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Unendliche Weiten - im Weltraum sind die Distanzen groß. Damit Menschen das All erforschen können, arbeiten Ingenieure an immer schnelleren Antrieben für Raumschiffe. Manche sind bereits erfolgreich getestet, andere noch in der Planung. Hier eine Übersicht: von langsam bis sehr, sehr schnell.
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(Foto: picture alliance / dpa)
Platz 15: die Feststoffrakete. Sie ist der älteste Raketentyp überhaupt und kann Raumfahrzeuge auf eine Geschwindigkeit von 7 Kilometern pro Sekunde beschleunigen - rund 25.000 km/h. Verwendet wird sie nach wie vor - etwa als zusätzlicher Motor für die europäische Trägerrakete Ariane 5. Sie verfügt über großen Schub, aber nur eine sehr kurze Brenndauer.
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Platz 14: die Flüssigkeitsrakete. Sie nutzt ihren flüssigen Treibstoff - Sauerstoff und oft Wasserstoff - effizienter als Feststoffraketen. Deshalb erreicht sie Geschwindigkeiten von bis zu 9 Kilometern pro Sekunde, also rund 32.000 km/h. Sie ist heute die Standard-Raketentechnik. Die landefähige Falcon 9 der privaten Firma SpaceX ist ebenso eine Flüssigkeitsrakete wie ...
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... die Altas-V-Rakete der Nasa, welche 2006 die Pluto-Sonde New Horizons ins All schoss.
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(Foto: NASA)
Platz 13: die nuklear angetriebene Rakete. Schon seit den 1960er-Jahren forschen die USA und auch die damalige UdSSR an dieser Antriebstechnik. Bei ihr wird Wasserstoff von einem Kernreaktor stark erhitzt und so zum Vortrieb verwendet. Dieser Antrieb ist wesentlich leistungsfähiger als konventionelle Raketen und könnte Geschwindigkeiten von bis zu 20 Kilometern pro Sekunde oder 72.000 km/h erreichen. Bisher gab es nur Prototypen.
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(Foto: NASA/JPL-Caltech)
Platz 12: der Swing-by. Hierbei wird die Geschwindigkeit von Planeten zur Beschleunigung von Raumfahrzeugen genutzt. Die Sonde fliegt nah heran und lässt sich von der Gravitation eines Planeten "mitziehen". Viele Raumfahrt-Missionen nutzten diese Technik bereits. New Horizons erreichte damit eine Maximal-Geschwindigkeit von 23 Kilometern pro Sekunde - oder 83.000 km/h.
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Platz 11: das Sonnenlichtsegel. Dieses Konzept basiert auf dem Prinzip, dass Sonnenlicht auf ein riesiges reflektierendes Segel trifft - und einen Teil seines Impulses auf dieses überträgt. Ein leichtes Raumfahrzeug, etwa eine Sonde, kann damit auf Geschwindigkeiten von bis zu 40 Kilometern pro Sekunde oder 144.000 km/h beschleunigt werden - je nach Größe des Segels. Erfolgreich getestet wurde diese Technik bereits im Jahr 2010 von Japan.
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(Foto: NASA/MSFC)
Platz 10: das E-Sail. Auch bei dieser Antriebsmethode kommt ein kleines, leichtes Raumfahrzeug ohne eigenen Treibstoff aus. Es besteht aus kilometerlangen dünnen Drähten, die elektrisch geladen sind. Damit wirkt es wie ein virtuelles Segel, welches vom ebenfalls geladenen Sonnenwind angetrieben wird - und zwar bis auf 50 Kilometer pro Sekunde oder 180.000 km/h. Derzeit ist das E-Sail bei der Nasa in der Testphase (Stand April 2016).
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Platz 9: VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket). Bei diesem Antrieb handelt es sich um ein Triebwerk, welches ionisiertes Plasma stark erhitzt und damit auch einen vergleichsweise hohen Schub erreichen kann. Bemannte Raumflüge sind damit also möglich. Gleichzeitig kann VASIMR, von dem Prototypen bereits getestet werden, Geschwindigkeiten von rund 50 Kilometern pro Sekunde oder 180.000 km/h erreichen.
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Platz 8: der Hall-Effekt-Antrieb. Hierbei handelt es sich um einen Ionenantrieb, der bereits bei Raumfahrzeugen zum Einsatz gekommen ist - etwa bei der europäischen Sonde SMART-1 im Jahr 2003. Ionen werden durch ein Magnetfeld beschleunigt und ermöglichen Geschwindigkeiten von bis zu 80 Kilometern pro Sekunde oder 288.000 km/h. Allerdings ist der Antrieb nur für unbemannte Sonden geeignet.
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(Foto: NASA/JPL-Caltech)
Platz 7: der Kaufman-Ionenantrieb. Ebenfalls ein Ionenantrieb, ermöglicht diese Technik mit vergleichsweise wenig Treibstoff eine hohe Geschwindigkeit. Allerdings ist der Schub sehr niedrig, die Beschleunigung dauert vergleichsweise lange. Der Antrieb ist daher nur für leichte, unbemannte Raumfahrzeuge geeignet. Diese Ionentriebwerke sind bereits seit fast 20 Jahren im Einsatz - etwa bei der Nasa-Raumsonde "Dawn". Sie sollen in Zukunft Geschwindigkeiten von mehr als 80 Kilometer pro Sekunde oder 300.000 km/h möglich machen.
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(Foto: NASA)
Platz 6: der Fusionsantrieb. Bei der Verschmelzung von Atomenkernen, der Kernfusion, wird eine Menge Energie frei, die auch zum Antrieb von Raumschiffen eingesetzt werden kann. Ein theoretisches Konzept ist das bemannte Raumschiff "Discovery II", bei dem Wasserstoff und Helium verschmolzen werden. Es soll eine Geschwindigkeit von mehr als 100 Kilometern pro Sekunde erreichen oder fast 400.000 km/h.
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(Foto: NASA/MSFC)
Platz 5: Fission-Fragment Rocket. Eine weitere Variante des Nuklearantriebs ist dieses Triebwerkskonzept. Hier werden dünne Scheiben von spaltbarem Material, etwa Uran-235, dazu gebracht, oberflächlich zu zerfallen. Dabei werden Ionen mit einer gewaltigen Geschwindigkeit freigesetzt. Die Nasa hat ein Raumschiff konzipiert, das auf rund 2000 Kilometer pro Sekunde beschleunigen kann. Das wären mehr als 50 Millionen km/h.
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Platz 4: der Nukleare Pulsantrieb. Diese Antriebsmethode setzt ebenfalls auf die Kraft der Atome - in diesem Fall aber brachial: Hinter einem Raumfahrzeug sollen mehrere Atombomben gezündet werden, deren Explosionen das Raumschiff vorantreiben. Studien dazu gibt es bereits - das sogenannte Orion Projekt. Ihm wird eine theoretische Maximalgeschwindigkeit von bis zu 30.000 Kilometern pro Sekunde nachgesagt. Das sind 108 Millionen km/h oder 10 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.
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Platz 3: der antimaterie-katalysierte nukleare Pulsantrieb. Er funktioniert ähnlich wie der Nukleare Pulsantrieb. Der Unterschied: Antimaterie wird als "Zünder" verwendet, um eine Kernspaltung oder Kernfusion zu entfachen, welche das Raumschiff antreibt. Die mögliche Geschwindigkeit soll ebenfalls bei etwa 10 Prozent der Lichtgeschwindigkeit liegen.
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(Foto: dpa)
Platz 2: der Laserantrieb. Ein Hoffnungsträger der Astronomie ist der Laserantrieb, der jüngst mit Starastronom Stephen Hawking im Rahmen des Projekts "Breakthrough Starshot" einen prominenten Fürsprecher erhielt. Ähnlich dem Sonnenlichtsegel führt das Mini-Raumschiff keinen Treibstoff mit. Ein mächtiger Laserstrahl soll das nur wenige Gramm leichte Gefährt auf bis zu 60.000 Kilometer pro Sekunde beschleunigen - oder 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit.
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(Foto: NASA/MSFC)
Platz 1: die Antimaterie-Rakete. Sie ist der Superstar unter den technisch theoretisch machbaren Antrieben für Raumschiffe. Als Treibstoff soll Antimaterie dienen, die eine unvergleichbar hohe Energiedichte aufweist. Zu der möglichen Höchstgeschwindigkeit gibt es keine Berechnungen. Theoretisch aber sind Geschwindigkeiten zwischen 50 und 80 Prozent Lichtgeschwindigkeit denkbar. Das Hauptproblem jedoch: Die Menge an benötigter Antimaterie ist bisher nicht zu beschaffen.
Ionen, Laser, Antimaterie Das sind die schnellsten Raumschiffantriebe
Der Traum von der Raumfahrt inspiriert Ingenieure dazu, sich immer neue Konzepte für immer schnellere Raumschiffantriebe auszudenken. Hier eine Übersicht über die schnellsten bereits eingesetzten oder zumindest technisch möglichen Triebwerke.
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