Antriebskonzept für Weltraumreisen: Mit dem Pellet-Beam-Antrieb zu anderen Sternen

Die interstellare Raumfahrt ist eine große Herausforderung für den aktuellen Technologiestand. Grund hierfür sind primär die gewaltigen Entfernungen, die es zu überwinden gilt und die interstellare Reisen mit den derzeit verwendeten Antrieben zu einer sehr langwierigen Angelegenheit machen würde. Die NASA erforscht daher alternative Antriebskonzepte. Zu diesen gehört auch der sogenannte Pellet-Beam-Antrieb, mit dem auch sehr große Entfernungen in relativ kurzer Zeit überwunden werden können.

Mit riesigem Segel durch den Weltraum

Bisher existiert der Pellet-Beam-Antrieb lediglich als theoretischer Entwurf. Die US-Weltraumbehörde NASA hat diesen allerdings als verfolgenswert eingestuft. Mit dem Pellet-Beam-Antrieb sollen große Massen bei relativ kurzer Flugdauer über große Entfernungen bewegt werden können, so heißt es in einer Studie, die von einem Team rund um Artur Davoyan von der University of California erstellt wurde.

Vorbild für das Pellet-Beam-Konzept ist das sogenannte Segelstrahlkonzept der Initiative Breakthrough Starshot. Dieses sieht vor, dass kleine Sonden mit diesigen Sonnensegeln von leistungsstarken Lasern auf der Erde beschleunigt und angetrieben werden. So soll eine Reise zum nächstgelegenen Sternsystem Proxima Centauri innerhalb von 20 Jahren möglich sein.

Dieses Konzept wird durch den Pellet-Beam-Antrieb aufgegriffen. Dabei soll ein Raumfahrzeug aus der Erdumlaufbahn heraus einen Partikelstrahl aus mikroskopisch kleinen Teilchen, den Mikro-Pellets, auf ein interstellares Raumschiff richten. Diese Pellets werden von einem starken Laser mit einer Leistung von 10 Megawatt zu Plasma umgewandelt. Wenn die Pellet-Kette das Raumfahrzeug erreicht, trifft es entweder auf ein Segel oder auf einen starken Magneten an Bord des Raumschiffes und beschleunigt dieses dadurch.

Machbarkeit des Konzepts wird untersucht

Berechnungen der Forscher:innen zufolge könne die Pellet-Kette eine Geschwindigkeit von 120 Kilometer pro Sekunde erreichen. So könnte ein Raumschiff über den Bewegungsimpuls auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Nach Ansicht der Forscher:innen könnte mit dem Antrieb innerhalb von drei Jahren eine Distanz von 100 Astronomischen Einheiten (AE) überwunden werden. So könnten äußere Planeten unseres Sonnensystems in weniger als einem Jahr erreicht werden, die Distanz bis zur solaren Gravitationslinse (500 AE) könnte innerhalb von 15 Jahren zurückgelegt werden.

Der Pellet-Beam-Antrieb hat gegenüber dem Segelstrahlkonzept den Vorteil, dass auch schwere Raumfahrzeuge mit einer Masse von mehr als einer Tonne mit ihm angetrieben werden können. Zudem werde weniger Energie benötigt.

In einer Phase-1-Untersuchung will die NASA die Machbarkeit des Konzeptes untersuchen. Dazu sollen Modelle verschiedener Teilsysteme des Antriebs erstellt und ihre Machbarkeit in experimentellen Studien untersucht und nachgewiesen werden. Das Forschungsteam erhält dafür vorerst einen Etat in Höhe von 175.000 US-Dollar.

via NASA