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Asteroid 2012 DA14 passiert die Erde (Grafik).
Asteroid 2012 DA14 passiert die Erde (Grafik). (Bild: Nasa)

Wassereis statt Edelmetalle

Hinter der Idee, auf Asteroiden Wasser abzubauen, steht ein anderer Ansatz als bei den Edelmetallen. Es wird nicht nach etwas Wertvollem im Weltall gesucht, das dann zur Erde zurückgebracht wird. Stattdessen wird nach nützlichen Stoffen gesucht, die dann nicht mehr von der Erde ins All gebracht werden müssen. Statt um Profit geht es um die Vermeidung von Kosten.

Das ist auch keine schlechte Strategie. Ein Kilogramm Masse in einen Orbit zu bringen, kostet selbst mit günstigen Raketen wie der Falcon 9 etwas über 4.000 US-Dollar, in den höheren Orbits sind es etwa 12.000 US-Dollar und außerhalb des Gravitationsfeldes der Erde noch mehr. Der wichtigste Posten im Massebudget der Raumfahrt ist der Treibstoff. Jedes Kilogramm eingesparte Masse vermeidet damit derzeit Kosten im Gegenwert von etwa 400 Gramm Platin. Bei den weniger billigen Raketen ist das Verhältnis sogar noch günstiger.

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Wasser ist auch eine gute Grundlage als Treibstoff für Satelliten, Raumsonden und Raumschiffe. Es kann direkt in einem Plasmatriebwerk verwendet werden. Im einfachsten Fall ist das ein "Arcjet"-Lichtbogentriebwerk. Wie bei einem Elektroschweißgerät wird mit Strom ein Lichtbogen erzeugt, der das Wasser stark erhitzt und durch eine Düse ausgestoßen wird.

Es gibt natürlich auch ausgefeiltere Techniken wie das Vasimr-Triebwerk. Das tut das Gleiche mit Magnetfeldern und Mikrowellen. Damit erreicht es nicht nur viel höhere Temperaturen, das Plasma kommt auch nicht mit Wänden in Berührung, so dass es keine Verschleißteile gibt. Genauso gut kann das Wasser auch durch Elektrolyse aufgespalten und in einem konventionellen Raketentriebwerk verbrannt werden.

Anders als bei Edelmetallen ist Wasser in Asteroiden auch im normalen Sinn häufig. Der Wassergehalt von Chondriten, der häufigsten Asteroidenart, liegt in der Größenordnung von 5 bis 20 Prozent. Während man sich bei Edelmetallen über 20 Gramm Rohstoff pro Tonne schon freuen müsste, wären 20 Kilogramm Wasser pro Tonne noch recht wenig.

Der Weg zur Erde braucht viel Energie

Jetzt muss der Treibstoff nur noch dahin, wo er gebraucht wird. Hätten wir viele Asteroiden in Umlaufbahnen in der Nähe der Erde, wäre das kein Problem. Das ist aber nicht so - worüber wir froh sein können, denn sonst wären Asteroideneinschläge sehr viel häufiger. Das bedeutet, dass Mengen Treibstoff aufgewendet werden müssen, um zu den Asteroiden hin und von dort zur Erde zurückzukommen. Wie viel, ist untersucht worden. Auf der Suche nach einer Mission für das Space Launch System, die neue Schwerlastrakete der Nasa, wurde auch vorgeschlagen, einen kleinen Asteroiden einzufangen und zurück zur Erde zu bringen. Für das Ergebnis ist es egal, ob ein ganzer Asteroid oder das Wasser von einem Asteroiden zur Erde gebracht werden soll.

Die Manöver, um Material von sehr günstig gelegenen Asteroiden zur Erde zurückzubringen, brauchen demnach so viel Aufwand wie eine Geschwindigkeitsänderung ("Delta-V") von 3 bis 5 km/s. Im Vergleich: Für den Flug vom niedrigen Erdorbit in einen Mondorbit wird ein Delta-V von etwas weniger als 5 km/s gebraucht.

Für den Flug zum Asteroiden hin ist das Delta-V noch größer. Denn der Asteroid soll nur in einen weit von der Erde entfernten Orbit gebracht werden. Das Raumschiff startet aber aus einem niedrigen Erdorbit - oder von der Oberfläche, je nach Sichtweise. Allerdings ist das Raumschiff beim Hinflug noch leer und somit hoffentlich recht leicht.

Zum Glück können effiziente Triebwerke wie Plasmatriebwerke solche Geschwindigkeiten mit überschaubarem Treibstoffverbrauch bewerkstelligen. Ein klassisches Wasserstofftriebwerk, mit Ausströmgeschwindigkeiten von knapp 5 km/s, hätte dafür noch etwa zwei Drittel der gesamten Masse des Raumschiffs als Treibstoff verbraucht. Ein Plasmatriebwerk wie das Vasimr erreicht Ausströmgeschwindigkeiten von 20 bis 100 km/s und hat damit nur noch einen Bruchteil dieses Treibstoffverbrauchs.

Ist das eine Problem gelöst, hat man das andere nicht mehr

Und hier liegt die Ironie des ganzen Problems. Erst wenn es sehr effiziente Triebwerke gibt, kann man Treibstoff in nennenswerten Mengen von den Asteroiden zur Erde bringen. Hat man aber sehr effiziente Triebwerke, braucht man gar nicht mehr die großen Mengen Treibstoff, derentwegen man den ganzen Aufwand ursprünglich betreiben wollte. Der wenige Treibstoff, der dann noch gebraucht wird, kann mit sehr wenig Aufwand auch von der Erde kommen. Er macht dann nur noch einen kleinen Teil der Gesamtmasse aus, die ohnehin von der Erde in den Weltraum gebracht werden muss.

Asteroidenbergbau für den Bedarf auf der Erde ist damit unsinnig. Er würde sich nur lohnen, wenn die Satelliten und Raumschiffe selbst aus dem Material der Asteroiden gebaut würden. Trotz aller Experimente mit 3D-Druckern sind wir von diesem Stand der Technik allerdings noch sehr weit entfernt.

 Asteroidenbergbau: Verblendet vom Platinrausch

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Frankenwein 19. Feb 2016

Pessimistische Milchmädchenrechnung vom Author - kt

Kein Kostverächter 10. Feb 2016

wird Phosphor nicht knapp werden.

Anonymster... 05. Feb 2016

Die Gesetze müssen nicht unbedingt lasch sein. Wichtig ist, dass es sie überhaupt gibt...

Local Horst 05. Feb 2016

Ganz ehrlich wenn man das als Asteroidenplatin verkauft, dass ultraselten ist und Schmuck...

Eheran 05. Feb 2016

Google doch einfach "(436724) 2011 UW158" statt noch zu versuchen die anderen zu retten.



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