• IT-Karriere:
  • Services:

Kilopower: Ein Kernreaktor für Raumsonden

Als Ersatz für Radioisotopenbatterien entwickelt die Nasa kleine Kernreaktoren, die flexibler, leistungsstärker und beim Start weniger radioaktiv sind.

Artikel von veröffentlicht am
Der Kilopower-Reaktor auf dem Teststand
Der Kilopower-Reaktor auf dem Teststand (Bild: Screenshot (Nasa))

Wenn sich Raumsonden in die Tiefen des Weltalls begeben, geht ihnen schnell der Strom aus, denn in großer Entfernung von der Sonne erzeugen Solarzellen kaum noch welchen. Bisher kamen Radioisotopenbatterien zum Einsatz. Aber die Erzeugung des dafür gebräuchlichen Plutoniums-238 ist aufwendig und teuer. Schon seit 2010 arbeitet die Nasa deshalb an einem kleinen Kernreaktor für Weltraumsonden. Jetzt steht ein Reaktorprototyp namens Krusty für Tests mit voller Leistung zur Verfügung, um die Berechnungen der Ingenieure praktisch zu überprüfen.

Mit einer elektrischen Leistung von nur einem Kilowatt ist das sogenannte Kilopower-Projekt wohl das am wenigsten ambitionierte seiner Art. Aber gerade deswegen könnte es erfolgreich sein. Anders als die meisten seiner Vorgängerprojekte wurde der Kilopower-Reaktor mit Krusty zu einem funktionsfähigen Prototyp weiterentwickelt, der noch in diesem Jahr unter Vakuumbedingungen getestet werden soll.

Der Prototyp hat eine thermische Leistung von vier Kilowatt und soll Temperaturen von 800 Grad Celsius erreichen. Im Einsatz sollen damit acht Stirlingmotoren eine geplante Leistung von einem Kilowatt erzeugen. Am Reaktorkern sind acht Heatpipes angebracht, mit denen die freigesetzte Wärme der Kernreaktion für die Stromerzeugung zu den Stirlingmotoren abgeleitet wird. Dieser Teil des Aufbaus wird sich beim Test in einem Vakuumbehälter befinden, um die viel schlechteren Wärmeleitbedingungen im Weltall zu simulieren.

Reaktoren machen neue Missionen möglich

Der Reaktor soll nicht nur Radioisotopenbatterien in Raumsonden ersetzen. Die bei der Entwicklung gewonnene Erfahrung soll auch dazu dienen, deutlich leistungsfähigere Reaktoren zu entwickeln. Denn für Aufgaben wie den dauerhaften Betrieb leistungsstarker Ionentriebwerke in großer Entfernung von der Sonne sind die geringen Leistungen von Radioisotopenbatterien schlicht nicht genug. Dazu gehört es beispielsweise, das vor kurzem vorgeschlagene Projekt Lyra umzusetzen - eine Raumsonde zum interstellaren Asteroiden Oumuamua zu starten, der im Oktober entdeckt wurde.

Stellenmarkt
  1. Deutsche Rentenversicherung Bund, Berlin
  2. ZIEHL-ABEGG SE, Künzelsau

Das würde Geschwindigkeiten von etwa 33 bis 76 Kilometern pro Sekunde (rund 120.000 bis 270.000 km/h) erfordern. Mit herkömmlichen Raketentriebwerken sind solche Geschwindigkeiten aber kaum oder gar nicht zu erreichen. Ionentriebwerke sind dazu in der Lage, müssen dafür aber über mehrere Jahre mit einigen Kilowatt Strom versorgt werden. Auch Orbitermissionen zu Uranus, Neptun oder Pluto könnten nur so in überschaubaren Zeiträumen umgesetzt werden. Ebenso angedacht ist der stationäre Betrieb solcher Reaktoren. In einer Mond- oder Marsbasis könnte er zur dauerhaften Erzeugung größerer Mengen Strom und Wärme für die Bewohner dienen.

Aber das sind langfristige Fragen. Zuvor müssen die Messungen am Testreaktor Krusty erfolgreich durchgeführt, der Bau eines flugfähigen Kilopower-Reaktors genehmigt und eine entsprechende Mission finanziert werden. Erst dann können Reaktorkonzepte mit größerer Leistung verwirklicht werden. Bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Aber seit einem halben Jahrhundert gab es keinen US-Reaktor, der näher an diesem Ziel war.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed
Der Reaktorkern hat keine kritische Masse 
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7.  


Anzeige
Hardware-Angebote
  1. (reduzierte Überstände, Restposten & Co.)

DirtyCry 22. Mär 2018

Also ich hab den Müll lieber kontrollierbar in Fässern mit Lagern die alle 20 Jahre mal...

horotab 21. Dez 2017

Flüssigsalzreaktoren wurden nach dem zweiten Weltkrieg auch erforscht, zeitweise war in...

FlashBFE 11. Dez 2017

Die Sprecherin ist schon richtig gut, auch wenn man merkt, dass sie nicht vom Fach ist...

emdotjay 11. Dez 2017

+1


Folgen Sie uns
       


O2 Free Unlimited im Test

Wir haben die beiden in der Geschwindigkeit beschränkten Smartphone-Tarife von Telefónica getestet, die eine echte Datenflatrate anbieten. Selbst der kleine Tarif O2 Free Unlimited Basic ist für typische Smartphone-Aufgaben ausreichend.

O2 Free Unlimited im Test Video aufrufen
Galaxy Z Flip im Hands-on: Endlich klappt es bei Samsung
Galaxy Z Flip im Hands-on
Endlich klappt es bei Samsung

Beim zweiten Versuch hat Samsung aus seinen Fehlern gelernt: Das Smartphone Galaxy Z Flip mit faltbarem Display ist alltagstauglicher und stabiler als der Vorgänger. Motorolas Razr kann da nicht mithalten.
Ein Hands on von Tobias Költzsch

  1. Isocell Bright HM1 Samsung verwendet neuen 108-MP-Sensor im Galaxy S20 Ultra
  2. Smartphones Samsung schummelt bei Teleobjektiven des Galaxy S20 und S20+
  3. Galaxy Z Flip Samsung stellt faltbares Smartphone im Folder-Design vor

Threadripper 3990X im Test: AMDs 64-kerniger Hammer
Threadripper 3990X im Test
AMDs 64-kerniger Hammer

Für 4.000 Euro ist der Ryzen Threadripper 3990X ein Spezialwerkzeug: Die 64-kernige CPU eignet sich exzellent für Rendering oder Video-Encoding, zumindest bei genügend RAM - wir benötigten teils 128 GByte.
Ein Test von Marc Sauter und Sebastian Grüner

  1. Ryzen Mobile 4000 (Renoir) Lasst die Ära der schrottigen AMD-Notebooks enden!
  2. HEDT-Prozessor 64-kerniger Threadripper schlägt 20.000-Dollar-Xeons
  3. Ryzen Mobile 4000 AMDs Renoir hat acht 7-nm-Kerne für Ultrabooks

Alphakanal: Gimp verrät Geheimnisse in Bildern
Alphakanal
Gimp verrät Geheimnisse in Bildern

Wer in Gimp in einem Bild mit Transparenz Bildbereiche löscht, der macht sie nur durchsichtig. Dieses wenig intuitive Verhalten kann dazu führen, dass Nutzer ungewollt Geheimnisse preisgeben.


      •  /