Herkömmliche Raketen - mit ihrem Bordkraftstoff - sind teuer und gefährlich. Ein neues Konzept der quantisierten Trägheit könnte Raketenstarts billiger und sicherer machen. Das Konzept wurde gerade mit 1,3 Millionen US-Dollar neu finanziert.
Herkömmliche chemische Raketen, wie das Space Launch System der NASA, verbrauchen Kraftstoff für die Stromversorgung. Aber was ist, wenn sie keinen Treibstoff mehr benötigen und stattdessen die quantisierte Trägheit für den Schub verwenden können? Ein radikales Theoriekonzept, das nun von der DARPA finanziert wurde. Bild über Boeing.
Raketen sind leistungsstarke Maschinen, mit denen Satelliten in die Umlaufbahn und in das Weltall bis zu den Außenbereichen des Sonnensystems geschossen werden können. Sie haben jedoch ihre Grenzen; Herkömmliche chemische Raketen sind wegen des von ihnen benötigten Treibmittels teuer in der Verwendung. Aber was ist, wenn Raketen Nicht mehr benötigter Kraftstoff für den Antrieb? Die erstaunliche Theorie der quantisierten Trägheit (QI) schlägt genau dieses Szenario vor. Das Konzept ist relativ einfach. Sie müssen nur die Unruh-Strahlung - eine theoretisierte Form von Quantenteilchen - in Schub umwandeln. Diese Woche (17. September 2018) gab die Universität von Plymouth im Vereinigten Königreich bekannt, dass einer ihrer Forscher US-Regierungsmittel erhalten hat, um diese Idee zu untersuchen.
Der umstrittene, aber faszinierende Vorschlag stammt vom Physiker Mike McCulloch. Er schlug die Idee bereits 2007 vor, aber jetzt beteiligt sich die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), eine Agentur des US-Verteidigungsministeriums, mit 1,3 Millionen US-Dollar für eine vierjährige Studie des Konzepts. Die Forschung wird durch das DARPA-Programm Nascent Light-Matter Interactions finanziert, dessen erklärtes Ziel darin besteht, das grundlegende Verständnis für die Steuerung der Wechselwirkung von Licht und technischen Materialien zu verbessern.
McCullochs Aussage von der University of Plymouth besagt, dass eine neue Art von Triebwerk, das nur elektrischen Strom benötigt, Raketen billiger und sicherer machen könnte.
Der Physiker Mike McCulloch von der University of Plymouth in Großbritannien erhielt Zuschüsse der US-Regierung zur Erforschung der QI-Antriebsmethode. Bild über die University of Plymouth.
Für diese Arbeit wird McCulloch mit experimentellen Wissenschaftlern der Technischen Universität Dresden und der Universität Alcala in Spanien zusammenarbeiten.
Der erste wichtige Schritt ist die Entwicklung eines vollständig prädiktiven theoretischen Modells der Wechselwirkung von Materie mit Unruh-Strahlung unter Verwendung des quantisierten Trägheitsmodells. Auf diese Weise erhalten Wissenschaftler ein neues Prognosewerkzeug für Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie. Nach McCulloch:
Letztendlich könnte dies bedeuten, dass Sie kein Treibmittel benötigen, um einen Satelliten zu starten. Es würde aber auch bedeuten, dass Sie nur eine elektrische Energiequelle, zum Beispiel Sonnenenergie, benötigen, um ein Fahrzeug zu bewegen, wenn es sich im Weltraum befindet. Es hat das Potenzial, interplanetare Reisen zu vereinfachen und interstellare Reisen zu ermöglichen.
Ein EMDrive-Motor. Der EMDrive ist ein weiteres Antriebskonzept ohne Kraftstoff, aber es handelt sich um ein geschlossenes System, einen reaktionslosen Antrieb, bei dem keine Wechselwirkung zwischen einem „Schild“ und externen Partikeln wie Unruh-Strahlung besteht. Ein Beitrag von Mike McColluch aus dem Jahr 2016 zeigte, wie QI auf einem EMDrive getestet werden kann.Seitdem halten viele Wissenschaftler das EMDrive für unmöglich, da es anscheinend gegen die Impulserhaltung und das dritte Newtonsche Gesetz verstößt. Bild über SPR Ltd./www.emdrive.com.
Also, was ist QI? Grundsätzlich wird vorausgesagt, dass Objekte durch Unterschiede in der Intensität der Unruh-Strahlung im Weltraum vorwärts geschoben werden können, ähnlich wie ein Schiff in Richtung eines Docks geschoben werden kann, weil es von der Seeseite her mehr Wellen trifft. Wenn ein Objekt ausreichend beschleunigt wurde - wie eine sich drehende Scheibe oder sogar Licht, das zwischen den Spiegeln reflektiert wird -, könnten die Unruh-Wellen, auf die es trifft, durch einen Schild beeinflusst werden. Das bedeutet, wenn ein Dämpfer über dem Objekt platziert werden soll, sollte er theoretisch einen Aufwärtsschub erzeugen. McColluch glaubt, dass dies viele verschiedene Arten von Transport und Antrieb auf der Erde revolutionieren könnte, nicht nur Raketen:
Ich glaube, QI könnte ein echter Wegbereiter für die Weltraumforschung sein. Ich habe immer gedacht, dass es verwendet werden könnte, um Licht in Schub umzuwandeln, aber es schlägt auch Wege vor, diesen Schub zu verstärken. Es ist sehr aufregend, jetzt die Gelegenheit zu haben, es zu testen.
Übrigens hat QI auch Anwendungen in der Naturwissenschaft. Es wurde verwendet, um die Galaxienrotation ohne die Einbeziehung dunkler Materie vorherzusagen.
Die QI-Idee ist Teil eines größeren Vorhabens zur Erforschung neuer Antriebstechniken für eine mögliche zukünftige Raumfahrt. Im Jahr 2010 kündigte die NASA das 100-jährige Starship-Projekt mit der Absicht an, aufregende:
… Mehrere Generationen, die sich der Erforschung und Entwicklung bahnbrechender Technologien verschrieben haben, um das letztendliche Ziel der interstellaren Raumfahrt voranzutreiben.
2011 unterstützte die DARPA zusammen mit der NASA das 100-jährige Starship-Symposium, das Präsentationen zu den Themen Technologie, Biologie, Physik, Philosophie, Soziologie und Ökonomie des interstellaren Flugs enthielt.
Im Jahr 2016 veröffentlichte McCulloch einen Artikel darüber, wie QI auf dem EMDrive getestet werden kann. Die Idee wurde vielfach kritisiert, aber jetzt können Wissenschaftler sie mit der neuen DARPA-Finanzierung weiter erforschen.
Ein weiteres radikales Konzept für ein futuristisches NASA-Raumschiff, das auch ein Konzept für ein brennstofffreies Triebwerk verwenden würde - einen „Warp-Antrieb“ -, um durch das Sonnensystem und sogar zu nahe gelegenen Sternen zu reisen. Bild über Mark Rademaker / Flickr.
Fazit: Raketen sind teuer, und weil sie große Mengen an Treibstoff an Bord haben, sind sie auch gefährlich. Das neue quantisierte Trägheit concept - alias QI - könnte das Starten von Satelliten in die Umlaufbahn, das Einbringen von Raumfahrzeugen in den Weltraum und sogar den Transport hier auf der Erde revolutionieren ... wenn es funktioniert.