Rosatom, die russische Atomforschungsagentur, hat ein neues Plasma-Elektroraketentriebwerk entwickelt, das die Raumfahrt deutlich beschleunigen könnte. Wissenschaftler gehen davon aus, dass dieses Triebwerk Astronauten in nur ein bis zwei Monaten zum Mars bringen könnte.
Das ist deutlich schneller als die neun bis zwölf Monate, die herkömmliche chemische Raketen benötigen. Die neue Technologie könnte Astronauten vor den Gefahren langer Weltraummissionen schützen und die Raumfahrt einfacher und sicherer machen.
Herkömmliche Raketen verbrennen Treibstoff, um Schub zu erzeugen. Rosatoms Plasmatriebwerk hingegen funktioniert anders. Es nutzt einen magnetischen Plasmabeschleuniger, um geladene Teilchen zu beschleunigen und so Schub ohne Verbrennung zu erzeugen.
Diese Methode ermöglicht es dem Triebwerk, Teilchen mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 Kilometern pro Sekunde zu beschleunigen, was es deutlich effizienter macht als herkömmliche Raketen.
Der Schlüssel zu dieser Technologie ist der Plasmaraketenmotor, eine Art Elektroantrieb. Er verfügt über zwei Elektroden, die Hochspannung erzeugen. Geladene Teilchen passieren diese Elektroden und werden durch die aufgenommene Energie beschleunigt, wodurch sie den Motor verlassen und Schub erzeugen.
Da dieser Prozess keinen Treibstoff zur Verbrennung benötigt, ist er deutlich energieeffizienter und erzeugt weniger Wärme als chemische Raketen.
Egor Biriulin, Nachwuchsforscher am Troizker Institut von Rosatom, erklärte, dass das Plasmatriebwerk mithilfe eines Hochspannungssystems geladene Teilchen antreibt.
Dieser Prozess unterscheidet sich von herkömmlichen Raketentriebwerken, die auf der Verbrennung von Treibstoff zur Erzeugung von Schub beruhen. Das neue Triebwerk nutzt Elektrizität zur Bewegung der Teilchen, was es effizienter und besser für Langzeitmissionen im Weltraum geeignet macht.
Eines der größten Probleme der Raumfahrt ist die lange Reisezeit zu fernen Planeten. Derzeit kann eine Reise zum Mars fast ein Jahr dauern, wodurch Astronauten über lange Zeiträume schädlicher kosmischer Strahlung ausgesetzt sind. Zudem stellt sie eine extreme psychische und physische Belastung dar.
Rosatoms Plasmatriebwerk könnte die Dauer einer Marsreise auf nur 30 bis 60 Tage verkürzen. Dies würde die Raumfahrt nicht nur schneller, sondern auch deutlich sicherer für Astronauten machen.
Das neue Plasmatriebwerk ist auf 300 Kilowatt ausgelegt und kann einen Schub von 6 Newton erzeugen. Dies mag im Vergleich zu herkömmlichen Raketen zwar wenig erscheinen, doch die konstante Beschleunigung des Plasmatriebwerks ermöglicht es einem Raumfahrzeug, mit der Zeit deutlich höhere Geschwindigkeiten zu erreichen. Dies könnte Langstrecken-Weltraummissionen deutlich praktikabler machen.
Wissenschaftler von Rosatom haben bereits einen Laborprototyp des Plasmatriebwerks gebaut. Dieser wurde über 2.400 Stunden getestet – ausreichend lang, um eine komplette Marsmission anzutreiben. Das Triebwerk wird derzeit am Troizk-Institut in Moskau weiteren Tests unterzogen, wo Forscher an Design und Leistung feilen.
Wie World Nuclear News berichtet , hat Rosatom zur Erprobung des Triebwerks eine spezielle Versuchskammer errichtet, die Weltraumbedingungen simuliert. Diese Kammer hat einen Durchmesser von vier Metern und eine Länge von 14 Metern.
Sie ist mit fortschrittlichen Sensoren, Vakuumsystemen und Kühlmechanismen ausgestattet, um die Leistung des Triebwerks unter weltraumähnlichen Bedingungen zu messen. Diese Tests werden Wissenschaftlern helfen, die Leistung des Triebwerks über lange Zeiträume zu verstehen und seine Eignung für reale Missionen zu prüfen.
Rosatom strebt an, bis 2030 eine flugfähige Version des Plasmatriebwerks zu entwickeln. Das Raumfahrzeug mit diesem Triebwerk benötigt zwar noch eine herkömmliche Rakete für den Start ins All, doch sobald es die Umlaufbahn erreicht, übernimmt das Plasmatriebwerk die Steuerung und treibt das Raumfahrzeug in Richtung seines Ziels. Dieses System könnte die Raumfahrt deutlich effizienter machen und die Kosten für Missionen zum Mars und darüber hinaus senken.
Der Plasmaantrieb könnte auch in Raumschleppern zum Einsatz kommen, die Fracht zwischen Planeten transportieren. Dies würde den Bedarf an chemischen Raketen reduzieren und den interplanetaren Transport nachhaltiger machen.
Obwohl Rosatoms Plasmatriebwerk einen Durchbruch darstellt, müssen Wissenschaftler seine Leistungsfähigkeit noch durch weitere Tests bestätigen. Auch andere Forscher weltweit arbeiten an neuen Antriebstechnologien wie wasserbasierten Triebwerken und lasergetriebenen Lichtsegeln.
Die meisten dieser Ideen befinden sich jedoch noch in der frühen Entwicklungsphase, während Rosatoms Plasmatriebwerk bereits die Testphase erreicht hat.
Sollte Rosatoms Plasmaantriebssystem erfolgreich sein, könnte es die Zukunft der Weltraumforschung grundlegend verändern. Die Möglichkeit, den Mars in nur wenigen Monaten zu erreichen, würde bemannte Missionen praktikabler machen und Reisen in die Tiefen des Weltraums ermöglichen.
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