Obowohl ich optimistisch bezüglich der Marsflüge bin, es gibt technische und technologische Barrieren die für uns unüberwindbar sein werden. Dazu folgende Berechnungen:
1- Um mit nuklearen Treibwerken eine v=200 km/s erreichen, Raumschiff mit nur 100 Tonnen Startmasse, brauchen wir Treibstoff mit einer Masse von rund 50 Milliarden Tonnen.
2- Plasmatriebwerk mit ISP von 200 km/s, Schub 10 Gramm, Startmasse von 15000 Tonnen, Rumschiff 100 Tonnen. Kann nach der Formel in 100 Milliarden Sekunden 1000 km/s erreichen. Das sind in 3200 Jahren. Die Leistung ist um die 200 000 Watt. Wir sind machtlos, so lange können die Triebwerke nicht arbeiten, geschweige der Mensch.
3- Etwas forschritlicher ist schon VASIMR, hat aber keine grosse Zukunft.
4- Besser schon sind MPD als auch MPPD, arbeiten anders als VSIMR. Berechnungen haben gezeigt, das bei einen ISP von 1000 km/s und einen Schub von 100 kg, Raumschiff von 100 Tonnen, wäre es möglich eine v=10 000km/s in 315 Jahren erreichen. Die notwendige Gesamtmasse wäre um 2 100 000 Tonn. Technisch auch nicht machbar.
5-Berechnungen für einen Flug zu den Sternen, v=100 000 km/s, hin und zurück mit einen Raumschiff von 1000 Tonnen und 6 Kosmonauten, sind schwindelerregend. Treibstoff wäre Helium-3 und Deuterium, die Notwendige Masse von 130 000 000 Tonnen.
Wie kommst du den auf diese Zahlen und was meinst du überhaupt. Nuklearthermisch?
Du hast vielleicht recht, aber wofür brauchst du den ein deltaV von 200km/s?
Bei so einer Geschwindigkeit wäre man in einem Jahr hinter dem Pluto.
Für den Mars wäre ein deltaV von 20km/s vom LEO aus schon sehr gut, für Fracht reicht wohl auch locker die Hälfte.
Im inneren Sonnensystem braucht man keine Kernspaltungsreaktoren zur Energieversorgung von Antrieben,
da ist es sehr viel einfacher das mit dünnen und leichten Photovoltaikfolien zu machen.
Die brauchen nur weniger Wellenlängen Dicke damit das Licht in elektrische Energie umwandelbar ist,
der Rest ist vor allem ein Trägermaterial und für die Stromleitung nötig. Sagen wir mal so eine Folie hätte 0,1mm Dicke, 35% Wirkungsgrad und 1,5t/m
3.
Das wäre für die Folie alleine im LEO 3,2kW/kg.
Das man sicher weniger als mit 0,1m/s
2 bescheinigen wird, braucht man nur eine Konstruktion um solche aufgerollten Folien aufzurollen. Ähnlich wie ein altes Segelschiff.
Ich halte es für möglich damit in 10 Jahren Konstruktionen zu bauen, welche unter 1kg/kW mit inklusive Triebwerken kommt.
Mit DS4G Triebwerken, würden damit Schübe von 2,5N/250kg möglich und das bei einem ISP von 21.000s!
Bei einer Nutzlast von 80% und 10% Triebwerkseinheiten und 10% Treibstoff, könnte man damit ein deltaV von 22km/s bewirken.
So eine Rakete würde anfangs mit 10mm/s
2 beschleunigen.
Das sind pro Tag 864m/s mehr Geschwindigkeit.
Damit wäre eine Rakete schon nach unter 10 Tagen beim Start vom LEO zum Mars unterwegs und vermutlich schon nach unter 60Tagen beim Mars.
Bei 60% Nutzlast, doppelt so großen Antrieben und doppelten Tanks, geht das wohl noch um den Faktor 2 flotter zur Sache.
In dem Fall hätte soviel Schub, das man beim Flug aus dem LEO wohl viel weniger Gravitationsverluste hätte als mit derzeitigen Ionentriebwerken.
Für alles was weiter außen als der Mars liegt, wird das natürlich schlechter wegen der schnell abnehmenden Sonneneinstrahlung weiter außen.
Alles andere ist derzeit eigentlich noch nicht einmal in Sichtweite. Kernreaktoren machen für mich nur Sinn wenn nicht nur 3% des Kernmaterials als Brennstoff taucht, sondern wenn möglich über 90%. Ob man damit aber jemals eine Leistungsdichte von mehr als 1kW/kg erreichen kann, steht in den Sternen.
Alles darüber hinaus, halte ich ohne große neue Durchbrüche in der Physik für unerreichbar.
Am besten alles außerhalb vom Jupiter bemannt, für die nächsten 50 Jahre vergessen, es sei den es gibt einen Durchbruch.
