Mondfahrzeuge

[Texter mit x]

... dass ein Strahltriebwerk einen kontinuierlichen, schnell strömenden Gasstrahl ausstößt. Gas, das sich unter dem Fluggerät sammelt und deswegen auch seitlich ausweicht - ausweichen muss.

Da sammelt sich so gut wie nichts. Und das seitliche Ausweichen geschieht mit erheblich weniger Interaktion mit dem Boden als wenn eine Atmosphäre da wäre.

Und da hast du deine seitliche Bewegungskomponente, auf die du deine Argumentation aufbaust.

Was mache ich?

Das Aufschlagen der Teilchen bewirkt eine Kraft von oben. Resultierende Kräfte haben natürlich auch eine seitliche Komponente aber das ist noch kein Blasen.

Aber erstens ist der Abgasstrahl nicht exakt parallel gebündelt,

Was auch nicht nötig ist, schließlich ist die Mondoberfläche mikroskopisch und makroskopisch nicht eben, es gibt also sowieso seitliche Kraftkomponenten beim Aufschlag der Gasteilchen. Der vertikale Anteil überwiegt aber deutlich.

sondern verbreitert sich mit zunehmendem Abstand von der Düse,

Was ziemlich egal und nur eine Folge der nicht parallelen Flugbahnen der Gasteilchen ist. Die Interaktionen zwischen den ausgestoßenen Gasteilchen sind so selten, daß man in dem Treibstoffstrahl nicht von einer Expansion im Sinne eines Druckausgleichs zwischen hohem und niedrigem Druck sprechen kann.

und zweitens, wie gesagt, gleicht sich der lokal entstehende Überdruck aus, indem der Gasüberschuss mit hoher Strömungsgeschwindigkeit seitlich entweicht.

(Was auch immer man unter den Bedingungen unter Überdruck verstehen will.) Die seitliche Geschwindigkeit der Gasteilchen ergibt sich aus deren horizontalen Anteil der Bewegung der Gasteilchen und deren Geschwindigkeit. Diese seitliche Geschwindigkeit (nach dem ersten Auftreffen auf dem Boden) ist noch höher als die Geschwindigkeit des Luftstroms der unter Atmosphäre entstehen würde aber das interessiert den Staub, der von kaum einem der Gasteilchen noch mal getroffen wird, nicht.

Für eine Strömung über eine Oberfläche bedarf es Irgendetwas, was die Teilchen, die ein mal mit der Oberfläche kollidiert sind, von ihrer Aufwärtsbewegung wieder in eine Abwärtsbewegung bringt. In der Atmosphäre übernehmen das andere Gasteilchen. Die anderen Gasteilchen des Abgasstroms sind aber alles andere als zahlreich und befinden sich, nachdem sie den Boden einmal getroffen haben, überwiegend ebenfalls in Aufwärtsbewegung. Dadurch sind sie gar nicht bis kaum geeignet andere Gasteilchen wieder Richtung Boden zu stoßen.

Da ist nun mal keine Atmosphäre, keine Atmosphäre, keine Atmosphäre. Gasteilchen verhalten sich auch dann nicht wenigstens so ähnlich wie in einer Atmosphäre, nur weil man keine Vorstellung hat wie sie sich ohne Atmosphäre verhalten. Eine Strom von Teilchen parallel über eine Oberfläche ohne Berührung, selbst mit wenig Abstand, hat keine signifikante Wirkung.

Sicher, der Gasdruck ist wesentlich geringer als in einer Atmosphäre, wie wir sie auf der Erde gewöhnt sind. Aber ich bin der Ansicht, dass das dicht an der Austrittsdüse, also auf den letzten Metern des Absinkens, nur eine geringe Rolle spielt.

Offensichtlich bist Du das. Die Höhe das Raumschiffs über dem Boden spielt, außer was die geringere Wirkfläche angeht, nur insofern eine Rolle, weil vom Boden zurückprallende Gasteilchen die Unterseite des Raumschiffs treffen können und so wieder nach unten fliegen. In der Atmosphäre wirkt sich das als "Bodeneffekt" aus. Dieser Effekt ist selbst in der Atmosphäre relativ gering. Unter dem Raumschiff ist der Luftstau aber nur minimal.

Die mittlere frei Weglänge (mittlere Weg zwischen zwei Kollisionen) eines Gasteilchens bei Umgebungsdruck (2,7*10^19 Teilchen je cm^3) ist 86nm in Worten achtundsechzig Nanometer, in Hochvakuum (10^13 bis 10^9 Teilchen je cm^3) schon 10 cm bis 1 km. Im Weltall wäre die Erde-Mond-Distanz schon eine sehr geringe Entfernung für zwei Kollisionen.

Wer Will kann jetzt die Teilchenzahl des Treibstoffs, die Brenndauer, und einen angenommenen Treibstoffstrahl-Querschnitt zur vergleichenden Berechung heranziehen. Wobei der Strahl natürlich keine Gleichverteilung in der Bewegungsrichtung seiner Teilchen hat.