NASA erprobt Antrieb für die Reise zum Mars
Die NASA hat am Jet Propulsion Laboratory in Kalifornien erstmals einen elektromagnetischen Antrieb gezündet, der mit Lithium-Metalldampf betrieben wird. Bei Tests hat dieser neue Leistungsrekorde für elektrische Antriebe in den USA aufgestellt. Das Triebwerk gilt als möglicher Schlüssel für künftige astronautische Marsflüge.
Bild: NASA/JPL-Caltech
Die NASA hat am 24. Februar an ihrem Jet Propulsion Laboratory in Südkalifornien erstmals einen elektromagnetischen Antrieb gezündet, der mit verdampftem Lithiummetall betrieben wird. Es ist das erste Mal in den USA, dass ein elektrisches Antriebssystem Leistungen dieser Größenordnung erreicht hat – bis zu 120 Kilowatt, mehr als das 25-Fache der derzeit stärksten elektrischen Triebwerke der NASA.
Weniger Treibstoff, mehr Schubkraft
Was diesen Antrieb von herkömmlichen Raketentriebwerken unterscheidet, ist sein grundlegendes Prinzip: Statt chemischer Verbrennungsreaktionen nutzt er elektrischen Strom und ein Magnetfeld, um Lithiumdampf auf hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen und so Schubkraft zu erzeugen. Das spart erheblich Treibstoff – elektrische Antriebe kommen mit bis zu 90 Prozent weniger aus als klassische Raketentriebwerke. Der Nachteil: Sie erzeugen keinen starken, schlagartigen Schub, sondern einen sanften, aber dauerhaften Antrieb, der das Raumfahrzeug über lange Zeit auf hohe Geschwindigkeit bringt.
Beim Test glühte die Wolfram-Elektrode im Inneren des Triebwerks auf über 2.800 Grad Celsius – sichtbar an einem leuchtend roten Gasstrahl, der aus der Düse austrat. Fünf Zündungen wurden durchgeführt, alle erfolgreich. Die Forscher bezeichnen das Ergebnis als wichtigen Nachweis, dass das Konzept funktioniert und skalierbar ist.
Noch ein weiter Weg bis zum Mars
Für eine astronautische Marsmission wäre allerdings deutlich mehr Leistung nötig: Schätzungen zufolge würden zwei bis vier solcher Triebwerke mit einer Gesamtleistung von zwei bis vier Megawatt benötigt – und das über mehr als 23.000 Betriebsstunden. Das Team des JPL arbeitet deshalb in den kommenden Jahren daran, die Leistung schrittweise auf bis zu einen Megawatt pro Triebwerk zu steigern. Eine zentrale Herausforderung ist dabei die enorme Hitzeentwicklung, der die Bauteile über viele Stunden standhalten müssen. Das Projekt wird gemeinsam mit der Princeton University und dem NASA Glenn Research Center entwickelt und ist Teil eines größeren NASA-Programms für nukleare Antriebstechnologien im Weltraum, das 2020 gestartet wurde.
Quelle (Englisch): https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-fires-up-powerful-lithium-fed-thruster-for-trips-to-mars/