In Science-Fiction-Büchern über Kontakte mit außerirdischen Zivilisationen taucht ein Problem auf: Welche Art von Antrieb könnte es ermöglichen, die riesigen Entfernungen zwischen den Sternen zu überwinden? Mit herkömmlichen Raketen, wie sie zum Mond oder Mars fliegen, ist das nicht möglich. Viele mehr oder weniger spekulative Ideen sind diesbezüglich vorgebracht worden, eine davon ist der "Bassard Manifold" oder "Direct Air Jet Engine". Dabei werden Protonen im interstellaren Raum eingefangen und in einem Kernfusionsreaktor weiterverwendet.
Peter Schattschneider, Physiker und Science-Fiction-Autor, hat dieses Konzept zusammen mit seinem Kollegen Albert Jackson aus den USA genauer analysiert. Das Ergebnis ist für Fans des interstellaren Reisens leider enttäuschend: Es kann nicht so funktionieren, wie sich Robert Bassard, der Erfinder dieses Antriebssystems, 1960 vorstellte. Die Ergebnisse der Analyse wurden in der Fachzeitschrift Acta Astronautica veröffentlicht.
Vorrichtung zum Sammeln von Wasserstoff
"Diese Idee verdient es sicherlich, untersucht zu werden", sagt Professor Peter Schattschneider. „Im interstellaren Raum gibt es stark verdünntes Gas, hauptsächlich Wasserstoff – etwa ein Atom pro Kubikzentimeter. Sammelt man den Wasserstoff vor dem Raumschiff, wie in einem Magnettrichter, mit riesigen Magnetfeldern, kann man damit einen Fusionsreaktor betreiben und das Raumschiff beschleunigen." 1960 veröffentlichte Robert Bassard einen wissenschaftlichen Artikel darüber. Neun Jahre später wurde ein solches Magnetfeld erstmals theoretisch beschrieben. „Seitdem begeistert diese Idee nicht nur Science-Fiction-Fans, sondern stößt auch in der technisch-wissenschaftlichen Community der Raumfahrt auf großes Interesse“, sagt Peter Schattschneider.
Peter Schattschneider und Albert Jackson haben sich nun, ein halbes Jahrhundert später, die Gleichung genauer angeschaut. Eine Software, die an der TU Wien im Rahmen eines Forschungsprojekts zur Berechnung elektromagnetischer Felder in der Elektronenmikroskopie entwickelt wurde, hat sich unerwartet als äußerst nützlich erwiesen: Physiker konnten damit zeigen, dass das Grundprinzip des magnetischen Teilcheneinfangs wirklich funktioniert. Die Partikel können in dem vorgeschlagenen Magnetfeld gesammelt und in einen Fusionsreaktor geleitet werden. Damit ist eine deutliche Beschleunigung bis hin zu relativistischen Geschwindigkeiten möglich.
Riesige Größen
Bei der Berechnung der Größe des magnetischen Trichters schwinden die Hoffnungen auf einen Besuch bei unseren galaktischen Nachbarn jedoch schnell. Um einen Schub von 10 Millionen Newton zu erreichen, was dem doppelten Schub des Space Shuttles entspricht, muss der Spalt einen Durchmesser von fast 4 km haben. Eine technisch fortgeschrittene Zivilisation könnte etwas Ähnliches bauen, aber das eigentliche Problem ist die erforderliche Länge der Magnetfelder: Der Trichter muss etwa 150 Millionen Kilometer lang sein - die Entfernung zwischen Sonne und Erde.
So wird nach einem halben Jahrhundert der Hoffnung auf interstellare Reisen in ferner Zukunft deutlich, dass das Strahltriebwerk trotz der interessanten Idee nur ein Teil der Science-Fiction bleiben wird. Wenn wir eines Tages unsere Weltraumnachbarn besuchen wollen, müssen wir uns etwas anderes einfallen lassen.
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