In sciencefictionboeken over contacten met buitenaardse beschavingen doet zich een probleem voor: met wat voor soort voortstuwing kunnen de enorme afstanden tussen de sterren worden overbrugd? Dit kan niet met conventionele raketten zoals die worden gebruikt om naar de maan of Mars te vliegen. Hierover zijn veel min of meer speculatieve ideeën naar voren gebracht, waaronder de "Bassard Manifold" of "Direct Air Jet Engine". Het omvat het vastleggen van protonen in de interstellaire ruimte en hun verdere gebruik in een kernfusiereactor.
Peter Schattschneider, een natuurkundige en auteur van sciencefiction, heeft dit concept samen met zijn collega Albert Jackson uit de VS nader geanalyseerd. Het resultaat is helaas teleurstellend voor fans van interstellaire reizen: het kan niet werken zoals Robert Bassard, de uitvinder van dit voortstuwingssysteem, zich in 1960 had voorgesteld. De resultaten van de analyse zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Acta Astronautica.
Apparatuur voor het opvangen van waterstof
"Dit idee verdient zeker te worden bestudeerd", zegt professor Peter Schattschneider. "In de interstellaire ruimte bevindt zich sterk verdund gas, voornamelijk waterstof - ongeveer één atoom per kubieke centimeter. Als je de waterstof voor het ruimtevaartuig verzamelt, zoals in een magnetische trechter, met behulp van enorme magnetische velden, kan het worden gebruikt om een fusiereactor te laten draaien en het ruimtevaartuig te versnellen." In 1960 publiceerde Robert Bassard hier een wetenschappelijk artikel over. Negen jaar later werd zo'n magnetisch veld voor het eerst theoretisch beschreven. "Sindsdien wekt dit idee niet alleen sciencefictionfans, maar wekt het ook grote interesse in de technische en wetenschappelijke gemeenschap van de ruimtevaart", zegt Peter Schattschneider.
Peter Schattschneider en Albert Jackson hebben nu, een halve eeuw later, de vergelijking onder de loep genomen. Software die aan de TU Wien is ontwikkeld in het kader van een onderzoeksproject naar de berekening van elektromagnetische velden in elektronenmicroscopie, bleek onverwacht zeer nuttig: natuurkundigen hebben het kunnen gebruiken om aan te tonen dat het basisprincipe van magnetische deeltjesvangst echt werkt. De deeltjes kunnen in het voorgestelde magnetische veld worden opgevangen en in een fusiereactor worden geleid. Het is dus mogelijk om een aanzienlijke versnelling te bereiken - tot relativistische snelheden.
Enorme maten
Bij het berekenen van de grootte van de magnetische trechter vervaagt de hoop om onze galactische buren te bezoeken echter snel. Om een stuwkracht van 10 miljoen Newton te bereiken, wat overeenkomt met twee keer de stuwkracht van de Space Shuttle, moet de opening een diameter hebben van bijna 4 km. Een technisch geavanceerde beschaving zou iets soortgelijks kunnen bouwen, maar het echte probleem is de vereiste lengte van de magnetische velden: de trechter moet ongeveer 150 miljoen km lang zijn - de afstand tussen de zon en de aarde.
Dus, na een halve eeuw hoop op interstellaire reizen in de verre toekomst, wordt het duidelijk dat de straalmotor, ondanks het interessante idee, slechts een onderdeel van sciencefiction zal blijven. Als we op een dag onze ruimteburen willen bezoeken, zullen we iets anders moeten bedenken.
Lees ook:
- Vijf vreemde dingen die in de ruimte gebeuren
- Verouderde kosmische wetten kunnen de wereldvrede bedreigen