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 = εσAT4 = 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 1600×1200 @ 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!

 

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