Mit Chemikalien betriebene Raketen können Menschen zum Mond, Mars und zur Venus befördern. Aber um andere Planeten des Sonnensystems zu erkunden und seine Grenzen zu überschreiten, werden Schiffe mit nuklearen oder thermonuklearen Brennstoffen benötigt - Explosionen. RIA Novosti spricht über explosive Projekte und den geschätzten Zeitpunkt der interplanetaren Mission.
Das Prinzip eines Raumfahrzeugs, das sich aufgrund der Energie einer Kernladung bewegt, wurde vom amerikanischen Wissenschaftler Stanislav Ulam bereits vor dem Weltraumzeitalter 1947 formuliert. Nach seiner Idee kann die Detonation durch aufeinanderfolgende nukleare Explosionen von einem am Schiff angebrachten Metallschild erfasst und so beschleunigt werden.
1957 begannen sie in den Vereinigten Staaten im Rahmen des Orion-Projekts, ein Modell eines nuklearen Antriebs zu entwickeln und zu testen. Das Schiff war für das Militär bestimmt, um Atomsprengköpfe zu bewegen. Es umfasste ein Fach mit Kraftstoffkassetten, einen Schubschild und einen Laderaum. Die bemannte Version erforderte auch die Installation von Stoßdämpfern, um die Rucke zu dämpfen. Der Sprengstoff gewinnt nicht nur an Geschwindigkeit, sondern nimmt auch eine um eine Größenordnung höhere Nutzlast an Bord als eine mit Chemikalien betriebene Rakete.
"Diese Idee ist attraktiv, weil es nur mit Hilfe eines explosiven Raumfahrzeugs möglich ist, auf signifikante relativistische Geschwindigkeiten zu beschleunigen, dann werden die fernen Planeten des Sonnensystems verfügbar und es wird möglich sein, die erste interstellare Expedition zu organisieren", erklärt Anton Pervushin, Science-Fiction-Autor und Spezialist für Astronautengeschichte bei RIA Novosti …
Wissenschaftler haben berechnet, dass, wenn Sie alle drei Sekunden eine Ladung zur Detonation bringen, das Schiff mit einer Beschleunigung von eins drei Prozent der Lichtgeschwindigkeit erreicht und in 140 Jahren zum nächsten Sternensystem, Alpha Centauri, fliegt.
Die Idee eines Weltraumantriebs, der auf nuklearen Explosionen basiert, wurde 1962 auch vom sowjetischen Physiker Andrei Sacharow zum Ausdruck gebracht. Sein Konzept wurde als sehr komplex, aber vielversprechend anerkannt.
Alle Arbeiten an Sprengstoffen wurden 1963 eingestellt, als ein internationaler Vertrag über das Verbot von Atomwaffentests in der Atmosphäre, im Weltraum und unter Wasser unterzeichnet wurde.
Explosionsschema "Orion" / Illustration von RIA Novosti. NASA.
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Thermonukleare Explosion
Der deutsche Physiker Friedward Winterberg schlug 1971 vor, ein Raumschiff mit einer durch einen Elektronenstrahl ausgelösten thermonuklearen Reaktion zu beschleunigen.
Eine thermonukleare Reaktion ist 26 Millionen Mal energiereicher als der chemische Wasserstoff-Sauerstoff-Raketentreibstoff und liefert eine Größenordnung mehr Energie als eine nukleare. Aber eine Größenordnung weniger als eine Explosion im Zusammenspiel von Materie und Antimaterie. Das Problem ist, dass von allen möglichen Brennstofftypen nur die Kernspaltungsreaktion realisiert wurde und ihre Wirksamkeit gezeigt hat.
Trotz des Utopismus der Idee eines thermonuklearen Motors wurde er von Mitgliedern der British Interplanetary Society unterstützt und zwei Jahre später gründeten sie das Daedalus-Projekt.
Die Kernfusion findet im Darm der Sterne statt. Um es auf die Erde zu bringen, sind ungeheure Temperaturen und Treibstoff aus Wasserstoff oder Wasserstoff und Helium erforderlich. Berechnungen haben gezeigt, dass die Energie der thermonuklearen Fusion eines Gemisches aus Deuterium und Helium-3 12 Prozent der Lichtgeschwindigkeit entwickeln kann - 36.000 Kilometer pro Sekunde. Daedalus hätte in einem halben Jahrhundert Bernards Stern erreicht, 5,9 Lichtjahre von der Erde entfernt. Zum Vergleich: Das schnellste Raumschiff, Voyager 1, beschleunigte aufgrund einer Schwerkraftunterstützung in der Nähe des Saturn auf 17,02 Kilometer pro Sekunde.
Strukturell war das Schiff ein großes Reservoir an Treibstoff, aus dem jede Sekunde in kleinen Portionen Treibstoff in die Brennkammer geworfen wird. Plasma-Verbrennungsprodukte werden durch starke Magnetfelder in die Düsen geleitet.
1978 wurde die Arbeit an "Daedalus" eingeschränkt.
„Leider können sich explosive Projekte aufgrund des 1963 unterzeichneten Vertrags über das Verbot von Atomtests in drei Umgebungen (Ozean, Atmosphäre und Weltraum) nicht vollständig entwickeln. Bis zur Überarbeitung bleiben Explosionskonzepte rein theoretisch “, bemerkt Anton Pervushin.
Schiffsprojekt für Kernbrennstoffe / Icarus Interstellar.
Zweihundert Jahre warten
2010 unternahmen Enthusiasten einen weiteren Versuch, den Traum von einer Explosion wiederzubeleben, und gründeten das Ikarus-Projekt. Sie wurden von der British Interplanetary Society und der Tau Zero Foundation unterstützt.
Die Teilnehmer des Ikarus-Projekts nahmen die Entwicklungen des Daedalus als Grundlage und analysierten die Hauptaspekte der zukünftigen Mission. Es wird vorgeschlagen, eine kleine unbemannte Sonde auf einem thermonuklearen Antrieb sofort innerhalb von 15 Lichtjahren von uns zu mehreren Zielen zu starten. Um einen oder zwei Sterne und sechs oder sieben Planeten im Detail zu untersuchen, wird ein ganzer Ausrüstungskomplex mit einem Gewicht von etwa zweihundert Tonnen benötigt. Im Orbit von Gasriesen wie Jupiter können Sie sich mit Helium-3 füllen, das auf der Erde knapp ist. Angesichts des Tempos der technologischen Entwicklung wird eine solche Mission erst um 2300 möglich sein.
Explosive Projekte haben neben gesetzlichen Beschränkungen viele ungelöste technische Probleme. Es ist nicht klar, woher der Brennstoff für eine thermonukleare Reaktion stammt, wie er in die Kammer eingespeist wird, wie die Beschleunigung gedämpft wird, wie die Besatzung vor kosmischer Strahlung geschützt wird und welches der Weltraumantriebssysteme im Allgemeinen am effizientesten ist.
Laut Pervushin gibt es jedoch keine andere Option als eine explosive, wenn Menschen eines Tages ein großes Raumschiff zu den nächsten Sternen schicken wollen.
Tatiana Pichugina
