Met een kernfusiemotor naar Mars

Share Button

Ambitie kan een spinoff van de Universiteit van Washington in de Amerikaanse stad Seattle niet ontzegd worden. Het team wil een ‘onmogelijke’ uitdaging – een bemande reis naar Mars – volbrengen door middel van iets wat tot nu toe nog niemand gelukt is: gecontroleerde kernfusie. Hoe groot is de kans dat het team uit Seattle voor elkaar krijgt wat nog niemand is gelukt?

De zonnepanelen wekken elektriciteit op om daarmee de fusie tot stand te brengen. Bron: Universiteit van Washington

De zonnepanelen wekken elektriciteit op om daarmee de fusie tot stand te brengen. Bron: Universiteit van Washington

De uitdaging
De planeet in het zonnestelsel die de meest leefbare omstandigheden heeft voor mensen – als we de atmosfeer van Venus op 50 km hoogte even buiten beschouwing laten – is Mars. De daglengte op Mars is een half uur groter dan op aarde. Ook zijn de temperaturen op Mars weliswaar erg laag, maar met een bereik van +25 tot -180 graden Celsius niet onoverkomelijk laag. Dat maakt Mars, met misschien de polen van Mercurius, de aantrekkelijkste bestemming voor een bezoek door astronauten. Het voornaamste probleem is de enorme delta v, snelheidsverandering, die nodig is om Mars te bereiken. Hiervoor is veel brandstof nodig en ook brandstof kent een (hoge) massa, waardoor slechts 3% van een raket uit nuttige lading bestaat. Een enkele lancering kost hierdoor al tientallen miljarden. Een lagere delta v betekent een lange reistijd, wat gezondheidsproblemen voor astronauten zal opleveren.

Kernaandrijving
De energiedichtheid van nucleaire brandstoffen is zes ordes van grootte (rond de factor miljoen dus)  groter dan die van chemische brandstoffen. Hierdoor hoeft veel minder brandstof meegesleept te worden. Kernaandrijving is daarmee de meest effectieve methode om het zonnestelsel open te leggen. Overigens blijft reactiemassa nodig, omdat raketten zich voortbewegen door het uitstoten van gassen. Wel daalt de hoeveelheid benodigde reactiemassa drastisch, omdat de uitgestoten deeltjes bij kernreacties relativistische snelheden bereiken, waardoor een veel hogere impuls wordt opgewekt dan bij chemisch aangedreven raketten. Hiermee behoren reizen naar Mars die slechts enkele maanden duren tot de mogelijkheden.

Fusieraket
Op dit moment bestaan er geen kernfusiecentrales die netto energie opwekken. De allerbest presterende kernfusiecentrale, de Britse tokamak JET, bereikte in 1997 plm. 65% van de toegevoerde energie. Toch is het principe van kernfusie redelijk simpel: het met precies de goede energie laten botsen van lichte atoomkernen om ze samen te laten smelten tot zwaardere atomen. Omdat deze energie zeer nauw begrensd is en er al snel chaotische effecten optreden, is er zestig jaar na de eerste kernfusie-experimenten nog steeds geen werkende kernfusiecentrale.

MSNW LLC denkt in staat te zijn om dit probleem op te lossen. Het bedrijf, een spin-off van de universiteit van Washington, heeft een techniek ontwikkeld om fusiebrandstof samen te persen met behulp van imploderende metalen ringen. Binnen deze ringen wordt een plasma  van fusiebrandstof geschoten, die door het extreem samenpersen in een extreem sterk magnetisch veld, een voldoend hoge temperatuur en dichtheid bereikt voor kernfusie. Aldus de theorie, want hoewel alle deelcomponenten van het systeem getest zijn en uitstekend blijken te werken, is er nog steeds geen proof-of-concept proef uitgevoerd waarbij daadwerkelijk voortstuwing wordt opgewekt. Wel is al (subkritische) kernfusie tot stand gebracht.
De eerste proeven met het complete systeem zullen zomer 2013 plaatsvinden.

Bron
Universiteit van Washington

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

6 reacties

  1. antares schreef:

    Laten we hopen dat dit experiment slaagt, kernfusie hebben we hier op aarde ook broodnodig. De reis naar mars vangt zo twee vliegen in één klap. Kan mij het experiment met de palladium elektroden nog herinneren. Waterstof atomen zouden volgens dat principe fuseren, binnen de intermoleculaire ruimten van het palladium. Koude kernfusie zou het gevolg moeten zijn, zo luidde de theorie. Het werkte niet, maar de gedachte erachter kan een bron achter dit experiment zijn geweest. Hoe groot de kans is dat dit nieuwe experiment zal slagen, kan ik niet inschatten, maar het geeft hoop. Men zit niet stil en uit talloze serieuze experimenten zal uiteindelijk resultaat geboekt kunnen worden. Edison bewees dit al; hij vond ook eerst tweeduizend manieren uit, hoe de gloeilamp niet te maken. Verder vind ik mars bijzonder interessant. Vooral de lange periode van bodemstabiliteit, in combinatie met het koude en bevroren grondwater, doet bij mij de gedachte aan ondergronds leven opkomen. Onder een kilometers dikke ongebroken ijsmassa, als verbindende factor tussen de bodemmaterialen van mars, kan zich vulkanisch gas ophopen. Als gevolg van de geringere zwaartekracht, ontstaan zo mogelijk eerder gasgevulde ondergrondse ruimten. Daar de drukken dan ook lager zullen zijn, wordt het gas niet zo snel vloeibaar als hier op aarde. Een dergelijke gasbel isoleert in mijn situatiebeeld dan voldoende, om juist de aanwezigheid van vloeibaar water aannemelijk te maken. Aan de oppervlakte heeft men al de voor leven essentiële grondstoffen aangetroffen, nog geen leven. Dat kan op grotere diepte dan wel anders zijn. De restwarmte uit de kern kan zich ophopen, in een theoretische gaslaag onder de korst. Daarmee wordt zo aan de voorwaarden voldaan, die het ontstaan van leven in vulkanische milieus mogelijk maakt. ;) 

  2. e schreef:

    Al meer dan 42 jaar weten ze dat de druk voor fusie een 4 miljard bar bedraagt en dat NOOIT op te zullen kunnen wekken voor duurzaam levering. En áls dan nóg de shockgolven van de start elk bouwwerk van mensenhand zullen slopen. Sindsdien een zoveelste budgettapperij van ze met elkmaal schonere beweringen en sprookjes. Alleen nog maar een wel erg te dure broodmachine en met 53% Valse academisch diploma´s ook wel te verwachten. Zelfs de overleden van mierlo al doorweekte heel pakistan in zijn tijd “dé ultracentrifugetijd (ook al aan bijverdiend en alles dat los en vast zat -accountantsonderzoekje naar zijn family mischien?) al met Valse diploma´s voor 5000 goede oude Guldens “út stukkie zoals die zei dan!
    Meer dan een wapen wordt dat Niet!
     
    Btw nuclaire raketmotoren zijn al door nasa zestiger jaren onderzocht waar nog wat bouwwerken van in een woestijn staan en hebben ze abandoned! Nooit meer van gehoord!  Ook noodzakelijke shielding een probleem er boven op. You´re stuck with Me!

    • antares schreef:

      Na een tiental reacties (alle negatief) van jou te hebben doorgespit, kwam ik tot de conclusie dat jij c bent. Verwijdering van deze site wordt even onvermijdelijk als de toepassing van kernfusie in de toekomst. Dááááág c. ;)

  3. o schreef:

    Weer wat nieuws geleerd?

  4. Elrandy schreef:

    Ja da was ik, kan ge merken aan het aangeplakte embleem.

  5. Duif schreef:

    Imploderende metalen ringen? Wat moet ik mee daarbij voorstellen?

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

Advertisment ad adsense adlogger