Fusie-aandrijving is een soort voortstuwing van ruimtevaartuigen die de energie gebruikt die vrijkomt bij kernfusie om stuwkracht te genereren. Fusie is het proces waarbij twee atomen tot één worden gecombineerd, waarbij een grote hoeveelheid energie vrijkomt. Deze energie kan worden gebruikt om drijfgas te verwarmen, dat vervolgens uit de straalpijpen van het ruimtevaartuig wordt uitgestoten om stuwkracht te creëren.

Fusievoortstuwing bevindt zich nog in de beginfase van ontwikkeling, maar heeft het potentieel om veel efficiënter te zijn dan traditionele chemische raketten. Chemische raketten zetten slechts ongeveer 50% van hun brandstof om in kinetische energie, terwijl fusieraketten potentieel tot 90% van hun brandstof in kinetische energie zouden kunnen omzetten. Hierdoor zouden fusieraketten veel verder kunnen reizen met dezelfde hoeveelheid brandstof, waardoor ze ideaal zijn voor langdurige missies naar Mars, Jupiter en verder.

Er zijn twee hoofdtypen van fusievoortstuwing:fusie met traagheidsopsluiting (ICF) en fusie door magnetische opsluiting (MCF). ICF gebruikt een krachtige laser of deeltjesversneller om een ​​kleine pellet fusiebrandstof te verwarmen en te comprimeren, waardoor deze smelt. MCF gebruikt magnetische velden om een ​​plasma van fusiebrandstof op te sluiten en te verwarmen totdat het samensmelt.

ICF is momenteel de meest volwassen van de twee technologieën, maar MCF heeft het potentieel om efficiënter te zijn. ICF vereist een zeer krachtige laser of deeltjesversneller, waardoor het moeilijk is om op te schalen naar grotere afmetingen. MCF heeft niet zo'n krachtige laser of deeltjesversneller nodig, waardoor het gemakkelijker wordt om op te schalen naar grotere formaten.

Als fusie-aandrijving met succes kan worden ontwikkeld, kan dit een revolutie teweegbrengen in de ruimtevaart. Fusieraketten zouden het mogelijk kunnen maken om binnen enkele maanden in plaats van jaren naar Mars te reizen, en ze zouden het ook mogelijk kunnen maken om naar de buitenplaneten en zelfs naar andere sterren te reizen.

Hier is een meer gedetailleerde uitleg van hoe fusie-voortstuwing werkt:

Inertiële opsluitingsfusie (ICF)

ICF werkt door een kleine pellet fusiebrandstof te verwarmen en te comprimeren, waardoor deze samensmelt. De brandstofpellet is doorgaans gemaakt van een mengsel van deuterium en tritium, twee isotopen van waterstof. Deuterium en tritium zijn beide radioactief, maar zijn niet gevaarlijk als ze in een pellet worden gemengd.

De fusiepellet wordt in een kleine kamer geplaatst die een doelkamer wordt genoemd . De doelkamer wordt vervolgens gevuld met een krachtige laser of deeltjesversneller. De laser of deeltjesversneller verwarmt en comprimeert de fusiepellet, waardoor deze samensmelt.

Bij de fusiereactie komt een grote hoeveelheid energie vrij, die wordt gebruikt om drijfgas te verwarmen. Het drijfgas wordt vervolgens uit de spuitmonden van het ruimtevaartuig verdreven om stuwkracht te creëren.

Magnetische opsluitingsfusie (MCF)

MCF werkt door magnetische velden te gebruiken om een ​​plasma van fusiebrandstof op te sluiten en te verwarmen totdat het samensmelt. Het plasma bestaat uit vrije elektronen en ionen en wordt gecreëerd door een gas tot zeer hoge temperaturen te verwarmen.

De magnetische velden worden gebruikt om te voorkomen dat het plasma de wanden van de fusiekamer raakt, waardoor het plasma zou afkoelen en zou voorkomen dat het smelt. De magnetische velden helpen ook het plasma te comprimeren, waardoor de kans groter is dat het samensmelt.

Bij de fusiereactie komt een grote hoeveelheid energie vrij, die wordt gebruikt om drijfgas te verwarmen. Het drijfgas wordt vervolgens uit de spuitmonden van het ruimtevaartuig verdreven om stuwkracht te creëren.

Voordelen van Fusion Propulsion

Fusievoortstuwing heeft een aantal voordelen ten opzichte van traditionele chemische raketten, waaronder:

* Veel hogere efficiëntie. Fusieraketten zouden potentieel tot 90% van hun brandstof in kinetische energie kunnen omzetten, terwijl chemische raketten slechts ongeveer 50% van hun brandstof in kinetische energie kunnen omzetten.

* Veel groter bereik. Fusieraketten zouden met dezelfde hoeveelheid brandstof veel verder kunnen reizen dan chemische raketten, waardoor ze ideaal zijn voor langdurige missies naar Mars, Jupiter en verder.

* Veel hogere snelheden. Fusieraketten kunnen potentieel snelheden bereiken tot 10% van de lichtsnelheid, waardoor ze ideaal zijn voor interstellaire reizen.

Uitdagingen van Fusion Propulsion

Er zijn ook een aantal uitdagingen verbonden aan fusievoortstuwing, waaronder:

* De hoge ontwikkelingskosten. Kernfusie-aandrijving bevindt zich nog in de beginfase van ontwikkeling,