Lichtbogentriebwerke sollen Flugzeiten halbieren

Bei nano (auf 3sat) kam gestern ein Beitrag über die Entwicklung eines thermischen Lichtbogentriebwerks in Deutschland, bei dem durch einen bis zu 20000 °C heißen Lichtbogen Wasserstoff erhitzt wird und anschließend die Triebwerksdüse mit etwa 72000 Stundenkilometer verlässt. Hervorgehoben wurde die Zuverlässigkeit und Wiederverwendbarkeit des kompakten Triebwerks. Es hat nur etwa die Größe eines Unterarmes. Außerdem entsteht ein hoher spezifischer Impuls, der er sogar ermöglichen soll, dass man bei einer Marsmission umdrehen oder wesentlich andere Bahnen vom bzw. zum Mars nehmen kann (Aussage der Professorin). Bereits 35 dieser Triebwerke sollen für einen Marsantrieb ausreichen. Allerdings wird eine starke Energiequelle benötigt. Bei den Experimenten wurden bei Spannungen um 1500 V Stromstärken bis zu 4000 A benötigt, zu den Triebwerken sind Leistungsangaben bis 100 kW angegeben.

Die Entwicklung findet am Institut für Raumfahrtsysteme in Stuttgart unter der Leitung von Prof. Dr. Monika Auweter-Kurtz statt und soll 2009 erstmals im Weltraum eingesetzt werden. Dabei soll eine kleine Sonde zum Mond fliegen.

Der Beitrag wird auf dem MDR ab 15.30 Uhr wiederholt, kann aber auch auf www.3sat.de/nano/vision/84489/index.html nachgelesen werden.

GG

Der Link zum Institutsartikel über derartige Antriebe: http://www.irs.uni-stuttgart.de/RESEARCH/EL_PROP/ARC/d_arcjet.html

Ich glaube von dem Lichtbogenteil hab ich schon mal gehört, bin mir aber nicht sicher
ob da nicht auch unterschiedliche Systeme in Entwicklung sind die auf so nem Lichtbogen Verfahren Aufbauen.
Ansonsten gibt es ja regelmäßig neue Ideen zu Antriebstechnologien da könnten wir ja auch mal ein extra Thema zu machen.
Das hier ist zum Beispiel aus Svens Weblog:
http://www.wirtschaftsblatt.at/cgi-bin/page.pl?id=431943
klingt auch ganz interessant hab ich aber auch noch nie was drüber gehört oder dazu gefunden.

Die Idee des thermischen Lichtbogentriebwerks und das Projekt Sonde Baden-Württemberg 1 sind nicht neu, aber durch den Beitrag bei nano scheint das nicht nur bei GG wieder ins Blickfeld zu rücken..  
Zum anderen Antrieb: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4274.0

Ja diese Alternative ist mir schon bekannt. Ich bin ja ein fleißiger Raumcon-Leser. Hauptproblem wird aber in jedem Falle eine ausreichend dimensionierte Energiequelle. Und da kommen wir zu dem ebenfalls bereits angesprochenen Kernreaktor im Miniformat.

Aber, es tut sich was...

GG

Echt spannend. Immer steckt irgendwo die Hoffnung nach dem grossen Durchbruch.
Wie der Antrieb mit den Alfven-Wellen funktioniert (Hinweis von Fritz), habe ich nicht verstanden.

Also, soweit ich das verstanden habe, besitzen die beiden Antriebstechnologien sowohl deutliche Gemeinsamkeiten als auch signifikante Unterschiede. Beide verwenden ein Plasma als Antriebsmedium und beschleunigen dieses auf wesentlich höhere Geschwindigkeiten als chemische Triebwerke. Die eine erreicht dies durch elektrische Felder und magnetisch hervorgerufene Wellen, die andere durch eine starke Erwärmung.

Beim Plasmaantrieb aus Österreich (Uni Graz) wird zunächst ein Plasma erzeugt und elektrisch beschleunigt. Anschließend wird es in ein wechselndes Magnetfeld gebracht. Die geladenen Teilchen, die sich schnell bewegen, werden durch die Lorentzkraft senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung beschleunigt. Dabei entstehen nun die Alfven-Wellen und sorgen für eine Art Dichteschwankung. Wenn die Teilchen auf dem Höhepunkt ihrer nach hinten gerichteten Geschwindigkeit aus dem Magnetfeld austreten, übertragen sie den höchstmöglichen Impuls. Die Ausströmgeschwindigkeiten sollen etwa zehnmal höher sein als bei konventionellen (also wohl chemischen) Antrieben.

Beim Plasmaantrieb aus Deutschland (Uni Stuttgart) wird durch einen 20000 °C heißen Lichtbogen eine so hohe Tempartur erreicht, dass die Ausströmgeschwindigkeit des reinen Wasserstoffs aus einer konventionellen Düse bei 72000 km/h liegt und damit deutlich über der chemischer Antriebe. (Der spezifische Impuls liegt bereits in der Größenordnung von Feststofftriebwerken.) Dabei ist der Aufbau des Triebwerkes relativ simpel. Es gibt weder ein beschleunigendes elektrisches noch ein magnetisches Feld.

Möglicherweise lassen sich beide Technologien sogar miteinander kombinieren. Dann erleben wir vielleicht wirklich noch Touristenflüge zum Mars ;-).

GG

Also im Endeffekt begrenzen sich die Gemeinsamkeiten dann auf das verwendete Plasma. Das heißt nicht, dass man diese Antrieb nicht evtl. auch gemeinsam nutzen könnte.

Was meint ihr denn, wie vorteilhaft und realistisch wäre es, beide Techonolgien zu kombinieren?
Könnte man den "Plasmaantrieb aus Deutschland" als Raketenstufe nehmen und den "Plasmaantrieb aus Österreich" im All oder wären beide gut als Raketenstufe und Antrieb im All geeignet?

Beide Triebwerke lassen sich (effektiv) nur im Vakuum einsetzen. Für den Start von der Erde aus müssen auch weiterhin chemische Triebwerke verwendet werden, bis endlich mal jemand was neues erfindet.

Ich hatte sogar bei der Entwicklungsleiterin in Stuttgart nachgefragt:

> Sehr geehrte Frau Prof. Dr. Auweter-Kurtz,
>
> ich habe mit Interesse den Bericht über Ihre Arbeit an einem kompakten
> thermischen Lichtbogentriebwerk in der 3sat-Sendung "nano" gesehen und
> wünsche Ihnen damit viel Erfolg sowie einen baldigen Einsatz. Ich habe nur
> eine kurze Frage. Ein derartiges Triebwerk kann nur im Vakuum eingesetzt
> werden und eignet sich nicht dazu, Nutzlasten von der Erde aus ins All
> zu transportieren. Liege ich da richtig?

Ja!

Und weiter von mir:

> Leider habe ich keinen Link zu einer deutschsprachigen Seite, auf der es
> nähere Informationen zu Ihrer Erfindung gibt, gefunden. Die Seite
> http://www.irs.uni-stuttgart.de/RESEARCH/EL_PROP/HPR/d_hpr.html ist noch
> im Aufbau. Ich nehme an, dass man hier demnächst weitere Infos nachlesen
> kann.

Ja, hoffentlich bald.

So gefallen mir die Antworten, kein langes Drumrum-Gerede.

GG

Okay, das wundert mich weil der Vergleich mit chemischen Triebwerken mich zu dem Schluss geführt hat, dass man die auch zum Start einsetzen könne. Sobald die von dir genannte Seite dann aktualisier wird, werde ich mich da dann mal weiter informieren, aber der Anfang ist auch so schon sehr interessant. Danke für die konkrete Antwort

Tobias