Du sprichst da einen wichtigen Punkt an, Banger.
Wie müsste eigentlich ein Energiequelle in einem Raumschiff beschaffen sein, wenn man mit dem Raumschiff einige Jahrzehnte eventuell Jahrhunderte unterwegs sein will?
Die größten Probleme hierbei sind:
1. Haltbarkeit
2. Unempfindlichkeit gegenüber äußere Einflüsse
3. Keine Gefahr für den Rest des Schiffes
4. Treibstoff
1. Haltbarkeit
Es ist klar, dass so ein Generator einfach mal ewig halten muss. Unterwegs gibt es leider keine Werkstatt, wo man mal ein paar defekte Lager oder Dichtungen auswechseln kann. Auch kann man nicht unendlich viele Ersatzteile mit auf die Reise nehmen.
Daraus ergibt sich unter anderem, dass man mindestens zwei besser noch viele mehr Generatoren braucht, die sich die Energieproduktion teilen. Da kann man dann auch mal einen abschalten, um ihn zu warten.
2. Unempfindlichkeit gegenüber äußere Einflüsse
Damit meine ich, dass die Energieproduktion auch dann noch weiterläuft, wenn es in dem Raumschiff zu einer größeren Havarie kommt, z. B. ein Generator explodiert, dann muss ein anderer übernehmen. Oder ein verirrtes Staubteilchen durchschlägt die Panzerung des Schiffs und setzt die Hälfte der Systeme außer Betrieb. Auch hier muss noch irgendwie Strom produziert werden, damit die Besatzung wenigstens die Chance hat, noch irgendwas zu retten.
3. Keine Gefahr für den Rest des Schiffes
Üblicherweise sind viele Generatoren potentielle Gefahren für den Rest des Schiffes. Es liegt einfach daran, dass gerade hier große Energiekonzentrationen auftreten, die - wenn sie nicht richtig kontrolliert werden - einfach Teile des Schiffes wegsprengen. Handelt es sich um einen Atomreaktor besteht sogar die Gefahr, dass das ganze Schiff hinterher nicht mehr da ist. Der radioaktive Treibstoff sowie die hohe Radioaktivität aus dem Reaktor sollte auch nicht unterschätzt werden.
4. Treibstoff
Der Treibstoff sollte möglichst energiereich und stabil sein. Energiereich heißt hier, dass man nur wenig davon mitnehmen muss, um die ganze Reise lang ausreichend Strom zu haben. Natürlich sollte unbedingt Reserve mitgeführt werden. Man weiß ja nie.
Stabil bedeutet, dass der Treibstoff selber keine Gefahr für das Schiff darstellen sollte. Nitroglycerin wäre also in dieser Hinsicht eine denkbar schlechte Wahl.
Was gibt es denn heute an Generatoren und welchen Treibstoff benötigen sie?
Fissionsreaktor (Kernspaltungsreaktor)
Das ist das erste, das den meisten hier zu diesem Thema einfallen wird. Bis jetzt ist das der einzige Generator, von dem man genau weiß, dass er genügend Saft produzieren kann. Auch ist die mitzuführende Treibstoffmenge recht übersichtlich. Aus der Verwendung bei U-Booten und Schiffen weiß man, dass ein Kernspaltungsreaktor jahrelange Autonomie gewährleisten kann.
Nur, wie sieht es damit aus, ob den Anforderungen für interstellare Reisen Genüge getan wird?
Haltbarkeit:
30-40 Jahre (geschätzt)
Unempfindlichkeit:
Das Gerät ist komplex, wird es beschädigt, fällt es im Normalfall aus bzw. sollte Runtergefahren werden.
Gefährlichkeit:
Die Strahlung ist höchstgefährlich und erfordert unbedingt entsprechende Schutzeinrichtungen im Schiff.
Treibstoff:
Der Treibstoff an sich ist stabil, solange die einzelnen Brennstäbe getrennt gelagert werden. Allerdings ist er radioaktiv und chemisch giftig.
Solarzellen
Das ist der zweite Energielieferant, den einigen hier sofort einfällt. Bei Satelliten funktionieren sie super.
Haltbarkeit:
50+ Jahre (geschätzt)
Unempfindlichkeit:
Geht eine Zelle durch zB Meteoriteneinschlage kaputt, produzieren die anderen Zellen weiter.
Gefährlichkeit:
Solarzellen sind absolut ungefährlich für das Raumschiff und seine Besatzung.
Treibstoff:
Der Treibstoff sind Photonen. Und die gibt es leider in ausreichender Menge nur in der Nähe von Sonnen. Auch an sich sind Solarzellen nicht unbedingt als besonders reichhaltiger Energiespender bekannt. Dafür muss man keinen Treibstoff mitnehmen.
Fusionsreaktor
Nun, der ITER wie auch der Wendelstein 7-X werden und werden irgendwie nicht fertig. Bei Fusionsreaktoren wird aber versprochen, dass sie nicht so viele starke "Nebenwirkungen" wie Fissionsreaktoren haben, aber mindestens genauso viel Energie produzieren.
Haltbarkeit:
50+ Jahre (geschätzt)
Unempfindlichkeit:
Das Gerät ist komplex, wird es beschädigt, fällt es im Normalfall aus bzw. sollte Runtergefahren werden.
Gefährlichkeit:
Die innere Wandung der Reaktorkammer wird durch den Betrieb radioaktiv, aber bei weitem weniger als Kernspaltungsreaktoren. Es müssen hier nicht so viele Sicherungsmaßnahmen getroffen werden.
Treibstoff:
Der Treibstoff ist Wasserstoff, schwerer Wasserstoff, Helium und vielleicht auch noch andere leichte Elemente. Diese sind meist absolut ungefährlich.
Brennstoffzelle
Bei Brennstoffzellen wird Energie, grob gesagt, aus chemischen Reaktionen gewonnen, zB O + H2 -> H2O. Diese Reaktion findet manchmal durch einen Katalysator statt, der in Form von Membranen in der Brennstoffzelle verbaut ist.
Haltbarkeit:
10 Jahre?
Unempfindlichkeit:
Sollte eine Membran kaputt gehen, sinkt die Effizienz der Anlage oder fällt komplett aus.
Gefährlichkeit:
Brennstoffzellen sind je nachdem, was für Reaktionen in ihnen stattfinden, zwischen harmlos und explosiv einzustufen.
Treibstoff:
Der Treibstoff an sich ist stabil. Man dürfte allerdings gewaltige Mengen brauchen.
Was denkt ihr so darüber? Welche unser bis jetzt bekannten Technologie eignet sich? Oder müsste was ganz Neues her?
