Denkt mal nach, was man für Möglichkeiten an Bord eines Raumschiffes hätte, wenn man hohe Mengen an elektrischem Strom zur Verfügung hätte.
Ich habe mir mal Gedanken gemacht über ein luftatmendes, elektromagnetisches Triebwerk für den Einsatz in der Erdatmosphäre. Als Energiequelle käme im Moment nur ein Nukleargenerator in Frage. Dieser Generator müsste leicht und kompakt gebaut sein. Er müsste in einem absturzsicheren Containment eingehüllt sein und wäre bewusst nicht mit Plutonium betrieben.
Das hier vorgeschlagene System unterscheidet sich auch von der Idee von Zubrin einer Nuklearrakete, die mit auf dem Mars aus der Luft erzeugtem Treibstoff betrieben wird und wo der Treibstoff direkt durch den Reaktor erhitzt wird (analog alte NERVA-Konzepte). Ein solches System wäre zwar einfacher zu konstruieren (ohne all die Stromerzeugungsanlagen) und würde vermutlich auch als luftatmendes System funktionieren, jedoch scheint es mir wegen der direkten Erhitzung des Treibstoffs am Reaktor politisch heikler als ein Reaktor in einem relativ sicheren Containment.
Der Generator liefert den notwendigen Strom für das elektromagnetische Triebwerk im xMegawattbereich. Das Hauptaugenmerk soll im Moment nicht auf dem Generator liegen, sondern auf der Triebwerktechnik. Wir gehen mal davon aus, dass genügend elektrische Energie verfügbar ist.
Das Raumschiff startet konventionell wie ein Flugzeug waagrecht mit einem luftatmenden Kerosin-Triebwerk (alternative Möglichkeit wäre eine rein elektrisch betriebene Turbine). Nach dem Start schaltet sich das elektromagnetische Triebwerk hinzu und bringt zusätzlichen Schub bis das Kerosin-Triebwerk nicht mehr benötigt wird und eingezogen werden kann. Das elektromagnetische Triebwerk verwendet nur die Umgebungsluft und beschleunigt nur allmählich. Die Höhe entspricht jeweils der optimalen Einstellung von Luftdruck, Geschwindigkeit, Luftwiderstand, Reibungshitze, etc. In der Höhe, wo noch genügend Luftmoleküle für den Betrieb vorhanden sind, wird die Höhe gehalten und nur noch die Geschwindigkeit erhöht, bis dann mit Hilfe von einer kleinen Menge Treibstoff aus den Tank die Erdumlaufbahn erreicht werden kann.
Funktionsweise:
Das Raumschiff hat am Bug eine grosse Öffnung, um die Luft anzusaugen (z.B. 20 m x 5 m). Diese Öffnung besteht aus einer Wabenstruktur, welche die Kathode darstellt. Diese grosse Öffnung verengt sich auf einen kleinen Durchmesser. Hier befindet sich die Ringanode. Zwischen der Kathode und der Anode entsteht ein Lichtbogen (eventuelle mehrere), der die Luft extrem erhitzt. Das entstandene Plasma wird durch ein elektromagnetisches Feld zu einer zweiten Anode hin beschleunigt.
Gemäss Bernd Leitenberger wird bei einem elektromagnetischen Triebwerk der Treibstoff zuerst in ein Plasma verwandelt und dann durch ein elektromagnetisches Feld beschleunigt, was auch als Lichtbogentriebwerk mit Nachbrenner bezeichnet wird. Mit Wasserstoff sind Ausströmgeschwindigkeiten bis 70 km/sec erreichbar, mit Wasser oder Ammoniak 10 – 15 km/sec
(siehe www. bernd-leitenberger.de/zukuenftige_antriebe.html).
Mit dem hier beschriebenen Konzept werden nicht die hohen Ausströmgeschwindigkeiten erreicht. Der grosse Vorteil liegt jedoch darin, dass dieses System fast keinen Treibstoff benötigt, da die Umgebungsluft verwendet wird. Dies erlaubt, auf grosse Treibstofftanks zu verzichten. Jedoch muss ein Reaktor die nötige elektrische Energie liefern. Andere elektrische System funktionieren nur im Weltall. Dieses hier könnte meiner Meinung nach auch in der Atmosphäre funktionieren und gemütlich auf die erforderlichen Geschwindigkeiten kommen.
