Science 16.02.2018

NASA will mit Atomraketen zum Mars fliegen

© Bild: BWXT Nuclear Energy Inc

Mit einer Technologie, die während des Kalten Krieges erforscht wurde, möchte die NASA das Rennen zum Mars gewinnen.

Eines der größten Probleme bei der Reise zum Mars ist der benötigte Treibstoff. Um schwere Fracht zum Mars zu bringen, wird viel Treibstoff benötigt. Werden Menschen transportiert, wird zusätzlich Energie für die Lebenserhaltungssysteme benötigt. Um das Problem zu lösen, kann man entweder eine größere Rakete bauen, die mehr Treibstoff an Bord hat, oder ein effizienteres Antriebssystem. SpaceX versucht sich an Variante 1, die NASA an Variante 2.

Dazu will die NASA eine Technologie wiederbeleben, die in der Ära des Kalten Krieges entwickelt und erprobt wurde. Dabei handelt es sich um Atomraketen. Gemeint sind damit nicht Kernwaffen, sondern Raketen, die ein nuklear-thermales Antriebssystem nutzen.

Hitze und Wasserstoff

Der Mini-Atomreaktor wird genutzt, um Hitze zu erzeugen. Die Hitze erwärmt den eigentlichen Treibstoff, wie etwa flüssigen Wasserstoff. Dieser expandiert und wird durch eine Düse geleitet, um den Schub für das Raumschiff zu erzeugen. Da der Wasserstoff in der flüssigen Form komprimierter ist als in der gasförmigen, benötigt er weniger Platz. Das heißt wiederum, dass die Raketen und Raumschiffe kleiner gebaut werden können, was die Baukosten reduziert. Außerdem sind kleinere Raketen energieeffizienter.

Die NASA hat das Unternehmen BWXT beauftragt, den Antrieb zu entwickeln. Der Vertrag ist 18,8 Millionen US-Dollar schwer und läuft bis Ende September 2019. BWXT soll für die NASA Prototypen entwickeln und testen, sowie der US-Raumfahrtbehörde bei der rechtlichen Lage im Umgang mit radioaktivem Material helfen.

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Neuauflage

Die NASA erforschte diese Technologie zwischen 1955 und 1972. Das Programm wurde damals aus Sicherheits- und Kostengründen eingestellt. Laut BWXT sei es mit heutigen Technologien und neuen Materialen günstiger einen solchen Atomantrieb für Raumschiffe zu bauen. Als Material soll niedrig-angereichertes Uran (LEU) genutzt werden. Dieses ist sicherer und einfacher beschaffbar als hochangereichertes Uran.

Die Strahlung sei für menschliche Marsreisende kein allzu großes Problem, da man die Passagierkapsel abschirmen kann. Zudem könnten Raumschiffe mit solchen Atomantrieben theoretisch schneller fliegen als solche mit herkömmlichen Antrieben, wodurch die Crew kürzer der kosmischen Strahlungen ausgesetzt wäre.

Russland und China

Russland forscht nach eigenen Angaben ebenfalls an Raumschiffen mit Nuklearantrieb. Noch dieses Jahr will die russische Rosatom einen solchen Antrieb testen, der ein Raumschiff zum Mars bringen könnte. Russland ist in diesem Forschungsgebiet führend. Laut der World Nuclear Association hat Russland bereits mehr als 30 Fusionsreaktoren im Weltraum, die an Bord von Satelliten sind.

Auch China sieht in seinem Raumfahrtprogramm den Einsatz von atombetriebenen Raumschiffen vor. Diese sollen bis 2045 einsatzbereit sein.

( futurezone ) Erstellt am 16.02.2018