Ich habe mich nun noch mal genauer mit diesem faszinierenden Konzept eines Fusionsantriebs befasst. Es ist ein gepulster Fusionsantrieb, der auf der Kompression eines Plasmas durch Metallringe basiert.
Als Beispielmission wird in dem Paper eine bemannte Marsmission beschrieben, die mit nur 130 metrischen Tonnen aus dem LEO gestartet wird! Das wären also gerade mal ein oder max. 2 Starship Starts. Die gesamte Missionsdauer liegt bei sportlichen 210 Tagen, davon 2 x 90 Tage Transfer und 30 Tage am Mars. Das nenn ich mal Effizienz!
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20190001178/downloads/20190001178.pdfKurz zur Erklärung des Antriebskonzeptes:
Grundsätzlich benötigt man Plasma (Zielplasmaoid): das Plasma wird in einer FRC – Anlage generiert.
https://en.wikipedia.org/wiki/Field-reversed_configurationZusätzlich benötig man eine Menge extrem dünner Metallringe a) zur Kompression des Plasmas im Triebwerk, gleichzeitig b) dient es als Strahlenschutz und c) als Stützmasse für den Antrieb
Zur Funktion des Triebwerks:
Die Metallringe werden mit dem richtigen Winkel und Geschwindigkeit zur Konvergenz auf das Zielplasmoid in das Triebwerk geschossen. Das dürfte natürlich technisch alles andere als einfach sein, aber das ist der Plan.
Das Ziel-FRC-Plasmoid wird erzeugt und in die Triebwerkskammer injiziert.
Das Ziel-FRC wird durch das axiale Magnetfeld der Manteltreiberspulen eingegrenzt, während es sich durch die Kammer bewegt
Konvergierende Schalensegmente (die Metallringe) bilden einen Fusionsmantel und komprimieren das Plasmoid des Ziel-FRC bis zu den Fusionsbedingungen. Um die Schalensegmente zu konvergieren werden starke Magnetfelder verwendet.
Bei der Einwärtsbeschleunigung gibt so viel magnetischen Streufluss, dass bei der Kompression das axiale Magnetfeld, das in der nun stark verdickten Metallwand gefangen ist, bis zu bis zu 600 T erreichen kann. Dieses Feld ist wesentlich stärker als das, das für die Kompression eines FRC erforderlich ist, um eine Zündung und einen Fusionsgewinn (~ 200 x) zu erreichen
Durch Fusionsneutronen und Alphastrahlen verdampft und ionisiert, dehnt sich das Plasma schlagartig gegen das Magnetfeld der Triebwerkskammer aus, was zur direkten Erzeugung von Schub führt. Das ganze Triebwerk ist mit Stoßdämpfern am Raumschiff befestigt, um den Stoß abzufedern.
Um sich das besser vorstellen zu können hier noch mal das Video, für ein halbwegs fundiertes Verständnis muss man sich aber durch das Paper durcharbeiten (ich hab es ehrlich gesagt auch nur überflogen).