnte. Oder aber es war ein Versuch des Abschusssystems. Ersteres halte ich für eher unwahrscheinlich, da die Trümmer wohl ziemlich klein sind und vermutlich völlig "verbrannt" (thermisch zerstört, geschmolzen, oxidiert, wie auch immer) den Boden erreichen. Ein Test oder auch eine Machtdemonstration, das passt viel eher...

Nachdem sich nun die USA immer mehr aus den internationalen Gremien zurückzieht (jüngstes Anzeichen beispielsweise beim ITER), tragen solche Aktionen wie mit dem Spionagesatelliten, nicht unbedingt zur Völkerverständigung bei. Da kann man nur hoffen, dass mit dem/r neuen Präsidenten/in ein Umdenken stattfindet.

33. Eintrag (Fr, 22.02.08)

Passagierjet mit Mach 5

Haben alle die "Drey scheenschte Dääg" gut (über-)erlebt? Bei solchem Wetter kann sich hoffentlich niemand beklagen. Für alle, die das Ereignis verpasst haben, gibt's wie immer den Querschnitt.

Es ist bereits etwas länger her, doch die meisten werden es noch in Erinnerung haben: Am 6. Februar berichteten viele Zeitungen und auch Webseiten vom Mach-5-Passagierjet. Es heisst also, dass als Treibstoff Wasserstoff eingesetzt wird (der entgegen der landläufigen Meinung [und der Presse] nicht unbedingt umweltfreundlich sein muss, je nachdem, wie er hergestellt wurde). Mit Mach 5 von Europa nach Australien in gerade mal 4:40. Wie ist sowas möglich? Dieser Frage wollte ich etwas genauer nachgehen.

Anstatt dem 20min-Zeitungsbericht Glauben zu schenken, der vor mir liegt, schaue ich besser auf der Webseite des Herstellers Reaction Engines Limited nach. Dort hat das Fluggerät dann auch einen richtigen Namen: LAPCAT. Man erfährt dort auch, weshalb Wasserstoff eingesetzt wird: Wegen dem höheren spezifischen Impuls. In den "Scimitar" getauften Triebwerken wird der Wasserstoff mit Luft verbrannt. Es handelt sich hierbei allerdings nicht um einen typischen (SC-) RAMJET, sondern eher um ein Raketentriebwerk mit der Option, durch Staudruck verdichtete Luft direkt in die Brennkammer einzuleiten. Dazu wird die komprimierte Luft zuerst abgekühlt, um die Dichte zu erhöhen, aber ohne, dass sie sich verflüssigt. Über Turbopumpen wird die Luft in die Brennkammer eingeblasen. Die Antriebsleistung für den Kompressor wird einerseits dem Luftkühler entnommen und andererseits in einem Vorbrenner erzeugt. Die Abgase des Vorbrenners werden auch in die Brennkammer geleitet, was im Prinzip einem Triebwerk nach dem Hauptstromverfahren entspricht. Das Triebwerk funktioniert bereits im Stillstand auf der Piste und soll, im Falle von "Sabre", einem etwas grösseren Triebwerksmodell, einen Schub von 2000 kN entwickeln. Im Falle von Sabre ist es sogar möglich, Flüssigsauerstoff einzuspritzen, wenn die Atmosphäre verlassen werden soll. Für den Passagierjet (mit Scimitar) ist das wohl nicht der Fall.

Was könnte denn der spezifische Impuls sein? Nehmen wir vereinfachend an, dass der Brennkammerdruck und die Temperaturen ungefähr die gleichen sind, wie für ein H2-LOX-Raketentriebwerk. Das Vulcain-2-Triebwerk der Ariane 5 hat einen spezifischen Impuls Isp = 4256 Ns/kg. Es verbrennt im Verhältnis LOX:H2 = 6,1:1 im Total, doch in der Brennkammer sogar 7.1:1, was den für uns relevanten Wert darstellt. Der Unterschied im Falle von Vulcain ist übrigens darin begründet, dass das Triebwerk als Nebenstrommotor mit Abgaswiedereinblasung die "fetten" Abgase des Gasgenerators nicht in die Brennkammer einbringt. Ihr ahnt schon, worauf ich hinaus will: Der Luftsauerstoff wird der Atmosphäre entnommen, womit der spezifische Impuls dramatisch steigt. Pro Kilogramm Edukte entstehen 4256 Newtonsekunden. In diesem Kilogramm stecken aber 7.1/(8.1 - 1) = 877 Gramm Sauerstoff. Der spezifische Impuls beträgt also 7.1 * 4256 Ns/kg = 30'218 Ns/kg. Im Vergleich dazu beträgt der spezifischer Treibstoffverbrauch des Triebwerks CF6 von General Electric, welches beispielsweise bei der Airbus A330 zum Einsatz kommt, SFC = 17.4 g/(kNs) = 17.4E-6 kg/(Ns) auf Reiseflughöhe. Der reziproke Wert dividiert durch die Erdbeschleunigung entspricht gerade dem spezifischen Impuls Isp = 1/(SFC * 9.81 m/s2) = 5'858 Ns/kg. Nun ist auch vollkommen klar, weshalb die Reichweite des Passagierjets so traumhaft ist: Im Prinzip wäre etwa die sechsfache Reichweite im Vergleich zum A330 möglich, was also sogar eine Weltumrundung non-stop möglich machen würde.

Leider ist es aber mit Wasserstoff so eine Sache. Auch im flüssigen Zustand (Schmelztemperatur 20.4 K) hat er bloss eine Dichte von 71 kg/m³. Vielleicht wird er sogar gasförmig bei 30..60 MPa gespeichert. Beides bedingt gigantische Tankvolumina, was bei einem Flugzeug doppelt schlecht ist: Erstens steigt der Reibungswiderstand durch den voluminösen Flugkörper und zweitens haben grosse Tanks auch eine höhere Leermasse. Daneben ist Wasserstoff auch sonst sehr unpraktisch (Probleme mit kryogenen Temperaturen, Diffusion durch alle möglichen Materialien, explosive Gemische mit Luft...). Und dann kommt noch hinzu, dass er gar nicht so einfach zu gewinnen ist. Falls man ihn beispielsweise durch Elektrolyse gewinnen würde, wäre der Primärenergieaufwand und dadurch CO₂-Ausstoss untragbar beim heutigen (globalgemittelten) Strommix.

Eigentlich noch interessanter finde ich ein anderes Projekt auf der Webseite von Reaction Engines Limited: Skylon, ein orbitalfähiges Raumflugzeug. Mit einem dermassen hohen spezifischen Impuls in der Atmosphäre und einem immer noch sehr hohen spezifischen Impuls im Vakuum ist ein SSTO-Konzept durchaus realistisch. Es ist meines Erachtens wesentlich realistischer als mit SCRAMJET-Motoren, bei denen die Verbrennung in Überschallströmung ablaufen muss - was man immer noch nicht im Griff hat, u.a. wegen Defiziten in CFD-Algorithmen (kompressible, turbulente Mehrphasenströmung mit Energieübertragung durch Stofftransport, Wärmeleitung und Strahlung kombiniert mit chemischen Reaktionen) und Engpässen bei der notwendigen Rechnerkapazität. Die Zukunft bleibt spannend!

100000₂. Eintrag (Mi, 30.01.08)

Über üble Volksinitiativen

Die Schweiz, das Land der direkten Demokratie, das Land der dööfsten Volksinitiativen. Ich möchte gar nicht wissen, welche unheilige Allianz (GSOA + Grüne + Linke?) diese neuste Volksinitiative "Gegen Kampfjetlärm in Tourismusgebieten" lanciert hat. Rhetorisch liegt sie irgendwo im Grenzgebiet zwischen genial-verrückt und Propaganda-Hetze. Dazu ein paar Müsterchen aus der Feder des Initiativkomitees.

"Die wahnwitzigen Lärmeinwirkungen dieser Flugzeuge - bis zu 124 Dezibel, die durch das Echo von Felswänden noch verstärkt werden! - gefährden unsere wertvollsten touristischen Erholungsgebiete." Dieser Satz zeugt von interessanter Interpunktion (Gedankenstrich - Ausrufezeichen), ausdrucksstarke Adjektive ("wahnwitzigen"), unbegründeten/unreferenzierten Behauptungen ("Gefährdung") und physikalisch fragwürdigen Hypothesen ("Verstärkung durch Echo"). Mag ja sein, dass im Abstand von wenigen Metern hinter den Triebwerken tatsächlich ein Schalldruckpegel von 124 dB messbar ist, aber dort kann sich ja niemand aufhalten, das ist also ein höchst theoretischer Wert. Wer weiss, in der Brennkammer sind es vielleicht sogar noch erheblich mehr. Abgesehen davon sind bei einem Verkehrsflugzeug praktisch die gleichen Schalldruckpegel messbar sind (beispielsweise 150 dB(A) in 10 m Entfernung laut BWE). Militärjets starten jedoch deutlich steiler als Verkehrsflugzeuge, womit die Schallbelastung sinkt. Doch gehen wir zu einem nächsten Müsterchen.

"Eine F/A-18 statet mit 7200 Litern Kerosin, die nach einer halben Flugstunde bereits aufgebraucht sind." Mag sein... Aber ein Jumbojet braucht in einer halben Stunde auch 6000 Liter Kerosin (Quelle), wobei das ein Durchschnittswert ist und beim F/A-18 sind die 7200 Liter vermutlich der Maximalwert mit Nachbrenner (in der Pilotensprache übrigens "Lötlampe"). Und zudem: Im Unterschied dazu handelt es sich im Beispiel des Jumbos meist um Freizeitverkehr, die Armee hingegen hat einen Auftrag vom Bund und dient der Landesverteidigung.

"Entsprechend schleudern diese Flugzeuge Jahr für Jahr Zehntausende von Tonnen hochgiftiger Chemikalien und Feinstaub (CO₂ und NO₂) in das Ökosystem!" 10'000 t ist wohl die Menge sämtlicher Abgase, also Wasser und Kohlenstoffdioxid, beide im Prinzip nicht toxisch, auch wenn letzteres ein schwaches Treibhausgas ist (ca. 20'000 mal schwächer als Schwefelhexafluorid). Kohlenstoffdioxid wirkt ab einer Konzentration von 5 % toxisch auf den menschlichen Körper, aber davon sind wir weit entfernt (derzeitig in der Atmosphäre: 38 ppm). Der Hauptteil am Gesamtausstoss davon kommt aber nicht vom militärischen Flugverkehr, sondern von zivilen und industriellen Bereichen. Stickstoffdioxid ist tätsächlich giftig und wird von allen Gasturbinen in kleineren oder grösseren Mengen ausgestossen. Das kommt daher, dass der Wunsch nach immer höheren Wirkungsgraden und damit immer höheren Brennkammertemperaturen überwiegt und damit die Stickoxide zunehmen. Abhilfe bringen hier moderne Rich-Quench-Lean-Brenner. Auch hier gilt aber: Der militärische Flugverkehr trägt absolut vernachlässigbar dazu bei. Beide vom Initiativkomitee genannten Stoffe sind übrigens kein Feinstaub sondern gasförmig. Und zum vorerst letzten Müsterchen:

"Solche Beeinträchtigungen der Umwelt, die dazu noch von einem höllischen Lärm begleitet werden soll, sind in touristischen Erholungsgebieten in Friedenszeiten nicht mehr tolerierbar!" Es gilt wieder das zuvor gesagte über adjektive und Interpunktion. Dieser Satz springt mir aber aus einem ganz anderen Grund ins Auge: Ich bin oft in diesen so genannten "touristischen Erholungsgebieten" unterwegs. Oft habe ich auch den einen oder anderen Überflug einer F/A-18 erlebt und fasziniert nach oben geschaut, über die unglaubliche Ingenieurskunst und die Künste des Militärpiloten gestaunt; doch ein "höllischer Lärm" ist mir noch nie aufgefallen. Selbstverständlich hört man die Triebwerke, doch das ist für mich Musik in den Ohren. Diese Ansicht werden selbstverständlich einige nicht mit mir teilen können. Deshalb ist das auch das einzig haltbare Argument für die Initiative.

Und zum Schluss noch dies: Hoffentlich werden im Online-Radar bald auch die F/A-18 angezeigt, dann kann man diese gezielt suchen. Und für alle, die lieber Züge als Flugzeuge beobachten, gibt es hier das Pendant auf Schiene.

31. Eintrag (So, 27.11.08)

Kränkelndes Constellation-Programm

Spannend, wie die NASA am Constellation-Programm arbeitet, nicht wahr? Dass da ab und zu auch Schwierigkeiten auftauchen, ist natürlich völlig zu erwarten. Es wäre ja langweilig, wenn alles wie durch Butter ginge. Abgesehen davon erinnert mich dieses Problem an die Pogo-Instabilitäten, die bei der Entwicklung der Titan 2 (Gemini!) auftauchten. Was ich mich am Constellation-Programm frage, ist, ob denn die neue Schwerlastrakete Ares V wirklich nötig ist. Ares I ist ja sowieso geplant, unabhängig von der Rückkehr zum Mond. Deshalb stelle ich diese mal nicht in Frage.

Nachdem ein so ähnliches Missionsprofil wie 1969 gewählt wurde, stellt sich die Frage, weshalb die NASA nicht gleich die Saturn V Rakete reaktiviert. Natürlich müssten die Fabriken neu gebaut werden, doch immerhin bestehen ja immer noch die Konstruktionspläne, was bestimmt eine extreme Kostenersparnis bedeutet. Die ganze Entwicklunsarbeit entfällt, nur die Produktion müsste neu angekurbelt werden. Immerhin etwas mehr Nutzlast wünscht sich ja die NASA: Ares V soll 130 t in den LEO bringen, hinzu kommen die 20 t mit Ares I. Also frage ich mich, wieviel es braucht, um die Nutzlast einer Saturn V von 120 t auf 150 t zu erhöhen.

Wenn man heute eine Saturn V bauen würde, ersetzte man ganz bestimmt den Uralt-Bordrechner (mit 9600 Rechenoperationen pro Sekunde!) durch einen modernen Rechner, z.B. gegen sowas wie den Vega-Computer. Dieser ist nicht nur deutlich leichter und energiesparender (und damit gibt's eine leichtere Energieversorgung), sondern auch wesentlich leistungsfähiger. Die Kippregelung könnte bestimmt so reaktionsschnell machen, dass auf die schweren Finnen der Erststufe verzichtet werden könnte. Wenn dann zusätzlich die schweren Tanks alle durch solche mit modernen Leichtmetalllegierungen ersetzt würden, rechne ich mit Gewichtseinsparungen der Leermassen von 10% in der ersten Stufe und 5% in allen anderen Stufen. Das ist noch immer sehr konservativ. Damit ergäbe sich eine gerechnete (siehe unten) LEO-Nutzlast von 125 t.

Der nächste Schritt wäre wohl, die J-2-Triebwerke der zweiten und dritten Stufe durch die neue Variante J-2X zu ersetzen. Durch den höheren spezifischen Impuls würde sich dadurch die Nutzlast auf 135 t erhöhen. Damit wäre das Ziel, die gleiche Nutzlast wie ein Start je einer Ares I und einer Ares V zu erreichen, verfehlt. Ganz so leicht geht es also nicht. Auch eine modernisierte Version des F1-Triebwerkes könnte vielleicht noch etwas herausholen, aber wohl nicht genug.

Nun versuchen wir aber mal folgendes: Was wäre, wenn die Tankvolumina der ersten Stufe so erhöht würden, dass die F1-Triebwerke zwei Minuten länger brennen würden. Damit die Rakete trotzdem abheben kann, werden dafür sechs Booster des Space Shuttle Systems (SRB) den nötigen Startschub aufbringen würden. Gehen wir bereits von den neuen 5-Segment-Booster (5S-SRB) aus, wie sie Thiokol gerade für die Ares-Raketenfamilie entwickelt. Gezündet würden gleichzeitig alle fünf F1-Triebwerke und die sechs 5S-SRBs. Nach zwei Minuten würden die 5S-SRBs abgesprengt und die F1 arbeiten noch weitere 161 Sekunden weiter (Voraussetzung ist natürlich, dass die Triebwerke dafür zugelassen werden). Die ganze Rakete würde 15 m höher und die Booster würden unten bei der Erststufe und irgendwo am Tank eingehängt. Das bedingt natürlich grössere strukturelle Umbauten, als wenn diese am Zwischenstufenadapter zwischen erster und zweiter Stufe eingehängt werden könnten. Das Resultat wäre aber überwältigend: 320 t in den LEO! Mit solch einer gigantischen Nutzlast könnte eine bemannte Mars-Mission mit nur zwei Raketenstarts bewältigt werden (die schlanksten Szenarien gehen von 600 t im LEO aus).

Hier nochmals die Übersicht:

• Saturn V 1969: 120 t
• Saturn V Leichtbau: 125 t
• Saturn V Leichtbau + J-2X: 135 t
• Saturn V Leichtbau + J-2X + lange Erststufe + 6 5S-SRB: 320 t

Alle Daten zu Raketen und Triebwerken habe ich von der Webseite Bernd Leitenbergers, so auch das Gerüst für die Excel-Tabelle mit der Berechnung. Die Zeichnung der Saturn V stammt von Einsteins Emporium, die SRB-Grafik von NASA-Veröffentlichungen der Ares V.

30. Eintrag (Mo, 21.01.08)

Aus den Augen, aus dem Sinn

Beinahe ein Monat ist es her seit meinem letzten Blog-Eintrag. Das hat damit zu tun, dass ich gerade an mehreren Publikationen für internationale Konferenzen gleichzeitig arbeite und damit nur wenig Freizeit habe. Da in der Zwischenzeit das Neue Jahr begonnen hat, wünsche ich also allen glückliche verbleibende 94.262295 Prozent des 2008!

Ich wollte schon lange mal was zur Entsorgung unserer Abfälle schreiben. Dazu gibt es ja grundsätzlich zwei Strategien. Entweder optimal verteilen. Das geht sehr gut, wenn die entstehenden Rückstände nicht extrem giftig sind und zudem in gasförmigem Aggregatszustand vorliegen. Also beispielsweise CO₂. Oder - und das ist die andere Strategie - man haltet es möglichst von der Biosphäre fern. So beispielsweise die chemischen Abfälle, die auf Deponien lagern.

Gerade in jüngster Zeit machen solche Deponien Schlagzeilen: Bonfol, Le Letten, Feldreben, Maienbühl, Moenden. Noch verrückter ist wohl die Geschichte mit der Sondermülldeponie Kölliken, die totalsaniert werden soll. 1978 wurde die Deponie trotz fünf Einsprachen gegen die Baubewilligung eröffnet. Doch bald schon nach der Eröffnung traten die ersten Probleme auf: Fehlende unabhängige Kontrollinstanz, Einlagerung verbotener Stoffe, offenes Herumliegen der Abfälle, ungenügende Eingangskontrolle, der Brand 1982, der kaum gelöscht werden konnte, die schweren medizinischen Beschwerden der Anwohner, das Aussterben der Fische im Köllikerbach... 2005 wurde dann mit der Gesamtsanierung und damit dem Rückbau begonnen. 550'000 Tonnen müssen abgebaut werden, 500 Tonnen pro Tag. Der Rückbau soll bis 2012 abgeschlossen sein, die Rekultivierung kann dann aber erst im 2016 begonnen werden. Diese Daten stammen aus "Die Sondermülldeponie Kölliken", D. Arnold, T. Kleiber, Y. Schindler, M. Wenger.

Wieviel besser steht es um die geplanten geologischen Tiefenlager für radioaktive Rückstände! Anstatt hunderttausende Tonnen wertlosem Material, das auch kaum Wertschöpfung brachte, sind konditionierte radioaktive Rückstände ein rares Qualitätsprodukt, das der Schweizer Wirtschaft Milliarden von Franken eingebracht hat. Dazu gehören alle möglichen Rückstände, von medizinischen Strahlungsquellen, über Glühstrümpfen der Schweizer Armee (enthält Thoriumnitrat, also Thorim-232) und Abfälle aus der Forschung bis natürlich ausgebrannte Brennelemente aus Kernanlagen.

Rund um die geologischen Tiefenlager bestehen viele Märchen. Man hört oft, diese seien unsicher, unkontrollierbar, teuer... Teuer sind sie sehr wohl, doch die Betreiber von Kernanlagen bezahlen in einen Fond, der die Lager komplett finanziert. Sie sind also kostenneutral, weil bereits im Strompreis eingerechnet (der ja bekanntlich trotzdem absolut konkurrenzfähig ist). Gesetzlich ist ein Tiefenlager sowieso vorgeschrieben. Für die Wiederaufbereitung besteht ein Moratorium, eine andere Alternative ist nicht bekannt. Man sollte bedenken, dass die längsten Halbwertszeiten nicht politischen, sozialen oder nationalen Zeiträumen entsprechen, sondern geologischen. Also kann nur die Geologie das Problem lösen lassen. Und - hurra - das Problem ist wirklich gelöst, denn die Zerfallsprodukte nach hunderttausenden von Jahren sind nicht mehr strahlend (ob das dann noch jemand kümmert, sei dahingestellt). Wir haben in der Schweiz mit dem stabilen und selbstheilenden Opalinuston eine optimale Gesteinsschicht.

Und all diejenigen, die sich Sorgen um die Strahlung machen: Das Problem ist nicht die Strahlung, sondern die Kontamination. Strahlung kann abgeschirmt werden, das ist kein Problem. Doch wenn radioaktive Isotope in die Nahrungskette gelangen, fügen sie den Organismen teils schwerste Schäden zu. Opalinuston ist aber so trocken, dass kein Material ausgeschwemmt werden kann. Die Spaltprodukte sind im allgemeinen Feststoffe und nicht Gase, d.h. es bleibt alles im Boden. Wer gerne ein paar weitere Informationen dazu lesen möchte, den verweise ich auf die sehr spannende Nagra-Homepage (die Nagra wird übrigens auch durch die Atomindustrie bezahlt).

So, das ist meine Meinung. Schimpf und Schande wie immer ins Gästebuch!

29. Eintrag (So, 23.12.07)

Untergang der E-Mail

Wer hat vorgestern den 6. Ariane-Start dieses Jahres mitverfolgt? Schon erstaunlich, wie verletzlich das System ist, so lange die Triebwerke noch nicht gezündet sind, und wie robust sich das System verhält, sobald die Rakete abgehoben ist. Aber das muss ja so sein, werdet Ihr entgegnen. Heute ein paar Gedanken zu einem System, das sich nicht mehr so robust verhält.

Es ist nämlich ein gedenkwürdiger Moment, für die es gemerkt haben: Wir erleben gerade den Untergang der E-Mail, wie wir sie heute kennen. Zu Pine-Zeiten musste niemand fragen, ob die E-Mail den Empfänger erreicht hat. Heute ist das anders. Laut aktuellen Statistiken (Statistik November 2007) beträgt die Spam-Rate 64.95 %. Das klingt harmlos, weil danach ja jede dritte E-Mail sogar gewollt wäre. Bei mir sieht's anders aus. Bevor ich den IEEE-Spamfilter einschaltete, kamen die E-Mails von einem Tag auf den nächsten praktisch im Minutentakt. Da musste ich schnell reagieren und schaltete den Filter ein. Dieser kann in drei Härtegraden eingestellt werden (keine weiteren Konfigurationsmöglichkeiten). Erfüllt eine Nachricht die voreingestellten Voraussetzungen, wird sie mit Fehlermeldung zurück an den Versender geschickt. Das ist gut, weil ich so nicht täglich 1440 E-Mails in einem "Junk-Ordner" durchklicken muss. Ein paar wenige tröpfeln noch durch (auch "false-negative" genannt) aber das bereitet mir keine Kopfschmerzen. Schlimmer steht es um die recht zahlreichen richtigen E-Mails, die zurückgewiesen werden ("false-positive"). Die Leute beschweren sich dann und ich trage sie in meiner Whiteliste ein. Das funktioniert recht gut, ausser dass die Fehlermeldung nicht editierbar ist. Gerne würde ich einen netten Text schreiben, der sich beim Versender entschuldigt und dafür meine Telefonnummer gleich angibt. Echte Spammer werten die Rückmeldung übrigens sowieso nicht aus.

Soviel zum Empfang. Wie steht es mit dem Versand? Wenn ich E-Mails an Hotmail-Empfänger schicke, kommen diese oft nicht an. Deren Spam-Filter findet meine E-Mails suspekt, weil die Absenderadresse nicht mit dem Server übereinstimmt (weil ich ja den IEEE-Weiterleitservice verwende). Darauf hin sendet Hotmail eine Fehlermeldung zurück. Nun sieht aber diese Fehlermeldung suspekt aus, weil sie von Hotmail kommt (vielleicht auch andere Gründe). Mein Service schickt die Nachricht also wieder zurück. Das merkt Hotmail, schickt natürlich nichts mehr zurück (sonst käme es zum Kollaps) und stuft meine Adresse als erst recht suspekt ein. Doofe Situation.

Wieso gibt es eigentlich Spammer? Nun, weil die eben viel Geld damit verdienen. Der Grund ist, dass viele Empfänger tatsächlich den Quatsch kaufen, der ein Spams angepriesen wird, laut einer weiteren Statistik sind das 8 %. Wenn ein Spammer also eine Million Werbe-E-Mails verschickt, gibt es bereits 80'000 Käufer. Es ist unschwer zu erkennen, dass sich hier jemand eine goldene Nase verdient. Sogar die drakonischen Strafen (James McCalla büsst mit 11.2 Milliarden US-Dollar) schrecken offenbar wenig zurück.

Und die Lösung? Verhindern, dass die eigene Adresse in die Syndikats-Datenbanken gerät, ist zwar gut gemeint aber auf Dauer unmöglich. Irgendwann passiert es einfach. Danach jedes Mal die Adresse wechseln finde ich doof. Deswegen setze ich auf die Whiteliste-Lösung. Neben obigem Verbesserungsvorschlag (Personalisierung der Rückmeldung) hätte ich noch eine weitere Idee: Jeder sollte sich in der Whiteliste eintragen können, allerdings gegen eine Gebühr, sagen wir einen Rappen. Das ist günstig genug, dass sich der Absender bei einmaligem Gebrauch nicht allzu sehr sträubt, und viel genug, um Spammer abzuwehren. Zusätzlich müsste man natürlich alle Nachrichten RSA-verschlüsseln und die Absender authentifizieren - das ist sowieso überfällig, würde aber Formulare, Newsletters und dergleichen erschweren und deshalb wird immer noch davon abgesehen. Viele Minimalstgeldüberweisungen sind aber zu teuer. Also müsste ein zentraler Server (z.B. ein Kreditkarteninstitut oder Paypal) viele einzelne Transaktionen zu wenigen grösseren bündeln. Die Einnahmen würden dann für diesen Service benötigt und Überschüsse einem guten Zweck gespendet.

Also nochmals zusammenfassend: Eine Person möchte mir eine E-Mail schicken. Sie ist aber noch nicht auf meiner Whiteliste (resp. Online-Adressbuch), deswegen bekommt sie eine nette Rückmeldung in der zwei Optionen angegeben sind. Entweder greift sie zum Telefonhörer oder klickt auf untenstehenden Link. Letzterer bucht 1 Rp. von ihrem Paypal-Konto und trägt ihre Adresse in meine Whiteliste ein. Falls die erwähnte E-Mail nicht älter als 30 Tage ist, wurde sie noch nicht gelöscht, sondern wird nun an den Empfänger (=mich) geleitet. Wenn ich ihr nun zurückschreiben will, geht das sogar einfacher: Alle Adressen, an die man E-Mails versendet, landen sowieso auf der Whiteliste. Das heisst also, dass meine E-Mails bei ihr automatisch angenommen werden.

Was meint Ihr? Kommentare per E-Mail oder Gästebuch erwünscht. Nun wünsche ich allen gesegnete Weihnachtstage!

28. Eintrag (So, 16.12.07)

Et ça fonctionne.

Ihr erwartet wohl, dass ich mich zu Bundesrat Blochers Abwahl äussere. Aber nein, dazu wurde bereits genug geschrieben, deshalb lasse ich es bleiben. Obwohl, dazu gibt es eigentlich ein interessantes Interview mit Gerhard Blocher, einem Bruder Christophs: Reportage

Wer kennt diesen Werbespruch "Et ça fonctionne."? Richtig, damit wirbt Fust. Der prüstet sich ja immer mit seinem Dipl.-Ing. Welches sind denn die genialsten Erfindungen? Der Klettverschluss von George De Mestral? Ich hatte mal die Ehre, ein Interview einem seiner Enkel zu führen! Oder ist es Doodle?

Die letzten drei Erfindungen, die mich besonders beeindruckt haben, sind die folgenden. Da wäre mal die Kreissäge mit dem sagenhaften Schutz zu nennen. Eigentlich bloss eine Weiterentwicklung, aber und wie! Mit recht Eleganten Lösungsdetails, z.B. Ausnutzung des Drehimpulses.

Und dann ist mir mit Midomi jemand zuvor gekommen: Ich wollte früher ein Programm (damals in Basic) schreiben, das mir ein aufgesungenes Lied in Noten umwandelt. Midomi macht zwar nicht genau das, aber etwas ähnliches. Es analysiert gesungene oder gesummte (gepfiffene) Liedanfänge und nennt das Lied. Danach können ja Text und Noten meistens recht problemlos in den Tiefen des Internet gefunden werden. Klickt mal auf "See how the search works".

Die dritte Erfindung geht in eine ähnliche Richtung wie Midomi, ist aber für Schweizer gedacht, die der schweizerdeutschen Sprache mächtig sind. Alle anderen werden enttäuscht sein. Klickt Euch mal zum Chuchichäschtli-Orakel durch, Ihr werdet staunen. Wie genau stimmt bei Euch die Zuordnung? Mein Resultat ist "Der Dialekt passt mit 80 % Übereinstimmung am besten zu den folgenden Ortschaften: Basel, Pratteln, Arisdorf, Ziefen, Liestal, Hölstein, Langenbruck, Eptingen, Solothurn, Villigen, Lenzburg, Büren, Erlach, Bern, Willisau". Ich muss wohl noch etwas Baaseldytsch üben, z.B. mit richtigen Zungenbrechern wie Dr Papscht het z'Spiez s'Späck bschteck z'schpot bschtellt.

27. Eintrag (Mo, 19.11.07)

Ahmadinedschas Plan

Ich sitze gerade im Canadair Regional Jet, 10 km über dem Grund, und fliege geschwind gen Basel zu. Als ich heute früh Richtung Wien aufbrach, ist mir ein interessanter Artikel aufgefallen. Dazu nur ein paar wenige Worte.

Da liest man also, dass Ahamdinedschad plant, dass der Iran möglicherweise die Urananreicherung im Ausland durchführen möchte. Das macht natürlich durchaus Sinn, ist doch die Gefahr eines Angriffs von Amerikanischer Seite relativ hoch. So könnte das Problem elegant entschärft werden. Doch wer hätte im Traum daran gedacht, dass Ahamdinedschad die Schweiz als möglichen Standort für die Zentrifugen vorschlägt. Vermutlich als Option unter vielen, doch das steht nicht im Zeitungsbericht.

Was würde das nun für die Schweiz bedeuten? Nun, da sehe ich eine enorme Chance. Es würde dazu führen, dass wir die Technologie entwickeln dürfen und damit zurück aufs internationale Kernforschungsparkett kämen. Des weiteren hätte die Schweiz wohl einen grossen Versorgungsvorteil für die eigenen Reaktoren. Ob allerdings die Brennelemente auch in der Schweiz gefertigt würden, darüber schweigt sich der Artikel aus. Wie auch immer, es bleibt zu hoffen, dass die Politiker die Chance wahrnehmen. Vielleicht kommt es ja auch zu einer Volksabstimmung.

26. Eintrag (Sa, 17.11.07)

Star Wars Holiday Special

Wer hat's gemerkt? Heute war 19. Jahrestag zum Star Wars Holiday Special. Wie auch immer, so gut war die Sendung ja nicht... ich kenne sie erst seit wenigen Tagen.

Zum letzten Eintrag gab es einiges an Resonanz. Ich finde, das sollte ich heute kurz zusammenfassen. Ich möchte aber vorweg nehmen und erklären, dass ich keineswegs die Absicht pflegte, die Bibel anzugreifen.

Da ist also mal die These, dass mein Empfinden, dass Harry Potter spannender geschrieben ist als die Bibel, ein rein subjektives Gefühl meinerseits ist. Das kann ich nicht so recht glauben, aber wer weiss. Ist es vielleicht die alte Sprache ("Sprache Kanaan"), die weniger Spannung erzeugt? Oder die Übersetzung? Auch das eine gewagte Hypothese.

Ich denke eben - und nicht nur ich - dass die Bibel zu einem komplett anderen Zweck geschrieben wurde als HP. HP ist sozusagen optimiert, möglichst viel Spannung und Stimmung zu erzeugen. Hingegen ist die Moral eher zweifelhaft (z.B. die Gutheissung von Unehrlichkeit) und Lebensinhalt gibt dieses Buch wohl in keiner Weise. Die Bibel hingegen soll Menschen berühren und ihnen vor Augen führen, wie falsch wir oft leben. Sie gibt mit Jesu Weg nicht nur ein beispielhaftes Vorbild, was sich Gott von uns erwünscht und wie er die Welt und ihre Ordnung sieht, die er geschaffen hat. Mehr noch, Jesus ist der einzige Weg, wie wir trotz Sünden zu Gott zurück finden und letztlich auch die Erlösung zum ewigen Leben erhalten. Spannung und Unterhaltung hingegen ist meines Erachtens kein Ziel der Bibel. Wer weiss, vielleicht geht nun die Diskussion erst recht los?!

25. Eintrag (Mi 07.11.07)

Harald Töpfer

Gerade las ich die letzten zweihundert Seiten des siebten Harry Potter Bandes "Die Heiligtümer des Todes" zu Ende. Unglaublich, wie einen so ein paar abstrakte schwarze Zeichen auf weissem Papier fesseln können. Ja, mehr als fesseln, sogar psychologische (schweres Motivationsloch danach) und sogar physiologische (Anregung der Glandula lacrimalis) Auswirkungen sind feststellbar. Wie kommt es, dass eine frei erfundene und unrealistische Geschichte dermassen Auswirkungen auf Körper, Seele und Geist haben kann? Wie kommt es, dass Erzählungen von echten Gegebenheiten oft nicht die gleiche Intensität, nicht die gleich mächtigen Einflüsse auf unseren Organismus haben?

Es erstaunt mich beispielsweise, weshalb ich normalerweise viel weniger empfinde, wenn ich im Weltbestseller Bibel (mit einer Auflage von ca. 2.5 Mia in 429 Sprachen vgl. HP 350 Mio in 65 Sprachen) lese. Aus drei Gründen würde ich viel intensivere Erlebnisse mit der Bibel erwarten: Erstens sind die Geschichten wahr. Zweitens ist die Bibel voller "Action", Mord, Hinterhalt, Freundschaft und Liebe (insbes. die Liebe Gottes zu uns Menschen). Und drittens möchte Gott uns durch die Bibel ansprechen. Das wären eigentlich ideale Voraussetzungen. Auch gibt es eine enorme Fülle an Sekundärliteratur, die jeden auch nur erdenklichen Aspekt beleuchtet und interpretiert. Wieso lese ich in der Bibel nie zweihundert Seiten am Stück ohne sie auch nur einen Moment weglegen zu können? Aber bitte versteht mich nicht falsch: Ich möchte die beiden so ungleichen Bücher keinesfalls gegeneinander ausspielen, spielen sie doch in zwei völlig unterschiedlichen Ligen. Harry Potter werde ich bestenfalls in ein paar Jahren nochmals lesen, in der Bibel lese ich hingegen mehrmals wöchentlich seit vielen Jahren.

Wenn Ihr nun meint, ich wisse die Lösung, weshalb die meisten Leute ein Harry Potter viel mehr packt, dann muss ich passen. Wer eine schlaue Hypothese hat, darf die gerne im Gästebuch festhalten. Ehrlich!

So, und nun würde ich mir gerne einen Amnesia-Zauber aufhalsen lassen und die Geschichte erneut durchleben. Erneut zum ersten Mal!

24. Eintrag (So 28.10.07)

Glühbirnen

Nachdem ich es mit meiner Aktion vom Freitag in die Samstagabendnachrichten (27.10.07, 19:30-Tagesschau, Minute 18:47.9) der Tagesschau schaffte, judihui, möchte ich mich aber nun trotzdem auf ein anderes Thema konzentrieren: Der Sparlampentag von gestern.

Wenn die Schweiz alle Glühbirnen durch Energiesparlampen ersetzen würde, könnten insgesamt 2% elektrische Energie eingespart werden. Da jubeln die Grünen. Na ja, stimmt ja, immerhin 2%... Wieso setze ich keine Energiesparlampen ein und was ist meine umweltfreundliche Lösung? Was bietet die Zukunft?

Eine der genialsten Erfindungen im Bereich der thermischen Beleuchtungsmittel ("Temperaturstrahler") ist die Halogenbirne. Bei zunehmender Körpertemperatur strahlt dieser im kurzwelligeren Bereich des elekromagnetischen Spektrums. Also müsste man Glühbirnen mit höherem Strom betreiben, dann würden sie weniger IR und mehr sichtbares Licht emittieren, was einem höheren Wirkungsgrad gleichkommt. Damit sinkt allerdings die Lebensdauer ganz rasant. Um das zu verhindern, müsste man gewährleisten, dass sublimiertes Wolfram - daraus besteht die Glühwendel - sich wieder auf dieser niederschlägt. Nun liegt aber die Siedetemperatur von Wolfram bei 5828 K und das Metall resublimiert ("kondensiert" wäre nicht ganz richtig) auf der kalten Glasinnenseite. Deswegen muss auch der Kolben so gross gewählt werden, weil sonst das Glas davon bald undurchsichtig würde. Um die Sublimationsrate zu senken, wird der Kolben nicht mehr evakuiert wie früher, sondern mit einem Schutzgas gefüllt. Bei Halogenbirnen wird nun Iod oder Brom beigemischt. Die entstehenden Wolframhalogenide bleiben gasförmig und schlagen sich nicht auf der kalten Glasseite nieder. Damit kann der Kolben kleiner gewählt werden, womit auch vermieden wird, dass er zu kalt wird und trotzdem ein Niederschlag stattfinden könnte. Der kleine Kolben hat weitere Vorteile: Durch das kleinere Volumen können teure, schwere Edelgase verwendet werden (Krypton oder sogar Xenon, um die Wärmeleitung zu verringern), womit die Sublimationsrate gesenkt werden kann. Zudem werden nun auch höhere Drücke möglich - mit dem gleichen Vorteil. Zusammengefasst ist der Wirkungsgrad aus folgenden Gründen höher: höhere Brenntemperatur, niedrigere Wärmeleitung und wegfallende Kolbenschwärzung.

Ich bin ein Fan von Halogenlampen... aber lässt sich das nicht noch verbessern? Ich experimentierte mit höheren Brenntemperaturen. Dazu erhöhte ich die Betriebsspannung von 12 V auf 14 V. Das könnte zu verringerter Lebensdauer führen. Wie kann man die Lebensdauer steigern? Klar, man verhindert den Inrush-Strom, welcher mehr 10 mal grösser als der Nennstrom sein kann. Er kann sogar noch grösser als bei normalen Glühlampen sein, da der Temperaturunterschied und damit der Widerstandsunterschied noch grösser ist. Deshalb schalte ich die Lampen über einen NTC ein, den ich dann zusätzlich im Betrieb automatisch über Relais überbrücke (damit er wieder abkühlt).

Und das Resultat: Insgesamt höhere Lebensdauer (verglichen mit anderen Lampen, die ich noch nicht umgerüstet habe), deutlich höhere Lichtqualität durch sonnenähnlicheres Spektrum und, last but not least, einen sagenhaft guten Wirkungsgrad. Die Energiesparlampe ist für mich keine Option, da die Lichtqualität grausam ist. Zudem vermute ich, dass sehr viel sogenannt graue Energie drinsteckt. Vom Quecksilber ganz zu schweigen. Und die Lampen sind viel zu gross, passen ja nirgens rein.

Und was bringt die Zukunft? Der nächste Schritt sind die IRC-Halogenlampen (IRC = Infra Red Coating, Infrarotbeschichtung). Die IR-Strahlung wird dabei am beschichteten Glaskolben zurück auf die Wendel reflektiert. Damit lässt sich die Lichtausbeute von ca. 25 lm/W (normale Glühbirne: 15 lm/W) auf etwa 35 lm/W steigern. Dies könnte man dann noch mit meinem Trick kombinieren...! In fernerer Zukunft kommen die Leuchtdioden (LED), die bereits 100 lm/W erreichen und damit die Energiesparlampen (60 lm/W) weit übertreffen. Achillesverse sind bisher noch die exorbitanten Preise (teure Herstellung) und die geringe Lebensdauer. Ein weiterer zukünftiger Lampentyp könnten im Prinzip auch magnetisch erregte Gasentladungslampen werden. Auch könnte man von Quecksilberfüllung auf Schwefel übergehen. Allerdings scheint sich in dieser Sache nicht mehr so viel zu tun.

23. Eintrag (Fr 26.10.07)

"Luftgeneratoren"

Es ist kurz nach Mitternacht und ich habe mir gerade ein Exemplar von "Harry Potter und die Heiligtümer des Todes" gesichert. Nach einer Zaubersuppe (Kürbis) im Eberkopf (Susus) ging's ab Gleis Neundreiviertel (Stadtcasino) mit dem Hogwarts-Express (Settelen Reisebus) nach Albanien (Allschwil). Erst dort und erst um Mitternacht wurden die Bücher verkauft. Der Grund für dieses Vorgehen waren dunkle Mächte (Regierung), die den Verkauf in heimischen Gefilden (Kanton Basel-Stadt) verboten. Dadurch wurde das Ereignis erst recht interessant. Aber eigentlich wollte ich aber über etwas anderes bloggen:

Über die Schludrigkeit von Zeitungsartikeln. Dazu ein Beispiel. Am Dienstag erschien in der "20 Minuten" eine Notiz über einen neuen Windpark auf dem Gotthard (siehe Artikel). Dort ist von "Luftgeneratoren" die Rede, gemeint sind wohl Windkraftanlagen. Diese sollen 716 Megawatt Strom produzieren. Die Stromstärke wird bekanntlich in Ampere gemessen, aber das ist noch die kleinste Ungenauigkeit. Megawatt spricht für die Leistung, doch das wäre viel zu viel für 8 WKAs (jede Turbine müsste ungefähr 90 MW leisten, doch die grösste heute erhältliche Anlage, die E-112, hat eine Nennleistung von 6 MW). Ich gehe deshalb davon aus, dass es sich um die Jahreserzeugung (also Energie, Einheit [MWh]) handelt.

Rechnen wir also kurz zusammen. Bei einer angenommenen Auslastung von 20% (typisch sind 15..25%) kommt man auf eine jährliche Vollaststundenzahl von 1752 h. Das ergibt also eine mittlere Leistung von 409 kW im Total oder 51 kW pro Windrad. Das ist wiederum lächerlich wenig und reicht niemals für 15'000 Einwohner. Daraus schliesse ich nur: Falscher kann eine Zeitungsmeldung kaum mehr sein. Der "Luftgenerator" ist also vor allem der Zeitungsredaktor.

Aber zum Inhalt: Ich begrüsse natürlich sehr, dass nun Andermatt endlich "Gas" gibt. Die Erfahrungen mit der Lagerwey-Anlage haben offenbar dem EW Ursern doch nicht allen Mut geraubt. Bravo! Endlich traut sich die Schweiz auch wieder Rekorde im Energiesektor zu.

22. Eintrag (So 21.10.07)

Portrait-Suche in Google

Kurz vorweg, bevor ich zum Thema komme: Der Blog wird zur Zeit gerade ziemlich umgebaut. Als Leser sieht man hoffentlich keinen Unterschied. Ich möchte aber Schritt für Schritt auf eine RSS-Lösung zusteuern. Als ersten Schritt liest der Blog nicht mehr eine lange HTML-Datei sondern ein PHP-Skript, das den Inhalt aus zentralen Textdateien ausliest, die später auch für die RSS-Version genutzt werden sollten. Wenn es gut funktioniert, biete ich die ausgereifte Endlösung vielleicht auch als Download an.

Nun aber zum heutigen Thema: Eine kurze Notiz in einer "20 Minuten" hat mich darauf gebracht, Portraitsuchmaschinen aufzustöbern. Wer hat gewusst, dass auch Google gezielt nach Portraits suchen kann? Mir war das neu. Und so geht's:

Man startet die Google-Bildersuche wie gewohnt und sucht nach der Person (also "Vorname Nachname" eintippen). Nach dem ersten Suchlauf, fügt man in die Adresszeile hinten zusätzlich "&imgtype=face" (ohne Gänsefüsse) ein und drückt Enter. Die Erfolgsquote ist erstaunlich! Viel Spass mit dieser nützlichen Google-Funktion.

21. Eintrag (Do 11.10.07)

Homepage-Statistik

Kürzlich hat der Zähler auf der Startseite meiner Homepage die Schwelle von 20'000 überschritten. Zeit für eine kurze Betrachtung der Webseitenstatistik.

Ich erspare mir die ganze Statistik von A bis Z durchzukauen. Ich gehe nur auf ein paar Details ein, die ich irgendwie spannend finde. Ich beziehe mich dazu nun auf den September 2007, da der Oktober noch nicht abgeschlossen ist. Da wäre beispielsweise, woher die meisten Leute kommen. Zuerst von welchem Land: 64% USA, 20% CH, 6% DE, 2% AU, alle anderen unter 1%. Nur 9% der Leute wählen sich direkt auf meine Startseite ("Home") ein. Das heisst, die meisten wählen sich auf einen direkten Link ein, den ich per E-Mail versandt habe, oder finden durch eine Suchmaschine auf meine Seite. Bookmarks könnten natürlich auch eine Erklärung sein. Viele Besuche sind natürlich auch durch Bots. &Uuml;brigens: Mit 87% ist das Gästebuch die Einstiegsseite! Das ist mir ein Rätsel. 56% sind mit dem Internetexplorer unterwegs, 29% mit dem Firefox. Die häufigsten Suchbegriffe sind übrigens: PHP, Fotoalbum, Eurodisney, Hydrokultur... nichts aus der Elektronikwelt. Nun, seit etwa einem halben Jahr kommt fast die Hälfte der Leute (46%) von Wikipedia, genauer, von de.wikipedia.org/wiki/hydrokultur - die Suchmaschinen- und Direktbesucher abgezogen. Was mein kleines Hydrokulturprojektlein in Wikipedia zu suchen hat, ist mir immer noch nicht klar. 84% der Besucher sind allerdings kürzer als 30 Sekunden auf meiner Seite - da gehören wohl die enttäuschten Wikipedianer dazu, die dann schnell merken, dass mein Projektlein nicht besonders wissenschaftlich ist (was es auch nicht sein soll).

Eine andere Grösse, die viele interessiert, ist der monatliche Verkehr (Traffic). Im Januar ist immer Hochkonjunktur (wegen des Neujahrskurses). Dann wurden dieses Jahr etwa 6.3 GB erreicht. Die restlichen Monate sind so zwischen 1 GB und knapp 3 GB. Die Anzahl aufgerufenen Seiten schwankt zwischen 15'000 und 45'000 monatlich, letzteres wieder für den Januar. Zugriffe sind es noch wesentlich mehr, wobei ich allerdings selber nicht weiss, was alles als Zugriff gerechnet wird. Jedenfalls sind es dieses Jahr bereits deutlich über einer Million. Wenn das nicht eindrücklich ist!

Eine andere Grösse, die viele interessiert, ist der monatliche Verkehr (Traffic). Im Januar ist immer Hochkonjunktur (wegen des Neujahrskurses). Dann wurden dieses Jahr etwa 6.3 GB erreicht. Die restlichen Monate sind so zwischen 1 GB und knapp 3 GB. Die Anzahl aufgerufenen Seiten schwankt zwischen 15'000 und 45'000 monatlich, letzteres wieder für den Januar. Zugriffe sind es noch wesentlich mehr, wobei ich allerdings selber nicht weiss, was alles als Zugriff gerechnet wird. Jedenfalls sind es dieses Jahr bereits deutlich über einer Million. Wenn das nicht eindrücklich ist!

20. Eintrag (Do 04.10.07)

Sputnik

4. Oktober, da war doch was? Ja genau, vor 50 Jahren startete Sputnik 1. Um das gebührend zu feiern, waren 50 Nanosats geplant, die mit einer Ariane in einen niedrigen Orbit plaziert werden sollten. Davon hört man nun leider nichts mehr, so gehe ich davon aus, dass das Projekt leider gestorben ist.

Doch was ist an Sputnik so besonders? Eigentlich möchte ich mich nicht länger darüber auslassen, das taten andere schon ausführlich und gut. Sondern einfach dem Konstrukteur Sergei Pawlowitsch Koroljow herzlich gratulieren. Es geht nicht darum, dass Sputnik die genialste Metallkugel war, die je den Erdball umkreiste. Sondern darum, dass jemand die Vision hatte, den Weltraum für friedliche Zwecke zu erobern. Aus dem gleichen Holz war auch Wernher von Braun geschnitzt. Durch Ihre Zusammenarbeit (Konkurrenzkampf ist auch eine Form von Zusammenarbeit - und nicht die ineffizienteste) wurden unglaublich grosse Fortschritte in der Raketentechnologie erreicht. Die Projekte nach ihrem Weggang, die Nositjel-1 (resp. N-1 Herkules) auf Sowjetischer Seite und das Space Shuttle auf Amerikanischer Seite, verfehlten beide auf unterschiedliche Art das Ziel.

Gibt es heute noch so geniale Ingenieure? Würde man sie heute noch gewähren lassen? Vielleicht m&üsste heute das Appollo-Programm zuerst durch eine Beraterfirma bestätigt werden. Dann hätten die Sowjets noch eine Chance gehabt... ;-)

19. Eintrag (Mo 01.10.07)

Computerbildschirme

Früher war noch alles klar: Man kaufte sich einen 14"-Bildschirm mit einer Auflösung von (maximal) 1024x768. Bei Röhrenbildschirmen konnte man dann auch problemlos niedrigere Auflösungen darstellen. Später kam dann SXGA 1280x1024 mit 5:4-Format, was doch etwas speziell war. Damit hatte man 67% mehr Bildpunkte. Lang keine Neuigkeiten, bis dann UXGA mit 1600x1200 im gewohnten 4:3-Format rauskam. Wie üblich, war der Sprung mit 46% zwar nicht ganz so gross, aber immerhin eine wesentliche Verbesserung. Später kamen die neuen Flüssigkristallbildschirme, die dann nur noch eine einzige Auflösung sauber darstellen konnten. Das wäre ja alles absolut in Ordnung, wäre es dabei geblieben. Man hat dann aber 1280x960 eingeführt, um SXGA auch im 4:3-Format zu haben. Und dann war aber einigen der Sprung zu UXGA zu gross, also wurde SXGA+ mit 1400x1050 gegründet. Dann wurde das 16:10-Format sexy (weshalb wird es eigentlich nicht 8:5-Format genannt?). Wieso möchten eigentlich alle einen Breitbild-Bildschirm? Bei gleicher Diagonale bietet dieser bekanntlich weniger Fläche. Das war übrigens für die Industrie der Hauptgrund, das Breitbildformat für Computer einzuführen. Flugs wurden WSXGA mit 1600x900 geschaffen. Dann folgten WSXGA+ mit 1680x1050 und WUXGA mit 1920x1200. Wenn man aber einen Beamer ansteuern möchte, muss dieser, falls breitbildig, ein 16:9-Format haben. Damit kommen die neuen Auflösungen WVGA mit 854x480, HD720 mit 1080x720 und HD1080 mit 1920x1080. Die Industrie, gerade in Fahrt mit neuen Zahlenkombinationen, schaffte kurzerhand noch 1152x768, 1280x854 und 1440x960. Alles klar? Nun gut.

Kürzlich war ich bei einem Freund, der sich einen neuen Bildschirm gekauft hat. Ich kann mich nicht mehr erinnern, welche der genannten Auflösungen dieser unterstützte, doch irgend was Krummes, jedenfalls Breitbild. Die Grafikkarte war nicht ganz genau so jung wie der neue Bildschirm und deswegen unterstützte sie genau das erforderliche Format nicht. Was macht man da?

Ich sehe zwei grundsätzliche Auswege aus dieser Sackgasse: Entweder besinnt sich die Industrie und beschränkt sich auf eine Handvoll Auflösungen. Oder aber die Grafikkarten können man auf das Pixel genau skalieren. Zum Thema Auflösungen gibt es übrigens in Wikipedia einen Artikel.

Es grassiert allerdings noch eine zweite Seuche unter Bildschirmherstellern: Anstatt die Oberfläche schön zu entspiegeln - was relativ aufwendig und teuer ist - wurde eines Tages dieser Schritt in der Produktion ausgelassen. Ich weiss nicht mehr genau, welcher Hersteller damit begann (Asus mit Laptops?). Viel billiger war eine Hochglanzoberfläche. Damit sah sich der Anwender vor allem selbst anstatt den Bildschirminhalt (ein möglicher Ausweg: DynaVue). Egal, es galt plötzlich als schick, und die neuen Geräte verkauften sich wie blöd. Mittlerweilen gibt es keinen einzigen Computerhersteller mehr (zuletzt waren es noch IBM/Lenovo Thinkpad und Apple), die sich nicht dazu überreden liess, solche Geräte in die Produktpalette aufzunehmen. Auch hier bleibt nur zu hoffen, dass die Industrie bald zur Vernunft kommt. Ich bleib bei meinem alten 21"-Trinitron-Röhrenbildschirm (Sony GDM-F520, siehe Bild)...

18. Eintrag (So 05.09.07)

Flugsimulator in Google Earth

So... Motorleistung auf 80% drosseln... Fahrwerk ausfahren. Noch hundert Meter... noch fünfzig. Der Rote Platz ist gesäumt von Hindernissen, wie z.B. das Lenin-Mausoleum und die Basilius-Kathedrale. Doch halt, das reicht nicht... Vollschub, Fahrwerk rein und - ups - gerade noch über den Kreml geschafft... STALL... ach Mist, die Maschine schmiert ab! Plumps, das war die Moskwa!

Tja, was war das? Lade die neueste Version von Google Earth herunter (die Version 4.2, die auch die Sterne zeigt) und benutze die Tastenkombination "CTRL"+"ALT"+A (mit Caps-Lock). Und schon gibt's da gratis einen super Flugsimulator mit hohem Suchtpotential. Hals- und Beinbruch!

17. Eintrag (So 02.09.07)

Nochmals zur Hitzeschildproblematik

Normalerweise sind meine Blog-Einträge ja nicht Fortsetzungsromane, doch hier mache ich eine Ausnahme, denn ich muss noch etwas richtig stellen.

Zur Frage, ob FCKW und flüssiger Sauerstoff miteinander reagieren können, meint ein Chemiker aus der direkten Verwandtschaft: "Spontan würde ich sagen: nein. Denn der Kohlenstoff ist bereits vollständig oxidiert. Allenfalls ist eine C-O-Bindung stabiler als eine C-Cl-Bindung (C-F-Bindung ist meines Wissens eine sehr starke Bindung), so dass hier eine exotherme Reaktion denkbar wäre, aber ich halte sie für eher unwahrscheinlich." Die gleiche Person hatte noch eine weitere Idee, wie sich das Isoliermaterial aussen am Tank allenfalls vielleicht etwas besser stabilisieren liesse: Bewehrung durch ein Stahlgeflecht. Ich meine, man könnte es vielleicht sogar mit einem Glas-, Aramid- oder Kohlefasergeflecht versuchen.

Diesem Chemiker ist noch eine kleine Ungereimtheit aufgefallen: Die ersten beiden Tanks waren tatsächlich weiss. Aber inzwischen nutzt man eine andere Isolationsschicht, die nicht unbedingt die gleichen Oberflächeneigenschaften aufweist. Vielleicht wäre es also inzwischen gar nicht mehr möglich, eine Klebstoffschicht aufzutragen.

Kürzlich meldete sich auch die NASA mit einem Vorschlag: Für die Discovery-Mission STS-124 soll der Tank leicht modifiziert werden. Die Befestigungsflansche der Sauerstoffleitung sollen neu aus Titan gefertigt werden. Titan hat eine 17-fach geringere thermische Leitfähigkeit, womit die notwendige Isolierstoffdicke reduziert wird. Dadurch sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass dort Teile abplatzen. Dazu gibt es einen sehr schön bebilderten NASA-Bericht.

16. Eintrag (So 12.08.07)

Defekter Hitzeschild bei Endeavour

Die NASA hat's wieder geschafft, das Shuttle "Endeavour" ist orbitalisiert. Und es war ein absoluter Bilderbuchstart. Leider hat auch diesmal der Hitzeschild der Raumfähre Schäden erlitten. Wiederum sind Isolationsbrocken vom externen Treibstofftank mit hoher Geschwindigkeit aufgeschlagen. Da fragt man sich natürlich als Laie, wieso die NASA dieses Problem nicht in den Griff bekommt. Die Isolationsschicht ist zwingend notwendig, um die Verdampfungsraten von Wasserstoff und Sauerstoff zu reduzieren. Zudem wird so weniger Wassereis durch kondensierende Luftfeuchtigkeit auf der Oberfläche entstehen (was für den Hitzeschild auch gefährlich werden könnte). Früher, als noch die alte Rezeptur für die Isolationsschicht CFC-14 verwendet wurde, sind weniger Teile beim Start abgeplatzt. Aus Umweltschutzgründen verwendet man seit 1996 teilweise und seit 1997 vollständig HCFC-141b. Leider scheint dieses Material leichter abzubrechen, was letztlich auch zur Columbia-Katastrophe geführt hat.

Na ja, was k&önnte man dagegen unternehmen? Den Hitzeschild der Shuttles umzubauen kommt natürlich nicht in Frage. Änderungen am externen Treibstofftank sind hingegen denkbar. Wie wär's denn, wenn die Isolationsschicht inwändig aufgetragen würde? Im Prinzip wäre das denkbar, würde aber ganz neue Fertigungstechniken und -Maschinen bedingen. Beim Sauerstofftank ist das hingegen vermutlich keine gute Idee: FCKW sind zwar relativ inert aber in direktem Kontakt mit flüssigem Sauerstoff sind trotzdem Reaktionen denkbar. Im schlimmsten Fall könnte eine Oxidation einsetzen, die so viel Wärme und Gas produziert, dass der Tank platzt.

Der Tank bei den ersten beiden Starts war weiss gespritzt. Es ist also möglich, Material auf die Oberfläche aufzutragen. Wenn Farbe geht, dann sicher auch eine Form von Klebstoff. Was wäre denn, wenn der Tank mit Alufolie eingepackt würde? Natürlich nicht "Haushaltssilberpapier" mit 10..15 μm Stärke, sondern vielleicht eine Folie mit 200 μm Dicke. Bei einer Dichte von 2700 kg/m³ beträgt die Flächenmasse also 540 g/m². Für die Tankoberfläche nehmen wir vereinfachend eine Zylindergeometrie mit 45 m Länge und 8.4 m Durchmesser an. Das ergibt inklusive Stirnflächen 1300 m² und eine Totalmasse von 700 kg Aluminium. Diese geht leider praktisch vollumfänglich von der Nutzlast ab, die für die ISS (407 km Höhe bei 52° Bahnneigung) etwa 18.2 t ausmacht - je nach Shuttle. Vielleicht würde dies eine auf sechs Personen reduzierte Crew bedeuten - aber man erspart sich dabei die Arbeitszeit für die Inspektion und Reparatur des Hitzeschildes.

Vermutlich lässt sich das Problem aber nicht so leicht lösen. Sonst hätte es die NASA natürlich gemacht. Vielleicht wäre die laterale Wärmeleitung hier das Problem? Oder der Klebstoff hält die kryogenen Temperaturen nicht aus? Oder aber die Reibungshitze? Oder die Gefahr des Ablösens bei supersonischen Geschwindigkeiten? Es wären zehntausende von Stunden Windkanaltests, thermische Belastungstests und vielleicht suborbitale Testflüge vonnöten.

15. Eintrag (Sa 07.07.07)

Frühenglisch

Sind Kinder in der Lage, bereits in den ersten Primarschuljahren eine Fremdsprache zu lernen? Sinkt dadurch nicht das Niveau der Muttersprache? Nach heutigem Erkenntnisstand können sie das sehr wohl, ohne dass die Fähigkeiten in der Muttersprache sinken würden (vgl. bilingual aufgewachsene Kinder). Zudem müsste man mit dieser Argumentation in der deutschsprachigen Schweiz ja Schweizerdeutsch unterrichten, was nicht zur Debatte steht.

Die Gretchenfrage ist natürlich, mit welcher Fremdsprache man einsteigen soll. Ich bin ganz klar ein Verfechter davon, dass als erste Fremdsprache eine Landessprache eingeführt werden soll - unabhängig davon, ob man diese früher oder später lehrt. Damit wird nicht nur ein Zeichen zum Zusammenhalt der Schweiz über den Röstigraben hinweg gesetzt, sondern überhaupt erst die suboptimale Kommunikation über eine Drittsprache (Englisch) vermieden, wie ich sie z.B. im Militär schon erlebt habe, wenn Romands und Deutschschweizer miteinander reden. Für Englisch braucht man auch viel weniger zu werben, da unter Jugendlichen (nicht unbedingt Kindern) meistens sowieso mehr Motivation besteht, die Sprache des Computers, des Internets, der Popmusik, der Wissenschaft (usw.) zu lernen. Ich erachte es auch als sinnvoll, dass zuerst eine romanische Sprache unterrichtet wird und erst danach eine weitere germanische Sprache. Das Vokabellernen fällt dann im Englischen umso leichter. Ich bin sehr dankbar, dass ich acht Jahre Französisch in der Schule gelernt habe - und täglich dazulerne.

14. Eintrag (So 24.06.07)

Boulevard Güterstrasse

Die Güterstrasse im Gundeli wird zum Boulevard! Das ist doch super. Doch was macht eigentlich einen Boulevard aus? Ich komme zum Schluss, dass es nur damit zusammenhängt, wieviel Geld man darin verlocht. Für ich-weiss-nicht-wieviele-Millionen wird die Strasse über Monate zur Monsterbaustelle. Was kommt dabei raus? Die Änderungen muss man mit der Lupe suchen. Es handelt sich hauptsächlich um neue Randsteine. Anstatt einen zwei Dezimeter hohen Granitstein neben zwei Reihen Kopfsteinpflaster (oberes Bild) kommt neu eine einheitliche Granitrinne (unteres Bild). Vorteile? Mir ist nichts bekannt. Nachteile? Da wäre mal zu nennen, dass man als Fussgänger weniger geschützt ist. Doch noch verheerender ist die Idee, den Randstein über die Plätze (also z.B. Tellplatz) und über die Querstrassen durchzuziehen. Wenn ich mit dem Velo aus der Güterstrasse nach rechts abbiegen möchte, tischt es einen fast vom Sattel. Die harmlose Bodenwelle muss so unglücklich tangential spitzwinklig angefahren werden (da links das Tramgleis), dass man sich nur mit höchster Vorsicht auf dem Drahtesel halten kann. Des weiteren sind die Vortrittsregeln nicht mehr ganz klar.

Da kann ich nur hoffen, dass das Projekt Centralpark etwas mehr bringen wird. Analog zu den neuen Randsteinen im Boulevard würde das wohl einer Zelle für Telefondesinifzierung entsprechen.

13. Eintrag (So 17.06.07)

Abstimmungstragödie

Doppelte Niederlage: Sowohl die Abstimmungsvorlagen für das neue Casino als auch die Trolley-Initiative sind verworfen worden. Beim Casino könnte es damit zusammenhängen, dass es eher gross geraten ist. Falls es aber aufgrund der Kosten wäre, fände ich das fatal. Natürlich könnte man in Basel die Steuerlast gegen Null streben lassen, indem man die Stadt zu einer Schlafstadt machen würde. Man bräuchte dazu bloss sämtliche Subventionen an Kultur, Bildung, Transport etc. streichen würde. Aber wäre eine solche Stadt noch lebenswert? Das Ausland freut sich natürlich darüber, dass Basel zur Schlafstadt verkommt.

Dass nun die Trolleybusse verschrottet werden, ist ebenfalls sehr bedauerlich. Ich rechne damit, dass diese wieder eingeführt werden, wenn die Preise für Treibstoffe langsam deutlich anziehen (Faktor zehn?). Niemand weiss, wann das sein wird. Aber jeder ahnt schon, wie man sich dann grün und blau ärgern wird, dass man alle Oberleitungen "weggerupft" hat. Und bis dann gilt für Velofahrer einfach: Immer eine Wäscheklammer dabei, mit der man sich die Nase zuklemmen kann...

12. Eintrag (Do 14.06.07)

Astrium-Jet für Passagierflüge ins All

Kaum hat man eine gute Idee, wird sie kopiert... EADS Astrium hat nun auch ein Fluggerät vorgestellt, mit dem Passagiere Raumflüge unternehmen können. Das ist gut, sorgt es doch für Konkurrenz und damit für sinkende Preise. Astriums Vorschlag von 150 bis 200 kEuro ist natürlich etwas hoch gegriffen. Mit meinem Vorschlag in Blog-Eintrag 9 ginge es bestimmt deutlich günstiger (je nach Preis für den Vega-Booster).

Eigentlich hätte ich gerne ein paar Details zur Technik zusammengetragen. Es ist himmeltraurig, doch zur Zeit kann nur spekuliert werden. Aus dem schön gerendertem Bild entnehme ich, dass luftatmende Turbojet-Triebwerke das Raumschiff auf vermutlich etwa 15 km Höhe transportieren werden. Das Nebenstromverhältnis ist vom Durchmesser des Fans geschätzt eher gering, was also eine relativ grosse Geschwindigkeit zulassen würde. Trotzdem spekuliere ich, dass es nur für subsonische Geschwindigkeiten eingesetzt wird. Als Raketentriebwerk kommt vielleicht ein fertig entwickeltes Feststofftriebwerk zum Einsatz. Ich denke, dass sich eine Neuentwicklung nicht rechnet, und deshalb ein eingeführtes und gut erprobtes Triebwerk eingesetzt wird. Der Zefiro 9 scheint aber etwas zu kräftig für eine Leichtgewichtskonstruktion (313 kN bei 4 t ergäben etwa 8 G). Die alten Ariane-4-Feststoffbooster sind mit 650 kN noch deutlich schubstärker. Apogäumstriebwerke für Satelliten sind dann aber wieder deutlich zu schach. Deshalb erwarte ich eher, dass ein Flüssigtriebwerk zum Einsatz kommen wird. Vermutlich eines mit lagerfähigen Treibstoffen - u.a. aus Sicherheitsgründen. Wie wär's mit dem AESTUS-Triebwerk aus der alten Ariane-5-Oberstufe EPS? Es ist ausgelegt für lange Betriebszeiten, wiederzündbar, sehr störsicher und relativ unkompliziert (Niederdruckbrennkammer, radiativ gekühlt, Stickstofftetroxid und MNH). Es hat nur einen Schub von 28.4 kN, der sich aber durch einfache Variation des Injektors steigern lässt (war schon von Beginn weg vorgesehen). Damit lassen sich vielleicht 40 kN erreichen. Mit zwei solchen Triebwerken liessen sich bequeme Beschleunigungen erreichen. Ich habe das mal schnell in Excel durchgerechnet:

• geschätzte Vollmasse/Leermasse: 6000 kg / 4000 kg
• geschätzter Schub: 80 kN
• spez. Impuls (AESTUS): 3178 Ns/kg
• Startbeschleunigung: 13.3 m/s² (1.4 G)
• Brennschlussbeschleunigung: 20.0 m/s² (2.0 G)
• theoretische Horizontalgeschwindigkeit: 1290 m/s + 300 m/s
• Scheitelhöhe: 129 km

Das geht ja wunderbar auf. Aber wie gesagt, die Werte sind höchst spekulativ (insbes. die Triebwerkswahl, die Leermasse und die Treibstoffzuladung). Man darf gespannt sein, wenn die Datails veröffentlicht werden. Es wäre natürlich zu schön, wenn ich mit meinen Schätzungen richtig liegen würde...