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Revolution in der Raumfahrt: Kommt jetzt der Super-Antrieb für Mars-Raketen?

  • Veröffentlicht: 12.02.2021
  • 12:00 Uhr
  • Peter Schneider
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© NASA

Abstecher zum Mars? Ein abgefahrener Super-Antrieb könnte Raumschiffe mit elektromagnetischen Kräften in wenigen Wochen zum roten Planeten schleudern. Auf die Idee dazu kam eine US-Physikerin.

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Was den Super-Antrieb so besonders macht

👩‍🔬 Die Physikerin Fatima Ebrahimi hat einen Raketen-Antrieb entdeckt, der 10mal effektiver arbeitet als herkömmliche Methoden.

🚀 Der Trick: Die US-Amerikanerin will die Kraft von starken Magnetfeldern für Raketen-Triebwerke nutzen.

🧲 In einer Computer-Simulation hat sie gezeigt, wie sich atomare Teilchen mit Hilfe von Magnetfeldern mit bis zu 500 Kilometer pro Sekunde aus einem Raumschiff schießen lassen - perfekt für einen Raketen-Antrieb.

🪐 Spritztour durchs Sonnensystem: Raumschiffe mit elektromagnetischem Antrieb könnten eine Reise zum Mars um Monate verkürzen. Aktuell dauern Trips mehr als ein halbes Jahr.

🥵 Der Haken: Ebrahimis Super-Antrieb braucht eine starke Energiequelle, um die Magnetfelder zu erzeugen - beispielsweise einen Atomreaktor.

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Das Masterhirn

Fatima Ebrahimi arbeitet am Princeton Plasma Physics Laboratory in den USA. Das High-Tech-Labor arbeitet an der Verschmelzung von Wasserstoff zu Helium.
Fatima Ebrahimi arbeitet am Princeton Plasma Physics Laboratory in den USA. Das High-Tech-Labor arbeitet an der Verschmelzung von Wasserstoff zu Helium.© Elle Starkman, Princeton Plasma Physics Laboratory / ITER

Der Kniff hinterm Super-Antrieb: Wie Ebrahimi auf ihre Idee kam

😮‍💨 2017 beobachtete die Physikern, wie heiße, elektrisch geladene Teilchen ("Plasma") aus einem Versuchsreaktor wie aus einem Auspuff herausschossen. Da kam ihr die Idee: Das lässt sich auch als Raumschiff-Antrieb verwenden!

⚔️ Ihre Idee nutzt den Effekt, dass sich getrennte Magnetfelder unter bestimmten Bedingungen vereinigen. Dabei beschleunigen sie die eingeschlossenen Gasteilchen in eine bestimmte Richtung.

⚡ Die ausgestoßene Masse wird dabei viel effektiver genutzt als in herkömmlichen chemischen Triebwerken. Solche Motoren können Raumschiffe länger und stärker beschleunigen.

⚛️ Der Strom dafür könnten riesige Sonnenkollektoren liefern - oder eben ein Atomreaktor.

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Ionen-Triebwerke: Die Zukunft fliegt schon - ein bisschen

Mit elektromagnetischer Kraft fliegen schon jetzt viele Fahrzeuge durchs All (hier die Raumsonde "Dawn"). In so genannten Ionentriebwerken werden ebenfalls geladene Teilchen beschleunigt. Sie werden allerdings von Solarstrom angetrieben und sind daher vergleichsweise schwach.
Mit elektromagnetischer Kraft fliegen schon jetzt viele Fahrzeuge durchs All (hier die Raumsonde "Dawn"). In so genannten Ionentriebwerken werden ebenfalls geladene Teilchen beschleunigt. Sie werden allerdings von Solarstrom angetrieben und sind daher vergleichsweise schwach.© NASA

Warum es praktisch ist, schnell zum Mars zu fliegen

  • Je schneller Astronauten zum Mars fliegen, desto weniger schädliche Weltraumstrahlung kriegen sie ab. Auf dem Mars dürften sie dann umso häufiger aus ihren Schutzräumen raus und draußen arbeiten.

  • Superstarke Antriebe machen Reisen zum roten Planeten womöglich billiger. Mars-Raumschiffe müssen ihre Besatzung monatelang am Leben erhalten. Dauert die Reise nicht mehr so lang, fällt ein Haufen teurer Technik weg.

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Willst Du noch mehr über superstarke Raumschiff-Antriebe erfahren?

Mit Kernspaltung geht es schneller zum Mars

Warum wir im Weltraum bisher nicht schnell genug vorankommen

Die laufenden Triebwerke der Falcon Heavy-Rakete sehen beeindruckend aus, könnten aber nur ein kleines Raumschiff (oder einen der Tesla-Sportwagen von SpaceX-Chef Elon Musk) zum Mars schicken.
Die laufenden Triebwerke der Falcon Heavy-Rakete sehen beeindruckend aus, könnten aber nur ein kleines Raumschiff (oder einen der Tesla-Sportwagen von SpaceX-Chef Elon Musk) zum Mars schicken.© SpaceX

Raumschiffe erreichen oft mehr als 30.000 Kilometer pro Stunde. Da das All so groß ist, brauchen sie trotzdem viele Jahre für ihre Reisen. Die Raumsonde Voyager 1 erreichte erst 35 Jahre nach dem Start die 18 Milliarden Kilometer entfernten Außengrenzen des Sonnensystems.

Problem: Die Raketen-Treibstoffe enthalten zu wenig Energie. Motoren müssen die Treibstoffmasse von sich wegstoßen, um eine Rakete im Weltraum voranzutreiben. Je schneller sie aus der Düse fliegt, umso besser.

Raketentriebwerke wie das der Ariane 5 verbrennen Wasserstoff und Sauerstoff und stoßen die Abgase mit gut 4.000 Kilometern pro Stunde aus. Das ist die Grenze: Mehr geht bei chemischen Treibstoffen nicht.

Zwar ließen sich Raumfahrzeuge mit riesigen Treibstoff-Tanks bauen, die entsprechend lange feuern könnten. Aber die wären astronomisch teuer.

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Zukunftsmusik: der Fusion Drive

Wissenschaftler forschen zudem am Direct Fusion Drive. Dieser Antriebstyp benötigt allerdings einen Fusionsreaktor. Ein Prototyp steht bereits in dem Institut, wo auch Ebrahimi arbeitet, Eine echte Fusion findet darin aber noch nicht statt.
Wissenschaftler forschen zudem am Direct Fusion Drive. Dieser Antriebstyp benötigt allerdings einen Fusionsreaktor. Ein Prototyp steht bereits in dem Institut, wo auch Ebrahimi arbeitet, Eine echte Fusion findet darin aber noch nicht statt.© Princeton Plasma Physics Laboratory

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