Raumfahrt: Braucht es Kernkraft für den Flug zum Mars?

In den USA werden wieder nukleare Raketentriebwerke für Mars-Reisen entwickelt. Aber wie funktionieren sie und wird Kernkraft dafür überhaupt benötigt?

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So stellt sich die Nasa ein Raumschiff für den Flug zum Mars mit Nuklearem Antrieb vor.
So stellt sich die Nasa ein Raumschiff für den Flug zum Mars mit Nuklearem Antrieb vor. (Bild: Nasa)

Für einen Teil der Nasa scheint eine retrofuturistische Zukunft mit nuklearen Raketenantrieben, wie einst in 2001: Odyssee im Weltraum und der Science Fiction der 1960er Jahre ausgemacht und unausweichlich zu sein. Die Nasa macht derzeit Pläne für einen Flug zum Mars im Jahr 2039 und die Entwicklung der nuklearen Raketentriebwerke ist ein Kernbestandteil davon. Deshalb hat sie drei Entwicklungsverträge für die notwendige Reaktortechnik vergeben.

Demgegenüber kommen die Pläne von SpaceX für den Flug zum Mars mit konventionellen Raketenantrieben aus, die Methan mit Sauerstoff verbrennen. Aber die Entwicklung von Kernreaktoren für die Raumfahrt war eine der letzten Anweisungen von Donald Trump an die Nasa. Die Darpa, eine US-Militärbehörde zur Entwicklung neuer Technologien, will deshalb bis 2025 wieder nukleare Raketentriebwerke entwickeln lassen. Aber was ist überhaupt ein nuklearer Raketenantrieb und was kann Kernkraft allgemein für eine Marsreise bringen?

Nukleare Raketentriebwerke sind nur eines von drei Gebieten, in denen Kernreaktoren zum Einsatz kommen können. Nach einem anderen Konzept, dem nuklear-elektrischen Antrieb, sollen sie auf Raumschiffen Strom zum Betrieb von elektrischen Triebwerken erzeugen und in einem dritten hauptsächlich der Strom- und Wärmeversorgung auf der Oberfläche von Mond und Mars dienen.

Alte Technik und keine Science Fiction

Keine dieser Techniken ist völlig unrealistisch oder völlig neu. Kleine Kernreaktoren wurden schon in den 1960er Jahren zur Stromversorgung in der Raumfahrt entwickelt. Besonders bekannt sind die russischen RORSAT Radar-Spionagesatelliten. Aufwendigere Elektronik an Bord brauchte noch mehr Leistung als Solarzellen liefern konnten. RORSAT sollte außerdem in niedrigen Orbits fliegen, in denen die Solarzellen zu große Luftreibung erzeugt hätten. Das Projekt wurde zurecht kritisiert. Zwei Satelliten stürzten ab. Erst 1988 wurde das Programm vom ehemaligen Sowjet-Präsidenten Michail Gorbatschow eingestellt.

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Nukleare Raketentriebwerke wurden auch entwickelt. Sie standen 1969 unter dem Projektnamen Nerva kurz vor der Einsatzreife. In den USA gab es ein eigenes Space Nuclear Propulsion Office, dessen Arbeit aber 1973 beendet wurde. Grund war die Kürzung des Nasa-Budgets im Anschluss an die Mondlandung und die Ausweitung des Vietnamkriegs. Geplant war, mit einem nuklearen Space Shuttle regelmäßige Flüge zum Mond und Expeditionen zum Mars durchzuführen. Die fanden aber nie statt und die Triebwerke wurden daher nicht gebraucht.

Mars: Der rote Planet zum Greifen nah

Der Grund für die Entwicklung war die hohe Effizienz der Technik. Beim gleichen Schub verbrauchen nukleare Raketentriebwerke nur knapp halb so viel Treibstoff wie die effizientesten Wasserstofftriebwerke. Die Einsparung ist sogar noch viel größer, wie es auch die Raketengleichung zeigt, denn viel Treibstoff wird allein dafür verbraucht, um den später noch notwendigen Treibstoff an Bord mit zu beschleunigen, womit jeder Effizienzgewinn sehr starke Auswirkungen hat.

Diese Triebwerke sollten einst Reisen zum Mars mit Hilfe der Raketentechnik des Apollo Mondprogramms möglich machen. Spätestens Ende der 1970er Jahre sollte es soweit sein.

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Viel Entwicklungsaufwand für hohe Effizienz 
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127life 19. Sep 2021 / Themenstart

"Und wie funktioniert der Antrieb nun?" Nun, er funktioniert ganz wunderbar! Ich hoffe...

Ach 13. Sep 2021 / Themenstart

Daneben, dass ich ein paar recht hell blinkende Sarkasmus Warnlichter zwischen den Zeilen...

Ach 13. Sep 2021 / Themenstart

Sehr schön beschrieben :].

chefin 13. Sep 2021 / Themenstart

Absolut korrekt Die pure Zahl der Menschen ist das Problem, nicht deren...

masel99 12. Sep 2021 / Themenstart

Ein Panzer ist kein U-Boot welches sich wochenlang unter hundert(en) Meter Wasser (ggf...

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