Die kraft von Kernfusion Es ist eine sehr fortschrittliche Technologie. Für die Skeptiker wird es kaum erreichbar sein. Doch trotz dieses schwierigen Übergangs können die Kernreaktionen, die die Sonne antreiben, auf anderen Gebieten Verwendung finden. Die offensichtlichste ist die der Waffen: Wir alle kennen die zerstörerische Kraft von Wasserstoffbomben. Ein weiterer zweifellos besserer Anwendungsfall könnte implementiert werden: der von Raumfahrzeugen.
Das Konzept des Direktfusionsmotors mit der Bezeichnung Direktfusionsantrieb (DFD) befindet sich derzeit in der Entwicklung Princeton Plasma Physics Laboratory. Ein Team von Wissenschaftlern und Ingenieuren unter der Leitung von Dr. Samuel Cohen , arbeitet an seiner zweiten Version. Die Entwickler hoffen, in eine Testphase im Weltraum überzugehen und es eines Tages zum primären Antriebssystem für Raumfahrzeuge zu machen, die durch unser Sonnensystem reisen. Da gibt es schon ein besonders interessantes Ziel, das einiges mit der Erde gemeinsam hat: Titan. Es hat das Potenzial, Lebensformen aufzunehmen, und es ist kein Zufall, dass Missionen bereits geplant sind (von einer, Libelle genannt, habe ich dir vor einiger Zeit gesagt).
Denken Sie nur: Mit einem Direktfusionsmotor könnten wir in knapp zwei Jahren eine Sonde dorthin schicken. Dies geht aus einer Untersuchung hervor, die von der Physikabteilung des New York City College of Technology unter der Leitung eines Professors durchgeführt wurde Roman Kezeraschwili und flankiert von zwei Stipendiaten des Polytechnikums von Turin, Paolo Aimé e Marco Gajeri.
Von links: Marco Gajeri, Dr. Samuel Cohen, Paolo Aime, Prof. Roman Kezerashvili
Der Direktfusionsmotor
Das Konzept des Kaltfusionsmotors beinhaltet einen Kraftstoff mit Deuterium und ein Isotop von Helium-3 . Selbst mit relativ geringen Mengen an extrem starkem Kraftstoff kann DFD heute übliche chemische oder elektrische Antriebsmethoden übertreffen. Der systemspezifische Impuls, der ein Maß dafür ist, wie effizient ein Motor Kraftstoff nutzt, wird als vergleichbar mit den derzeit effizientesten Elektromotoren geschätzt. Zusammenfassend mit Extrembeispielen: ein effektiver Antrieb wie der von Raketen, aber mit der Effizienz eines Elektroantriebs.
Lass uns zu Titan gehen!
Die Eigenschaften dieses Direktfusionsmotors sehen gut aus, aber es dauert noch einen Test. Die Autoren des Papiers entschieden sich für Titan: Um den besten Weg zum größten Saturnmond zu finden, arbeitete das italienische Team mit DFD-Entwicklern an der PPPL zusammen und verwendete Leistungsdaten der Test-Engine. Das Team kreuzte die Motorleistung mit anderen Daten (zur Planetenausrichtung) und erarbeitete zwei mögliche Wege für Titan. Eine, bei der der Schub des Motors angewendet wird nur am anfang und am ende der Reise (TCT) und eine, in der die Schub ist konstant für die Dauer der Reise.
Bei konstantem Schub würde der Direktfusionsmotor die Fahrzeit auf knapp 2 Jahre reduzieren, während das TCT-Profil für ein viel größeres Raumfahrzeug als das Raumfahrzeug eine Gesamtfahrzeit von 2,6 Jahren ergeben würde. Cassini. Beide dieser Wege würden keine Gravitationshilfe erfordern, von der Raumschiffe, die zu den äußeren Planeten reisen, regelmäßig profitiert haben. Cassini, die letzte berühmte Mission, die das Saturnsystem besuchte, dauerte fast 7 Jahre.
Eine wichtige Sache zu beachten, sagt er Marco GajeriEiner der Autoren der Studie ist, dass sich das Fenster, das die Eigenschaften des Direktfusionsmotors effizienter macht, um 2046 öffnet. Wir haben (viel) weniger als 30 Jahre Zeit, um diese Revolution im Antrieb zu verbessern und zu optimieren.
Und dort einmal?
Weitere Herausforderungen ergeben sich, wenn eine DFD-Sonde für Direktfusionsmotoren das Saturn-System erreicht. Die Umlaufbahn des zweitgrößten Planeten im Sonnensystem ist relativ einfach. Die Übertragung von Umlaufbahnen auf den größten Mond ist viel schwieriger. Um dieses Problem zu lösen, muss das Problem von gelöst werden drei Körper , ein notorisch schwieriges Problem der Orbitalmechanik, bei dem die Bahnen von drei verschiedenen Orbitalkörpern (d. h. dem Raumschiff, Saturn und Titan) aufgelöst werden.
Um dieses Problem zu lösen, kann das DFD einen weiteren der Vorteile nutzen, die es auszeichnen: die direkte Energieversorgung der Raumfahrzeugsysteme. Ein Direktfusionsmotor ist sowohl eine Energiequelle als auch eine Schubquelle. Bei richtiger Auslegung könnte es die gesamte Leistung liefern, die ein Raumschiff für eine lange Missionsdauer benötigt, und (entschuldigen Sie das Wortspiel) für Missionen von langer Dauer.
Zum Beispiel auf Pluto. Die einzige bemannte Mission dieser Art, New Horizons, brauchte 9 Jahre, um Pluto zu erreichen. Es versteht sich von selbst, dass ein direkter Fusionsmotor die Zeit, die für diese Reise benötigt wird, drastisch verkürzen würde. Und wenn es in den nächsten 30 Jahren einsatzbereit wäre, könnte es beginnen, als treibende Kraft für alle Arten von neuen Explorationsmissionen zu fungieren.
Mehr Infos: Die Studie in pdf
