Ein neuer, stärkerer Ionenantrieb ...

Hans-Arthur Marsiske   26.11.2003

...kommt mit Solarenergie nicht mehr aus, sondern benötigt eine nukleare
Energiequelle

Am Glenn Research Center [1] der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa in
Cleveland ist ein neuartiger Ionenantrieb erfolgreich getestet worden. Damit
wurde ein wichtiger Meilenstein im Programm Prometheus [2] zur Entwicklung
nuklearer Raumfahrttechnologien erreicht.

[Image]

Test des HiPEP-Ionenantriebs in einer Vakuumkammer des Glenn Reserach
Center. Bild: Nasa

Im Unterschied zu chemischen Antrieben, bei denen ein Treibstoff und ein
Oxidationsmittel zur Reaktion gebracht werden (zum Beispiel Wasserstoff und
Sauerstoff), werden beim Ionenantrieb elektrisch geladene Teilchen (in der
Regel ionisierte Atome des Edelgases Xenon) in einem elektrischen Feld
beschleunigt. Der dabei entstehende Schub ist zwar erheblich geringer als
bei konventionellen Raketen, weswegen Ionentriebwerke nicht für den Start
von der Erde geeignet sind. Dafür ist die Austrittsgeschwindigkeit der
Teilchen um ein Vielfaches höher, und es ist eine wesentlich längere
Betriebsdauer möglich.

Im Weltraum sind solche elektrischen Antriebe daher deutlich
leistungsfähiger und werden verstärkt eingesetzt, so bei der europäischen
Mondmission Smart-1 [3] ( Smarter SMART-1 ist auf dem Weg zum Mond) und der
mittlerweile beendeten US-amerikanischen Kometenmission Deep-Space-1 [4].

Bei diesen Missionen wurde die für den Antrieb erforderliche elektrische
Energie durch Solarzellen erzeugt. So schaukelt sich Smart-1 derzeit mit
etwa 1,4 Kilowatt Strom langsam auf immer höhere Umlaufbahnen, Deep-Space-1
fütterte das Ionentriebwerk sogar mit 2,3 Kilowatt. Der jetzt getestete
Antrieb mit der Bezeichnung HiPEP (High Power Electrical Propulsion) wurde
dagegen mit satten 12 Kilowatt gespeist. Statt durch einen Elektronenstrahl
wie bei Smart-1 wurden die Xenon-Atome durch Mikrowellen ionisiert und durch
ein rechteckiges Metallgitter, an dem eine Spannung von 6000 Volt angelegt
war, auf 60 bis 60 Kilometer pro Sekunde beschleunigt. Die Verwendung von
Mikrowellen soll eine deutlich längere Lebensdauer des Triebwerks
ermöglichen. Angepeilt sind sieben bis zehn Jahre.

HiPEP, der am Ende sogar mit 25 Kilowatt betrieben werden soll, ist einer
der Kandidaten für den Antrieb der Mission JIMO ( Jupiter Icy Moons
Orbiter [5], die die von Eis bedeckten Jupitermonde Europa, Ganymed und
Callisto untersuchen soll. In dieser Entfernung von der Sonne kann so viel
elektrische Energie nicht durch Solarzellen erzeugt werden. Der Antrieb
benötigt daher eine nukleare Energiequelle, deren Entwicklung durch den
derzeitigen Nasa-Chef Sean O'Keefe besonders forciert wird ( Knallgas gegen
Atomkraft).

Links

[1] http://www.grc.nasa.gov
[2] http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm
[3] http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=10
[4] http://nmp.jpl.nasa.gov/ds1/
[5] http://www.jpl.nasa.gov/jimo/

Telepolis Artikel-URL:
http://www.telepolis.de/deutsch/special/raum/16175/1.html

  ------------------------------------------------------------------------
     Copyright © 1996-2003. All Rights Reserved. Alle Rechte vorbehalten
                    Heise Zeitschriften Verlag, Hannover