Ein gepulster Plasmamotor verkürzt Reisen zum Mars auf nur wenige Monate

Ein gepulster Plasmamotor verkürzt Reisen zum Mars auf nur wenige Monate
Ein gepulster Plasmamotor verkürzt Reisen zum Mars auf nur wenige Monate
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22.05.2024 12:52

Aktualisiert am 22.05.2024 13:00

Der Abstand zwischen Erde und Mars kann variieren 55,8 bis 400,4 Millionen KilometerAbhängig von der relativen Position der beiden Planeten auf ihren Umlaufbahnen um die Sonne würde eine Hin- und Rückfahrt mit der aktuellen Technologie ungefähr dauern 2 Jahre: Neun Monate bis zur Ankunft, drei Monate Warten, bis die relativen Positionen von Mars und Erde wieder übereinstimmen, und weitere neun Monate zurück.

Gefördert von der NASA, Howe Industries zielt darauf ab, diese Zeit auf etwas zu reduzieren, das eher einer Touristenreise ähnelt. Dazu entwickelt es ein Antriebssystem, das erzeugen kann bis zu 100.000 N Schubkraft, das heißt, würde sich sehr gut mit möglichen Geschwindigkeiten von bis zu fortbewegen 800.000 km/h.

Darüber hinaus würde es einen spezifischen Impuls (Isp) von erreichen 5.000 Sekunden. Dies ist ein Maß für die Effizienz des in einer Rakete verwendeten Treibstoffs. Es ist die Fähigkeit, mit weniger Aufwand eine größere Wirkung zu erzielen. Ein spezifischer Impuls von 5.000 bedeutet, dass eine viel geringere Treibstoffnutzlast erforderlich wäre, um die Rakete über längere Distanzen im Weltraum zu betreiben.

Darstellung einer gepulsten Plasmarakete im Orbit.

Die gepulste Plasmarakete PPR

Trotz dieser Effizienz- und Schubwerte wird das PPR nicht über den absoluten Schub verfügen, der zum Entkommen aus der Erdatmosphäre erforderlich ist, und muss huckepack auf einer Rakete mitfahren, die zum Abheben vorgesehen ist. Es entstand ursprünglich aus dem Konzept der Pulsed Fission Fusion (PuFF), das modifiziert wurde, um es kostengünstiger, kompakter und einfacher zu machen.

Auf der eigenen Website der NASA wird darauf hingewiesen, dass „die außergewöhnliche Leistung des PPR, die hohen ISP und hohen Schub kombiniert, das Potenzial dazu hat.“ revolutionieren die Weltraumforschung. „Die hohe Effizienz des Systems ermöglicht es uns, bemannte Missionen zum Mars in nur zwei Monaten abzuschließen.“

Der Betrieb des PPR beinhaltet die Ionisierung von Brennstoff, wahrscheinlich einem Gas, um Plasma zu erzeugen. Durch die schnelle Entladung elektrischer Energie in das Plasma werden statt eines kontinuierlichen Flusses kurze, intensive Ausbrüche erzeugt. Anschließend beschleunigt ein elektromagnetisches Feld das Plasma durch eine Magnetdüse und erzeugt so Schub.

Diagramm einer gepulsten Plasmarakete.

Das PPR ermöglicht den Transport von viel schwerere Raumschiffe, ausgestattet mit einer Abschirmung gegen galaktische kosmische Strahlung, wodurch die Exposition der Besatzung auf ein vernachlässigbares Maß reduziert wird. Darüber hinaus kann dieses System für andere Langstreckenmissionen verwendet werden, beispielsweise solche, die auf den Asteroidengürtel oder sogar 550 astronomische Einheiten (mal die Entfernung zwischen Erde und Sonne) abzielen, wo die Schwerpunkte der Gravitationslinse des Asteroiden liegen untersucht werden kann. „Die PPR läutet eine völlig neue Ära in der Weltraumforschung ein“, sagt Howe.

Das neue Konzept der gepulsten Plasmarakete (PPR) ist ursprünglich vom Spaltungskonzept abgeleitet, „es ist kleiner, einfacher und erschwinglicher“, sagt die NASA und zielt darauf ab, die Mindestzeit eines bemannten Fluges zum Mars zu verkürzen 2 Monate.

Howes Pläne für den Bau des PPR.

Das Studium der Phase I konzentriert sich auf große, schwer gepanzerte Schiffe für den Transport von Menschen und Fracht zum Mars mit dem Ziel, Menschen und Fracht zum Mars zu transportieren und eine Basis auf dem Roten Planeten zu errichten.

Die behandelten Hauptprobleme konzentrieren sich auf die Bewertung der Auswirkungen neutraler Strahlung auf das System, den Entwurf des Raumfahrzeugs, des Energiesystems und der erforderlichen Subsysteme, die Analyse der Fähigkeiten der Magnetdüse sowie die Bestimmung der Flugbahnen und der Vorteile von PPR.

Im zweite EtagePläne von Howe Industries Verbesserung des Motordesigns um das Gewicht zu reduzieren und den ISP zu erhöhen. An Schlüsselkomponenten würde ein Proof of Concept durchgeführt und der Entwurf eines vor kosmischen Strahlen geschützten Raumfahrzeugs für bemannte Missionen zum Mars fertiggestellt.

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