Fusionsantrieb

Fusionsantriebe gewinnen Schub und Energie aus der Kernfusion, der Verschmelzung leichter Atomkerne wie der Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium zu Helium. Es ist derselbe Prozess, der die Sterne über Jahrmilliarden leuchten lässt. Pro Kilogramm Brennstoff setzt Fusion millionenfach mehr Energie frei als jede chemische Verbrennung, was sie zum Traumantrieb für die interplanetare Raumfahrt macht.

Ein Fusionstriebwerk würde ein Plasma auf viele Millionen Grad erhitzen, es magnetisch einschließen und die heißen Reaktionsprodukte durch eine magnetische Düse nach hinten ausstoßen. Der entscheidende Vorteil ist der hohe spezifische Impuls: Ein solcher Antrieb verbindet ordentlichen Schub mit enormer Treibstoffeffizienz und liegt damit zwischen der schwachen, aber erprobten chemischen Rakete und dem theoretisch noch stärkeren Antimaterie-Antrieb. Konstante Beschleunigung statt kurzer Schubstöße würde Reisezeiten im Sonnensystem von Jahren auf Wochen oder Monate verkürzen.

Schon in den 1970er Jahren entwarf die British Interplanetary Society mit dem Projekt Daedalus eine unbemannte Fusionssonde zu Barnards Stern, angetrieben durch die Zündung winziger Fusionspellets. Moderne Konzepte wie die Direct Fusion Drive aus Princeton verfolgen denselben Gedanken in kompakterer Form. In der Science-Fiction sind die Epstein-Antriebe aus The Expanse das berühmteste Beispiel: Diese fiktive Fusionsvariante macht das Sonnensystem zur Nachbarschaft und prägt mit dem Flip-and-Burn-Manöver, dem Umdrehen zur Hälfte der Strecke, eine ganze Erzählästhetik.

In der Realität ist die kontrollierte Kernfusion noch nicht als Kraftwerk nutzbar. Der internationale Reaktor ITER in Südfrankreich soll erstmals deutlich mehr Fusionsleistung erzeugen als zum Aufheizen des Plasmas nötig ist. Ende 2022 erreichte die National Ignition Facility in den USA erstmals die sogenannte Zündung, bei der die Fusion mehr Energie freisetzte als der Laser auf das Brennstoffkügelchen gebracht hatte. Zwischen diesen Laborerfolgen und einem flugfähigen Fusionstriebwerk liegt aber noch ein weiter Weg, weshalb der Fusionsantrieb bislang die plausibelste, aber noch unerreichte Hoffnung auf schnelle Reisen durch das Sonnensystem bleibt.