Quelltext der Seite Magnetfeldoszillationsantrieb

[[Datei:MOA Ignition.JPG|mini|Zündung eines MOA-Triebwerks in der Vakuumkammer]]
Der '''Magnetfeldoszillationsantrieb''' ({{enS|''magnetic field oscillating amplified thruster''}}, '''MOA'''), in der Presse häufig als '''Plasmatriebwerk''' bezeichnet, ist ein vielseitig verwendbares elektrothermodynamisches System, das in der Lage ist, beinahe jedes [[Medium]] auf hohe Ausströmgeschwindigkeiten zu beschleunigen und so einen [[Plasmastrahl]] auszustoßen.

Um dies zu bewerkstelligen, greift das System auf sogenannte [[Alfvén-Welle]]n zurück, ein physikalisches Prinzip der [[Magnetohydrodynamik]], das erstmals im Jahre 1942 durch den späteren [[Nobelpreis]]träger [[Hannes Alfvén]] vorhergesagt wurde und das besagt, dass veränderliche Magnetfelder in elektrisch leitfähigen Medien (z.&nbsp;B. [[Plasma (Physik)|Plasma]], salziges Wasser etc.) Dichtewellen hervorrufen. Diese Wellen sind in der Lage, Teilchen im Medium mit sich mitzureißen und sie auf sehr hohe Geschwindigkeiten (bzw. hohe Energien) zu beschleunigen.

== Anwendungsgebiete ==
Wegen der hohen erreichbaren Ausströmgeschwindigkeit und dem damit verbundenen hohen spezifischen [[Impuls (Mechanik)|Impuls]] bzw. der hohen Teilchenenergie gibt es zwei wesentliche Anwendungsgebiete: die [[Raumfahrt]] und die Oberflächenbehandlung bestimmter Materialien ([[Beschichtung]]). Im ersten Fall bedeutet die hohe Ausströmgeschwindigkeit einen wesentlich <!-- rund 90&nbsp;% -->geringeren [[Stützmasse]]bedarf im Vergleich zu gängigen [[Ionentriebwerk]]en, im zweiten Anwendungsfall bedingt die hohe Energie eine große Eindringtiefe in das zu behandelnde Material. Damit können z.&nbsp;B. [[Stahl]], [[Aluminium]], aber auch [[Glas]] und [[Kunststoff]]e je nach Wunsch gehärtet bzw. an die geforderten Eigenschaften angepasst werden.

Abgesehen von den hohen Teilchenenergien bzw. Ausströmgeschwindigkeiten, hat das MOA-Konzept auch den Vorteil, dass es weitgehend ''[[korrosion]]sfrei'' ist. Die Magnetfelder, welche zur Erzeugung der Alfvén-Wellen zum Einsatz kommen, verhindern, dass die hochenergetischen Teilchen mit der Wand oder einer anderen Strukturkomponente in Berührung kommen und dabei Schaden anrichten.

== Aufbau des MOA-Systems ==
Im Wesentlichen besteht das gesamte MOA-System aus fünf Subelementen:
* Plasmaquelle,
* Zentralrohr,
* Primärspule,
* Sekundärspule,
* Versorgungs- und Steuerungseinheit.

Die ''Plasmaquelle'' erzeugt einen kontinuierlichen Strom [[Ionisation|ionisierter]] Teilchen, die im ''Zentralrohr'' in Richtung Austrittsdüse driften. Diese Teilchen können z.&nbsp;B. [[Stickstoff]]- oder [[Wasserstoff]]moleküle, aber auch [[Atom]]e der [[Edelgase]] [[Argon]] oder [[Xenon]] sein. Da sie ionisiert sind, reagieren sie auf die beiden Magnetfelder, welche durch die ''Primär- und die Sekundärspule'' aufgespannt werden. Dabei ist die Primärspule permanent in Betrieb und formt die magnetische Austrittsdüse, während die Sekundärspule zyklisch ein- und ausgeschaltet wird, um die [[Feldlinie]]n im Gesamtsystem zu deformieren. Diese Verformung erzeugt die Alfvén-Wellen, welche im nächsten Schritt dem Transport und der Kompression des Antriebsmediums dienen. Gesteuert wird das gesamte System durch die ''Versorgungs- und Steuerungseinheit.''

Da das MOA-Konzept eine Plasmaquelle benötigt, um die ionisierten Teilchen zu erzeugen, ist es prinzipiell ein elektrisches Antriebssystem wie andere [[Ionenantrieb]]e auch. Durch die Interaktion der Magnetfelder werden die Teilchenpakete aber auch komprimiert und aufgeheizt, womit aus dem Gesamtsystem ein ''elektrothermodynamisches System'' wird. Diese Kombination aus elektrischem und thermodynamischem System vereint die Vorteile beider Gebiete, denn es hat einerseits die hohe Effizienz der elektrischen Antriebssysteme, kann aber gleichfalls auch eine Vielzahl an Teilchen beschleunigen – wie ein thermisches System – und damit einen relativ hohen Schub erzeugen. 
Die Kombination aus hoher Teilchenenergie bzw. Ausströmgeschwindigkeit und relativ hohem Schub ist in dieser Form außergewöhnlich. Die hohe Flexibilität durch Änderung des Masseflusses oder der elektrischen Leistung ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt einzigartig.

== Stand der Entwicklung ==
Nachdem ein Antrieb auf Basis der Alfvén-Wellen Mitte der 1980er-Jahre vorgeschlagen wurde, wurde das MOA-Konzept erstmals an der [[Technische Universität Graz|TU Graz]] umgesetzt. Am dortigen Institut für Kommunikationsnetze und Satellitenkommunikation wurde auch der Prototyp des Triebwerks in einer Vakuumkammer getestet und die Messergebnisse bestätigten die Realisierbarkeit des Projekts. Die gewonnenen Daten wurden beim [[International Astronautical Congress]] im japanischen [[Fukuoka]] am 21. Oktober 2005 präsentiert. Das zur Realisierung neu gegründete Unternehmen [[Qasar Technologies]] GmbH wird die Technologie weiter entwickeln und potentielle terrestrische Anwendungen testen, sowohl im Hinblick auf eine mögliche Anwendung in der Raumfahrt, als auch für die Oberflächenbehandlung. Im Sommer 2005 hat der MOA-Prototyp den TRL 5 ([[Technology Readiness Level]]) erreicht und damit ''seine Funktion in einer relevanten Umgebungsbedingung'' (Vakuumkammer) bewiesen.

Als mögliche Interessenten für die Technologie sehen die Wissenschaftler den Luft- und Raumfahrtkonzern [[European Aeronautic Defence and Space Company|EADS]], Flugzeugbauer wie [[Boeing]], Hughes Network Systems oder [[Alcatel]] Alenia Space sowie Werkstoffspezialisten und die Automobilbranche.

== Siehe auch ==
*[[Liste der Raumflugkörper mit elektrischem Antrieb]]

== Literatur ==
*{{Patent|Land=WO|V-Nr=2005027142|Titel=}}

== Weblinks ==
* [http://www.wienerzeitung.at/themen_channel/wissen/forschung/128789_Raumfahrt-Revolution.html Artikel „Raumfahrt-Revolution“] der [[Wiener Zeitung]] vom 19. Oktober 2005 (abgerufen am 11. November 2013)

[[Kategorie:Antrieb nach Konstruktion]]
[[Kategorie:Alternative Raumfahrtkonzepte]]
[[Kategorie:Beschichten]]