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RAUMFAHRTTECHNOLOGIE
Zum Mars und zurück in 90 Tagen
von Stefan Deiters
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18. Oktober 2004

An der Universität von Washington arbeiten Forscher derzeit an einem futuristischen Antrieb für Raumschiffe, der die Reisezeiten im Sonnensystem dramatisch verkürzen könnte. Dank der Mag-Beam genannten Technologie könnte ein Ausflug zum Mars und zurück in rund 90 Tagen möglich und Reisen in unserem Sonnensystem zur Routine werden.

Mag-Beam-Konzept

Ein Raumschiff erhält Schub durch einen Plasmastrahl. Bild: John Carscadden, University of Washington

Eine Expedition zum Mars - also die Hinreise, wissenschaftliche Untersuchungen auf dem roten Planeten und Rückreise - würde mit herkömmlichen Antriebsformen und unter Ausnutzung der günstigsten Stellung von Erde und Mars rund 2,5 Jahre dauern. "Wir versuchen zum Mars und zurück in 90 Tagen zu kommen", erläutert Robert M. Winglee von der University of Washington. "Unsere Motivation ist, dass die Erfolgschancen für eine bemannte Mission bei einer Dauer von 2,5 Jahren relativ gering sind."

Mag-beam, was für magnetized-beam plasma propulsion steht, ist eine von zwölf Vorschlägen, die unlängst für eine erste sechsmonatige Studie Mittel vom NASA Institute for Advanced Concepts bewilligt bekommen haben. Während dieser Zeit soll das Konzept eingehend überprüft und mögliche Probleme bei der Realisierung identifiziert werden. 75.000 Dollar stehen dafür jetzt bereit, übersteht das Projekt diese Phase, wird die NASA die Entwicklung mit weiteren 400.000 Dollar in den nächsten zwei Jahren unterstützen.

Das Mag-beam-Konzept sieht eine weltraumgestützte Station vor, in der ein Strom aus magnetisierten Ionen erzeugt wird, der ein Raumschiff antreibt, das mit einem magnetischen Segel ausgerüstet ist. Je größer der Plasmastrahl ist, desto größer die Geschwindigkeit, die das Raumschiff dadurch erreichen kann.

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Nach Ansicht von Winglee könnte eine Kontroll-Düse von 32 Metern Durchmesser einen Plasmastrahl erzeugen, durch den sich Geschwindigkeiten von bis zu 11,7 Kilometern pro Sekunde, also von über 42.000 Kilometern pro Stunde oder über eine Million Kilometer pro Tag erreichen lassen. Die durchschnittliche Entfernung zum Mars ließe sich damit in etwa 76 Tagen zurücklegen. Das Team um Winglee arbeitet aber an einem verbesserten Verfahren, mit dem eine Reise zum Mars und wieder zurück in drei Monaten bewerkstelligt werden kann.

Allerdings müsste man, um diese Geschwindigkeiten nutzen zu können, einen weiteren Plasmagenerator am Zielort der Reise stationieren, mit dessen Hilfe das Raumschiff wieder gebremst werden kann. "Dadurch würde man sich ersparen, dass das Raumschiff diese großen Antriebseinheiten transportieren muss."

Winglees Vision sind Generatoren, die von der NASA im Rahmen von schon geplanten Missionen im gesamten Sonnensystem verteilt werden könnten. So könnte eine Mission zum Jupiter nach Ende der eigentlichen Forschungsarbeit im Jupiterorbit verbleiben und dort als Plasmastation dienen. Stationen im äußeren Sonnensystem würden sich nuklearer Energie bedienen, in Sonnennähe könnte man auf Solarenergie zurückgreifen.

Das Mag-beam-Konzept entstand aus einer früheren Idee Winglees, bei dem ein Raumschiff mit einer Plasma-Blase umgeben werden und sich dann vom Sonnenwind treiben lassen sollte. Das Mag-beam-Konzept ist nicht vom Sonnenwind abhängig und erlaubt einen kontrollierten Plasmastrahl. Winglee glaubt, dass eine Testmission schon innerhalb der nächsten fünf Jahre realisierbar wäre.

Einen Haken hat das Konzept allerdings: Bevor Raumschiffe von Plasmastrahlen getrieben durchs Sonnensystem segeln können, müssen Milliarden von Dollars in das Ausbringen von Plasmageneratoren im Sonnensystem investiert werden. Langfristig würden sich dadurch jedoch die Kosten für Raumfahrt erheblich reduzieren, weil Raumschiffe so keinen eigenen Antrieb mehr benötigen würden: Sie würden von einer Plasmastation in die Richtung ihres Ziels angeschoben und am Zielort wieder abgebremst. "Dadurch würde eine permanente Präsenz von Menschen im All möglich", so Winglee. "Das ist es, was wir erreichen wollen."

Links im WWW
Space Plasma Physics Modelling Page, Seiten der Universität von Washington
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