Impulsantrieb
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Allgemeines
Die USS Voyager zB. hat zwei Impulsmaschinen, die sich an den Warpgondelträgern des Schiffes befinden. Sie werden mit Deuterium direkt aus dem primären Deuteriumtank versorgt. Dort reagiert es. Durch die entstandene Energie wird, sobald sie ins Weltall abgestoßen wird, entsteht ein Rückstoß. Je nachdem in welchem Winkel die Energie dabei entlassen wird, kann man das Schiff in eine bestimmte Richtung lenken.
Grundsätzlich wäre es möglich, den Impulsantrieb zu benutzten ein 3/4 der Lichtgeschwindigkeit (0,75c) zu erreichen - in der Regel wird aber 1/4 nicht überschritten. Wie man durch die von Albert Einstein entwickelte Relativitätstheorie weiß, würde die Zeit mit Annäherung an diese Geschwindigkeitsgrenze anders vergehen als im übrigen Raum, weswegen es notwendig wäre die Schiffschronometer (kurz: Alle Uhren an Bord) wieder auf die Föderationszeit einzustellen. Von diesem Problem war beispielsweise die USS Voyager betroffen, als sie sich außerhalb jenes Raumes befand, in dem sie das von der Föderation ausgestrahlte Zeitsignal empfangen hätte können.
Kurzbeschreibung des Vorganges
Das halbfest gelagerte Deuterium (13,8 Grad Kelvin) aus dem Hauptkryotank wird verflüssigt und in die Zwischenversorgungstanks gepumpt. Dort wird es zu Brennstofftabletten geformt und auf den Gefrierpunkt abgekühlt. Eine Brennstofftablette hat eine Größe zwischen 5 und 50 mm Durchmesser, je nach gewünschtem Energiegehalt. Diese Tabletten werden durch spezielle Injektoren in die Impulsreaktorkammer geführt, wo sie sofort sublimieren. Fusionsinitiatoren erzeugen ständig eine pulsierende Fusionsschockfront, um die Reaktion am Leben zu erhalten. Der Energieoutput einer Kammer kann zwischen 10 hoch 5 und 10 hoch 8 Gigawatt stufenlos geregelt werden.
Das entstandene energiereiche Plasma gelangt durch eine zentrale Öffnung in den Beschleuniger / Generator, wo es weiter beschleunigt wird, und anschließend in die Raumzeit-Antriebsspulen, die ein schwaches Warpfeld (< 1000 mCochranes) erzeugen, sodass die Masse des Schiffes verringert wird. Soll der Reaktor ausschließlich zur Energieerzeugung benutzt werden, so wird das Plasma direkt dem EPS-Gitter zugeführt und gelangt nicht in den Beschleuniger.
Einzelne Baugruppen und deren Funktion im Detail
Impulsreaktorkammer
Beschreibung
Die Impulsreaktorkammer ist das Herz des Antriebs. Von außen wirkt sie wie eine Kugel von knapp unter 7m Durchmesser (genauer: 6740mm). Die ersten Schichten unterhalb der Verkleidung bestehen aus dispersiumsverstärktem Hafnium-Exzelinid, mit einer Gesamtstärke von 674cm. Vor der Heftigkeit der in ihr stattfindenden Fusionsreaktionen wird die Kammer durch eine 40cm dicke kristalline Guliumfluoridschicht geschützt die einzig für Zu- und Ableitungen (oder Sensoren um den ganzen Vorgang kontrollieren zu können) unterbrochen wird.
Funktionsweise
In ihr werden Protonen miteinander verschmolzen und die dadurch entstehende Energie gespeichert. Durch die Leitungen werden Brennstofftabletten und Fusionsinitiatoren - kurzum alles, was man zur Energieerzeugung auf dem vorgesehenen Weg benötigt zugeführt.
Das bei den Vorgängen in der Impulsreaktorkammer entstehende hochenergetische Plasma wird während der ganzen Zeit durch einen Durchlass in den Beschleuniger/Generator abgeleitet.
Die Wartung
Bei der Impulsreaktorkammer ist es besonders wichtig darauf zu achten, dass die gesamte Kugel intakt bleibt. Durch die Kernfusion in ihrem Inneren werden große Mengen an Hitze und radioaktiver Strahlung erzeugt, weswegen selbst der kleinste Bruch des Impulsreaktors bereits drastische Folgen haben könnte. Die Vorschriften der Sternenflotte sehen vor, dass alle 10.000 Betriebsstunden der kristalline Guliumfluoridmantel der Innenverkleidung getauscht wird. Sollten sich jedoch vorher eine gewisse Menge an Rissen (2 Stück mit einer Länge von 0,02mm auf einer Fläche von 1cm²) eingestellt haben, oder die Abnutzung einen gewissen Grad (0,01mm) erreicht haben, so muss sie natürlich vorher herausgenommen und ersetzt werden.
Die Reaktorenkammern-Innenverkleidung kann an Bord ohne die Hilfe von Außen (zB. einer Base) vorgenommen werden; allerdings nicht ohne einen gewissen Aufwand (schon allein der zu bewegenden Masse und Größe der Teile wegen).
Beschleuniger / Generator
Beschreibung
Der Beschleuinger ist ein zylindrischer Teil des Antriebs mit einem Druchmesser von 5,8m und einer länge von 3,1m. Er besteht aus einem monokristallinen Polyduranium-Rahmen und einer Pyrovunid-Beschleunigungseinheit.
Funktionsweise
Ohne einen Einsatz dieses Beschleunigers würde die Energie direkt von den EPS-Leitungen übernommen werden und der allgemeinen Schiffsenergie zugeführt - allerdings würde das Schiff sich keinen Millimeter weiter bewegen.
Grundsätzlich ist es auch möglich eine Kombination aus diesen beiden Modi (Antrieb/Energieerzeugung) zu erreichen. Dabei wird ein Teil der Energie für den Antrieb abgezweigt und der Rest durch die Magnethydrodynamikeinheiten (kurz: MHD) an das EPS weitergeleitet.
Das beschleunigte Plasma wird direkt an die Antriebsspulenanordnung weitergeleitet.
Die Wartung
Durch die ständige Strahlungseinwirkung wird das Metall des Beschleuniger/Generator-Einheit nach einiger Zeit brüchig. Vorschriften der Sternenflotte zur Wartung dieses Antriebsteiles sehen deshalb vor, dass sie nach einer Betriebsdauer von 6.250 Stunden ausgetauscht werden. Selbstverständlich kann dieser Vorgang auch früher durchgeführt werden, wenn zB. irgendwelche Anomalien die strukturelle Intigrität betreffend auftreten (zB: sämtliche Verformungen oder Materialabnutzungen).
Dieser Vorgang kann, soweit er keine nennenswerten Teile des Systems betrifft, ohne die Hilfe einer Basis durchgeführt werden. Während des Fluges ist nur das Abbauen der Beschleunigungseinheiten möglich - aber selbst davon wird im Allgemeinen abgeraten.
Antriebsspulenanordnung (ASA)
Beschreibung
Die Antriebsspulenanordnung, salopp auch als ASA bezeichnet, besteht aus sechs geteilten Raumzeit-Antriebs-Ringspulen. Sie sind insgesammt 6,5m lang und bestehen aus gegossenem Verterium-Kortenid 934.
Funktionsweise
Allgemein werden die Kräfte die gegen ein Schiff wirken immer größer, je näher man sich der Lichtgeschwindigkeit angleicht. Die Masse eines Schiffes zu bewegen würde dadurch mit steigender Geschwindigkeit nahezu unmöglich werden. Zu diesem Zwecke reduzieren die Antriebsspulen die sogenannte "scheinbare Masse" auf ein Minimum. Der Energieaufwand wird dadurch ein wenig geschmälert - und ein solcher Flug dadurch überhaupt erst möglich gemacht.
Den zweiten Effekt, den diese Einheit auf ein Schiff hat, ist jener, dass das Raumzeit-Kontinuum, ähnlich wie beim Warp-Antrieb, um das fliegende Objekt herum gebrochen wird. Dies führt jedoch unter Umständen dazu, dass man (wie bereits eingangs erwähnt) möglicherweise einen anderen Zeitfluss auf dem Schiff wahrnimmt als um das Schiff herum. Ein Abgleich der Schiffschronometer mit dem Sternenflottenzeitsignal könnte dadurch notwendig werden.
Die Wartung
Anders als die meisten anderen Teile des Impulsantriebs können die ASA nicht während des Fluges oder ohne Hilfe einer andockfähigen Sternenbasis durchgeführt werden. Die thermische Energie, die während des Betriebs von den Spulen ausgeht, sorgt für eine mehr oder weniger konsistente Belastung der Einheit. Auch die ständige EM-Einwirkung trägt nicht unerheblich dazu bei, dass die ASA alle 6.250 Betriebsstunden gewartet werden müssen. Der Austausch findet unter großen Sicherheitstechnischen Herausforderungen statt.
Eine Anordnung aus sechs geteilten Raumzeitantriebs-Ringspulen aus gegossenem Verterium-Kortenid 934 mit einer Länge von 6500 mm. Sie sorgt für den kombinierten Feldeffekt, der (a) die scheinbare Masse des Raumschiffs an seiner inneren Oberfläche reduziert und (b) das Vorbeigleiten des Kontinuums an der äußeren Oberfläche des Schiffes ermöglicht.
Vektorieller Ausstoßleiter (VAL)
Beschreibung
Der Vektorielle Ausstoßleiter (VAL) ist eine aus vielen verschiedenen beweglichen Teilen bestehende Einheit zum kontrollierten Abgeben der durch die vorangegangenen Vorgänge erzeugten Energie an den Weltraum.
Funktionsweise
Durch verschiedene Einstellungen der beweglichen Kanäle kann die Richtung (der "Vektor") in der die Abgabe der Energie erfolgt beeinflusst werden. Der dadurch erzeugte Rückstoß ist zielgerichtet und bestimmt die Richtung in die sich das Schiff bewegt. So wird das Manöverieren im Raum möglich gemacht.
Es ist grundsätzlich auch möglich die für den Ausstoß vorgesehenen "Ausstoßprodukte" abzugeben ohne das Schiff zu bewegen.
Die Wartung
Der VAL kann während des Raumaufenthaltes problemlos beeinflusst werden (sofern der Impulsantrieb nicht arbeitet). Es ist einer der am wenigsten sensiblen Teile des ganzen Systems da der überwiegende Part mechanisch arbeitet.
Erstellt durch Damon Seth
Externe Links
Wikipedia
Links
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