Nuklearantrieb: Schneller zu Mars

Wissenschaftler weltweit arbeiten derzeit mit einer gemeinsamen Mission: Den ersten Fuß auf einem anderen Planeten zu setzen. Leider sind diese fremden Welten sehr weit entfernt, was NASA vor die Herausforderung stellt, wie Astronauten in so langer Isolation verwaltet werden können – oder wie man Menschen schneller nach Mars bringen kann.

Im Fokus eines Vorschlags von Dan Kotlyar, einem Dozenten für nukleare und radiologische Ingenieurwissenschaften am Georgia Institute of Technology, steht die Überlegung, dass das eigentliche Problem nicht die Distanz von der Erde zum Mars ist, sondern die Geschwindigkeit, mit der wir von Punkt A nach Punkt B gelangen. Kotlyar argumentiert, dass unsere Abhängigkeit von chemischen Treibstoffen uns zurückhält und dass nukleare Antriebe die Reisezeit nach Mars halbieren könnten.

Herkömmliche chemische Antriebssysteme nutzen eine chemische Reaktion mit einem leichten Treibstoff, wie Wasserstoff, und einem Oxidationsmittel. Wenn diese beiden miteinander vermischt werden, entzünden sie sich, was dazu führt, dass der Treibstoff sehr schnell aus der Düse strömt und die Rakete antreibt.

Diese Systeme benötigen kein Zündsystem, was sie zuverlässig macht. Allerdings müssen diese Raketen Sauerstoff mit ins All nehmen, was sie schwerer macht. Im Gegensatz dazu basieren nukleare thermische Antriebssysteme auf Kernspaltungsreaktionen, um den Treibstoff zu erhitzen, der dann aus der Düse ausgestoßen wird, um den Schub zu erzeugen.

Nuklearantriebe würden den Treibstoff sehr schnell aus der Düsenausstoßen und somit hohen Schub erzeugen. Dieser hohe Schub ermöglicht es der Rakete, schneller zu beschleunigen. Zudem haben sie einen hohen spezifischen Impuls, der misst, wie effizient der Treibstoff zur Erzeugung von Schub verwendet wird. Nukleare thermische Antriebssysteme haben etwa doppelt so viel spezifischen Impuls wie chemische Raketen, was bedeutet, dass sie die Reisezeit um den Faktor 2 reduzieren könnten.

Kotlyars Vorschlag ist derzeit jedoch lediglich ein Konzept, das möglicherweise oder möglicherweise auch nicht verwirklicht werden kann. Sollte es jedoch gelingen, wird das wohl noch einige Zeit in Anspruch nehmen. Selbst die Modelle zur nuklearen Antriebstechnik im All befinden sich noch in den frühen Entwicklungsphasen, ganz zu schweigen von möglichen Skalierungstests oder der Produktion von vollwertigen Triebwerken.

Eines Tages könnte die nukleare Energie uns tatsächlich in der Hälfte der Zeit zu Mars bringen, verglichen mit chemischen Treibstoffen. Berücksichtigt man jedoch die Zeit, die benötigt wird, um die Triebwerke zu bauen, scheinen chemische Treibstoffe für unsere frühen Reisen zum roten Planeten nach wie vor voraus zu sein. Doch wer weiß, was die Zukunft bringt?