Das Konzept des "Modular Assembled Radiators for Nuclear Electric Propulsion Vehicles" (MARVL)

NASA will Fußballfeld-großes Raumschiff im Weltall zusammenbauen

15.01.2025

Autonome Roboter sollen das riesige Raumschiff zusammensetzen. In den nächsten 2 Jahren soll die Technik dafür weiterentwickelt werden.

Die NASA hat ein neues Raumschiffkonzept vorgestellt, mit dem die Reise zum Mars schneller gelingen soll. Möglich werden soll das mit einem nuklearen Elektroantrieb.

Ein Kernreaktor produziert dabei Elektrizität, womit gasförmige Treibstoffe positiv geladen werden und Schubkraft generieren. Forscher des Langley Research Center in Hampton, im US-Bundesstaat Virginia, arbeiten aktuell daran, einen solchen Antrieb möglich zu machen.

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Kühlsystem so große wie ein Fußballfeld

Genauer befassen sie sich mit dem Wärmeableitungssystem, einem entscheidenden Element von Kernenergieantrieben. Dafür werden Kühlerplatten verwendet, durch die ein flüssiges Metallkühlmittel fließt, z.B. eine Natrium-Kalium-Legierung.

Um den Antrieb eines Raumschiffs zu kühlen, hätten das System ungefähr die Größe eines Fußballfeldes. Müsste man das gesamte Raumschiff so zu bauen, dass es in einer einzigen Rakete ins All gebracht werden kann, wäre das eine enorme Herausforderung.

Roboter sollen Kühlsystem im All zusammensetzen

Deshalb wollen die Forscher die Kühlerplatten in mehrerer, kleinere Komponenten aufteilen. Sie sollen autonom von Robotern im Weltraum zusammengesetzt werden. „So müssen wir nicht mehr versuchen, das gesamte System in der Raketenverkleidung unterzubringen“, erklärt die leitende Forscherin und Ingenieurin Amanda Stark in einem Statement.

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So funktionieren Ionenantriebe

Ionenantriebe funktionieren im Prinzip so, dass positiv geladene Teilchen durch ein elektrisches Feld stark beschleunigt werden. Anschließend werden die Ionen durch Zugabe von Elektronen wieder neutralisiert, also in ein Spannungsgleichgewicht gebracht - sonst würden sie sich wieder zum Antrieb zurückbewegen und nicht fortgeschleudert werden.

Während man bei chemischen Antrieben Treibstoffe benötigt, die miteinander reagieren, braucht man für ein Ionentriebwerk lediglich elektrischen Strom und eine so genannte Stützmasse.

Hauptsächlich wurde in der Vergangenheit das Gas Xenon dafür verwendet. Der Strom kommt meist von Photovoltaikmodulen, könnte aber auch von Radionuklidbatterien kommen, etwa für Regionen, in denen das Sonnenlicht nicht mehr stark genug ist.

Statt alles auf einmal ins All zu bringen, könnten die einzelnen Komponenten nach und nach angeliefert werden. Die MARVL-Technik, mit der dieser Aufbau stattfinden soll, könnte so völlig neue Designideen für Raumfahrzeuge ermöglichen, heißt es.

In den kommenden 2 Jahren soll eine kleine bodengebundene Demonstrator-Version des Systems entstehen. Funktioniert das Design, könnten Menschen innerhalb von 2 Jahren von der Erde zum Mars und zurück transportiert werden.