Innovativer Plasmaantrieb zur sicheren Beseitigung von Weltraumschrott

TOKIO / LONDON (IT BOLTWISE) – Ein neuer Plasmaantrieb könnte die Lösung für das wachsende Problem des Weltraumschrotts sein. Forscher der Tohoku-Universität in Japan haben ein System entwickelt, das mithilfe eines bidirektionalen Plasmaantriebs Weltraumschrott sicher deorbitiert. Diese Technologie nutzt ein magnetisches Feld, um den Schrott zu verlangsamen, ohne direkten Kontakt herzustellen.

Die zunehmende Menge an Weltraumschrott in der Erdumlaufbahn stellt eine erhebliche Bedrohung für zukünftige Raumfahrtmissionen dar. Das sogenannte Kessler-Syndrom beschreibt ein Szenario, in dem die Dichte des Schrotts so hoch wird, dass Kollisionen unvermeidlich sind und die Nutzung des Weltraums erheblich einschränken könnten. Um diesem Problem entgegenzuwirken, arbeiten Forscher weltweit an innovativen Lösungen zur Beseitigung von Weltraumschrott.

Ein vielversprechender Ansatz kommt von Kazunori Takahashi von der Tohoku-Universität in Japan. Er hat ein System entwickelt, das einen bidirektionalen Plasmaantrieb nutzt, um Schrottteile zu verlangsamen und sicher in die Erdatmosphäre zurückzuführen. Diese Technologie basiert auf der Verwendung eines magnetischen Feldes, das typischerweise in Fusionsreaktoren eingesetzt wird, um die Plasmawechselwirkungen zu kontrollieren. Der Antrieb erzeugt einen Plasma-Strahl, der den Schrott abbremst, während ein gleichstarker Gegenstrahl den Antrieb stabilisiert.

Traditionelle Methoden zur Beseitigung von Weltraumschrott erfordern oft direkten Kontakt, was aufgrund der unkontrollierten Rotation der Trümmerstücke riskant ist. Der bidirektionale Plasmaantrieb hingegen ermöglicht eine kontaktlose Annäherung, was die Sicherheit und Effizienz der Operationen erhöht. Die Herausforderung besteht jedoch darin, die Plasmaantriebe so zu kalibrieren, dass sie auch bei größeren Entfernungen effektiv arbeiten.

In einem Experiment konnte Dr. Takahashi die Effizienz seines Systems um 20 % steigern, indem er ein sogenanntes ‘Cusp’-Magnetfeld einsetzte. Dieses Feld sorgt für eine stärkere Fokussierung des Plasma-Strahls, was zu einer verbesserten Bremswirkung führt. Bei einer Leistung von 5 kW erreichte der Antrieb eine Verzögerung von 25 mN, was nahe an den 30 mN liegt, die erforderlich sind, um ein ein Tonnen schweres Trümmerstück innerhalb von 100 Tagen zu deorbitieren.

Obwohl diese Technologie vielversprechend ist, gibt es noch Herausforderungen zu bewältigen. Der Betrieb in einer realen orbitalen Umgebung erfordert eine präzise Steuerung der Distanz zwischen Antrieb und Zielobjekt. Zudem verbraucht das System doppelt so viel Treibstoff wie andere Lösungen, was die Langzeitnutzung erschwert. Dennoch könnte diese Innovation einen bedeutenden Beitrag zur Lösung des Weltraumschrottproblems leisten und die Sicherheit zukünftiger Raumfahrtmissionen erhöhen.

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