Zweistufiger Fusionsantrieb [geschlossen]

Ich habe keine Zahlen für die Dichte des interstellaren Gases zur Hand, daher kann ich nicht zur Plausibilität sprechen, es für den mittleren Teil Ihrer Reise zu verwenden. Ich kann jedoch versuchen, die anderen Teile Ihres Plans trotzdem zu analysieren:

Zunächst einmal ist Tritium radioaktiv, mit einer Halbwertszeit von etwa zwölf Jahren (Quelle) . Sie werden es nicht in großen Tanks lagern wollen – oder überhaupt lagern. Verwenden Sie besser Deuterium-Deuterium-Fusion, Deuterium-Helium3-Fusion oder andere, schwerere stabile Isotope; oder verwenden Sie die vom Fusionsreaktor erzeugten Neutronen, um Tritium im laufenden Betrieb zu erzeugen.

Darüber hinaus können Sie kein von Ihrem Schiff erzeugtes Magnetfeld zum Verlangsamen verwenden, es sei denn, Sie bewegen sich in einen Bereich, in dem es tatsächlich etwas zu schieben gibt. In diesem Fall können Sie es möglicherweise verwenden wie ein Fallschirm. Darauf würde ich mich aber nicht verlassen; Es ist besser, einfach umzudrehen und Ihre Hauptmotoren zu verwenden, um langsamer zu werden, sobald Sie auf halbem Weg dorthin sind.

Außerdem haben Raketen keine wirkliche Höchstgeschwindigkeit. Es gibt keinen Grund, für den mittleren Teil der Reise im Leerlauf zu fahren, es sei denn, Sie müssen Kraftstoff für später sparen (dh langsamer werden) - und wenn Ihr Bussard-Motor tatsächlich in der Lage ist, genügend Kraftstoff aus dem interstellaren Medium zu sammeln, gibt es keinen Grund zu wenden es aus.

Schließlich werden Sie wahrscheinlich keine großen Mengen der selteneren Isotope finden, die Sie als Fusionsbrennstoffe (Deuterium, Helium3) im Zielsystem verwenden könnten, also wäre es am besten, genug davon für die Rückreise zu haben. Wasserstoff und Sauerstoff? Es sollte reichlich vorhanden sein. Oder genauer gesagt, wenn dieses Schiff gebaut werden könnte, wird es Teleskope geben, die stark genug sind, um zu wissen, welche Systeme viele eisige Kometen und Asteroiden haben, um nach Wasser zu suchen, und Sie werden auf eines davon zusteuern.

Beachten Sie, dass sogar Wasserstoff-Wasserstoff-Brennstoff wahrscheinlich zusätzliche Neutronen erzeugt, und diese könnten im Prinzip verwendet werden, um mehr Deuterium, Tritium und Helium-3 zu züchten. Sie müssen die Zahlen dazu nachschlagen, um zu sehen, ob dies praktikabler wäre, als nur genügend der seltenen Isotope für die Rückreise mitzubringen.

Nun zu deinen eigentlichen Fragen:

Ich würde sagen, dass dieses Design, bei dem eine Fusionsrakete verwendet wird, um auf die Geschwindigkeiten zu beschleunigen, die für das gute Funktionieren des Bussard-Jets erforderlich sind, ziemlich vernünftig klingt. Wenn sich herausstellt, dass Fusionsraketen funktionieren, funktionieren Bussard-Staujets genau dann, wenn sie auf a beschleunigt werden hohe Geschwindigkeit, und Fusionsraketen sind in der Lage, Ihr Schiff auf diese Geschwindigkeiten zu beschleunigen.

Welche Geschwindigkeiten konnten erreicht werden? Ich habe keine Ahnung. Es hängt alles von der Austrittsgeschwindigkeit Ihrer Raketen ab und davon, wie viel Treibstoff Sie mitnehmen möchten. Siehe hier.

Was muss bei der Konstruktion des Schiffes beachtet werden und welche Gefahren können entstehen? Das ist ... eine sehr weit gefasste Frage, und ich werde nicht einmal vorgeben, alle möglichen Bedenken zu treffen. Aber Sie müssen Ihre Insassen vor kosmischer Strahlung, relativistischen Partikeln aus interstellarem Staub, Weltraumgestein und der Strahlung Ihrer eigenen Triebwerke schützen. Sie benötigen Lebensmittel und Wasser, Licht, Kommunikationsausrüstung und Schlafplätze für Ihre Passagiere, an denen sie sich tagsüber die Zeit vertreiben können. Und entweder eine Möglichkeit, alles zu reparieren, was schief geht, wenn etwas schief geht; oder genügend Redundanz, um sicherzustellen, dass alles, was kaputt geht, keine Probleme verursacht, bis Sie zur Erde zurückkehren. Oder am besten beides. Denn es gibt immer etwas, das Sie verpassen werden.

Vor- und Nachteile des Hybrid-Setups gegenüber reiner Fusion oder reinem Bussard? Nun, ich habe bereits den Hauptvorteil erwähnt: Wenn der Bussard-Jet nur genug interstellaren Wasserstoff sammeln kann, um sich damit zu beschäftigen, wenn er sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt, müssen Sie einen anderen Weg finden, um ihn auf relativistische Geschwindigkeiten zu bringen. Fusionsraketen sind möglicherweise eine Möglichkeit, dies zu tun, und sie sind nicht weniger machbar als der Bussard-Jet selbst. Schließlich ist der Bussard-Motor im Wesentlichen ein Fusionsantrieb, bei dem die Kraftstofftanks durch eine riesige magnetische Schaufel ersetzt werden.

Die Nachteile? Es ist schwerer und komplexer, also gibt es mehr Dinge, die kaputt gehen könnten. Aber der Bussard-Jet sollte besser mit klassischen Fusionsantrieben kompatibel sein als beispielsweise mit nuklearen Impulsantrieben - schließlich ist es schwierig, den gesammelten Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen, damit Sie das heiße Plasma aus dem Rücken speien können deine Rakete. Einen Bussard-Jet zu nehmen und einen oder zwei Tanks mit Wasserstoffisotopen anzubringen, wenn die Schaufel nicht aktiv ist, scheint mir kein großes Problem zu sein. Es wird Ihr Schiff schwerer machen, einfach weil Sie ein oder zwei zusätzliche Tanks mit Wasserstoffisotopen mit sich herumtragen; aber Sie brauchen nicht viel mehr an Klempnern oder ähnlichem.