Werden durch Fusion angetriebene Raketen das interplanetare Reisen alltäglich machen?
Die menschliche Reise zu einem anderen Planeten ist ein lang gehegter Traum. Aber selbst in unserem eigenen Sonnensystem machen die weiten Entfernungen es zu einem sehr schwierigen Traum. Der neueste NASA-Roboter, der auf dem Mars landet, der Curiosity Rover, wurde am 26. November 2011 gestartet und setzte sich am 5. und 6. August 2012 auf dem Mars ab. Acht Monate scheinen keine sehr lange Zeit zu sein (es sei denn, Sie möchten es auch kehre auch zur Erde zurück). Ein Raumschiff mit menschlichen Astronauten würde jedoch viel länger brauchen, um zum Mars zu gelangen. Um im Weltraum zu überleben, müssen wir Menschen Luft, Nahrung und Wasser mitführen, die alle viel wiegen und viel Treibstoff zum Antreiben benötigen (was wiederum viel wiegt und mehr Treibstoff benötigt usw.). Es wäre schwierig und zeitaufwändig, mit konventionellen Raketen zum Mars zu fliegen - die Art von Raketen, mit denen Curiosity zum Mars gebracht wurde. Aus diesem Grund sprechen Weltraumbegeisterte oft von Kernfusion, der gleichen Energie, die Sonne und Sterne antreibt, als einer möglichen attraktiven Raketenantriebstechnik. Und anscheinend rückt eine fusionsgetriebene Rakete näher an die Realität heran.
Im vergangenen Monat stellten Forscher an der University of Washington und bei MSNW, einem Raumfahrtunternehmen mit Sitz in Redmond, Washington, eine Studie vor Missionsanalyse für eine Reise zum Mars. Diese Wissenschaftler arbeiten derzeit daran, die technischen Details einer fusionsgetriebenen Reise zum Mars zu verstehen, und sie arbeiten im Labor an den Technologien, die für die Eindämmung einer Fusionsreaktion sowie für den Bau anderer Komponenten erforderlich sind, die für eine fusionsgetriebene Rakete erforderlich sind.
Künstlerkonzept einer Fusionsrakete zum Mars. In diesem Bild wäre die Besatzung in der vordersten Kammer. Sonnenkollektoren an den Seiten würden Energie sammeln, um den Prozess einzuleiten, der zur Fusion führt. Bild über die University of Washington. Größer anzeigen.
Ist eine fusionsgetriebene Rakete möglich? Diese Forscher sagen, dass es ist. Sie gaben an, erfolgreiche Labortests in allen Bereichen des Prozesses durchgeführt zu haben und nun die Aufgabe zu haben, diese isolierten Tests zu einem endgültigen Experiment zu kombinieren, das zur Fusion führt. In einer Pressemitteilung vom 4. April 2013 hofft das Team, bis Ende Sommer 2013 alles für einen ersten Test bereit zu haben.
Die NASA schätzt, dass eine menschliche Expedition zum Mars mit der aktuellen Technologie mehr als vier Jahre dauern würde. Die große Menge an chemischem Raketentreibstoff wäre teuer; Allein die Startkosten würden laut NASA mehr als 12 Milliarden US-Dollar betragen. Im Gegensatz dazu hat das Team in Washington Papiere veröffentlicht, in denen das Potenzial für 30- und 90-tägige Expeditionen zum Mars mithilfe einer Fusionsrakete berechnet wurde.
Warum sind Fusionsraketen so schwer zu bauen? Ein Hauptproblem ist enthält die Fusionsreaktion. Fusion treibt die Sterne an. Können wir Menschen diesen Prozess eindämmen?
Das Team im US-Bundesstaat Washington hat ein System entwickelt, bei dem durch ein starkes Magnetfeld große Metallringe um ein Plasma implodieren und es komprimieren, sodass Atome miteinander verschmelzen (wodurch Energie erzeugt wird). Konvergierende Ringe verschmelzen zu einer Hülle, die die Fusion für einige Mikrosekunden auslöst. Die Kompressionszeit ist kurz, aber die Forscher sagen, dass genug Energie freigesetzt wird, um die umgebende Hülle zu erwärmen und zu ionisieren. Dieses überhitzte, ionisierte Metall wird mit hoher Geschwindigkeit aus der Raketendüse ausgestoßen. Der Vorgang wiederholt sich etwa jede Minute und treibt das Raumschiff an.
In dem Video unten wird das Plasma (lila) injiziert, während Lithiummetallringe (grün) schnell um das Plasma kollabieren, wodurch eine Fusion entsteht.
Diese Forscher und Wissenschaftler sagen, ihr Ziel sei es, "viele der Hürden zu überwinden, die die Raumfahrt behindern, einschließlich langer Transitzeiten, exorbitanter Kosten und Gesundheitsrisiken". Der leitende Forscher John Slough, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der UW, Professor für Luft- und Raumfahrt - und Präsident von MSNW, einem Raumfahrtunternehmen mit Sitz in Redmond, Washington, sagte:
Mit vorhandenen Raketentreibstoffen ist es für den Menschen nahezu unmöglich, viel jenseits der Erde zu erforschen. Wir hoffen, dass wir im Weltraum eine viel stärkere Energiequelle erhalten, die dazu führen könnte, dass interplanetares Reisen alltäglich wird.
Das Team von Slough wird durch das NASA-Programm Innovative Advanced Concepts finanziert und erhielt im Herbst 2012 eine zweite Finanzierungsrunde.
Fazit: Forscher und Wissenschaftler der University of Washington und des Raumfahrtunternehmens MSNW arbeiten nach eigenen Angaben an den Technologien, die für den Bau einer fusionsgetriebenen Marsrakete erforderlich sind. Wenn eine fusionsgetriebene Rakete erfolgreich ist, hat sie das Potenzial, menschliche Astronauten in 30- und 90-tägigen Expeditionen zum Mars zu befördern, sagen diese Wissenschaftler.
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