Super-Neptun-Planet gefunden

Kernfusionsreaktionen, die durch Antimaterie-Strahlen ausgelöst wurden, könnten nach Aussagen von Forschern auf langen Reisen vor dem Ende des Jahrhunderts ultraschnelle Raumschiffe befördern.

Ein fusionsbetriebenes Raumschiff könnte innerhalb von vier Monaten Jupiter erreichen und Teile des äußeren Sonnensystems für bemannte Erkundungen öffnen, so ein Bericht der NASA von 2010.

Vor allem bei der Herstellung und Lagerung von Antimaterie müssten einige Hürden überwunden werden, um die Technologie machbar zu machen, aber einige Experten glauben, dass sie in einem halben Jahrhundert bereit sein könnte.

Es ist "wahrscheinlich keine 40-Jahre-Technologie, aber 50, 60? Sehr wahrscheinlich, und etwas, das einen erheblichen Einfluss auf die Exploration haben würde, indem man die Berechnung der Massenenergie-Finanzen bei der Planung ändert", sagt Jason Hay, ein leitender Luft- und Raumfahrttechnologe Die Tauri Group, sagte während einer Präsentation am 29. August mit der NASA-Arbeitsgruppe Future In-Space Operations. [Zukunftsvisionen der bemannten Raumfahrt]

Die Kraft der Fusion

Der Treibstoff für ein solches fusionsgetriebenes Raumschiff würde wahrscheinlich aus vielen kleinen Pellets bestehen, die Deuterium und Tritium enthalten - schwere Isotope von Wasserstoff, die ein oder zwei Neutronen in ihren Kernen beherbergen. (Das gewöhnliche Wasserstoffatom hat keine Neutronen.)

In jedem Pellet wäre dieser Brennstoff von einem anderen Material umgeben, etwa Uran. Ein Strahl Antiprotonen - das Antimaterie-Äquivalent von Protonen, die eine elektrische Nettoladung von minus 1 anstelle von plus-1 aufweisen - würde auf die Pellets gerichtet sein.

Wenn die Antiprotonen in Urankerne einschlagen, werden sie vernichtet und erzeugen hochenergetische Spaltprodukte, die Fusionsreaktionen im Brennstoff entzünden.

Solche Reaktionen - zum Beispiel die Bildung von Deuterium- und Tritiumkernen zu einem Helium-4-Atom und einem Neutronen - werfen riesige Energiemengen ab, die genutzt werden können, um ein Raumfahrzeug auf verschiedene Weise anzutreiben.

"Die Energie aus diesen Reaktionen könnte verwendet werden, um ein Treibmittel zu erhitzen oder durch magnetischen Einschluss und eine magnetische Düse Schub zu geben", heißt es in dem 2010 erschienenen Bericht "Technology Frontiers: Breakthrough Capabilities for Space Exploration", den die NASA mit Hilfe der Tauri-Gruppe und andere Experten.

Die Grundidee ist nicht neu: Das Projekt Daedalus, eine Studie der British Interplanetary Society in den 1970er Jahren, schlug vor, eine Fusionsrakete für ein interstellares Raumfahrzeug zu verwenden. Daedalus 'Fusionsreaktionen würden jedoch eher durch Elektronenstrahlen als durch Antiprotonenstrahlen ausgelöst werden.

Noch nicht da

Während die Antiproton-getriebene Fusion eine vielversprechende Technologie ist, müssen einige Hindernisse überwunden werden, um es durchführbar zu machen, sagte Hay.

Die größte Herausforderung besteht vielleicht darin, genug Antiprotonen - die in Teilchenbeschleunigern erzeugt werden können - zu erhalten und sie lange genug zu speichern, um eine weit reichende Weltraumfahrt möglich zu machen.

Laut dem Bericht "Technology Frontiers" wären etwa 1,16 Gramm Antiprotonen für eine Reise nach Jupiter erforderlich. Das mag nicht viel klingen, aber die Produktion wird derzeit in Milliardstel Gramm gemessen.

"Antiprotonen sind extrem teuer; ein paar Gramm würden mehrere Billionen Dollar kosten", sagte Hay. "Ich glaube, dass die Gesamtproduktion seit den 1950er Jahren in der Größenordnung von 10 Nanogramm liegt."

Aber die Antiprotonenproduktion tickt ziemlich schnell nach oben, fügte er hinzu. Vielleicht könnte die Technologie also der nächste große Durchbruch bei Weltraumantriebssystemen sein - im Jahr 2060 oder so.

"Mit einer konstanten Versorgung mit Antiprotonen und Kernbrennstoff kann die durch Antiprotonen angetriebene Fusion reichlich Energie für große Raumstationen, Außenposten und ausgedehnte Explorationsmissionen mit relativ kleinen Energiesystemen liefern", berichten die "Technology Frontiers".