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Alternative Raumantriebe (Teil 2) – Ionenantrieb

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Bevor ich beginne den Ionenantrieb näher zu erläutern, möchte ich doch mal was kurz zu den „herkömmlichen“ Raumantrieben sagen. Diese sogenannten chemischen Antriebe verbrennen den Treibstoff und schleudern das Gas durch eine Düse heraus. Üblicherweise wird dazu Wasserstoff verbrannt und da die Luft in höheren Schichten knapp wird, transportieren die Raumschiffe meist noch extra den Sauerstoff mit. Also was beim Start des Raumschiffs so furchtbar qualmt, ist nichts weiter als Wasserdampf.

Zu Beginn sei erwähnt, dass der Ionenantrieb nur als Triebwerk bei einem mehrstufigen Start genutzt werden kann, da der Schub deutlich geringer ausfällt, als beim Raketenantrieb. Dafür erreicht das Triebwerk jedoch wesentlich höhere Geschwindigkeiten. Das heißt, der Start einer Mission wird ähnlich wie ein Space-Shuttle-Start aussehen. Die Raketen befördern das Raumfahrzeug in eine bestimmte Höhe, bis der Ionenantrieb zündet.

Nun zur Funktionsweise des Ionenantriebs. Bei Ionenantrieben werden Edelgase, wie z.B. Xenon, eingesetzt. Wir erinnern uns: Edelgase haben voll besetzte Schalen mit Elektronen und sind bestrebt, diesen Zustand beizubehalten. Fieserweise werden durch ein hochfrequentes Feld aus den Edelgasatomen Elektronen herausgerissen damit positiv geladene Ionen entstehen. Ein Magnetfeld beschleunigt die Ionen und schleudert sie mit einer Geschwindigkeit von ca. 35 km/s aus dem Antrieb. Zur Neutralisierung werden dem Ionenstrahl jetzt die entrissenen Elektronen wieder zugegeben. Die Energie zur Erzeugung des Stroms wird von Solarzellen erzeugt.

Eingesetzt werden Ionenantriebe also auf längeren Missionen, wie z.B. der Deep Space 1 Mission, die 1998 gestartet wurde. Dort wurden neben einem Ionenantrieb auch andere Technologien eingesetzt, um zu überprüfen, wie die Kosten des Raumflugs gesenkt werden können.

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