Fusionsantrieb

Hier das detaillierte Papier zum Antrieb.

http://msnwllc.com/Papers/FDR_JPC_2012.pdf

Großartig! Dieses Triebwerk kann auch mit einem leistungsfähigen normalen Kernreaktor betrieben werden. Das ist ein Riesenschritt in Richtung interstellare Raumfahrt. 

Nein, das ist ein Quantensprung in Richtung "Interstellare Raumfahrt"! 

Und wie wir alle wissen, ist ein Quantensprung eine sehr, sehr kleine Bewegung, sogar die kleinstmögliche überhaupt. 

Ich würde zunächst die interplanetare Raumfahrt favorisieren. Für die interstellare gilt es erst noch ein paar Probleme zur Haltbarkeit und Autonomie von Systemen zu lösen.

Aber ein Flug zum Mars oder ins Saturnsystem wäre damit bereits in zwei Jahrzehnten denkbar.

Natürlich kommt zuerst die interplanetare Raumfahrt, so ein System muß ja auch erst einmal getestet werden. Eine Marskolonie, Flüge zu den Gasriesen oder dem Kuipergürtel rücken da schnell in den Bereich des Möglichen. Da kommen rosige Zeiten auf uns zu. 

Selbst wenn du damit recht haben solltest, wäre die interstellare Raumfahrt immer noch praktisch unendlich weit entfernt.

Aber selbst deine "rosigen Zeiten" der interplanetarischen Raumfahrt mit "Marskolonie, Flügen zu den Gasriesen oder dem Kuipergürtel" sind noch eine sehr weit entfernte Zukunft. Man kann es mit dem Optimismus auch wirklich übertreiben. 

Ohne Optimismus hat man im Bereich Raumfahrt schon verloren, bevor man anfängt. 
Immerhin gibt es schon Hardware im Testbetrieb, also geht es hier um Technologie, deren Einsatz wir wohl noch erleben dürfen.

Und mit zuviel Optimismus macht man den zehnten Schritt vor dem ersten und kommt folglich nirgendwo hin.

Das sehe ich nicht so. Zum einen sind solche Unternehmungen dank dieser neuen Technologie nicht mehr erst in sehr weit entfernter Zukunft möglich, sondern wohl schon in den nächsten Jahrzehnten. Zum anderen hatte die Menschheit noch nie Probleme damit, "den zehnten Schritt vor dem ersten zu tun". Wo wären wir denn heute, wenn wir mit der Weltraumforschung erst anfangen würden, wenn wir den komplette Meeresboden erkundet haben? Das wäre doch viel naheliegender. Nein, wie sich schon gezeigt hat kann durchaus mehrere Schritte gleichzeitig machen.

Das ist doch nur Motivationsgewäsch! Genausogut könntest du hier "Chaka!" schreiben oder "Gebt mir ein 'R'! Gebt mir ein 'a'! Gebt mir ein 'u'! usw." 

Es mag ja sein, dass es irgendwann nuklear angetriebene Raumschiffe geben wird. Bis es soweit ist, werden aber noch etliche Jahre ins Land gehen, womit ich ausdrücklich keine Merkurjahre meine. Selbst die optimistischen Russen, deren Vertreter hier vor einigen Wochen über die zukünftigen Schwerlastträger, Methantriebwerke und Nuklearantriebe geschwärmt hat, gehen nicht davon aus, dass es in den nächsten paar Jahren etwas damit werden wird. Und wenn denn dann tatsächlich einmal Menschen sich mit so einem Gefährt weiter von der Erde wagen als bis zum Mond, dann werden es kurze Hopser zu irgendwelchen erdnahen Asteroiden, dem Mars oder seine  Monden sein. Von einer Marsbasis geschweige denn -kolonie werden wir dann immer noch sehr weit entfernt sein, und mindestens ebensoweit von bemannten Forschungsflügen zu den Gasriesen oder gar in den Kuipergürtel. Vermutlich wird keiner von uns das noch erleben. Wo bleibt dann aber die "rosige Zukunft", wenn sie erst jenseits des Ereignishorizonts unseres Lebens stattfinden wird?

Da hilft dann auch dein überbordender Optimismus nichts. Deine Träume werden trotzdem nicht so schnell wahr werden - vielleicht sogar überhaupt nicht. Optimismus ist ja eine feine Sache, aber ohne einen gesunden Realismus führt der dich in der Raumfahrt nirgendwo hin. Wie steht es denn also um deinen Realismus?

Ich bin Realist genug um nicht zu glauben, daß nun das alles in kurzer Zeit so kommen wird. Manches schon, anderes wird sicherlich noch längere Zeit dauern, wieder anderes vielleicht niemals Realität. Ich bin kein Hellseher.

Es geht eher darum, daß es nun bald technisch möglich ist. Es ist noch nie alles umgesetzt worden, was technisch möglich war, wird es wohl auch nie. Schon klar. Aber wir könnten, wenn wir wollten - und das ist schon mal was.

Ich bin ziemlich skeptisch. Wenn das Ding wie beschrieben funktionieren würde, dann wären unsere Energieprobleme auf der Erde gelöst, denn man könnte so Fusionskraftwerke bauen. Daß es als Raumschiffsantrieb funktionieren soll, wäre nur ein angenehmer Nebennutzen. Außerdem frage ich mich, wie ein Antrieb in der Praxis aussehen soll, der dem Raumschiff jede Minute einen Tritt in den Hintern verpasst. Selbst sehr moderate Tritte wären auf die Dauer eher nicht günstig.

Ich würde mich aber sehr gerne überzeugen lassen, daß ich falsch liege.

Bei NSF gibt es einen Thread zu dem Antrieb. Den hab ich aber noch nicht durchgelesen.

http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=30437.msg982793#msg982793

Ich bin ziemlich skeptisch. Wenn das Ding wie beschrieben funktionieren würde, dann wären unsere Energieprobleme auf der Erde gelöst, denn man könnte so Fusionskraftwerke bauen.

Nein, das könnte man nicht. Hier geht es nicht darum einen Energie-Überschuss zu produzieren. Die Fusion dient "nur" dazu einen Treibstoff mit hoher Geschwindigkeit auszustossen. Es muss in jedem Fall mehr Energie reingesteckt werden als man rausbekommt.

Aber ich denke auch dass solche Dinge wie diese Fusionsrakete in den nächsten 50 Jahren keine Chance auf Verwirklichung hat. Leider.
Herr Slough, der Leiter dieses Projekts hat von der NASA 2 Millionen Dollar Förderung bekommen. Wenn das aufgebraucht ist wird es wahrscheinlich wieder ruhig werden um das Thema.
Wenn man nur daran denkt, dass es seit den 60ern Ionenantriebe gibt und sich diese Technik bis heute nicht wirklich durchgesetzt hat, geschweige denn dass sie mal im großen Maßstab eingesezt worden wäre (ändert sich vielleicht endlich mit der Asteroidenmission). Wie lange wird dann erst der Riesenschritt von der gegenwärtigen Technik zu einer Fusionsrakete brauchen?
Oder Kernreaktoren. Die hatten die Sowjets wenn ich mich nicht irre schon in den 70ern im All. Bis heute gibt es keine nuklearthermische oder nuklearelektrische Antriebe. Ich kann mir kaum vorstellen dass die Russen das in den nächsten Jahr(zehnt)en technisch und finanziell hinkriegen. Und im Westen ist es gesellschaftlich nicht durchsetzbar.

Zitat von: Führerschein am 12. April 2013, 13:47:24

Ich bin ziemlich skeptisch. Wenn das Ding wie beschrieben funktionieren würde, dann wären unsere Energieprobleme auf der Erde gelöst, denn man könnte so Fusionskraftwerke bauen.

Nein, das könnte man nicht. Hier geht es nicht darum einen Energie-Überschuss zu produzieren. Die Fusion dient "nur" dazu einen Treibstoff mit hoher Geschwindigkeit auszustossen. Es muss in jedem Fall mehr Energie reingesteckt werden als man rausbekommt.

Er gibt aber an, daß er schon thermisches break even erzielen kann und das offenbar mit einem recht einfachen Gerät. Das schafft meines Wissens gerade mal ITER. Er wäre also schon sehr weit auf diesem Weg.

Damit es sich lohnt und die angegebenen ISP-Werte erreicht werden, müßte es schon wesentlich mehr als Break Even sein. Die verwendete Solarenergie soll nur vermeiden, daß man auch noch einen Generator haben muß, der den Strom erzeugt.

Das ist doch nur Motivationsgewäsch! Genausogut könntest du hier "Chaka!" schreiben oder "Gebt mir ein 'R'! Gebt mir ein 'a'! Gebt mir ein 'u'! usw." 

Es mag ja sein, dass es irgendwann nuklear angetriebene Raumschiffe geben wird. Bis es soweit ist, werden aber noch etliche Jahre ins Land gehen, womit ich ausdrücklich keine Merkurjahre meine. Selbst die optimistischen Russen, deren Vertreter hier vor einigen Wochen über die zukünftigen Schwerlastträger, Methantriebwerke und Nuklearantriebe geschwärmt hat, gehen nicht davon aus, dass es in den nächsten paar Jahren etwas damit werden wird. Und wenn denn dann tatsächlich einmal Menschen sich mit so einem Gefährt weiter von der Erde wagen als bis zum Mond, dann werden es kurze Hopser zu irgendwelchen erdnahen Asteroiden, dem Mars oder seine  Monden sein. Von einer Marsbasis geschweige denn -kolonie werden wir dann immer noch sehr weit entfernt sein, und mindestens ebensoweit von bemannten Forschungsflügen zu den Gasriesen oder gar in den Kuipergürtel. Vermutlich wird keiner von uns das noch erleben. Wo bleibt dann aber die "rosige Zukunft", wenn sie erst jenseits des Ereignishorizonts unseres Lebens stattfinden wird?

Da hilft dann auch dein überbordender Optimismus nichts. Deine Träume werden trotzdem nicht so schnell wahr werden - vielleicht sogar überhaupt nicht. Optimismus ist ja eine feine Sache, aber ohne einen gesunden Realismus führt der dich in der Raumfahrt nirgendwo hin. Wie steht es denn also um deinen Realismus?

Ich finde es immer wieder faszinieren wie hier selbst ernannte Realisten, Pessimisten und Optimisten regelmässig die Zukunft vorhersagen.

Realisten wenn ich das schon lese. Wir haben alle eine selcetive Wahrnehmung und es gibt nicht ein einzigen Realisten unter uns. Wenn eine lineare interpolation unser aktuellen angewanten Technologie der Standartrealismus ist, na dann Prostmahlzeit. Technologie und Civilisation entwickeln sich nicht immer linear, siehe z.B. PC, Genetechologie und oder Nanotechnologie.

Bei Prognosen sollten wir alle lieber kleine Brötchen backen. Es gibt immer mehrer Ausgänge wie sich etwas entwickeln kann und Niemand vermag eine Vorhesage was die Zukunft bringt zu treffen. Wenn überhaupt kann man bei besten Wissen und Gewissen von Warscheinlichkeiten sprechen oder sehe ich das etwa falsch.

Have a nice day!

Zitat von: Besucher am 12. April 2013, 17:01:09

Zitat von: Führerschein am 12. April 2013, 13:47:24

Ich bin ziemlich skeptisch. Wenn das Ding wie beschrieben funktionieren würde, dann wären unsere Energieprobleme auf der Erde gelöst, denn man könnte so Fusionskraftwerke bauen.

Nein, das könnte man nicht. Hier geht es nicht darum einen Energie-Überschuss zu produzieren. Die Fusion dient "nur" dazu einen Treibstoff mit hoher Geschwindigkeit auszustossen. Es muss in jedem Fall mehr Energie reingesteckt werden als man rausbekommt.

Er gibt aber an, daß er schon thermisches break even erzielen kann und das offenbar mit einem recht einfachen Gerät. Das schafft meines Wissens gerade mal ITER. Er wäre also schon sehr weit auf diesem Weg.

So wie ich das "zusammengelesen" habe werden sie erst noch versuchen das thermische break even zu erreichen bzw. leicht zu übertreffen. Und das würde für ein Fusionskraftwerk noch lange nicht reichen.
Eines der Ziele von ITER ist beispielsweise kurzfristig 10mal soviel Energie aus der Fusion zu gewinnen wie reingesteckt wird, Q= 10. Ein weiteres Ziel ist ein konstantes Plasma mit Q=5. Für ein brauchbares Fusionskraftwerk ist wohl mindestens Q=15 nötig. Von diesen ITER-Zielen ist der geplante Fusionsantrieb also noch weit entfernt.

Damit es sich lohnt und die angegebenen ISP-Werte erreicht werden, müßte es schon wesentlich mehr als Break Even sein. Die verwendete Solarenergie soll nur vermeiden, daß man auch noch einen Generator haben muß, der den Strom erzeugt.

??
Dieser Strom ist doch gerade die Energie die reingesteckt werden muss.

Also, wenn ich das richtig verstanden habe, funktioniert das Triebwerk, das die da fabrizieren wollen so, dass alle paar Minuten eine Kernfusion stattfindet, die den Treibstoff ähnlich einem nuklearthermischen Triebwerk innerhalb kurzer Zeit massiv beschleunigt. Ich glaube, dass sich diese Technik recht schnell durchsetzten wird, da sie mit heutigen Mitteln umzusetzten ist und eine weit größere Effektivität verspricht. Nun zu den zuvor erwähnten Ionenantrieben und Nuklearthermischen Triebwerken: Es ist ein Fakt, dass sich diese Antriebe in den Sechzigern und Siebzigern nicht durchsetzten konnten. ABER: Das hatte politische Gründe! Dass Ionenantriebe nicht eingesetzt wurden, lag daran, dass man zum einen Schwierigkeiten hatte, die nuklearen Energiequellen sicher in den Orbit zu bringen und zum anderen daran, dass man bei jedem Projekt befürchten musste, dass der Kalte Krieg eskaliert. Beispiel: http://de.wikipedia.org/wiki/Pluto_%28Marschflugk%C3%B6rper%29 ein US-Marschflugkörper mit Nuklearantrieb. Man stelle sich vor, beide Seiten hätten solche Waffen gehabt ! Erst in den Neunzigern kam dann mit den Solarzellen (mit ausreichendem Wirkungsgrad) die Möglichkeit, Ionenantriebe zu betreiben. Und heute sind wir nun in der Lage wieder ernsthaft über die zivile Nutzung von Kernkraft im Weltall zu reden. Und mit der Verfügbarkeit von Heavy Launch Vehicles wie dem SLS wird es zudem auch attraktiver, solche "alternativen" Antriebe einzusetzten, sei es zu Abbau von Asteroiden oder um zum Mars zu gelangen. Ebenfalls ist zu berücksichtigen, dass mit dem Bau des Spaceshuttles bzw. den Sowjetischen Raumstationen jedes Interesse am bemannten Erkunden BEO verschwand und somit auch die Notwendigkeit, solche Antriebe zu entwickeln.

??
Dieser Strom ist doch gerade die Energie die reingesteckt werden muss.

Wenn die Energie reichen würde, dann könnte man doch ein Ionentriebwerk mit noch viel höherer Geschwindigkeit des ausgestoßenen Materials benutzen. Es muß ein viel höherer Wert aus Fusion dazukommen, damit es Sinn macht, also mehr als Break Even.

"jede Minute einen Tritt in den Hintern" - naja, wenn es die Dimensionierung einer solchen Antriebsgruppe zulässt, könnte man ja auch mehrere vorsehen; das brächte nicht nur mehr Laufruhe ähnlich wie bei einem 12-Zylinder, sondern würde auch gewisse Notlaufeigenschaften sicherstellen. 

Grüße

Roland

Man arbeitet ja gerade daran, eine Fusionsreaktion so zu stabilisieren, dass sie ich selbst aufrechterhält,

Das ist ja nichtmal notwendig für einen Antrieb.

Wenn sie sich zu 90% selbst erhält, muss man "nur" die restlichen 10% reinstecken, bekommt aber 100% Leistung raus. (thermisch)


EDIT:

Wenn die Energie reichen würde, dann könnte man doch ein Ionentriebwerk mit noch viel höherer Geschwindigkeit des ausgestoßenen Materials benutzen. Es muß ein viel höherer Wert aus Fusion dazukommen, damit es Sinn macht, also mehr als Break Even.

An das hatte ich dabei allerdings nicht gedacht. Aber trotzdem, wenn 90% der Energie  sozusagen "gratis" sind, dann bekommt man beim Einsatz der Restlichen 10% immerhin 30 km/s ceff

Bei Ionentriebwerken muss man mit den Solarzellen 100% des Stromes gewinnen, dafür ist ceff höher.

Das ist doch nur Motivationsgewäsch! Genausogut könntest du hier "Chaka!" schreiben oder "Gebt mir ein 'R'! Gebt mir ein 'a'! Gebt mir ein 'u'! usw." 

Was aber nicht zwingend negativ sein muss.




Solche Leute fehlen doch in der Raumfahrt. so reisst man Leute mit. ^^

Dieses trockene Blabla... damit lockt man doch niemanden hinter dem Sofa hervor. Wie soll man vorallem Leute für diese Themen interessieren, wenn die nach 20 Sekunden desinteressiert abmarschieren weil sie entweder keine Wort verstehen oder es so langweilig rübergebracht wird das sich keinerlei Interesse aufbauen lässt.

Lässt sich eigentlich mit allem vergleichen. Wenn ein Buch nach 10 Seiten langweilig ist dann legt man es weg. Bei Filmen genauso. Man braucht einen fesselnden Einstieg mitdem man Leute begeistern kann.

Deswegen hab ich auch den Ballmer genommen, da die IT ja auch eigentlich ein trockenes Thema ist. Aber wer erstmal so einsteigt, dem ist die Aufmerksamkeit gewiss. Und bei Ballmer geht das ja weit über "Chaka!" hinaus.

Greetz

Ja ja ... . DEVELOPERS DEVELOPERS DEVELOPERS .... . Nicht jeder Mensch kann solch einen Auftritt ertragen und/oder ernst nehmen. Für viel kostenlose PR hat er aber gesorgt, der Herr Ballmer.

Gruß   Pirx

Zitat

Wenn die Energie reichen würde, dann könnte man doch ein Ionentriebwerk mit noch viel höherer Geschwindigkeit des ausgestoßenen Materials benutzen. Es muß ein viel höherer Wert aus Fusion dazukommen, damit es Sinn macht, also mehr als Break Even.

An das hatte ich dabei allerdings nicht gedacht. Aber trotzdem, wenn 90% der Energie  sozusagen "gratis" sind, dann bekommt man beim Einsatz der Restlichen 10% immerhin 30 km/s ceff

Bei Ionentriebwerken muss man mit den Solarzellen 100% des Stromes gewinnen, dafür ist ceff höher.

Ja, so würde ich das auch sehen.
Und man darf nicht vergessen dass pro Fusionsimpuls (alle 10sec) ca. 350g Masse ausgestoßen werden. Pro Stunde also 126kg Treibstoff.

Das Problem beim Ionentriebwerk ist der viel zu geringe Schub. Bis eine Sonde da nennenswerte Geschwindigkeit aufbaut, muß sie auch schon wieder bremsen. Interessant ist es für den Dauereinsatz, weil es sehr wenig Treibstoff verbraucht.

So ein Fusionstriebwerk ist da schon ein ganz anderes Kaliber.

http://www.periodensystem.info/periodensystem/

Okay, Nickel kommt nach Eisen. Dh., es sollte eigentlich unmöglich sein, daraus Energie bei der Fusion zu gewinnen -es würde mehr Energie reinzustecken sein, als man herausbekommt!! (Man sollte es eher spalten)

Ich denke das diese Sichtweise für die meisten Isotope vom Nickel offensichtlich falsch ist, schaut man sich z.B. ⁶⁴Ni an, so ist dieses offensichtlich stabil.
http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Isotope/4._Periode#28_Nickel
Die Isotope ⁶³Ni und ⁶⁵Ni aber beide nicht.
Diese beiden zerfallen über betaMinus zu ⁶⁴Cu.
Schaut man sich die Isotopentabelle an, so fällt auf, dass das Isotop ⁶³Ni stabiler ist, und beim Zerfall weniger Energie liefert als ⁶⁵Ni.

Gesetzt den Fall das dies nicht ein rissiger Betrug ist was da von Italien kommt, könnte es vielleicht folgende Reaktion sein:
⁶⁴Ni+¹H --> ⁶⁵Cu, diese sind beide stabil. zwar stabil. ⁶⁴Ni ist zwar von Haus aus zwar stabil, aber vielleicht nicht auf dem tieferen Energieniveau von Nickel Isotopen.

Falls dies wirklich so ist, könnte diese Reaktion vielleicht doch keine normale Fusion sein. Wenn dem so ist, sollte man es mal mit angereichertem ⁶⁴Ni versuchen, in dem Fall könnte die Reaktion aber auch sehr sehr heftig werden, vielleicht wie eine Atombombe aber ohne Strahlung.
Ich könnte mir auch vorstellen das dies auch bei anderen Isotopen, z.B. mit ⁵⁰Ti+¹H klappen könnte. Wobei es sein könnte, das dies nur bei Elementen klappen kann, welche ein Isotop haben das relativ weit oberhalb des Isotop mit dem tieferen Energieniveau liegt und über eine ¹H oder ²H Fusion zu einem Element wird das dann eine Ordnungszahl weiter oben liegt und ebenfalls stabil sein muss.
Energetisch wird das zwar viel schlechter als eine Wasserstoff Fusion sein, aber vermutlich bezogen auf die Masse eine ähnliche Energieausbeute wie Pu238 liefern.
Wenn es wirklich geht, würde das auch eine ideale Energiequelle für einen Antrieb liefern, aber dann wohl eher mittels Kraftwerk->Strom->Vasimr.