Raumfahrt: Die Nasa sucht Zukunftsvisionen

Mit NIAC fördert die Nasa jedes Jahr Projekte zwischen neuer Technik und schlechter Science Fiction. Ein Überblick.

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Ob Mond, Mars, Jupiter oder Uranus - die Nasa will alles untersuchen.
Ob Mond, Mars, Jupiter oder Uranus - die Nasa will alles untersuchen. (Bild: Nasa)

Jedes Jahr gibt die Nasa 16 Projekten eine Summe von je 125.000 US-Dollar, um neue Konzepte zu untersuchen. Ein Überblick über die kürzlich vorgestellten Nasa Innovative Advanced Concepts (NIAC) von 2021 zeigt Konzepte, die von kurzfristig umsetzbarer realistischer Technik bis zu unrealistischen Visionen mit offensichtlichen Schwächen reichen. Aber in allen Fällen zeigen sie, woran die US-Raumfahrtbehörde interessiert ist.

Inhalt:
  1. Raumfahrt: Die Nasa sucht Zukunftsvisionen
  2. Ein Transrapid auf dem Mond und superradioaktive Stromversorgung

Der Autonomous Robotic Demonstrator for Deep Drilling ist ein verbesserter Mars-Maulwurf. Anders als beim HP3-Instrument von Mars Insight soll beim Bohren mit einer Kettenraupe an den Seiten des Bohrers gegen die Wände des Bohrlochs gedrückt werden. Das würde zuverlässig die zum Graben nötige Reibung erzeugen. Der Ingenieur Quinn Morley, Principal Investigator von Planet Enterprises, hat das Projekt eingereicht. Er hofft auf eine Mission zum Südpol des Mars mit Bohrtiefen von 20 bis 50 Meter.

Das Projekt Scatter (Sustained Cubesat Activity Through Transmitted Electromagnetic Radiation) von Sigrid Close, die als außerordentliche Professorin für Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stanford lehrt, soll den Einsatz von Cubesats im äußeren Sonnensystem ermöglichen. Die Cubesats sollen eine größere Sonde unterstützten und etwa lokale Unterschiede im Magnetfeld messen. Ihre Solarzellen sollen ihren Strom nicht mit Sonnenlicht erzeugen, sondern mit Lasern, die von der Hauptsonde erzeugt werden.

Ein Kletterroboter für den Mars und Bodenradar für den Mond

Passively Expanding Dipole Array for Lunar Sounding (PEDALS) von Patric McGarey vom Jet Propulsion Laboratory der Nasa (JPL) ist ein mögliches Bodenradar für den Mond, das auf der Oberfläche landet und vier 100 bis 200 Meter lange Radar-Antennen ausrollt. Mit dem Radar könnte die Bodenzusammensetzung mehrere Kilometer tief untersucht werden.

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Das Regolith Adaptive Modification system (RAMs) des Chemikers Sarbajit Banerjee, Professor an der Texas A&M University, soll mit einfachen Mitteln Strukturen auf der Mondoberfläche verankern. Dazu wird eine Mischung aus Termit und Siloxan verwendet. Bei der chemischen Reaktion entstehen Eisen und ein Polymer, die beispielsweise Landeplattformen auf der Oberfläche verankern können.

Mit Reachbot von Marco Pavone, der als außerordentlicher Professor Luft- und Raumfahrttechnik an der Stanford University lehrt, soll die grundlegende Technik für einen möglichen Kletterroboter zur Erforschung von Höhlen und Klüften auf dem Mars entwickelt werden. Er soll ausfahrbare Stäbe und Motoren benutzen, um sich fortzubewegen.

Kilometergroße Raumstationen und der Ponyexpress für den Mars

Der Ingenieur und Raketenwissenschaftler Zachary Manchester will in der Carnegie Mellon University demonstrieren, wie eine einzige Rakete der Größe einer Falcon Heavy eine 1 bis 2 Kilometer große Struktur ins Weltall bringen könnte. Sie soll dort in Drehung versetzt werden und künstliche Schwerkraft erzeugen.

Im JPL soll der Solar System Pony Express vom Informatiker Joshua Vander Hook das Problem der schlechten Datenverbindung zwischen Raumsonden im Marsorbit und der Erde lösen. Eine Raumsonde soll zwischen Mars und Erde pendeln und mit Laserübertragung jeweils 1 bis 3 Petabit an Forschungsdaten aufnehmen und wieder abgeben können.

Die Maschinenbauerin Amelia Greig von der Universität Texas in El Paso will Ressourcen auf dem Mond mit kompakten Anlagen nutzen, indem Mondgestein mit einem Lichtbogen verdampft wird und die ionisierten Bestandteile durch Magnetfelder voneinander getrennt werden. Zunächst soll sich das Experiment auf die gleichzeitige Gewinnung von Wasser, Silizium und Nickel konzentrieren. Anschließend sollen die Ergebnisse mit anderen Techniken mit ähnlichem Ziel verglichen werden.

Mars: Der rote Planet zum Greifen nah

Fische für die Jupitermonde und Proben vom Saturnmond

Swim sind kleine, fischähnliche Roboter, die der Robotiker Ethan Schaler am JPL (Jet Propulsion Laboratory) benutzen will, um mögliche Ozeane in vielen Kilometern Tiefe der Eismonde des Jupiters untersuchen zu können. Dazu muss aber zuerst eine Sonde auf dem Mond landen und bis zu flüssigem Wasser durchbohren.

Steven Oleson, der am Glenn Research Center der Nasa das COMPASS Conceptual Spacecraft Design Team leitet, will untersuchen, ob Proben vom Saturnmond Titan gewonnen und zur Erde zurückgebracht werden können. Der Treibstoff für die Rückkehr soll auf dem Mond selbst gewonnen werden, dessen Atmosphäre zu großen Teilen aus Methan besteht.

Der notwendige Sauerstoff, der schwerste Anteil am Raketentreibstoff, müsste wohl aus Wassereis hergestellt werden. Woher die Energie dafür kommt, schreibt Oleson nicht, aber ein kompakter Kernreaktor wie Kilopower könnte sie liefern. Die technologischen Voraussetzungen der anderen Projekte sind dagegen viel spekulativer und einige werden auch gefördert, obwohl sie offensichtlich technisch nicht gut durchdacht sind.

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Ein Transrapid auf dem Mond und superradioaktive Stromversorgung 
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