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Alternative Raumantriebe (Teil 8) – Antimaterieantrieb

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Jetzt geht es hier mal richtig voran mit der Serie, oder? Nun folgt der lange erwarteten Beitrag über Antimaterieantrieb. Danke an Osaka, der mir einiges an Material für den Beitrag lieferte.

Am besten zu Beginn erstmal die physikalischen Grundlagen. Fangen wir am besten damit an:

E = mc²

Ich glaube, das hat jeder schon mal irgendwo gesehen. Es handelt sich um die Masse-Energie-Äquivalenz von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. Damit wird ausgedrückt, dass ein direkter Zusammenhang zwischen Masse und Energie besteht. Jeder schimpft über Atomkraft, aber genau das Gesetz gilt dort, aber nur in ganz kleinem Maße. Wer mehr dazu wissen will, kann sich unter dem Stichwort Massendefekt schlau machen. Im Idealfall kann man Masse komplett in Energie umwandeln. Genau in diesem Moment kommt die Antimaterie ins Spiel. Werden Materie und Antimaterie zusammengebracht, wird alles Materielle vernichtet und es entsteht nur Energie. Diese Vernichtung nennt man Annihilation. Die freigesetzte Energie deckt dabei alles ab, also Wärme, Licht und radioaktive Strahlung.

Wie können wir uns jetzt also Antimaterie vorstellen? Antimaterie ist der Gegensatz zu unserer „normalen“ Materie. Wir bestehen ja aus positiv gelandenen Teilchen im Atomkern und negativ geladenen Teilchen, die um den Kern herumschwirren. Die Antimaterie hat die negativ geladenen Teilchen im Atomkern und der wird umkreist von positiv geladenen Teilchen (Positronen). Die Massen der Teilchen lasse ich der Einfachheit halber mal weg.

Aber zurück zum Antrieb. Stellen wir uns die Energie mal vor, die dabei frei wird…

AntriebsartFreigesetzte Energie
Chemischer Antrieb1 x 107 Joule / kg
Kernspaltung8 x 1013 Joule / kg
Kernfusion3 x 1014 Joule / kg
Annihilation9 x 1016 Joule / kg

Was erkennen wir daraus? Es wird mehr als tausendmal so viel Energie freigesetzt, wie bei der Kernspaltung. Wer noch den Beitrag im Kopf hat, weiß dass dort schon das Problem bestand, dass die Beschleunigung viel zu groß für die bemannte Raumfahrt war. Also könnte man beim Antimaterieantrieb davon ausgehen, dass nicht sehr viel von den Astronauten übrig bleibt.

Aber der Tank dürfte sehr klein ausfallen. Es würde gerade mal 71 Milligramm Antimaterie ausreichen, um die gleiche Treibstoffmenge wie ein Space Shuttle zu haben. Schon da wären wir bei einem weiteren Problem des Antriebs – der Tank und die Herstellung. Derzeit wurden im CERN in Genf maximal 50.000 Antiwasserstoffatome hergestellt, was noch weit von den 71 Milligramm entfernt ist. Und wie sollte man Antimaterie auch aufbewahren, wenn sie sich sofort beim Kontakt mit Materie vernichtet? Zur Untersuchung der Antimaterie arbeiten die Wissenschaftler im CERN an einer regelrechten Fabrik zur Herstellung von Antimaterie. Dazu müssen die im Teilchenbeschleuniger hergestellten Antimaterieteilchen abgebremst werden und schließlich in einem Magnetfeld „gefangen“ gehalten werden.

Also sind die Aussichten auf einen Antimaterieantrieb derzeit sehr sehr schlecht…

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