Keine Leistungsrekorde, aber ideal für die Massenproduktion

Wegen der höheren Masse werden die Triebwerke keinem Satelliten zu Rekordleistungen verhelfen. Aber beim Aufbau von Satellitenkonstellationen aus Kleinstsatelliten mit etwa einem Zehntel der Masse eines Starlink-Satelliten liegt der Fokus eher auf einfachem Umgang mit dem Treibstoff, guter Verfügbarkeit und niedrigen Systemkosten. Nach den Angaben von Thrustme sollen die Kosteneinsparungen gegenüber Xenon in der Größenordnung von 25.000 US-Dollar pro Satellit liegen.

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SpaceX zeigt selbst, wie wichtig diese Faktoren geworden sind, und setzt Krypton statt Xenon in den Starlink-Satelliten ein, obwohl die Triebwerke mehr Strom benötigen, weniger Schub liefern und die Tanks weniger von dem leichten Krypton aufnehmen können. Denn sonst könnte die weltweite Produktion an Xenon allein durch den Verbrauch der geplanten Satellitenkonstellation an ihre Grenzen gelangen.

Iod ist im Vergleich zu Krypton sogar eine attraktive Alternative. Es ist noch leichter zu ionisieren als Xenon und verbraucht damit nochmals deutlich weniger Strom. Typische Effizienzen für Hall-Triebwerke mit Krypton und Xenon liegen bei etwa 36 und 44 Prozent. Thrustme gibt rund 60 Prozent für Iod an.

Der Rest des Antriebs ist herkömmliche Ionentriebwerkstechnik, die Ionen mit einem Metallgitter und 800 bis 1300 Volt Spannung beschleunigt, anders als in den Hall-Effekt-Triebwerken ohne Gitter bei SpaceX. Der limitierende Faktor ist aber nicht das Gitter, sondern der Neutralisator, der die positiv geladenen Ionen mit negativen Elektronen verbindet, damit der Antrieb den ausgestoßenen Treibstoff nicht durch elektrostatische Kräfte wieder anzieht. Er besteht aus einer einfache Glühkerze, die für einen Betrieb von 3.500 Stunden ausgelegt ist. Der Treibstoff geht aber spätestens nach 2.400 Stunden Betrieb aus.

Bemerkenswerte Veröffentlichung in Nature

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Ein Nachfolger des NPT30-I2 ist bereits in Entwicklung. Das NPT300-I2 soll höheren Schub bieten und auf den Neutralisator verzichten können, indem durch hochfrequente Spannungswechsel die leichten Elektronen an den schweren und trägen Ionen vorbeigeschleust werden. Das verspricht eine hohe Lebensdauer für das Triebwerk und einen noch einfacheren und billigeren Aufbau. Durch den Übergang zur Massenfertigung von Satelliten für Konstellationen werden die Herstellungskosten der Komponenten immer wichtiger.

In dem vor Kurzem auch bei Golem.de vorgestellten Disksat-Standard könnte der Antrieb gut verwendet werden. Er ist allerdings nicht für die hohe Treibstoffeffizienz ausgelegt, die nötig wäre, um andere Himmelskörper zu erreichen oder dauerhaft auf nur 200 km hohen Orbits zu fliegen. Für mehrere Jahre Betrieb in knapp 300 km Höhe reicht die Leistung dennoch.

Ungewöhnlich ist, dass die Ergebnisse des Testflugs als Paper in der Hauptpublikation des Wissenschaftsjournals Nature veröffentlicht wurden. Dabei konnten keinerlei neue wissenschaftliche Erkenntnisse mit der Demonstration des Triebwerks gewonnen werden, auch wenn eine Reihe technischer Probleme sehr elegant gelöst wurde. Einerseits ist das Paper sehr lobenswert, weil es eine gute Beschreibung des Systems liefert. Andererseits ist es bedenklich, wenn die prestigeträchtigste Wissenschaftspublikation von Unternehmen de facto als Werbeplattform für ihre Produkte benutzt wird, deren Redaktion das zulässt und so wichtigen Arbeiten aus der Wissenschaft den Zugang zu Nature versperrt.

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 Satellitenkonstellationen: Iod statt Xenon ist eine kleine Raumfahrtrevolution
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kernash 27. Nov 2021 / Themenstart

Naja, also eigentlich rotiert das Magnetfeld nicht mal. Norden ist immer oben und Süden...

Kaiser Ming 26. Nov 2021 / Themenstart

meinte ähnliches Prinzip wie Ram Jet also durchgang

Eheran 23. Nov 2021 / Themenstart

Und wie arbeitet ein Luftzerleger...?

Salzbretzel 22. Nov 2021 / Themenstart

Ich verstehe ja den Ansatz, aber das klingt nicht minder harsch. Das klingt so als wenn...

Salzbretzel 22. Nov 2021 / Themenstart

Eigentlich ist es ein bissel globaler. Die Idee mit den Mikroprozessoren* kommt aus Santa...

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