ESA schafft Durchbruch beim Ionenantrieb

Die ESA und die Australian National University haben einen Durchbruch bei dem Ionenantrieb geschafft!. Laut ESA (http://www.esa.int/esaCP/SEMOSTG23IE_index_0.html) schafft der neue Ionenantrieb eine Ausströmgeschwindigkeit von 210000 m/s !!! Das ist 4-Mal schneller als bei bisherigen Triebwerken!

[Edit]
Des Weiterem ist dieses Ionentriebwerk 10 mal mehr Treibstoffeffizient als das auf der SMART-1 Mission!!!!!!!!

Zitat entfernt.

Das ist doch eine supper sache!!!

Ne bitte an alle die englisch gut beherschen: können Sie bitte den Unterschied zu den traditionellen Ionentriebwerken hier erläutern. Ich habe zwar den Artickel gelesen, jedoch die Deteils befürchte ich doch nicht korrekt übersetzen können. Danke viel mals voraus

@ILBUS:
Obwohl ich glaube verstanden zu haben, was da steht(sprachlich), habe ich den genauen Unterschied zwischem dem alten und dem neuem Triebwerk auch nicht genau verstanden. Aber soweit ich das verstanden habe funktionieren Ionentriebwerke, indem zwischen zwei Gittern ein starker Spannungsunterschied besteht, der Ionen beschleunigt. Es werden also erst möglichst schwere Gase ionisiert und dann elektromagentisch beschleunigt. Das Problem beim alten Triebwerk war, dass, wenn der Spannungsunterschied über 5000 Volt ging, die Ionen mit dem zweiten Gitter kollidierten und dasselbe auf die Dauer beschädigten. Beim neuen Triebwerk wurde dieses Problem nun irgendwie gelöst, sodass auch größere Spannungsunterschiede möglich sind und die Ionen entsprechend schneller beschleunigt werden können.
Die Differenz zwischen der Ausströmgeschwindigkeit von chemischen Triebwerken und der von Ionentriebwerken ist schon ziemlich groß. Ein Sauerstoff/Wasserstoffgemisch erreicht maximal eine Ausströmgeschwindigkeit von ca. 5km/s. Der Ionenantrieb schafft 210km/s, das ist 42mal so viel! Damit braucht man viel viel weniger Treibstoff, um große Geschwindigkeiten zu erreichen. Selbst für eine bemannte Marsmission ist eine größerer Version dieses Triebwerk mit einer entsprechend starken Energieversorgung durch einen Kernreaktor geeignet.

Kleiner Irrtum Voyager fliegt mit 17 Km/s.  Und dann ist da noch die Zeit bis ein Ionentriebwerk die Endgeschwindigkeit erreicht hat.

grüße

Thomas, sie haben einen denkfehler: es ist nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit gemeint, sondern die Austritsgeschwindigkeit der Gase (Partickel) aus der Düse.

Noch ein kleines Beispiel:
Also wenn man z.B. die Sonde New Horizons auf eine Geschwindigkeit von 100km/s beschleunigt, dann würde sie zum Pluto nur noch ca. 2 Jahre brauchen(Zeit für die Beschleunigung nicht mitgerechnet). Wenn man mit einer Ausströmgeschwindigkeit von 200km/s für den Ionenantrieb rechnet, würde man nach der Raketengleichung nur noch ein Massenverhältnis(Masse bei Brennstart/Masse bei Brennschluss) von ca. 1.65 für die Raumsonde brauchen.

Auf raumfahrer.net gibt es jetzt auch einen Beitrag hierzu:

http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/14012006122247.shtml

Hallo,

"Auch könnte mit einer Clusteranordnung von mehreren Antrieben ein bemanntes Raumschiff zum Mars und zurück befördert werden, vorausgesetzt natürlich, der große Bedarf an elektrischer Leistung kann befriedigt werden."

Das ist der Knackpunkt an der neuen Entwicklung.

Sowohl der Artikel hier bei Raumfahrer.Net als auch der ESA-Artikel lassen die Frage nach dem Energiebedarf unbeantwortet. Das "viermal effizienter" bezieht sich zunächst einmal nur auf die Ausnutzung des Treibstoffs (also des ionisierten Gases). Aber ob das Triebwerk auch hinsichtlich des Stromverbrauchs effizienter ist, bleibt offen.

Mehr zu liefernder Strom heisst aber automatisch auch schwerere Raumfahrzeuge...

Viele Grüße,
René

PS: Gibt es irgendwo Zeichnungen zu diesen Antrieben? Mich würden die Gitteranordnungen interesieren. Die sind aus den Artikeln auch nicht wirklich ersichtlich.

Es ist ntürlich eine wichtige Frage mit der Energiezuführ, weil bei so was letzendlich geibt sie den höchst möglichen Schub vor.  Ich hatte es mal für die Gesammtleistung der ISS-solarpannelen (100 kWt) ausgerechnet gehabt und kamm bestennfalls auf 1g Schub bei den Austrittsgeschwindigkeiten.

Soll es sich für die Strecken zum Mars lohnen, so sind die viel grösseren Energiequellen notwendig. Mich grusselts es zwar bei dem gedanken, aber ich denke da kommt man ohne Atomreaktor nicht hin, soll man Ionentriebwerk verwenden wollen.

Hallo!

In Bezug auf den Ionen-Antrieb würde mich noch die Dauer der Beschleunigung und der Abbremsung zum Beispiel bei einer Mars-Mission interessieren. Würde da nicht ein willkommender Schwerkrafteffekt auftreten? Also zwei Fliegen mit einem Antrieb:
Kürzere Reisedauer und künstliche Schwerkraft.

Oder mache ich da einen Denkfehler?

Neugierig [smiley=dankk2.gif]

rolli

@rolli:
Ja, es würde in der Tat ein Schwerkrafteffekt einsetzen. Aber dieser wäre aufgrund der geringen Beschleunigung so klein, dass man ihn wahrscheinlich nicht einmal spüren würde.

Aha, danke.
Das heisst, auch dieser Suppi-Ionen-Antrieb ist eigentlich immer noch viel zu schwach um damit ernsthaft bemannte Raumfahrt auszuführen...

Na, ja, ich bin da zu wenig technisch versiert: Wie stark müsste denn eine Beschleunigung sein, um z.B. permanent eine künstliche Schwerkraft von einem halben g zu bewirken?

Wahrscheinlich mit den heutigen Antrieben illusorisch?!

Wie stark müsste denn eine Beschleunigung sein, um z.B. permanent eine künstliche Schwerkraft von einem halben g zu bewirken?

Naja ein halbes G Die Schwerkraft ist ne Beschleunigung

Es gibt mittlerweile auch Ionenantriebe im Leistungsbereich bis 100 kW. Ein Lichtbogentriebwerk dieser Leistung aus Stuttgart beispielsweise ist etwa so groß wie ein Unterarm. Mit 35 Triebwerken dieser Art könnte man, nach Aussage der Entwicklungsleiterin Frau Dr. Auweter-Kurtz (Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart) bei einem Flug zum Mars sogar umkehren und, ohne einen Flyby am Mars durchzuführen, zur Erde zurück fliegen. In ein paar Jahren wird es Triebwerke mit einem Vielfachen dieser Leistung geben, so dass man mit einigen wenigen Triebwerken auskommt. Allerdings benötigt man immer noch eine „leichte“ Energiequelle im Leistungsbereich von einigen Megawatt.

@Rolli: Das Triebwerk ist also nicht mehr das eigentliche Problem des „Supi-Antriebs“ sondern eine kompakte und starke Energiequelle. Übrigens: ein Halbes g sind 4,9 m/s².

GG

@Halbtoter/GG

danke

Ja, ich lerne.

Also doch eine starke Energiequelle..., sagen wir ein Atomreaktor?
Immerhin, wäre doch möglich.

Permanente Beschleunigung mit 4,9 Km/Sek = 0,5 g.., und nacher das Gleiche mit Abbremsung.

Oha, ist doch ein bisschen zu hoch gegriffen, zumindest in den nächsten 20 Jahren. Na ja, immerhin wird doch ernsthaft diskutiert.

@Halbtoter/GG

Permanente Beschleunigung mit 4,9 Km/Sek = 0,5 g.., und nacher das Gleiche mit Abbremsung.

4.9 Km/Sek ist keine Beschleunigung sondern eine Geschwindigkeit. Es muss heißen 4.9 m/s^2. Die Beschleinigung gibt die Änderung der Geschwindigkeit in eine bestimmten Zeit an.

Hi Tobi453

schon gut, ich bin kein Wissenschaftler, ich wollte einfach auf eine permanente Beschleunigung hinweisen. Je grösser die ist, umso grösser auch der Effekt der Schwerkraft, ja?

Übrigens:

Die Beschleinigung

Was ist den dat? 8-)

Hallo rolli,

ich bin da gar nicht so pessimistisch (wegen der 20 Jahre). Durch ihren einfachen Aufbau sind elektrische Triebwerke im allgemeinen und Lichtbogentriebwerke im besonderen ziemlich robust. Wenn man die Leistung noch ein wenig steigert, dann fehlt es wirklich vor allem an einem leistungsfähigen aber kleinen Atomreaktor. Die Russen haben sowas schon, ich weiß aber nicht, welche Leistung die so bringen.

GG

Hi GG

bin der gleichen Meinung: 20 Jahre sind etwas zu pessimistisch.

Apropos Russen: Die haben ja wirklich eine tolle Erfahrung in Sachen Raumfahrt. Wieso nur um Himmels Willen (..) zweigen die nicht mehr Geld ab vom Ölsegen, der momentan in Russland herrscht?
Der Putin müsste doch auch mal energisch für ein neues russisches Weltraumprogramm eintreten, ist doch nur in seinem Interesse...

Könnte das nicht einer von hier dem Putin mal mitteilen, na wer kann denn russisch?

Ruhigblut

Da passiert schon was die ganze Zeit. Welche Entwicklungen interessieren dich? Frag einfach hier direkt nach. Man wird dir Quellen geben, wo du es nachlesen kannst.

do skorogo. Jenia

@GG
die russischen Reaktoren, welche weltraumtauglich sind, haben eine nutzbare Leistung von etwa 10kW. Inwieweit es schon neuere gibt entzieht sich leider meiner Kenntniss. Die Amis hatten mit SNAP-50 um die 1MW erreicht. Dieser ist jedoch nie geflogen. Ich bin mir nichtmal sicher, ob er überhaupt gebaut wurde oder nur als Projekt existiert.

@ILBUS
Mich würde es interessieren woran derzeit geforscht wird. Verbesserte Hal Effekt Antriebe? etc. Ich würde mich darüber freuen, wenn du mir dazu paar Links schicken könntest.

MFG

Hallo Urfin. Leider kenn ich keine Links der russischen Entwickler. Hin und wieder duch Sagenhöhren kriege ich was mit. Aber bei Antwort auf rollis Meldung habe ich an die Uni (DGU) in meiner Heimatstadt (Dnipropetrovsk) gedacht. Als ich damals noch am überlegen war wohin zum Studium, habe ich mich dort umgeschaut gechabt, und da gab es ein Lehrstull, für alternatieve Energiequellen und Antriebe in der Raumfahrt bei dem Physisch-Technischen-Fakultet.

Es gibt einige Bereiche in der Raumfahrt womit meine Heinatstadt einen sehr engen Kontakt zur Russland hat, und deswegen meine ich, dass es nur bei einem Lehrstuhl nicht bleiben kann. So was ist leider sehr oft ein Statsgeheimniss. Deswegen mit Quellenangaben es sehr schwirig sein kann

Vielleicht kannst Du aber Mal bei Deinen ehemaligen Kollegen in Dnjeprpetrowsk nachfragen. Die freuen sich vielleicht über Kontakte nach Deutschland(?).

GG

Hallösche ILBUS -  Hmm daran scheitere ich meist auch. Viele Sachen existieren meist nur als Plan in einer Schublade und werden nicht veröffentlicht oder wenn nur durch Zufall. Gerade bei den russischen Kollegen ist meiner Meinung nach unheimlich viel Potential vorhanden, nur man erfährt immer recht wenig über einen aktuellen Stand. Kann mich da GG nur anschließen

Es gibt wahrlich zu wenig Lehrstühle die sich gerade mit solchen Sachen befassen. Hab meist den Eindruck man bekommt in den vorhandenen Vorlesungen gerade mal nur einen Überblick, aber sobald es ins Detail geht sieht es schon schlechter aus. Hmm hätte ich das mal eher gwußt, dass es so einen Lehrstuhl überhaupt gibt ...  - jetzt kann ich kein russisch

Hallo,

ich habe mich bei meinen alten Freunden gemeldet, aber das hat bis jetzt nichts gebracht. Ich habe ehrlich gesagt nichts anderes erwartet, weil ich es schon mehrmals davor probiert hatte, aber habe einfach mal wieder probiert. Ich habe den Kontakt zu den Jungs verlohren kurz nach dem ich umgezogen war.

Mich bei der Insitutleitung zu melden habe ich mich nicht getraut. Da werden Studenten weniger ernst genohmen als die schon in dem Bereich tätige Personen.

Was noch für euch interessant sein kann, man hat durch Anprache auf englisch viel mehr Chancen auf eine Antwort als auf Ukrainisch/Russisch.

Sollte jemand Interesse zeigen sich selber dort zu melden, ich gebe per PN die Telefonnummer, leider haben die nur den Webmaster als einzelnen Webansprechpartner.