Voyager 1 verlässt jetzt das Sonnensystem und ist damit die erste künstliche Sonde, die in den interstellaren Raum eindringt. Das ist eine ziemliche Leistung, und es hat nur mehr als 30 Jahre gedauert. Aber wenn wir es ernst meinen, mutig dorthin zu gehen, wo noch kein Mensch zuvor war, und Menschen über das Sonnensystem hinaus zu schicken, brauchen wir eine billige und reichlich vorhandene Energiequelle, die uns dabei hilft, dorthin zu gelangen.
Von wie viel Energie sprechen wir genau? Nun, im Januar erschien auf dem arXiv ein Papier von Marc Millis , einem ehemaligen Leiter des Breakthrough Propulsion Physics Project der NASA, in dem die Kosten – in Bezug auf Energie – einer wirklich interstellaren bemannten Weltraummission berechnet wurden. Und es waren keine guten Nachrichten.
Für ein Szenario nahm er an, dass ein Raumschiff mit 500 Personen auf einer Einwegreise eine menschliche Kolonie auf einem fernen Exoplaneten gründet. Das würde ein Exajoule Energie oder 1018 J erfordern, also ungefähr die gleiche Menge an Energie, die jeder Mensch auf der Erde in einem Jahr verbraucht.
Eine unbemannte Mission nach Alpha Centauri wäre noch mehr ein Energiefresser, da kompliziertere Manöver (Verzögerung usw.) erforderlich sind. Das würde 1018 J. Millis Zahlen erfordern, wir werden nicht in der Lage sein, diese Art von Energie bis 2200 für das Passagierschiff und 2500 für die unbemannte Sonde zu erzeugen.
Wissenschaftler erwägen natürlich alle möglichen Optionen, einschließlich der Nutzung der Kraft der Sterne , dh der Kernfusion (im Gegensatz zu der Kernspaltung, die Kernkraftwerken zugrunde liegt). Wie Carl Sagan einmal bemerkte: „Jedes Mal, wenn Sie in den Himmel blicken, ist jeder dieser Lichtpunkte eine Erinnerung daran, dass Fusionsenergie aus Wasserstoff und anderen leichten Elementen gewonnen werden kann und dass dies eine alltägliche Realität in der gesamten Milchstraße ist. "
- Ein kleines Problem ...
- Läuft heiß und kalt
- Abrakadabra!
- Sie wollen glauben
Ein kleines Problem ...
Es gibt nur ein Problem. Wir können eine heiße Kernfusion erreichen, aber die Wiederherstellung der intensiven Temperaturen und Drücke, die im Inneren von Sternen herrschen, erfordert derzeit mehr Energie, als sie zurückgibt, also ist es wirtschaftlich nicht machbar und vorerst so ziemlich ein Energieloch .
Wenn wir doch nur bei Raumtemperatur fusionieren könnten! Das ist die Behauptung der Befürworter der sogenannten „Kalten Fusion“, eines Gebiets, das seit seiner angeblichen Entdeckung vor fast 20 Jahren am Rande verharrt. Bereits im Jahr 2000 listete das TIME- Magazin die kalte Fusion als eine der „schlechtesten Ideen“ des 20. Jahrhunderts auf.
Die vorherrschende wissenschaftliche Meinung ist immer noch, dass die überwiegende Mehrheit der Kaltfusionsforschung unter die Rubrik „pathologische Wissenschaft“ fällt: Die Ergebnisse stehen immer kurz vor einer verblüffenden Validierung. Wann immer diese Bestätigung (erneut) nicht zustande kommt, gibt es immer eine praktische Begründung dafür, warum es nicht wirklich ein endgültiges Scheitern ist – und warum die Neinsager nur engstirnige Werkzeuge des wissenschaftlichen Establishments sind, die sich verschworen haben, diese unbesungenen Genies niederzuhalten .
Läuft heiß und kalt
Alles begann im Jahr 1989, als zwei Chemiker der University of Utah namens Stanley Pons und Martin Fleischmann glaubten, es sei ihnen gelungen, Kernfusion in einem Glas zu erzeugen. Hunderte von Forschern auf der ganzen Welt beeilten sich, die Experimente zu reproduzieren, und scheiterten.
Bis Ende des Jahres hatte ein Expertengremium eine Überprüfung des Energieministeriums (DOE) durchgeführt und kam zu dem Schluss, dass es keine Grundlage für die Behauptungen gab.
Fünfzehn Jahre später beschloss das DOE, sich die gesammelten Beweise der letzten 15 Jahre noch einmal anzusehen und die Kontroverse um die kalte Fusion neu zu bewerten. Sie fanden die Beweise immer noch nicht überzeugend genug, um ein staatlich finanziertes Forschungsprogramm zu starten.
Sie waren jedoch der Meinung, dass Förderagenturen vorgeschlagene Projekte von Fall zu Fall prüfen sollten, vorausgesetzt, diese Vorschläge erfüllten "anerkannte wissenschaftliche Standards und würden den strengen Peer-Reviews unterzogen". Verdammt, manchmal zahlen sich lange Schüsse aus, also warum nicht ein paar Finanzierungsreste in den Hut werfen? Aus diesem Grund gibt es einige Forschungsprogramme, die sich mit kalter Fusion befassen, insbesondere eines mit den Space and Naval Warfare Systems (SPAWAR) der US Navy.
Im Jahr 2009 behauptete SPAWAR, eine kalte Fusionsreaktion entdeckt zu haben, und im Laufe der Jahre gab es hier und da ein paar andere vielversprechende Schimmer. Eine robuste Reproduzierbarkeit bleibt jedoch schwer fassbar, was der Kritik von Physikern Glaubwürdigkeit verleiht, dass die viel gepriesenen Ergebnisse wahrscheinlich auf experimentelle Fehler (entweder im Aufbau oder in den Messungen) zurückzuführen sind.
Obwohl Physiker bereit sind zuzugeben, dass etwas von marginalem Interesse vor sich geht, sind die meisten nicht davon überzeugt, dass dies eine echte kalte Fusion ist. Kaum jemand macht sich Hoffnungen, dass es in absehbarer Zeit zu einer rentablen Energiequelle wird.
Oh, und wir nennen es nicht mehr "kalte Fusion". Die derzeit bevorzugte Terminologie ist Low Energy Nuclear Reactions (LENR), vielen Dank.
Abrakadabra!
Die neuesten Kaltfusionsansprüche kommen aus Italien von einem Physiker namens Andrea Rossi, der ein Kaltfusionsgerät erfunden hat, das als E-Cat oder Energiekatalysator bekannt ist .
Rossi behauptet, dass angereichertes Nickel mit Wasserstoffkernen fusioniert wird, um Kupfer zu erzeugen und große Mengen an Energie freizusetzen – unter Verwendung einfacher Tischelektrochemie anstelle riesiger Maschinen, die Temperaturen und Drücke im Sternenmaßstab nachbilden.
Klingt ziemlich verdammt genial, nicht wahr? Die E-Katze wäre genau das Richtige für den Antrieb einer interstellaren Mission.
Rossi hat den E-Cat bei einigen halböffentlichen Vorführungen ausgestellt, zuletzt am 28. Oktober. Der angebliche „Erfolg“ dieser jüngsten Vorführung wurde von Anhängern der kalten Fusion und gelegentlich leichtgläubigen Journalisten mit Begeisterung aufgenommen .
Warum also springen Physiker (und besonnenere Journalisten ) auf der ganzen Welt nicht vor Aufregung über Rossis spektakulären Durchbruch auf und ab? Ethan Siegel von Starts With a Bang legt alles für Sie auf praktische Weise dar:
- Rossi hat weder theoretisch noch experimentell ein Peer-Review-Papier darüber veröffentlicht, wie sein Gerät funktioniert.
- hier sind nur sehr grobe Schemata öffentlich zugänglich, und sie stammen alle aus dem Journal of Nuclear Physics , dem privaten Tagebuch von Andrea Rossi. Aber klingt Journal of Nuclear Physics nicht seriös? Nicht ganz: Es wurde erst letztes Jahr, 2010, gegründet. Verwechseln Sie es nicht mit der eigentlichen Zeitschrift, die einfach Nuclear Physics heißt .
- Andrea Rossi hatte in den 1980er Jahren eine Firma, Petroldragon, die behauptete, Müll in Öl zu verwandeln. Klingt zu gut, um wahr zu sein? Andrea Rossi ging für diesen Betrug ins Gefängnis, obwohl er seine eigene Version der Ereignisse gibt.
- Der erste Reaktor, der für Defkalion in Griechenland gebaut werden sollte, wurde auf mysteriöse Weise in letzter Minute von Rossi abgesagt ....
- Niemand, der diese Tests beobachtet, durfte sozusagen "in den Türken hineinschauen". Mit anderen Worten, niemand – außer Rossi selbst – hat eine Ahnung, was das interne Design und der Mechanismus sind, die zu der behaupteten Kernfusion (und Energieerzeugung) führen.
Ethan folgte am nächsten Tag mit einem zweiten Beitrag , der zusammen mit Peter Thieberger vom Brookhaven National Lab verfasst wurde, in dem er ausführlich die spezifische Physik erklärte, warum Rossis Behauptungen über die kalte Fusion höchst verdächtig sind. Lesen Sie das, und wenn Sie immer noch in Rossis Technologie investieren wollen – nun, ich habe eine Brücke in Brooklyn, die Sie vielleicht auch kaufen möchten.
Sie wollen glauben
Leider haben Cold-Fusion -Akolythen auf die Kritik reagiert, indem sie ihre Kritiker (wieder einmal) schrill als engstirnig, falsch informiert, nicht bereit, Cold-Fusion einen fairen Ruck zu geben, usw. anprangerten. Es gibt kaum Beweise für solche Behauptungen. Wie ich bereits 2007 schrieb :
Der verstorbene schottische Physiker Douglas Morrison war bis zu seinem Tod im Jahr 2001 einer der seltenen skeptischen Teilnehmer der jährlichen Konferenzen zur Kalten Fusion. Jedes Jahr hörte er sich die extravaganten Behauptungen von „übermäßiger Hitze“ an, stand dann auf und stellte eine einfache Bitte: „ Kann ich bitte eine Tasse Tee haben?"
Zugegeben, es war ein bisschen frech von ihm, aber er machte seinen Punkt klar: Kalte Fusion spricht für ein gutes Spiel, aber selbst die einfachste angewandte Energieaufgabe bleibt weit außerhalb seiner Reichweite.
Es braucht 4,18 Joule, um die Temperatur eines Gramms Wasser um 1 Grad Celsius zu erhöhen, und es müssen 100 Grad Celsius sein, um Morrisons Tasse Tee zuzubereiten. Denken Sie daran, dass wir nach den Berechnungen von Millis ein Exajoule brauchen würden, um Menschen in den interstellaren Raum zu schicken . Wenn Sie also hoffen, dass die kalte Fusion die Antwort auf den Antrieb einer interstellaren Mission sein wird, müssen Sie sehr lange warten.
