Unternehmen für Raumfahrtantriebe Pulsarfusion hat mit dem Bau einer großen Kernfusionskammer in England begonnen und versucht, das erste Unternehmen zu werden, das ein durch Kernfusion angetriebenes Antriebssystem im Weltraum in Betrieb nimmt.
Die Kernfusionsantriebstechnologie, wohl eine goldene Gans der Raumfahrtindustrie, könnte die Reisezeit zum Mars um die Hälfte und die Reisezeit zum Saturnmond Titan auf zwei statt auf zehn Jahre verkürzen. Es klingt wie Science-Fiction, aber Pulsar-CEO Richard Dinan sagte kürzlich in einem Interview mit Tech, dass der Fusionsantrieb „unvermeidlich“ sei.
„Man muss sich fragen: Kann die Menschheit Fusion betreiben?“ er sagte. „Wenn wir das nicht können, ist das alles irrelevant. Wenn wir können – und das können wir –, dann ist ein Fusionsantrieb völlig unvermeidlich. Es ist für die menschliche Entwicklung des Weltraums unwiderstehlich. Dies geschieht, weil die Anwendung unwiderstehlich ist.“
Während eines Großteils seiner elfjährigen Geschichte konzentrierte sich das im britischen Oxfordshire ansässige Unternehmen hauptsächlich auf die Fusionsforschung. In jüngerer Zeit begann Pulsar mit der Entwicklung von Produkten, die Einnahmen bringen könnten, während die Forschung weitergeht: ein elektrisches Hall-Effekt-Triebwerk für Raumfahrzeuge und ein Hybridraketentriebwerk der zweiten Stufe. Das Unternehmen erhielt im Jahr 2022 außerdem Fördermittel von der britischen Weltraumbehörde, um gemeinsam mit dem Nuclear Advanced Manufacturing Research Centre und der Universität Cambridge ein auf Kernspaltung basierendes Antriebssystem zu entwickeln.
Aber für Pulsar liegt die Zukunft der Weltraumfahrt eindeutig im Fusionsantrieb. Die Fusion für den Weltraumantrieb ist wohl viel einfacher als die Fusion zur Stromerzeugung hier auf der Erde, auch weil die Bedingungen im Weltraum – sehr kalt und ein nahezu perfektes Vakuum – Fusionsreaktionen begünstigen. Die unglaubliche Energiedichte dieser Reaktionen würde zu superschnellen Reisegeschwindigkeiten führen und im Vergleich zu bestehenden Antriebssystemen nur einen Bruchteil des Treibstoffs erfordern.
Auch wenn solche Systeme sehr teuer seien, „ist die Geschwindigkeit im Weltraum mit dem Geld vergleichbar“, sagte Dinan.
„Wenn ich Ihnen X viele Tage im Weltraum ersparen kann, kann ich Ihnen das in Rechnung stellen“, sagte er.
Ein Vorteil dieser Technologie, auch wenn sie noch nicht in einem System demonstriert wurde, besteht darin, dass die zugrunde liegende Physik gut verstanden ist: Fusion funktioniert ähnlich wie unsere Sonne, indem sie ein ultraheißes Plasma in einem elektromagnetischen Feld einschließt. Für Wissenschaftler bestand die Schwierigkeit darin, dieses Plasma über einen sinnvollen Zeitraum zu stabilisieren. Das ist die nächste Aufgabe von Pulsar: der Bau einer acht Meter langen Fusionskammer, um das Plasma auf extrem hohe Temperaturen zu bringen und Abgasgeschwindigkeiten zu erzeugen, die schnell genug für interstellare Reisen sind.
„Die Schwierigkeit besteht darin, zu lernen, wie man das superheiße Plasma in einem elektromagnetischen Feld hält und einschließt“, erklärte James Lambert, CFO von Pulsar, in einer Erklärung. „Das Plasma verhält sich wie ein Wettersystem und ist mit herkömmlichen Techniken unglaublich schwer vorherzusagen.“
Das Unternehmen hat bereits mit dem Bau dieser Reaktionskammer in Bletchley, England, begonnen. Es hat sich mit dem in New Jersey ansässigen Unternehmen Princeton Satellite Systems zusammengetan, um mithilfe von Supercomputersimulationen besser zu verstehen, wie sich das Plasma unter elektromagnetischem Einschluss verhält. Das Paar wird auch modellieren, wie sich Plasma beim Austritt aus einem Raketentriebwerk verhalten würde, und diese Daten werden dazu beitragen, das Raketentriebwerksdesign von Pulsar zu beeinflussen. Der nächste Schritt wäre eine Demonstration im Orbit, bei der das Unternehmen zum ersten Mal versuchen würde, ein durch Kernfusion angetriebenes Antriebssystem im Weltraum abzufeuern.
„Wenn wir unser Sonnensystem innerhalb eines Menschenlebens verlassen, gibt es unseres Wissens keine andere Technologie, die das kann“, sagte Dinan.