Ein zylindrisches 100 Kilogramm (220 Pfund) schweres Startpaket wird nach dem Austritt aus dem Ende einer elektromagnetischen Mondrakete gezeigt (Bildnachweis: General Atomics Electromagnetic Systems)
1974 schlug der verstorbene Professor der Princeton University und Weltraumvisionär Gerard O’Neill vor, elektromagnetische Schienenkanonen einzusetzen, um Nutzlasten vom Mond abzuschießen.
O’Neill schlug die Verwendung von „Massentreibern“ vor, die auf dem Design einer Spulenkanone basieren, um ein nichtmagnetisches Objekt zu beschleunigen. Eine Anwendung für Massetreiber war der Abschuss von vom Mond stammenden Materialien in die Mondumlaufbahn für die Herstellung im Weltraum. Zusammen mit seinem Kollegen Henry H. Kolm und einer Gruppe weitsichtiger Studenten arbeitete O’Neill am MIT an der Entwicklung von Massentreibern, um ihren ersten Prototyp zu bauen. Unterstützt durch Zuschüsse des Space Studies Institute wurde das Konzept des Massentreibers in späteren Prototypen verbessert.
Das war vor fünf Jahrzehnten. Katapultieren Sie sich ins Heute und stellen Sie diese Frage: Was hat der Atomflugzeugträger Gerald R. Ford der US-Marine mit dem Mond zu tun?
Inhaltsübersicht
Zukunftswirtschaft auf dem Mond
Ende letzten Jahres legte General Atomics Electromagnetic Systems dem Air Force Office of Scientific Research (AFOSR) einen Abschlussbericht vor. Dieser Bericht trug den Titel „Lunar Electromagnetic Launch for Resource Exploitation to Enhance National Security and Economic Growth“.
Der Autor dieses Gutachtens ist Robert Peterkin, Betriebsleiter des Büros der Organisation in Albuquerque, New Mexico.
Unterstrichen wird in dem 30-seitigen Dokument, dass der Mond reich an nützlichen Ressourcen ist, darunter Silizium, Titan, Aluminium und Eisen. Auch die Aussicht auf die Erschließung von Wasser auf dem Mond ist groß.
„Eine nicht allzu ferne Zukunft der Mondwirtschaft wird diese Mondressourcen nutzen, um Raumfahrzeuge in der Mondumlaufbahn zu geringeren Kosten zu versorgen, zu reparieren und aufzutanken, als dies mit irdischen Ressourcen aus der tiefen Gravitationsquelle der Erde möglich wäre“, heißt es in dem Bericht.
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Eine Mondlandefähre aus der Sicht des Weltraumkünstlers Pat Rawlings, veröffentlicht vom Lunar & Planetary Institute im Jahr 1985. (Bildnachweis: LPI)
Maschinen, Strukturen, Systeme
Elektromagnetische Starts von Material von der Mondoberfläche, so der Bericht weiter, können wesentlich effizienter sein als herkömmliche Raketenstarts, die auf chemische Brennstoffe angewiesen sind, die von der Erde zum Mond gebracht werden.
Die Bewertung enthält Empfehlungen, wie die Technologie ausgereift werden kann, die erforderlich ist, um abgebautes und verarbeitetes Mondmaterial in den zislunaren Raum zu befördern, um eine Reihe von neu entstehenden Weltraummissionen zu unterstützen.
Ein besonders wichtiger Aspekt bei der Entwicklung einer lunaren Wirtschaft, so der Bericht, ist der zuverlässige, erschwingliche und sichere Abtransport von Masse von der Oberfläche des Mondes. „Zweifellos wird die erste Spirale eines Entwicklungszyklus für ein lunares Ökosystem von der Lieferung von Maschinen, Strukturen und unterstützenden Systemen von der Erde abhängen.“
Eine Abschussvorrichtung des U.S. Office of Naval Research Electromagnetic Railgun Laboratory im Naval Surface Warfare Center. (Bildnachweis: U.S. Navy)
Superior choice
Die Nutzung lunarer Ressourcen für die Reparatur und Versorgung von cis-lunaren Raumfahrzeugen erfordert Fortschritte in verschiedenen Technologien, einschließlich einer zuverlässigen Möglichkeit, Material von der Mondoberfläche zu transportieren, sagte Peterkin gegenüber kosmischeweiten.de.
Für diese Aufgabe ist eine moderne elektromagnetische Trägerrakete die bessere Wahl, so Peterkin, weil sie die reichlich vorhandene Sonnenenergie als Hauptenergiequelle nutzen kann, anstatt chemischen Raketentreibstoff von der Erde zu importieren.
„Die US-Regierung sollte eine Weiterentwicklung des bestehenden elektromagnetischen Startsystems für Flugzeuge finanzieren, das jetzt auf dem nuklearen Flugzeugträger Gerald R. Ford der US-Marine zuverlässig funktioniert“, so Peterkin.
Dieses von General Atomics hergestellte, trägergestützte System wird als Electromagnetic Aircraft Launch System (EMALS) bezeichnet.
Eine F/A-18F Super Hornet fliegt über der USS Gerald R. Ford. (Bildnachweis: US Navy/Erik Hildebrandt)
Weg dorthin
Peterkin sagte, dass es bei der Weiterentwicklung dieser erdgebundenen Technologie darum geht, eine höhere Geschwindigkeit bei geringerer Masse zu erreichen – eine Arbeit, die eine Mondstartkapazität im Schnelldurchlauf beschleunigt.
Die blitzschnelle Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um Nutzlasten der Pfund-Klasse vom Mondgelände in eine niedrige kreisförmige Umlaufbahn um den Mond zu schleudern, beträgt 3.758 Meilen pro Stunde (1,68 Kilometer pro Sekunde).
„Um die Machbarkeit zu beweisen, müssen wir zeigen, dass dieser Ansatz eine Mondbahngeschwindigkeit erreichen kann“, sagte Peterkin, „und zwar für mindestens 100 Starts, ohne dass die Komponenten der Trägerrakete ersetzt werden müssen.“
Im Bericht an das Air Force Office of Scientific Research heißt es: „Es ist zwar wichtig, sich einen ausgereiften Zustand vorzustellen, in dem ein sich selbst erhaltendes lunares Ökosystem Material gewinnt, verarbeitet und in den lunaren Raum bringt, um cislunare Raumfahrzeuge und Weltraumsiedlungen zu bauen, zu versorgen und aufrechtzuerhalten, aber es ist ebenso wichtig, einen Weg dorthin zu finden.“
