Per Kernfusion durch die Galaxis
Per Anhalter durch die Galaxis?
Was heute noch wie das Libretto einer futuristischen Oper klingt, ist morgen vielleicht schon Wirklichkeit. Eine Gruppe von Wissenschaftlern arbeitet bereits
an den Antriebssystemen für die Raumschiffe der Zukunft.
Trotz derzeit noch unüberwindlich scheinender Hindernisse laufen bereits die ersten Versuchsreihen in Richtung neuer Antriebssysteme; und sie sind im kleinen Rahmen bereits erfolgreich.
Raumschiffe, die mittels Kernfusion oder
Materie-Antmaterie-Vernichtung angetrieben werden, wären zu Flügen weit über die Grenzen unseres Sonnensystems hinaus in der Lage.
Im November 1997 ist es britischen Wissenschaftlern erstmals gelungen, eine Fusionsreaktion zu erzeugen, die bereits den Großteil der aufgewendeten Energie freisetzte. Gelingt es in Zukunft, den Wirkungsgrad noch wesentlich zu steigern, sind damit Antriebssysteme konstruierbar, die das Erreichen von Proxima Centauri, dem uns nächstgelegenen Stern, für Raumsonden möglich machen.
Kernfusion
Am einfachsten lässt sich die Kernfusionsreaktion zwischen den schweren Wasserstoff-Isotopen Deuterium und Tritium auslösen, deren Kerne außer einem Proton noch ein bzw. zwei Neutronen enthalten. Das Problem besteht derzeit nicht in den dabei entstehenden Alphateilchen, die für die Schuberzeugung wertvoll sind, sondern in der dabei auftretenden Neutronenstrahlung, die schwer lenkbar ist und für die Besatzung eine Gefahr darstellen würde.
Die Reaktion von Deuterium mit Helium-3 ist für viele Antriebskonzepte vorteilhafter. Obwohl nicht so leicht einzuleiten wie die Reaktion von Deuterium und Tritium, entstehen dabei Alphateilchen und Protonen, die beide magnetisch geführt werden können. Das Problem hierbei ist derzeit noch die Seltenheit, mit der Helium-3 auf der Erde vorkommt.
Joint European Torus - KernfusionsprojektDurchbruch bei Kernfusion?
Es ist zu erwarten, dass Fusionsreaktoren eines Tages den "break-even-point", an dem ebensoviel Energie erzeugt wie zugeführt wird, bei weitem überschreiten werden. Die einschlägige Forschung am Lawrence Livermore National Laboratory in den USA konzentriert sich derzeit auf die Konstruktion der "National Ignition Facility" , die 2001 in Betrieb gehen soll. Sie soll dann ab 2003 die volle Laserenergie von 1,8 Millionen Joule liefern - wenn auch nur für sehr kurze Zeit. Damit hoffen die Forscher zehnmal mehr Energie freizusetzen, als für die Auslösung der Reaktion erforderlich ist.
Antimaterie-Triebwerke?
Noch viel mehr Energie als bei einer Kernfusion wird bei der gegenseitigen Vernichtung von Materie und Antimaterie frei.
Ein darauf beruhender Antrieb würde sich die bei der gegenseitigen Vernichtung von Protonen und Antiprotonen frei werdenden Energie zu Nutze machen. Dabei entstehen Teilchen, die nahezu Lichtgeschwindigkeit besitzen. Einige dieser energiereichen Teilchen lassen sich eventuell durch magnetische Felder bündeln und zur Schuberzeugung verwenden.
Doch sind die derzeit in einigen Teilchenbeschleunigern erzeugten Mengen an Antiprotonen bei weitem zu gering.
Außerdem ist zur Zeit noch nicht restlos geklärt, wie man Antiprotonen auffangen, lagern und manipulieren soll, da sie bei Kontakt mit herkömmlichen Protonen vernichtet werden.
Kernfusion mittels Antimaterie?
Dennoch lässt sich der enorme Energiegehalt von Antimaterie vielleicht zu einem Bruchteil in Reaktionen nutzen, für die man mit kleinen Mengen von Antiprotonen auskommt. Dabei lösen die Antiprotonen eine Kernfusion aus: Sie dringen in schwere Atomkerne ein, zerstrahlen dort paarweise mit normalen Protonen und verursachen Kernspaltungen. Die enregiereichen Kernfragmente erhitzen dann den Fusionsbrennstoff und lösen Fusionsreaktionen aus.
Der Griff nach den Sternen
Die NASA lässt derzeit intensiv prüfen, ob derartige Antriebssysteme in naher Zukunft realisierbar sind. Unter anderem wird an der Pennsylvania State University ein Apparat zum Einfangen und Transportieren von Antiprotonen entworfen.
Derzeit scheinen die Hindernisse noch sehr hoch, doch scheinbar Unmögliches wurde auch in der Vergangenheit verwirklicht. Noch Anfang der Sechziger Jahre wurde ein bemannter Flug zum Mond belächelt. Rücken die derzeit laufenden Projekte demnächst der Verwirklichung näher, wird der Griff nach den Sternen keine Utopie mehr sein.
National Ignition Facility Project