Ionenantriebe – Optionen für die Zukunft

Als Abschluss meiner kleinen Serie will ich mal skizzieren, wo die Reise bei Ionenantrieben hingehen könnte, hinsichtlich Nutzlast, Reisedauer und wie man die einzelnen Subsysteme optimieren kann.

Zusammenhänge

Bei einem Ionenantrieb gibt es weitaus mehr gegenseitige Abhängigkeiten als bei einem chemischen Antrieb. Anders als bei diesem sind z.B. Schub und spezifischer Impuls voneinander abhängig. Dazu kommt die Abhängigkeit von Stromversorgung und Reisezeit. Zwar ist auch beim chemischen Antrieb die Betriebszeit auch vom Schub und spezifischen Impuls abhängig, aber bei Betriebszeiten von einigen Minuten bis maximal einige Stunden spielt dies bei der Inbetriebnahme von Satelliten praktisch keine Rolle. Continue reading „Ionenantriebe – Optionen für die Zukunft“

Sind mit RTG’s oder SLA im äußeren Sonnensystem Ionenantriebe möglich?

Diese Frage stellte Martin Rosenkranz in einem Kommentar Ich habe mich damit ja schon vor Jahren befasst. Eher gesagt, ich habe das aufgegriffen was andere durchgerechnet haben. Sie kamen zu dem Schluss, dass es geht. Voraussetzung sind sehr kleine Sonden, sodass selbst die schwache Leistung von RTG über Jahre hinweg ausreicht eine Raumsonde gravierend im Kurs zu beeinflussen.

Zeit hat man – Die Missionen der NASA werden auf eine normale Transferbahn zum Planeten geschickt und dann langsam abgebremst, genauer gesagt das Apohel langsam angehoben, bis man sich von dem Planeten einfangen lassen kann. Bei Jupiter, Saturn und Neptun kann ein Vorbeiflug an einem Mond dann auch noch etwas Energie einsparen. Dort angekommen kann man mit Ionentriebwerken auch den Orbit ändern. Zeit genug dafür hat man ja.

Nun, bei meiner Untersuchung von leistungsfähigen Solarkonzentrator-Arrays bin ich darüber gestolpert, das ein heute als Prototyp schon verfügbarer SLA (Stretched Lens Array) mit 300 W/m bei Jupiter mehr Leistung pro Gewicht liefert als ein RTG. Bei den 500 W/kg SLA, die bald verfügbar sind, ist dies bei Saturn der Fall. Damit sollten diese Missionen auch mit SLA möglich sein und ich will dies mal verdeutlichen.

Mein Szenario knüpft da an wo ich eine Mission zu Jupiter schon mal berechnet hatte. Sie geht davon aus, dass eine Nutzlast von 2200 kg von der Vega in einen 500 km Erdorbit gebracht wird und dann mittels eines SLA bis in 250 Millionen km Entfernung beschleunigt wird: Continue reading „Sind mit RTG’s oder SLA im äußeren Sonnensystem Ionenantriebe möglich?“