Der Spacedrive oder Raumantrieb ist ein Antrieb, der nicht wie ein gewöhnliches Raketentriebwerk Treibstoff ausstößt, um zu beschleunigen. Stattdessen nutzt er wesentliche Eigenschaften des Weltraums, um vorwärts zu kommen. Der Fielddrive oder Feldantrieb erzeugt asymmetrisch Kräfte um das Raumschiff herum. Beide Antriebe gibt es noch nicht. Denn welche Eigenschaften des Raums man wie nutzen könnte oder wie man Antriebskräfte erzeugen kann, ohne Rückstoßmasse auszustoßen, sind die zu lösende Probleme.

Im Rahmen des Breakthrough Propulsion Physics Project der Nasa stellte der Physiker Marc Millis hypothetische Antriebskonzepte vor, um die oben genannten Probleme genauer zu umschreiben und mögliche Lösungswege aufzuzeigen. Im Folgenden werden diese Konzepte verkürzt zusammengefasst.

Breakthrough Propulsion Physics Project der Nasa. Es wurde 1996 vom Nasa-Physiker Marc Millis ins Leben gerufen, um systematisch nach Ansatzpunkten eines revolutionären Antriebskonzepts zu suchen. Durch die "unmögliche" Zielvorgabe - Mission zu einem anderen Sonnensystem - sollten neue Denkmuster erzwungen werden - und zwar jenseits der Zukunftsprojektion existierender Technologien. Es wurde nicht erwartet, sofort den ultimativen Durchbruch zu schaffen. Hauptziel des Projekts war es, Startpunkte für wegbereitende Forschung zu identifizieren. 2002 wurde seine staatliche Finanzierung eingestellt. Millis gründete daher die nicht kommerzielle Tau Zero Foundation zur Erforschung, Förderung und Lehre der interstellaren Raumfahrt.

Raumantrieb - grundlegende Konzepte

Kollisionssegel

Kollisionssegel setzen ein Hintergrundmedium voraus, dass überall im Weltraum von allen Seiten auf das Raumschiff einströmt. Das Medium könnte aus Teilchen oder elektromagnetischer Strahlung bestehen. Kandidaten sind elektromagnetische Nullpunktschwingungen (Vakuumenergie, siehe Vakuum im Überblick), kosmische Hintergrundstrahlung, freie Protonen, virtuelle Teilchenpaare und dunkle Materie. Wenn die Kollisionen oder der Strahlungsdruck vor dem Raumschiff verringert oder hinter dem Raumschiff verstärkt werden könnte, würde das Raumschiff beschleunigt.

Differential-Segel

Strahlung des Hintergrundmediums wird auf der einen Seite verschluckt und auf der anderen Seite refektiert.

Dioden-Segel

Strahlung des Hintergrundmediums aus der einen Richtung wird reflektiert und Strahlung aus der anderen Richtung durchgelassen.

Induktions-Segel

Der Strahlungsdruck des Hintergrundmediums wird auf der einen Seite erhöht und auf der anderen Seite verringert.

Feldantrieb - grundlegende Konzepte

Spekulativer als Kollisionssegel sind Feldantriebe: Schwerkraftfelder beschleunigen Massen, und elektromagnetische Felder beschleunigen Ladungen. Das Problem: Wie kann das Raumschiff ein Feld erzeugen, durch das das Raumschiff selbst beschleunigt wird?

Bias Drive

Die Stärke der Schwerkraft oder Eigenschaften des Raums selbst werden beeinflusst. Wenn die Schwerkraft auf der einen Seite des Raumschiffs größer ist als auf der anderen, wird das Raumschiff beschleunigt. Eventuell bietet das Verständnis der Vakuumenergie in der Zukunft die Möglichkeit, die Schwerkraft örtlich zu beeinflussen. Der Raum selbst würde dagegen nach dem Konzept des Warp-Antriebs von Miguel Alcubierre verändert. Vor dem Raumschiff würde der Raum gestaucht und hinter dem Raumschiff gedehnt.

Diametric Drive

Dies ist die verallgemeinerte Form des Antriebs mit negativer Masse (bisher nicht entdeckt).

Disjunction Drive

Das, was ein Schwerkraftfeld oder ein elektrisches Feld erzeugt wird üblicherweise mit dem gleichgesetzt, was von diesen Feldern angezogen oder abgestoßen wird. Falls es möglich sein sollte die felderzeugende und feldbeeinflusste Komponenten der Materie zu trennen, könnte sich die Materie selbst beschleunigen. Bisher gibt es keine Anhaltspunkte, dass dies möglich sein könnte.

Pitch Drive

Örtlich wird ein Gefälle im Schwerkraft- oder elektrischem Feld erzeugt. Ob und wie das gehen könnte ist unbekannt.

Links

Tau Zero Foundation
http://www.tauzero.aero

Nasa Breakthrough Propulsion Physics Project
http://www.grc.nasa.gov/WWW/bpp/

Prospects for Breakthrough Propulsion from Physics
Zusammenfassung der BPP-Forschung, 3. Juni 2004
http://www.grc.nasa.gov/WWW/bpp/TM-2004-213082.htm

Breakthrough Propulsion Physics Consortium
http://www.bppconsortium.org/

Millis, M: Challenge to Create the Space Drive, In Journal of Propulsion and Power (AIAA), Vol. 13, No. 5, pp. 577-682, (Sept.-Oct. 1997)
http://www.grc.nasa.gov/WWW/bpp/TM-107289.htm

NASA Breakthrough Propulsion Physics Project: Common Errors
Denkfehler einiger Konzepte neuartiger Antriebe und der Schwerkraftsbeeinflussung
http://www.grc.nasa.gov/WWW/bpp/ComnErr.html