--::[ electro-space ]::--

Gefährliches Halbwissen

Category: Alternative Raumantriebe

Alternative Raumantriebe (Teil 10) – Feldantrieb

Mh, nun also der letzte Teil meiner Serie über alternative Raumantriebe. Nachdem die letzten Antriebe immer phantastischer wurden, werde ich mit meinem letzten Beitrag natürlich sämtliche Grenzen sprengen.

Fangen wir mal mit einem Universum an, in dem es keinen Urknall gab und in dem es keine schwarzen Löcher gibt. Gehen wir weiter über eine Theorie, welche die allgemeine Relativitätstheorie (ART) und die Quantentheorie (QT) vereint. Und landen wir bei einem Antrieb, der ein Überschreiten der Lichtgeschwindigkeit möglich macht und mit dem man 11,4 Lichtjahre in 80 Tagen zurücklegen könnte. Klingt schon nach ziemlichem Humbug, oder? Ich möchte gleich dazu sagen, dass ich den physikalischen Background nur in Grundzügen verstehe, aber trotzdem das Bild dazu ziemlich logisch erscheint.

Beginnen möchte ich mit dem Entwickler der Theorie: Burkhard Heim. Geboren 1925 wird Burkhard Heim schon mit sechs Jahren klar, dass er Raketenforscher werden möchte. Seine unermüdliches Forschen wird 1944 jäh abgebremst. Es explodiert ein manipulierter Sprengsatz in seinen Händen. Damit verliert er beide Unterarme und 90% seiner Hör- und Sehfähigkeit. Doch er hört nicht auf. 1946 geht an die Universität von Göttingen und beginnt Physik zu studieren. Sein Bestreben besteht darin, den Riss zwischen ART und QT aus der Welt zu schaffen. Mit 24 entwickelt er seine 6-dimensionale Feldtheorie, in der die ART und die QT nur Sonderfälle ergeben. Die Heimsche Theorie schafft ein komplett neues Weltbild – alle Massen und Lebensdauern der Elementarteilchen lassen sich berechnen (*)

Mit dieser Idee tritt er 1957 an die Öffentlichkeit und wird als der neue Einstein gefeiert. Das Ausland tritt an ihn heran und möchte ihn abwerben. Selbst Wernher von Braun fragt, ob der Antrieb, der aus seiner Theorie folgt auch für die Mondrakete anzuwenden sei. Heim erwidert, er wäre noch nicht soweit und bleibt in Deutschland. Da Heim durch sein Handicap nicht im Team arbeiten kann, arbeitet er auf eigene Faust und mit starker Unterstützung seiner Frau Gerda weiter. Er möchte erst seine Theorie komplett veröffentlichen, wenn er seine Theorie ausreichend überprüft hat. Erst in den 70er Jahren ist er soweit, doch findet keine Fürsprecher mehr, also veröffentlicht er eine Übersicht und diese wird mit großer Resonanz aufgenommen. Er wird gebeten seine Feldtheorie komplett zu veröffentlichen, was er auch in zwei Büchern macht. Jedoch gehen die Veröffentlichungen völlig unter, da die Bücher bei einem nicht nichtmathematisch-physikalischen Verlag erschienen, selbst für renomierte Physiker schwierig zu lesen sind und außerdem in deutsch verfasst wurden (**).

Untergegangen ist auch völlig, dass das DESY in Hamburg die Formel zu Bestimmung der Masse der Elementarteilchen programmierte und damit eine Annäherung von 0,01% an die empirisch bestimmten Werte erreichte. Da die Genauigkeit der Gravitationskonstante heutzutage genauer ist, wurde die Programmierung wiederholt und die Ergebnisse waren noch genauer, wie die Ergebnisse vom DESY.

Aber zurück zum Antrieb. Natürlich haben sich noch zu Lebenzeiten und auch nach dem Tod von Heim Forscher gefunden, die sich mit seiner Theorie auseinandergesetzt haben und Schlüsse daraus gezogen haben. So entwickelten Dröscher und Häuser die Idee für einen Feldantrieb, über den Heim schon spekuliert hatte. Wir erinnern uns an den Physikunterricht: bewegte Ladungen erzeugen ein Magnetfeld und umgekehrt. Besonders eindrucksvoll war immer das Experiment mit dem Ring, der über einen Elektromagneten gestülpt wurde und dann wurde der Strom eingeschaltet und der Ring flog in die Luft. Was passierte: Es entstand ein Magnetfeld, dass die Elektronen im Ring auf Trab brachte. Und dieser erzeugten wiederum ein Magnetfeld, was sich vom anderen Magnetfeld abstieß. Kurz genannt: Lorentz-Kraft.

Nach dem gleichen Prinzip funktioniert der Feldantrieb, nur dass Schwerkraftfeld erzeugt wird. Die Berechnungen der beiden haben ergeben, dass man ein Magnetfeld von 20 Tesla benötigt, um ein 150-Tonnen-Raumschiff mit Erdanziehung zu beschleunigen. Das Gute daran: die Insassen bekommen von plötzlichen Richtungswechseln nichts mit. Weiterhin deuten die beiden an, dass E=mc² immer noch gilt. Nur beim Feldantrieb wird die träge Masse des Raumschiffs verringert. Damit die Formel weiterhin gilt, muss also in einen Parallelraum gewechselt werden, in dem die Lichtgeschwindigkeit höher ist. Was die Umsetzung nur noch davon abhält ist der experimentelle Nachweis. Mittlerweile ist es möglich mit Hilfe von Supraleitern Felder mit 25 Tesla Stärke zu erzeugen…

Ich weiß, dass war nur ein sehr kurzer Überblick über die Theorie und den Antrieb, aber wer sich dafür interessiert, sollte mal auf den Seiten des Forschungskreises der Heim-Theorie nachsehen.

(*) Alle Massen und Lebensdauern werden derzeit noch die Experimente bestimmt.
(**) Aktuelle Veröffentlichungen der Physik und Mathematik finden grundsätzlich in Englisch statt. Dort hat sich Englisch als “Amtssprache” schon längst etabliert.

Alternative Raumantriebe (Teil 9) – Warp-Antrieb

So liebe Trekkies aufgepasst, heute nehme ich mal (zumindest theoretisch) einen Warp-Antrieb auseinander. Und damit habe ich auch den vorletzten Artikel dieser Serie erreicht. Wann der letzte folgt, ist momentan noch ungewiss, da ich dazu sehr weit ausholen muss, um das zu erklären.

Was ist also die Idee hinter dem Warp-Antrieb? Vielleicht ist es ja bekannt, dass es damit möglich ist, mit Überlichtgeschwindigkeit zu reisen. Laut Einstein unmöglich, aber mit einer Nebenbedingung dann doch. Die kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten ist ja bekanntlich die Gerade. Das gilt aber nur, wenn man sich in den Grenzen der Dimensionen des Systems bewegt. Als kleines Gedankenexperiment: Man nehme einen Zettel und zeichne zwei Punkte darauf. Theoretisch wäre der kürzeste Weg eine Gerade, die durch beide Punkte geht. Aber nicht, wenn wir die dritte Dimension in zu Hilfe nehmen, d.h. wenn das Blatt gefaltet wird und beide Punkte auf einander liegen, schafft man den Sprung von einem Punkt zum anderen in immer kürzerer Zeit, je nachdem wie stark man das Blatt faltet.

Warpchart

Und wer das verstanden hat, ist mit dem Grundprinzip des Warp-Antriebs vertraut. Dort wird einfach der Raum zwischen zwei Punkten gekrümmt, um schneller anzukommen. Und je stärker man krümmt, um so schneller erreicht man sein Ziel. Theoretisch kann man auch den Abstand auf Null setzen und würde damit jeden beliebigen Punkt im Raum in Nullzeit erreichen. Diese Geschwindigkeit wird Warp 10 genannt. Zum Vergleich hier mal die Warpgeschwindigkeiten im Vergleich.

Natürlich muss es da auch jemanden geben, der das ausprobiert hat. 1994 hat Miguel Alcubierre die Umsetzbarkeit des Warp-Antriebs geprüft. Wissenschaftlich versteht sich. Und er entwarf den Antrieb so, dass hinter dem Raumschiff Raum “ausgedehnt” und vor dem Raumschiff komprimiert wird. Einzig und allein das Raumschiff muss in der Warpblase gehalten werden, sprich der Raum um das Raumschiff bleibt erhalten. Damit würden auch sämtliche relativistischen Effekte, wie Raum-Zeit-Dilatation und Beschleunigungs- und Bremseffekte ausbleiben, da der Raum innerhalb der Warpblase konstant ist. Leider hat die Sache natürlich einen Haken – man bräuchte dazu Materie mit negativer Energiedichte, sogenannte exotische Materie, die bis heute noch nicht nachgewiesen wurde.

Falls man sie doch noch finden sollte, könnte man auch was anderes konstruieren: stabile Wurmlöcher!

Alternative Raumantriebe (Teil 8) – Antimaterieantrieb

Jetzt geht es hier mal richtig voran mit der Serie, oder? ;) Und jetzt mit dem lange erwarteten Beitrag über Antimaterieantrieb. Danke an Osaka, der mir einiges an Material für den Beitrag lieferte.

Am besten zu Beginn erstmal die physikalischen Grundlagen. Fangen wir am besten damit an:

E = mc²

Ich glaube, das hat jeder schon mal irgendwo gesehen. Es handelt sich um die Masse-Energie-Äquivalenz von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. Damit wird ausgedrückt, dass ein direkter Zusammenhang zwischen Masse und Energie besteht. Was wir mit Hilfe der Verbrennung von Kohle und Benzin versuchen, ist ja die Umwandlung von Masse in Energie. Jeder freut sich, wenn die Kohle im Ofen glüht und dabei jede Menge Wärme(energie) freisetzt. Und übrig bleibt ja immer noch die Asche. Also wurde nicht alles in Energie umgesetzt. Im Idealfall kann man Masse komplett in Energie umwandeln. Genau in diesem Moment kommt die Antimaterie ins Spiel. Werden Materie und Antimaterie zusammengebracht, wird sämtliches Materielle vernichtet und es entsteht nur Energie. Diese Vernichtung nennt man Annihilation. Die freigesetzte Energie deckt dabei alles ab, also Wärme, Licht und radioaktive Strahlung.

Wie können wir uns jetzt also Antimaterie vorstellen? Antimaterie ist der Gegensatz zu unserer “normalen” Materie. Wir bestehen ja aus positiv gelandenen Teilchen im Atomkern und negativ geladenen Teilchen, die um den Kern herumschwirren. Die Antimaterie hat die negativ geladenen Teilchen im Atomkern und der wird umkreist von positiv geladenen Teilchen (Positronen). Die Massen der Teilchen lasse ich der Einfachheit halber mal weg ;)

Aber zurück zum Antrieb. Stellen wir uns die Energie mal vor, die dabei frei wird…

Antriebsart Freigesetzte Energie
Chemischer Antrieb 1 x 107 Joule / kg
Kernspaltung 8 x 1013 Joule / kg
Kernfusion 3 x 1014 Joule / kg
Annihilation 9 x 1016 Joule / kg

Was erkennen wir daraus? Es wird mehr als tausendmal so viel Energie freigesetzt, wie bei der Kernspaltung. Wer noch den Beitrag im Kopf hat weiß, dass dort schon das Problem bestand, dass die Beschleunigung viel zu groß für die bemannte Raumfahrt war. Beim Antimaterieantrieb könnte man also wirklich davon ausgehen, dass nicht sehr viel von den Astronauten übrig bleibt.

Aber der Tank dürfte sehr sehr klein ausfallen. Es würde gerade mal 71 Milligramm Antimaterie ausreichen, um die gleiche Treibstoffmenge wie ein Space Shuttle zu haben. Und da wären wir bei einem weiteren Problem des Antriebs – der Tank und die Herstellung. Derzeit wurden im CERN in Genf maximal 50.000 Antiwasserstoffatome hergestellt, was noch weit von den 71 Milligramm entfernt ist. Und wie sollte man Antimaterie auch aufbewahren, wenn sie sich sofort beim Kontakt mit Materie vernichtet? Zur Untersuchung der Antimaterie arbeiten die Wissenschaftler im CERN an einer regelrechten Fabrik zur Herstellung von Antimaterie. Dazu müssen die im Teilchenbeschleuniger hergestellten Antimaterieteilchen abgebremst werden und schließlich in einem Magnetfeld “gefangen” gehalten werden.

Also sind die Aussichten auf einen Antimaterieantrieb derzeit sehr sehr schlecht…

Alternative Raumantriebe (Teil 7) – Nuklearer Detonationsantrieb

Sooo, lange Zeit war es ruhig um das Projekt “Alternative Raumantriebe”, aber jetzt ist es endlich soweit. Ich habe mir jetzt mal Zeit genommen, die Serie fortzusetzen bzw. zu Ende zu führen. Heute Teil 7 : Der nukleare Detonationsantrieb.

Die Idee zu dieser Antriebsmethode entstand 1955 und wurde damals von Stanislaw Ulam und Cornelius Everett entwickelt. Fortgesetzt wurde das Ganze im Projekt Orion, beginnend 1958 über einen Zeitraum von 7 Jahren. Die Idee beim Detonationsantrieb besteht darin, dass Atombomben hinter einem Raumschiff gezündet werden. Nachdem die Bombe das Raumschiff verlassen hat, sollte ihr eine Scheibe von Festtreibstoff folgen, die von der Explosion in heißes Plasma verdampft wird. Das Raumschiff besitzt am Heck eine entsprechend große Fläche, die das sich ausbreitende Plasma zur Abstoßung benutzt und somit antreibt.

Die ursprüngliche Idee wurde dahingehend verändert, dass Bombe und Treibstoff eine Einheit bilden. Als Treibstoff sollte Plastik eingesetzt werden. Plaste hat die Eigenschaft, dass es sehr gut die Neutronen einer Atomexplosion aufnimmt und weiterhin in sehr leichte Elemente, wie z.B. Wasserstoff zerfällt, dessen Atome sich bei großer Hitze sehr schnell bewegen. Mit Hilfe dieses Antrieb wäre es theoretisch möglich gewesen, dass Raumschiff so schnell zu beschleunigen, dass es für den bemannten Raumflug nicht einsetzbar gewesen wäre, weil es durch die Beschleunigung die Insassen vom Andruck förmlich zerquetscht hätte. Die einzige Lösung wäre ein System gewesen, dass sie freigesetzte Energie speichert und später wieder freigibt.

Ein weiteres technisches Problem entstand dadurch, dass die Plasmawolke selbst wenn die Bombe 100 Meter hinter dem Raumschiff gezündet wird, immer noch eine Temperatur von mehreren zehntausend Grad besitzt. Also wurden ausgiebige Tests mit einem Helium-Plasma-Generator durchgeführt. Die ergaben, dass die Hitze nur eine tausendstel Sekunde auftritt und dass nur eine sehr dünne Schicht von der Hitze betroffen ist. So kamen die Entwickler zu dem Entschluss, dass eine aktive Kühlung unnütz ist und Aluminium oder Stahl als Plattenmaterial völlig ausreichend ist. Und tatsächlich startete im November 1959 ein Testmodell mit 6 Zündungen und bewies in einem 100-Meter-Flug, dass eine Aluminiumplatte völlig ausreichend ist.

Natürlich konnte das Projekt nicht lange fortgesetzt werden, da die Umweltschädigung zu enorm war. Weiterhin wollte die NASA nicht atomgetriebenen Raumschiffen den Vorzug geben. Außerdem war die Mehrzahl der Ingenieure bei der NASA ohnehin auf chemische Antriebe spezialisiert. Nachdem 1963 durch den internationalen Vertragsabschluss überirdische Atombombenzündungen illegal wurden, hatte sich das Projekt ohnehin erledigt.

Alternative Raumantriebe (Teil 6) – Mikrowellenantrieb

Der Science-Fiction-Autor Robert Forward kam auf die Idee ein Raumschiff zu konstruieren, welches keinen eigenen Antrieb besitzt. Dieses Raumschiff nannte er Starwisp und es basiert auf einen Mikrowellensegel.

Dazu werden von einem solarbetriebenen Satelliten Mikrowellenstrahlen ausgesendet, die dann von einem Netz von sechs km Durchmesser am Raumschiff aufgenommen und in Energie umgewandelt werden. Die Sonde könnte damit 20% der Lichtgeschwindigkeit erreichen. Theoretisch wäre dieser Antrieb realisierbar, wenn man jedoch die Rahmenbedingungen betrachtet, kommt man schnell in den Bereich, wo es nicht machbar erscheint.

Zum einen darf das Netz mit seinem Durchmesser ein Gewicht von gerade mal 28 Gramm auf die Waage bringen. Weiterhin werden Unmengen von Energie für den Satelliten benötigt, um genau zu sein – soviel Energie, wie der Hoover-Damm produziert. Um dies zu erreichen benötigt der Satellit Solarpanelen, die ca. 10 km lang sind. Zwischen Satellit und Starwisp soll dann auch noch eine “Linse” gesetzt werden, die einen Durchmesser von 48.000 km hat, was das vierfache des Erddurchmessers ist.

Alternative Raumantriebe (Teil 5) – Kernspaltungs-/Fusionsantrieb

Star-Trek-Fans aufgepasst – heute geht es um den Fusionsantrieb, auch als Impulsantrieb bezeichnet. Beim Fusionsantrieb werden geladene Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Diese Teilchen entstehen als Nebenprodukt von Fusionsreaktoren, die auch gleichzeitig zur Energieversorgung des Raumschiffs verwendet werden können. Je mehr die Teilchen aufgeheizt sind, des größer ist die Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse, sodass die Hauptaufgabe des Fusionsreaktors ist, eine möglichst hohe Temperatur zu erreichen. Hohe Temperaturen könnten auch durch Kernspaltung erreicht werden, jedoch sind die Temperaturen dank der höheren Energieausbeute bei der Kernfusion wesentlich höher.

Gerade beim Thema Energieausbeute wird deutlich, wie effektiv dieser Antrieb schon ist. Die Ausbeute liegt weit mehr als 1 Million mal höher als die Verbrennung beim chemischen Antrieb. Nachteilig ist natürlich, das Antrieb und Düse durch die Kernspaltung / Kernfusion enorm hitzebeständig sein müssen. Als bester Treibstoff würde sich Wasserstoff erweisen, da er zum einen die leichteste Substanz ist und auch die schnellsten Teilchen bei der Beschleunigung hervorbringen würde.

Die Möglichkeit des Fusions- / Kernspaltungsantriebes wurde erstmals 1944 von Stanislaw Ulam und Frederick de Hoffman im Rahmen des Manhattan-Projekts durchdacht, dessen Ergebnis ja die erste Atombombe war. Dieses Seitenprojekt wurde als NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) 1969 aufgrund der hohen Kosten eingestellt. Geplant aber war, unter anderem diesen Antrieb für einen Flug zum Mars zu verwenden.

Alternative Raumantriebe (Teil 4) – Sonnensegler

Aus aktuellem Anlass werde ich mal die Serie der alternativen Raumantriebe fortsetzen, sonst geht es hier überhaupt nicht vorwärts.

Also erstmal zum Grundprinzip: 1873 machte Maxwell die Entdeckung, dass von einem Spiegel reflektiertes Licht Druck auf diesen ausübt. Einstein wiederum stellte fest, dass Photonen eine Masse besitzen. Und wenn wir jetzt eins und eins zusammen zählen, haben wir einen Antrieb! Man benötigt eine ausreichend große Reflektionsfläche und eine Lichtquelle. Mit der Sonne haben wir letzteres. Geht man nach einem Astronomieprofessor der New York University müßte das Sonnensegel einen Durchmesser von 300km haben, um zum Alpha Centauri zu gelangen.

Die Vor- und Nachteile liegen klar auf der Hand: Wenn es jemals soetwas wie Weltraumökologie geben sollte, ist dieser Antrieb definitv der Gewinner. Es benutzt vorhanden Quellen ohne sie umzuwandeln o.ä. Der Nachteil: Egal, wo man hin will – dort muss es eine Lichtquelle geben, die das Raumschiff wieder abbremst. Und genau das ist das Problem: Sobald das Raumschiff das Sonnensystem verlassen hätte, wäre die Einwirkung des Lichts von allen Seiten in etwa gleich – sprich irgendwann bleibt das Raumschiff stehen, es sei denn, nach der Beschleunigung werden die Segel eingeklappt und das Raumschiff treibt dahin.

Und damit man das nachweisen kann, wurde die letzten Tage die Sonde “Cosmos 1″ ins All geschickt, die am 25. Juni ihre Segel ausklappen soll, um nachzuweisen, dass ein Druck auf die Segel ausgeübt wird. Wie man schon am Namen erkennen kann, handelt es sich dabei um eine russisch-amerikanische Zusammenarbeit.

Nachtrag 19.07.2010: Die Japaner haben erfolgreich eine Sonde ins All geschossen, die nach dem Prinzip der Solarsegel funktioniert. Dem Artikel von heise.de zufolge war der Erste, der Maxwells Idee vom Druck des Lichts und der Masse der Photonen zusammenbrachte, der Physiker Richard Garwin im Jahre 1958. Der erste Versuch, zu dem ich ursprünglich diesen Artikel schrieb, schlug fehl.

Alternative Raumantriebe (Teil 3) – interstellares Staustrahltriebwerk

Bereits 1960 stellte R.W. Bussard sein Konzept zum “Interstellar Ramjet”, also dem interstellaren Staustrahltriebwerk vor. Dabei wird während des Fluges mit eines starken Magnetfeldes, Wasserstoff gesammelt. Selbstverständlich: je höher die Geschwindigkeit, desto mehr Wasserstoff kann gesammelt werden. In seinen Entwürfen wurden die Teilchen zu einem Fusionsreaktor weitergeleitet. Ganz klarer Nachteil des Entwurfs: Die Maschine funktioniert nur, wenn sie bereits 4-6% der Lichtgeschwindigkeit erreicht hat. Nur dann hat man die Möglichkeit, genügend Teilchen einzufangen.

Doch bis diese Antriebsmethode umgesetzt werden kann, muss zum einen eine Möglichkeit gefunden werden, das Raumschiff ausreichend zu beschleunigen und zum zweiten muss die Größe des Raumschiffs berücksichtigt werden. Geht man von den Originalentwürfen von Bussard aus, benötigt ein 1.000-Tonnen-Raumschiff eine Sammelfläche von 10.000 km². Selbst wenn man die aus 0.1 cm dickem Mylar fertigt, wiegt der Trichter zusätzlich nochmal 250.000 Tonnen. Also wohl doch eher Fiktion, als praktisch realisierbar.

Quelle: Interstellar Ramjet

Alternative Raumantriebe (Teil 2) – Ionenantrieb

Bevor ich beginne den Ionenantrieb näher zu erläutern, möchte ich doch mal was kurz zu den “herkömmlichen” Raumantrieben sagen. Diese sogenannten chemischen Antriebe verbrennen den Treibstoff und schleudern das Gas durch eine Düse heraus. Üblicherweise wird dazu Wasserstoff verbrannt und da die Luft in höheren Schichten knapp wird, transportieren die Raumschiffe meist noch extra den Sauerstoff mit. Also was beim Start des Raumschiffs so furchtbar qualmt, ist nichts weiter als Wasserdampf.

Zu Beginn sei erwähnt, dass der Ionenantrieb nur als Triebwerk bei einem mehrstufigen Start genutzt werden kann, da der Schub deutlich geringer ausfällt, als beim Raketenantrieb. Dafür werden jedoch wesentlich höhere Geschwindigkeiten erreicht. Das heißt, der Start einer Mission wird ähnlich wie ein Space-Shuttle-Start aussehen. Die Raketen befördern das Raumfahrzeug in eine bestimmte Höhe, bis der Ionenantrieb zündet.

Nun zur Funktionsweise des Ionenantriebs. Bei Ionenantrieben werden Edelgase, wie z.B. Xenon, eingesetzt. Wir erinnern uns: Edelgase haben voll besetzte Schalen mit Elektronen und sind bestrebt, diesen Zustand beizubehalten. Fieserweise werden durch ein hochfrequentes Feld aus den Edelgasatomen Elektronen herausgerissen und positiv geladene Ionen entstehen. Durch ein Feld werden die Ionen beschleunigt und mit einer Geschwindigkeit von ca. 35 km/s aus dem Antrieb geschleudert. Zur Neutralisierung werden dem Ionenstrahl jetzt die entrissenen Elektronen wieder zugegeben. Die Energie zur Erzeugung des Stroms wird von Solarzellen erzeugt.

Eingesetzt werden Ionenantriebe also auf längeren Missionen, wie z.B. der Deep Space 1 Mission, die 1998 gestartet wurde. Dort wurden neben einem Ionenantrieb auch andere Technologien eingesetzt, um zu überprüfen, wie die Kosten des Raumflugs gesenkt werden können.

Alternative Raumantriebe (Teil 1) – Warum?

Inspiriert von Osakas Kommentar auf meinen Eintrag über den Lichtbogenantrieb, hab ich mir gedacht, dass ich mal eine ganze Serie über den Stand und die Entwicklung von alternativen Triebwerken schreibe.

Wer die Pläne zur bemannten Mission zum Mars mal genauer angesehen hat, wird schnell gemerkt haben – dieses Programm fängt bei den Kosten garnicht erst mit Millionen an – nein, das geht gleich in die Milliarden. In unserer materiell orientierten Welt ist also Hinderungsgrund für die schnelle Realisierung Nummer 1: die Kosten! Mit derzeitigen Antrieben rechnet man mit ca. 10.000 Dollar pro Kilogramm, das ins All transportiert werden soll. Man geht davon aus, dass jeder Mensch, der ins All transportiert werden soll ungefähr 5.000 kg Material (Raumanzug, Verpflegung, Sicherheitssysteme etc.) verursacht. Deswegen wurde die letzten Jahre darauf verzichtet, Menschen auf Missionen ins All zu schicken.

Anfang diesen Jahres landete die Sonde Huygens auf dem Titan – die Welt war erstaunt über die Bilder und Töne einer fremden Welt. An den Start dieser Mission kann sich kaum noch jemand erinnern. Im Oktober 1997 startete die Mission zum Titan. Nach etlichen Swing-by-Manövern, die der Sonde die nötige Geschwindigkeit verliehen haben, kam Cassini-Huygens im Juli 2004 beim Saturn an. Fast sieben Jahre hat die Sonde für diese Strecke benötigt, kaum auszudenken, welche Einflüsse und welchem psychologischen Druck die Astronauten ausgesetzt wären, wenn die Mission bemannt gewesen wäre. Demzufolge spielen auch die Reisedauer und Reisegeschwindigkeit eine große Rolle bei der Entwicklung alternativer Raumantriebe.

Daran anschließend kommt der letzte Punkt, den ich hier als Hintergrund anführen möchte. Cassini-Huygens benötigte 7 Jahre bis zum Saturn. Aber hinter dem Saturn hört der Weltraum nicht auf. Was ist, wenn es den Forschern gelingt, demnächst einen erdähnlichen Planeten zu entdecken, der meinetwegen 100 Lichtjahre entfernt ist? Selbst mit Lichtgeschwindigkeit würde die Mission über 200 Jahre benötigen. Die dabei auftretenden relativistischen Effekte lass ich jetzt mal außen vor. Und diese Missionen wären natürlich wichtig, um Theorien zu überprüfen. So zum Beispiel, ob sich tatsächlich im Zentrum der Milchstraße ein gigantisches schwarzes Loch befindet.