In der Raumfahrt
wurde schon früh erkannt, dass bei chemischen Raketenantrieben
das Antriebsvermögen so gering ist, dass nur mit
mehrfacher Stufung und kleinem Nutzlastanteil Missionen mit
höherem Antriebsbedarf erfolgreich durchgeführt
werden können. Der Grund hierfür liegt im zu geringen
Energiegehalt der Treibstoffe, wodurch die maximal erreichbare
Austrittsgeschwindigkeit aus einer Raketendüse auf ca.
4 bis 5 km/s begrenzt ist.
Eine Möglichkeit, diese Beschränkung
zu überwinden, ist die Einkopplung zusätzlicher
Energie, z.B. in Form von elektrischer Energie. Dies wurde
schon 1906 von Goddard und später von Hermann Oberth
in seinem Buch "Die Rakete zu den Planetenräumen"
ausgeführt. Da erst nach dem zweiten Weltkrieg die Entwicklung
von Großraketen die Möglichkeiten der Weltraumfahrt
konkret werden ließ, waren es hauptsächlich die
Arbeiten von Ernst Stuhlinger, die erneut auf die Vorzüge
elektrischer Raumfahrtantriebe aufmerksam machten und die
seit den 60iger Jahren weltweit zu umfangreichen Forschungs-
und Entwicklungsprogrammen führten.
Ganz unterschiedliche Konzepte wurden untersucht,
die sich vor allem im Beschleunigungsmechanismus unterscheiden,
da mit elektrischer Energie rein elektrothermisch, elektrostatisch
oder elektromagnetisch beschleunigt werden kann. Zur Ausnutzung
elektrostatischer oder elektromagnetischer Beschleunigungskräfte
müssen durch Ionisation des Treibstoffes erst Ladungsträger
erzeugt werden.
Bei den meisten elektrischen Raumfahrtantrieben
kann die Austrittsgeschwindigkeit durch Regelung der zugeführten
Leistung und des Treibstoffes sowie der Wahl des Treibstoffes
in einem weiten Bereich variiert werden. Die Triebwerksklassen
unterscheiden sich jedoch grundsätzlich in den maximal
erreichbaren Austrittsgeschwindigkeiten, der Schubdichte,
dem Schub-Leistungsverhältnis sowie in den Treibstoffauswahlkriterien.
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