NASA-Physiker veröffentlicht Artikel zu treibstofflosem lichtschnellem Weltraum-Antrieb

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Symbolbild: Lichtgeschwindigkeit (Illu.). Copyright: Melmak (via Pixabay.com) / Pixabay License

Symbolbild: Lichtgeschwindigkeit (Illu.).
Copyright: Melmak (via Pixabay.com) / Pixabay License

Alabama (USA) – Ein die konventionelle Raumfahrt massiv limitierende Faktor ist der Umstand, dass sie alleine schon zur Überwindung der Erdanziehungskraft aber auch zur Bewältigung der enormen Distanzen zwischen den Planeten des Sonnensystems (geschweige denn darüber hinaus) gewaltige Mengen an Treibstoff benötigt. Trotz ihrer vermeintlichen Verstöße gegen physikalische Gesetze, werden derzeit unterschiedliche Systeme unkonventioneller treibstoffloser Antriebe auf ihre tatsächliche Wirkung untersucht (…Grewi berichtete, siehe Links u.). Ein NASA-Physiker hat nun ein weiteres – wenn auch noch rein theoretisches – Konzept für einen Weltraum-Antrieb vorgestellt, mit dem sogar annähernde Lichtgeschwidigkeit erreicht werden soll.

Wie David Burns vom Marshal Space Flight Center aktuell über den „NASA Technical Research Server“ (NTRS) erläutert, handelt es sich bei seinem Konzept um einen sogenannten „Helical Engine“.
Das von Burns angedachte Konzept kann anhand eines Gedankenexperiments in Form einer Kiste beschrieben werden, die auf auf einer reibungslosen Oberfläche beweglich aufliegt. Im Innern dieser Kiste befindet sich ein Stab entlang dessen sich ein Ring hin- und her bewegen kann. Angestoßen von einer Sprungfeder, gleitet der Ring entlang des Stabes in eine Richtung, während die Kiste selbst sich in die andere Richtung bewegt. Erreicht der Ring das Ende der Kiste, so gleitet er zurück und die Kiste kehrt an ihren Ausgangspunkt zurück, und das Spiel beginnt erneut (s. Abb. l.; Copyright/Quelle: Burns, 2019). Bislang folgt dieses Prinzip noch dem Prinzip von Actio und Reactio, Handlung und Wirkung gemäß dem dritten Newtonschen Gegenwirkungsprinzip, weshalb unter gewöhnlichen Bedingungen die Kiste nur hin und her rückt, ohne sich wirklich fortzubewegen.

In seiner Arbeit stellte sich Burns nun die Frage, was passieren würde, wenn die Masse des Rings immer dann wesentlich größer wäre, wenn er sich in eine Richtung bewegen würde als in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung. In einem solchen Fall würde die Kiste einen größeren Schub in einer Richtung erfahren und sich in diese Richtung vorwärtsbewegend zusehends beschleunigen (s. Abb. l.; Copyright/Quelle: Burns, 2019).

Tatsächlich wäre auch dieser Massentausch (bzw. die Zu- und Abnahme der Masse des Rings) unter den bekannten physikalischen Gesetzmäßigkeiten nicht gänzlich unmöglich, da – laut Einstein – ein Objekt an Masse zunehmen kann, wenn es sich mit annähernder Lichtgeschwindigkeit bewegt bzw. derart angetrieben wird. Genau diesen Effekt gilt es schließlich auch bei Betrieb von Teilchenbeschleunigern zur berücksichtigen, wenn Ionen auf eben diese sogenannte relativistsiche Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. Statt der bildhaften Kiste will auch Burns den beschriebenen Massetausch durch einen Teilchenbeschleuniger in Form einer gewundenen Spirale – der dem Antrieb seinen Namen gebenden „Helix“ – erreichen (s.Abb.).

Grafische Darstellung des Helix-förmigen Teilchenbeschleuniger (Illu.). Copyright/Quelle: Burns, 2019

Grafische Darstellung des Helix-förmigen Teilchenbeschleuniger (Illu.).
Copyright/Quelle: Burns, 2019

Mit 200 Metern Länge und einem Durchmesser von 12 Metern müsste eine solche Maschine tatsächlich bereits vergleichsweise groß und mit 165 Megawatt entsprechend leistungsfähig sein, um eine vergleichsweise geringe Schubkraft von nur einem Newton zu entwickeln. Zum Vergleich: Ein Newton entspricht in etwa jenem Kraftaufwand, mit dem wir die Tastatur unserer Computer betätigen. 1 Megawatt (MW) sind eine Million Watt. 220 MW entsprechen der Reaktorleistung des Flugzeugträgers Enterprise.

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Um auf diese Weise also brauchbare Geschwindigkeiten zu erreichen, müsste sich eine noch gewaltigere Maschine in der reibungsfreien Umgebung des Weltraums befinden. „Dann könnte sie 99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit erreichen – vorausgesetzt, es steht genügen Zeit und Energie zur Verfügung“, zitiert der „New Scientist“ den Forscher.

Erwartungsgemäß stößt Burns‘ Konzept, das der Forscher jenseits jeglicher NASA-Fördergelder erforscht. bei den meisten Physikern auf Kritik bis Hohn, die es ebenso wie beispielsweise den EmDrive als „unmöglich“ oder „Perpetuum mobile“ bezeichnen.

Gegenüber dem „New Scientist“ hat sich auch Professor Dr. Martin Tajmar von der Technischen Universität Dresden kritisch geäußert und vermutet. Der New-Scientist-Artikel selbst erweckt jedoch ein weiteres Mal – fälschlicherweise (…GreWi berichtete) – den Eindruck, als sei Prof. Tajmar bei seinen jüngsten Untersuchungen zum EmDrive zur abschließenden Überzeugung gelangt, zuvor gemessene Schübe seien nicht das Ergebnis des Antriebs selbst, sondern Auswirkungen externer Einflüsse – kurz: der EmDrive würde nicht funktionieren.

Auf Anfrage von Grenzwissenschaft-Aktuell.de (GreWi) berichtig Martin Tajmar (wie schon zuvor…) erneut, dass die Untersuchungen zur möglichen Wirkung „EmDrive“ noch nicht abgeschlossen seien. Auf die „Helical Engine“ hingegen gibt der deutsche Physiker bislang nicht viel: „Es gibt von meiner Seite aus nichts Finales zum ‚EmDrive‘. Ich verstehe allerdings nicht, dass wenn jemand, der bei der NASA arbeitet und so einen Artikel schreibt (gemeint ist Burns), das gleich zu einer Pressemeldung wird. Im Moment ist das eine ‚Nullnummer‘.“

Auch Burns gesteht ein, dass sein Konzept derzeit noch hochgradig ineffizient und technisch wohl kaum realisierbar sei. Allerdings sieht er Möglichkeiten der Energierückgewinnung jener Hitze und Strahlung, die der Beschleuniger im Betrieb abgibt. Hinzu schlägt er Wege vor, wie das Momentum der im Teilchenbeschleuniger beschleunigten Ionen, erhalten werden könnte. Insgesamt sei seine Arbeit aber erst der theoretische Anfang, besagtes Gedankeexperiment, den es noch mit viel weiterer Arbeit und Analyse zu überprüfen und auszuarbeiten gelte.

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Quelle: NASA Technical Research Server, New Scientist

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