Raumfahrt: Mit thermonuklearem Antrieb zum Mars

Die Nasa will irgendwann Menschen zum Mars schicken. Den geeigneten Antrieb für kurze Marsreisen gibt es noch nicht. Nukleartechnik könnte die Lösung sein.

Artikel veröffentlicht am 19. Mai 2023, 10:06 Uhr, Patrick Klapetz

Illustration eines Mars-Transit-Habitats und eines nuklearen Antriebssystems, das eines Tages Astronauten zum Mars bringen könnte (Bild: Nasa)

Im besten Fall ist der Mars nur etwa 56 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, doch für eine Reise zum roten Planeten benötigen wir immer noch acht bis neun Monate. Eine menschliche Crew wird somit nicht so schnell zum Mars aufbrechen können. Es hapert an der richtigen Antriebstechnik. Deswegen forscht die US-Raumfahrtbehörde Nasa an einer thermonuklearen Antriebsform.

Zwar sind mit chemischen Treibstoffen beispielsweise Flüge zum Mond möglich, doch der ist auch nur einen Vier- bis Fünf-Tages-Trip weit weg. Laut Nasa braucht man für eine Marsreise für jedes Kilogramm des Raumschiffes 261 Kilogramm Treibstoff, berichtet Heise Online. Das Raumschiff müsste dafür entsprechend groß sein.

Kaum Alternativen für eine schnelle Antriebsform

Selbst wenn es eine technische Lösung mit einem chemischen Antrieb geben sollte: Psyche und Gesundheit der Besatzung wären bei einer so langen Isolation – unter anderem auch wegen des beschleunigten Muskulaturabbaus in der Schwerelosigkeit – ein großes Hindernis.

Es braucht also alternative Antriebsformen. Ein Ionenantrieb wäre eine der wenigen Alternativen, sie sind sparsam und langlebig, haben aber für große Raumschiffe zu wenig Schub.

Deswegen investiert die Nasa wieder in die Erforschung von Nuklearantrieben. Sie sollen weniger als die Hälfte an Treibstoffmenge als die chemische Alternative verbrauchen. Bis 2027 will die Behörde gemeinsam mit der Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency) - der Forschungsagentur des US-Militärs – den ersten Testflug mit einem neuen thermonuklearen Antrieb und dem Draco-Programm absolvieren.

Den Mars in nur 45 Tagen erreichen

Mit einem solchen Antrieb soll der Mars in 45 Tagen erreichbar sein. Bei der neuen Technik handelt es sich um einen bi-modualen Antrieb, einer Mischung aus elektrischem und thermischem Nuklearantrieb. Zudem soll ein Druckwellenauflader verbaut werden – eine Technologie, die in Verbrennungsmotoren eingesetzt wird. 

In Verbindung mit einem thermischen Nuklearantriebsmotor würde der Druckwellenauflader den Druck nutzen, der durch die Erwärmung des flüssigen Wasserstoff-Brennstoffs im Reaktor entsteht. Dadurch verdichtet er die Reaktionsmasse weiter.