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Zum Mars und zurück in 90 Tagen auf einem "Mag-Beam"

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Eine neue Art von Antrieben für Raumschiffe, entwickelt an der University of Washington (UW), könnte die Zeit entscheidend verkürzen, die Astronauten für eine Reise zum Mars benötigten und so den Menschen zu einer ständigen Einrichtung im All werden lassen.

Faktisch könnten mit "magnetized-beam plasma propulsion" oder "mag-beam", schnelle Ausflüge in entfernte Teile des Sonnensystems Routine werden, sagt Robert Winglee, Professor an der UW, der dieses Projekt leitet.

Derzeit, bei Verwendung der konventionellen Technologie und Anpassung der Orbits von Mars und Erde um die Sonne herum, würde es die Astronauten 2,5 Jahre kosten zum Mars zu reisen, ihre wissenschaftliche Mission durchzuführen und zurückzukehren.

"Wir versuchen innerhalb von 90 Tagen zum Mars und wieder zurückzukommen," sagt Winglee. "Unserer Meinung nach, ist die Chance bei einer Mission die 2,5 Jahre dauert, sehr gering, dass sie erfolgreich verläuft."

"Mag-beam" ist einer von 12 Anträgen, die seit diesem Monat die Unterstützung der NASA bekommen. Jedes erhält $75.000 für eine 6-Monats Studie, die das Vorhaben bewerten und herausfinden soll, welche Herausforderungen bei der Entwicklung auftreten könnten. Die Projekte, die diese Phase schaffen, können dann bis zu $400.000 innerhalb von 2 Jahren erhalten.

Das Konzept sieht es vor, dass eine weltraumbasierte Station einen Strom aus magnetisierten Ionen erzeugt, die mit einem magnetischen Segel eines Raumschiffs interagieren und es mit hohen Geschwindigkeiten, die mit der Größe des Plasmastrahls ansteigen, durch das Sonnensystem treiben. Winglee schätzt, dass eine Kontrolldüse mit einer Breite von 32 Metern einen Plasmastrom generieren würde, der in der Lage wäre ein Raumschiff mit 11.7 km/s anzutreiben.

Mars ist im Durchschnitt 77 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, obwohl die Distanz sehr stark variieren kann, je nachdem wo sich die beiden Planeten in ihrem Orbit um die Sonne herum gerade befinden. Bei dieser Entfernung würde ein Raumschiff, das mit dieser Geschwindigkeit reist, mehr als 76 Tage für die Reise zum Roten Planeten benötigen. Aber Winglee arbeitet an Methoden noch höhere Geschwindigkeiten zu erzielen, so dass eine Rundreise in drei Monaten durchgeführt werden könnte.

Um solche Geschwindigkeiten zu nutzen, muss allerdings eine zusätzliche Plasmaeinheit am Ziel vorhanden sein, um das Raumschiff wieder abzubremsen.

Winglee stellt sich vor, dass schon geplante NASA Missionen diese Einheiten im Sonnensystem verteilen. Eine könnte zum Beispiel als integraler Bestandteil der Jupiter Mission benutzt und dann, nach Beendigung der Mission, im Orbit zurückgelassen werden. Einheiten, die weit draußen im Sonnensystem installiert werden, würden Kernkraft für die Energieerzeugung benutzen, wohingegen diejenigen, welche sich näher bei der Sonne befinden, mit Solar-Panels angetrieben werden könnten.

Das "The mag-beam" Konzept stammt aus einem früheren Konzept von Winglee, dass zu einem System führen sollte, dass "mini-magnetospheric plasma propulsion" genannt wird. In diesem System würde eine Plasma-Blase um ein Raumschiff herum gebildet und diese würde im Sonnenwind dahinsegeln. Das "mag-beam" Konzept verzichtet dagegen auf den Sonnenwind und ersetzt ihn durch einen Plasmastrahl, der in Stärke und Richtung kontrolliert werden kann.

Eine "mag-beam" Testmission könnte innerhalb von 5 Jahren möglich sein, wenn die finanzielle Unterstützung gewährleistet ist, sagt er.

Winglee gibt zu, dass es eine Anfangsinvestition von einigen Milliarden Dollar bräuchte um die Stationen im Sonnensystem zu verteilen. Aber wenn sie erst einmal an Ort und Stelle sind, würden ihre Energiequellen für eine zeitlich unbegrenzte Herstellung von Plasma sorgen können. Dieses System würde die Kosten von Raumschiffen stark reduzieren, weil einzelne Raumschiffe nicht mehr ihre eigenen Antriebssysteme transportieren müssten. Sie würden schnell an Geschwindigkeit gewinnen, mit einem starken Schubs von einer Plasma Station, mit hoher Geschwindigkeit dahingleiten, bis sie ihre Ziel erreichten, wo sie durch eine weitere Plasma Station abgebremst würden.

"Dies würde für eine permanente Präsenz von Menschen im All sorgen," sagt Winglee. "Das ist es, worauf wir hinarbeiten."

Quelle: University of Washington News Release

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