Die Energiedichte von Treibstoffen ist nach wie vor ein Problem in der Raumfahrt. Eine signifikante Ausnahme bildet die Zerstrahlung von Materie in Energie, wie sie z.B. bei der Materie-Antimaterie-Annihilation vorkommt. 

Schon in den Anfängen der Raumfahrt wurde diese ungeheure, als möglicherweise für den Raumtransport nutzbare Energiemenge von Eugen Sänger erkannt. Unter Annihilation versteht man die gleichzeitige Zerstrahlung äquivalenter Mengen Materie und Antimaterie, bei der nach der Einstein'schen Formel die Energie E=mc² für die Gesamtmasse m freigesetzt wird. Sänger schlug vor, Elektronen und Positronen zer­strahlen zu lassen und dabei die resultierenden Gamma-Quanten zur Schuber­zeugung zu nutzen. Diese Quanten haben jedoch entgegengesetzte Impulse, so daß der Netto­schub Null wäre. Deshalb ist es nötig, einen Reflektor für die Quanten zu verwenden, der in der Lage ist, die äußerst kurzwelligen Quan­ten zu reflektieren. Reflektoren für hochenergetische Gammastrahlung können aber zur Zeit nicht realisiert wer­den.

Vielversprechender sind Antriebe auf der Basis der Protonen-Antiprotonen-Annihilation. Hier­bei entstehen beim Zerfall zunächst noch energiereiche Zwischenprodukte, die sich ähn­lich wie die Gamma-Quanten der Elektron-Positron-Zerstrahlung direkt für den Vortrieb ver­wen­den ließen. Solche Antriebe haben zwar einen sehr hohen spezifischen Impuls, gleichzei­tig aber auch einen relativ kleinen Schub und erfordern ungewöhnlich lange Düsen. GTS

Eine andere Möglichkeit besteht in der Aufheizung eines Trägergases durch die Zerfallspro­dukte auf hohe Temperaturen und die anschließende Expansion durch eine Düse. Die erreich­baren Tem­peraturen sind dabei wesentlich höher als diejenigen, die mit chemi­schen Antrieben erreicht werden können. Dieser Antrieb vereint also hohe Brennkammer­temperaturen (= hohe Ausströmgeschwindigkeit) mit einem hohen Massendurchsatz (= hoher Schub), wie er von chemischen Triebwerken erreicht wird. Es erscheint daher interessant zu sein, einen sol­chen Antrieb näher zu untersuchen, nicht zuletzt weil die Reaktionen der Zerfälle hin­rei­chend bekannt sind und die Aufheiz- und Ausströmvorgänge schon heute numerisch simu­liert wer­den können.

Solch ein Antrieb wurde u.a. von Cassenti vorgestellt und arbeitet intermittierend. Zunächst ist die Brennkammer mit Wasserstoffgas gefüllt . Zur Aufheizung wird eine kleine Menge Anti­protonen eingeschossen, die im Zentrum der Kammer annihilie­ren. Die Zerfallsprodukte wer­den durch starke Magnetspulen im Triebwerk gehalten und hei­zen den Wasserstoff durch Stöße auf. Sobald das sich bildende

Plasma heiß genug ist, wird die magne­tische Flasche geöffnet und das Gas verläßt das Triebwerk durch eine konventio­nel­le La­valdüse. Dieser Vorgang wiederholtsich periodisch, wobei die Aufheizung nur Se­kun­den­bruchteile dauert.