Kernfusion für ein Raumschiff?
Wenn es uns gelingt, in ein paar Jahrzehnten einen wirtschaftlich nutzbaren Kernfusionsreaktor zu bauen, inwieweit könnte man diesen dann dazu verwenden,einen Antrieb für ein Raumschiff zu bauen ? (Der Antrieb sollte in der Lage sein, die Nötige Fluchtgeschwindigkeit für einen Start von der Erde aus zu erzeugen,also nicht nur ein Antrieb der im Weltall Funktioniert.
8 Antworten
1. Der FusionsReaktor ist riesig und muss mitgenommen werden, wofür man wieder mehr Schub benötigt! Die Größe ist angeblich wichtig, weil dadurch das Verhältnis von Oberfläche und Volumen besser für die Fusion wird! Jedenfalls haben die kleineren Varianten nicht so gut geklappt!
2. Trotzdem muss man eine Masse nach hinten ausstoßen, sie sogenannte Stützmasse. ZZ sind das bei solchen IonenAntreiben Quecksilber und Xenon!
3. Der Schub ist nur SEHR klein, wenn auch die Effizienz sehr hoch ist! Sie reicht weder zum Starten von der Erde, noch größere Objekte! Man schafft es nur leichtere Objekte, über einen langen Zeitraum zu beschleunigen, was sie dann aber mit wenig Stützmasse sehr schnell macht. Sonden sind zB dafür geeignet.
Nach Raumschiffen für Menschen...vllt in 100 Jahren noch mal fragen...könnte auch nie klappen!
Mit Energie allein fliegt man nicht, sondern die Energie muss ja anschliessend auch genutzt werden können. Das machen wir normalerweise, indem wir es in elektrische Energie umwandeln. Mit einem Elektroantrieb, bzw. einen Elektromotor, wirst du aber unmöglich eine Rakete auf eine Geschwindigkeit beschleunigen, mit der sie die Erdgravitation überwindet.
Jedoch sind wir hier auf der Erde mittlerweile kreativ in der Nutzung von Strom und so lässt sich z.B. Wasser allein mit elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff trennen. Wenn man also irgendwo Wasser findet, könnte man sich also mit Energie aus einem Reaktor, elektrische Energie erzeugen und anschliessend diese Nutzen um Wasserstoff herzustellen. Der Wasserstoff könnte anschliessend für den Start verwendet werden.
Was das aber mit einem Fusionsreaktor zu tun haben soll ist mir etwas schleierhaft, weil so ein Vorhaben könnte man bereits mit Solarpanels oder einem Atomreaktor umsetzen.
Ich denke das alle die hir einen fusionsreaktor gennant haben an "Star Trek" denken , da wir aus sehr viellen gwellen erfahren haben das auch die "Enterprise" so einen fisionsreaktor als antrieb an bord hat , nicht nur einen sondern drei mehr oder weniger . Wogleich ich sagen muß das dort auch gewisse "energiewandler" am werk sind. Da man Elektrizität in wellen umwandeln kann könnte ich mir schon vorstellen das man eine "Warpblase" bilden könnte und ,hoppla , da hätten wir unseren Warp antrieb !
Natürlich ist das nicht von heute auf morgen möglich aber , ich denke , in ein paar jahrzenten währen wir dan technisch so weit !
L.G. Aus Wien !!
Grundsätzlich ja, aber Du brauchst immer eine Stützmasse, die ausgestoßen wird und für Vortrieb sorgt.
Fast alle Antriebsarten bzw. Energiequellen wurden übrigens schon vor vielen Jahrzehnten angedacht.
Auch die Photonenrakete wurde schon angedacht, ebenso wie einige rückstoßreie Antriebe (Laser, Segel, Katapultr etc.)
Und die Bechleunigung liegt weit unterhalb der von chemischen Antrieben.
Und selbst eine partizielle Photonenrakete liegt noch in weiter Ferne.
Wenn wir einen Fusionsreaktor "zum laufen kriegen", dann wird das erstmal eine riesige Anlage sein und nichtmal für ein Schiff geeignet - für ein Raumschiff schon garnicht.
Wir würden danach noch eine ganze Weile benötigen, um aus der Riesenanlage einen kompakten Reaktor zu konstruieren, der für ein Raumschiff tauglich ist.
Für einen Start von der Erde ist er aber genauso ungeeignet wie ein Fissions-reaktor - der Fallout bei einem Unfall wäre nicht schön und ja, auch Fusions-reaktoren erzeugen radioaktiven Abfall (wenn auch nicht so viel und so langlebig wir ein Fissionsreaktor).
Ein Fusionsantrieb wäre somit nur etwas für stellare Reisen, aber dort hat er natürlich reichlich Energie zur Verfügung. 2 Methoden hat Roderic bereits angesprochen - Stützmasse, die erhitzt wird und ein Photonenantrieb.
Es gibt aber noch eine weitere Möglichkeit mit höherer Energieausbeute. In den 70er Jahren gab es eine Projektstudie mit einem Fissionsantrieb (Name fällt mir nicht ein). Allerdings nicht durch Stützmasse betrieben, sondern es sollten kleine Atombomben kontinuierlich ausgestoßen werden, deren Explosionsdruck auf eine Prallplatte wirken sollte.
Eine Abwandlung wäre auch mit einem Fusionsreaktor möglich. Also nicht, indem Wasserstoffbomben ausgestoßen werden, sondern indem die Reaktionsmasse des Reaktors ausgestoßen wird. Im gepulsten Betrieb sollte das möglich sein, aber eine solche Entwicklung wird noch deutlich länger dauern.
Nachtrag:
Ein Fusionstriebwerk mit Stützmasse würde prinzipiell ähnlich wie ein Fissionstriebwerk aufgebaut sein (aber anderer Reaktor):
https://de.wikipedia.org/wiki/NERVA
Und die gepulsten Minibomben: https://de.wikipedia.org/wiki/Orion-Projekt
Wenn man Energie Masse zuordnen kann (E= m x c²), verursacht das Aussenden einer Enrgie in Form von Strahlung (auch Licht) einen Rückstoß. Dies würde zwar auch einen Masseverlust bedeuten, ist aber im Vergleich zu einem reinen Masseausstoß eines konventionellen Triebwerks sehr gering.
Dass das so ist, beweißt die "Raumkrümmung". also Ablenkung einer Strahlung (Licht) durch eine große Masse (Schwarzes Loch), aber auch bereits der Sonne.
Es bleibt aber vorerst reine Theorie. Aber wer weiß. Kaiser Wilhelm glaubte auch eher an das Pferd und heute fahren wir fast alle Auto.