Die Erforschung des Weltraums erlebt derzeit einen neuen Aufschwung: Mehrere Agenturen planen, in den kommenden Jahren Astronautinnen und Astronauten zum Mond zu schicken. Die NASA und die CNSA planen zudem für das nächste Jahrzehnt Missionen mit Besatzung zum Mars.

NASA arbeitet an nuklearem Antrieb

Die Missionen, die Raumfahrende über den erdnahen Orbit (Low Earth Orbit, LEO) und das Erde-Mond-System hinausführen werden, erfordern die Entwicklung neuer Technologien. Wichtige Rollen dabei spielen auch Energie und Antrieb. Der thermische und nukleare elektrische Antrieb (NTP/NEP) ist ein Hauptanwärter für den Impuls, der Menschen zum Roten Planeten bringen soll.

Die NASA und das sowjetische Raumfahrtprogramm forschten bereits während des Wettlaufs ins All in den 1950er und ’60er Jahren an nuklearen Antrieben. In jüngster Zeit hat die NASA ihr Nuklearprogramm mit dem Ziel wiederbelebt, einen bimodalen Nuklearantrieb zu entwickeln. Dabei handelt es sich um ein zweiteiliges System, das aus einem NTP- und einem NEP-Element besteht und Transits zum Mars in 100 Tagen ermöglichen könnte.

• NTP (Nuclear Thermal Propulsion) beschreibt einen nuklearen Pulsantrieb, der mittels wärme eine Kernreaktion hervorruft.
• NEP (Nuclear Electric Propulsion) bezeichnet die Umwandlung der Wärmeenergie aus einem Kernreaktor in elektrische Energie

„45 Tage zum Mars“

Im Rahmen des NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) Programms für 2023 hat die NASA ein nukleares Konzept für die Entwicklungsphase I ausgewählt. Diese neue Klasse eines bimodalen nuklearen Antriebssystems verwendet der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde zufolge einen Wellenrotor-Topping-Zyklus und könnte die Transitzeiten zum Mars auf nur 45 Tage verkürzen.

Der Vorschlag stammt von Professor Ryan Gosse, dem Leiter des Hypersonics-Programms an der Universität von Florida und Mitglied des Teams Florida Applied Research in Engineering (FLARE).

„Der hochmoderne NTP-Zyklus basiert auf der Technologie der NERVA-Klasse (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application), die einen spezifischen Impuls (Isp) von 900 Sekunden liefern soll und damit die Leistung einer chemischen Rakete (450 Sekunden) verdoppelt“, so Gosse. Das bimodale Design ermögliche dadurch „den schnellen Transit für bemannte Missionen (45 Tage zum Mars) und revolutioniert die Erforschung unseres Sonnensystems im tiefen Weltraum“.

Zum Vergleich: Normalerweise dauert eine Reise von der Erde zum Mars knapp 260 Tage, also fast sechsmal so lang wie wie mit der bimodalen Methode.

Quelle: NASA

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