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Die Zukunft in der Luft: Warum die ABEP-Technologie der Schlüssel zur Erforschung der Venus und des Titan ist
Da die Nachfrage nach Weltraumforschung weiter steigt, sind Luft- und Raumfahrtagenturen auf der ganzen Welt ständig auf der Suche nach innovativen Technologien zur Unterstützung zukünftiger Weltraummissionen. Eine wichtige Entwicklung im Rahmen dieser neuen Technologien ist der luftatmende elektrische Antrieb (ABEP), der es Raumfahrzeugen ermöglichen könnte, in erdnahen Umlaufbahnen zu operieren, ohne große Mengen Treibstoff mitführen zu müssen.
Das Kernprinzip von ABEP besteht darin, verdünnte Gase als Treibstoff zu verwenden. Obwohl diese Gase in der erdnahen Umlaufbahn äußerst selten sind, können sie dennoch effektiv gesammelt und für den Antrieb verwendet werden. Der Vorteil dieser Technologie liegt darin, dass sie nicht nur die Lebensdauer von Satelliten verlängert, sondern auch die Durchführung wissenschaftlicher und militärischer Missionen flexibler und wirtschaftlicher macht.
„Luftatmende elektrische Antriebstechnologie ermöglicht es Raumfahrzeugen, in einer niedrigen Erdumlaufbahn zu operieren, ohne zusätzlichen Treibstoff mitzuführen, was eine völlig neue Klasse lang andauernder Missionen in niedrige Umlaufbahnen ermöglichen wird.“
So funktioniert ABEP
Das ABEP-System besteht aus einem Lufteinlass und elektrischen Triebwerken, die verdünnte Gase einfangen und so Vortrieb erzeugen. In einer niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) und einer sehr niedrigen Erdumlaufbahn (VLEO) gelangen diese Gase in eine Ionisationskammer und werden ionisiert. Diese Ionen werden dann mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen und erzeugen Schub. Dieses Verfahren vereinfacht nicht nur den Treibstoffbedarf, sondern reduziert auch die Komplexität und die Kosten des Erreichens hochdimensionaler Umlaufbahnen von Satelliten erheblich.
Das Potenzial dieser Technologie liegt darin, dass sie den Betrieb von Satelliten in Höhen von weniger als 400 Kilometern ermöglicht. Untersuchungen der letzten ein bis zwei Jahre haben gezeigt, dass die ABEP-Technologie die Betriebszeit von Satelliten erheblich verlängern und so wissenschaftliche Missionen, militärische und zivile Überwachungsdienste und sogar Kommunikationsdienste mit geringer Latenzzeit möglich machen kann.
„Die ABEP-Technologie ermöglicht gleichzeitige langfristige wissenschaftliche Beobachtungen und Datenübertragung in Echtzeit, was für zukünftige Weltraumerkundungsmissionen von entscheidender Bedeutung ist.“
Entwicklungs- und Testfortschritt
Mehrere europäische Projekte arbeiten an der Entwicklung dieser Technologie. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) gab 2018 die erfolgreiche Demonstration eines RAM-EP-Prototyps bekannt, eines vom italienischen Unternehmen SITAEL entworfenen und entwickelten Systems. Im Laufe der Tests wurden die Wirksamkeit und Leistung dieser Systeme nach und nach bestätigt.
Im gleichen Zeitraum entwickelte das Institut für Raumfahrtsysteme der Universität Stuttgart in Deutschland auch Lufteinlässe und Triebwerke, und ein Mikrowellen-Plasma-Triebwerk (IPT) wurde erfolgreich in Betrieb genommen. Diese Fortschritte haben die Kommerzialisierung und praktische Anwendung der ABEP-Technologie schrittweise gefördert.
Verwandte Forschung in den USA und Japan
Zusätzlich zu den europäischen Bemühungen hat das US-Unternehmen Busek den Air Breathing Hall Effect Thruster (ABHET) entwickelt, ein speziell für den Mars konzipiertes System, das die Kohlendioxidatmosphäre des Planeten ausnutzen soll. Dies lässt darauf schließen, dass ABEP nicht auf Anwendungen auf der Erde beschränkt ist, sondern auch auf anderen Planeten eingesetzt werden kann.
Mittlerweile arbeitet auch die Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) an einem ähnlichen luftatmenden Ionentriebwerk. Durch diese Forschungs- und Entwicklungsreihe wurde die ABEP-Technologie immer wichtiger und zu einem wichtigen Instrument für die Erforschung anderer Planeten wie der Venus und Titan.
Zukunftsaussichten
Mit der Weiterentwicklung der ABEP-Technologie gehen Wissenschaftler davon aus, dass künftige wegweisende Missionen, wie etwa Langzeitmissionen zur Venus oder zum Titan, mithilfe dieser Technologie besser durchführbar sein könnten. Diese Missionen werden nicht nur wertvolle Informationen über die Umgebung anderer Planeten liefern, sondern der Menschheit auch bei der Suche nach Lebenszeichen im Universum helfen. Zukünftige Missionen werden keine kurzfristigen Erkundungen mehr sein, sondern langfristige Beobachtungen und Datensammlungen.
Da sich die Technologie ständig weiterentwickelt, hat die luftatmende elektrische Antriebstechnologie das Potenzial, unsere Geschichte der Weltraumforschung neu zu schreiben und unsere Vorstellungen von interstellaren Reisen Wirklichkeit werden zu lassen. Wird eine solche Zukunft ein weiterer Meilenstein in der menschlichen Erforschung des unbekannten Universums werden?
