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Raumfahrt: Antrieb EmDrive stellt Gesetze der Physik auf den Kopf

"Unmöglicher Antrieb"  

Forscher an der Schwelle zur Geschwindigkeits-Revolution

21.05.2016, 10:59 Uhr | uwe, t-online.de

Raumfahrt: Antrieb EmDrive stellt Gesetze der Physik auf den Kopf. Die "Beagle 2" beim Eintritt in die Atmosphäre des Mars. Mit dem EmDrive könnten künftige Missionen deutlich schneller und weiter fliegen. (Quelle: ESA)

Die "Beagle 2" beim Eintritt in die Atmosphäre des Mars. Mit dem EmDrive könnten künftige Missionen deutlich schneller und weiter fliegen. (Quelle: ESA)

Ist es eine revolutionäre Entdeckung, der Raketenantrieb der Zukunft, der Astronauten in gerade einmal 41 Tagen zum Mars katapultiert -  oder doch bloß ein unerklärlicher Messfehler? Forscher rätseln über den "EmDrive", der die Gesetze der Physik auf den Kopf stellt.

Doch auch wenn Wissenschaftler derzeit nicht erklären können, wie und warum der Antrieb genau funktioniert: Die Nasa hat nach intensiven Experimenten bestätigt, dass das Verfahren wohl "prinzipiell tatsächlich geht".

Rätselhaft: Mikrowellen erzeugen Schub

"EmDrive" steht für "elektromagnetischer Antrieb" - es wird also kein Treibstoff verbrannt, um einen Rückstoß zu erzeugen. Stattdessen soll elektrische Energie für ausreichend Schub sorgen. Ein Raketenantrieb ohne den tonnenschweren und extrem teuren Treibstoff - wie soll das gehen?

Vereinfacht gesagt, verwendet der EmDrive elektromagnetische Wellen als Antrieb. Mit Strom werden Mikrowellen erzeugt, die sich in einem geschlossenen Behälter bewegen. Ein Unterschied im Strahlungsdruck soll dann zu zielgerichtetem Schub führen. Und weil die Wellen nicht entweichen können, aber ständig neue produziert werden, nimmt die Antriebskraft stetig zu.

Ein "unmögliches Antriebsprinzip"

Doch jetzt wird es rätselhaft: Nach den Gesetzen der Physik muss eine Kraft wirken, um Schub zu produzieren. Doch das funktioniert bei Wellen nicht - sonst würde uns beispielsweise eine eingeschaltete Taschenlampe einfach aus der Hand fliegen. Wellen transportieren keine Materie.

Dennoch erzeugt der EmDrive Schub. Das dürfte eigentlich nicht sein - Skeptiker bezeichnen ihn daher als  "unmögliches Antriebsprinzip".

Rückstoß-Prinzip hat Grenzen

Herkömmliche Raketenantriebe funktionieren nach dem Rückstoß-Prinzip. Isaac Newton entdeckte 1687 das Wechselwirkungsprinzip: Jede Aktion erzeugt eine gleich große Gegenreaktion. Bei einer Rakete werden durch die Verbrennung des Treibstoffs ungeheure Massen zum Erdboden geschleudert - als Gegenreaktion hebt sie vom Boden ab und steigt in den Himmel.

Das Prinzip hat mehrere gravierende Nachteile: Die Treibstofftanks sind riesig und - viel entscheidender - bedeuten jede Menge zusätzliches Gewicht. Und schließlich: Der Treibstoffvorrat ist begrenzt - irgendwann steht kein Antrieb mehr zur Verfügung.

Wellen bedeuten nie endende Schubkraft

Anders beim EmDrive: Mittels Solarpanel kann auch im All unentwegt Strom produziert werden, die Erzeugung von Mikrowellen ist quasi unbegrenzt möglich. Darüber hinaus "verbrauchen" sich die Wellen in dem geschlossenen System nicht.

Der Luft- und Raumfahrtingenieur Roger Shawyer machte im Jahr 2003 als Erster die Entdeckung, dass Wellen unerklärlicherweise eine Schubkraft erzeugen können. Seine Beobachtung wurde massiv angezweifelt - vielleicht auch, weil für viele (Physiker) nicht sein kann, was (laut Newton) nicht sein darf.

Chinesen bauen EmDrive-Prototypen

Ein Forscherteam von der "Nordwestlichen Polytechnischen Universität" im chinesischen Xi'an nahm sich schließlich Shawyers Idee an und baute einen Prototypen. Die Chinesen erzeugten damit eine Schubkraft, mit der man schon jetzt kleinere Satelliten steuern könnte.

Es folgten weitere Experimente mit dem EmDrive: Der US-Wissenschaftler Guido Fetta entwickelte nach demselben Prinzip den "Cannae Drive", die Raumfahrtbehörde Nasa testete in den Eagleworks Laboratories den elektromagnetischen Antrieb ausgiebig. Ergebnis: Auch die Nasa-Leute beobachten den Effekt, können ihn aber letztlich auch nicht erklären.

Zum Mars in 41 Tagen

Viele Experten sind dennoch weiterhin skeptisch und vermuten eine Reihe von Messfehlern bei den Versuchen. Raumfahrtvisionär Roger Shawyer ficht das nicht an. Er glaubt - Newton zum Trotz - weiter an den EmDrive.

Nach seinen Berechnungen könnte ein Raumschiff mit elektromagnetischem Antrieb eine bemannte Mission in gerade einmal 41 Tagen zum Mars bringen - das wäre blitzschnell im Vergleich zur Reisedauer von rund sieben Monaten mit herkömmlichen Triebwerken. Und er träumt davon, dass mit seiner treibstofflosen Technologie eines Tages sogar eine Reise bis an den Rand unseres Sonnensystems möglich sein wird.

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