Wenn es um den Weltraum geht, gibt es ein Problem mit unserem menschlichen Antrieb, alle Orte zu besuchen und alle Dinge zu sehen. Ein großes Problem. Es ist, nun ja, Platz. Es ist viel zu groß. Selbst wenn wir mit der Höchstgeschwindigkeit reisen, die das Universum zulässt, würden wir Jahre brauchen, um unseren nächsten Nachbarstern zu erreichen.
Aber ein weiterer menschlicher Antrieb ist es, Lösungen für große Probleme zu finden. Und genau das macht der NASA-Ingenieur David Burns in seiner Freizeit. Er hat ein Triebwerkskonzept entwickelt, das, wie er sagt, theoretisch auf 99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen könnte – und das alles ohne Treibgas.
Er hat es auf dem NASA Technical Reports Server unter der Überschrift „ Helical Engine “ gepostet, und auf dem Papier funktioniert es, indem es die Art und Weise ausnutzt, wie sich Masse bei relativistischen Geschwindigkeiten ändern kann – jenen nahe der Lichtgeschwindigkeit in einem Vakuum. Es wurde noch nicht von einem Experten überprüft.
Verständlicherweise hat dieses Papier Aufsehen erregt, das sich dem Niveau nähert, das in den frühen Tagen des EM Drive zu beobachten war. Und ja, sogar einige Schlagzeilen, in denen behauptet wird, der Motor könne „gegen die Gesetze der Physik verstoßen“.
Das ‚Helix Engine‘-Modell. (Quelle: luismmolina/iStock)
Aber obwohl dieses Konzept faszinierend ist, wird es die Physik in absehbarer Zeit definitiv nicht brechen.
Als Gedankenexperiment zur Erläuterung seines Konzepts beschreibt Burns eine Kiste mit einem Gewicht im Inneren, das an einer Leine aufgefädelt ist, wobei an jedem Ende eine Feder das Gewicht hin und her hüpft. In einem Vakuum – wie dem Weltraum – würde dies dazu führen, dass die gesamte Kiste wackelt, wobei das Gewicht scheinbar stillsteht, wie ein um das Gewicht stabilisiertes GIF.
Insgesamt würde die Box an der gleichen Stelle wackeln – aber wenn die Masse des Gewichts nur in eine Richtung zunehmen würde, würde es einen größeren Schub in diese Richtung und damit Schub erzeugen.
Nach dem Impulserhaltungssatz – bei dem der Impuls eines Systems ohne äußere Kräfte konstant bleibt – sollte dies nicht vollständig möglich sein.
Aber! Es gibt ein spezielles Schlupfloch in der Relativitätstheorie. Hurra für die spezielle Relativitätstheorie! Gemäß der speziellen Relativitätstheorie gewinnen Objekte an Masse, wenn sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähern. Wenn Sie also das Gewicht durch Ionen und die Box durch eine Schleife ersetzen, können Sie theoretisch die Ionen an einem Ende der Schleife schneller und am anderen langsamer bewegen lassen.
Aber Burns‘ Antrieb ist kein einzelner geschlossener Kreislauf. Es ist schraubenförmig, wie eine gedehnte Feder – daher „Schraubenmotor“.
„Der Motor beschleunigt Ionen, die in einer Schleife eingeschlossen sind, auf moderate relativistische Geschwindigkeiten und variiert dann ihre Geschwindigkeit, um geringfügige Änderungen an ihrer Masse vorzunehmen. Der Motor bewegt dann Ionen entlang der Bewegungsrichtung hin und her, um Schub zu erzeugen“, schrieb er in seiner Zusammenfassung .
„Der Motor hat keine anderen beweglichen Teile als Ionen, die in einer Vakuumleitung wandern und in elektrischen und magnetischen Feldern gefangen sind.“
Es klingt wirklich raffiniert, oder? Und es ist – in der Theorie. Aber es ist nicht ohne erhebliche praktische Probleme.
Laut New Scientist müsste die spiralförmige Kammer ziemlich groß sein. Um genau zu sein, etwa 200 Meter lang und 12 Meter im Durchmesser.
Und es müsste 165 Megawatt Energie erzeugen, um 1 Newton Schub zu erzeugen. Das ist das Äquivalent eines Kraftwerks, um die Kraft zu erzeugen, die erforderlich ist, um ein Kilogramm Masse pro Quadratsekunde zu beschleunigen. Also viel Input für einen winzig kleinen Output. Es ist schrecklich ineffizient.
Aber im Vakuum des Weltraums? Es könnte einfach funktionieren. „Der Motor selbst wäre in der Lage, 99 Prozent der Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, wenn man genug Zeit und Kraft hätte“, sagte Burns gegenüber New Scientist .
Und hier ist die andere Sache. Menschen – nicht alle von uns, aber doch mehr als ein paar – wollen unbedingt in den interstellaren Raum. Wir werden vielleicht nie dort ankommen. Aber wenn wir nicht einmal versuchen, darüber nachzudenken, wird aus diesem „kann“ ein „bestimmt“. Was soll das heißen – Sie verpassen 100 Prozent der Aufnahmen, die Sie nicht machen?
Burns weist in seiner Präsentation auf das Effizienzproblem hin und fügt hinzu, dass seine Arbeit nicht von Experten überprüft wurde und seine Berechnungen möglicherweise Fehler enthalten. Wir haben hier nicht gerade die Blaupausen für einen voll funktionsfähigen Raumfahrtmotor.
Was wir haben, ist ein Stück Grundlagenarbeit, das zur Entwicklung eines solchen Motors verwendet werden könnte. Was wir haben, ist ein Traum von den Sternen.
