Start bis Ende 2028 geplantUSA wollen erstes Atom-Raumschiff zum Mars schicken
Von Kai Stoppel
Die USA treiben ihre Weltraumpläne mit Atomkraft voran. Bis 2028 soll das Raumschiff "Space Reactor-1 Freedom" in Richtung Mars starten und neue Technologien testen. Doch Experten warnen vor Risiken - und erinnern an einen sowjetischen Satelliten-Unfall.
Unter US-Präsident Donald Trump wollen die USA ihre Weltraum-Ambitionen mit Atomenergie vorantreiben. Dazu gehört das erste kernkraftgetriebene Raumschiff der Welt, dessen Bau die Raumfahrtbehörde Nasa vor einigen Tagen angekündigt hat. Das Raumschiff-Konzept erhielt den Namen "Space Reactor-1 Freedom". Es soll im Rahmen der Mission "Skyfall" noch vor Ende 2028 zum Mars starten. Dahinter stecken noch weitreichendere Atompläne der USA fürs All.
Was ist ein nuklearer Antrieb bei Raumfahrzeugen? Die Idee, Kernenergie für den Antrieb von Raumschiffen zu nutzen, fasziniert Ingenieure schon seit den 1950er Jahren. Grund ist die hohe Energiedichte von Kernbrennstoffen, die um ein Vielfaches höher ist als bei chemischen Antrieben. Nukleare Antriebe ermöglichen theoretisch mehr Nutzlast, schnellere Flugzeiten sowie eine höhere Leistungsfähigkeit von Sensoren und Kommunikationssystemen.
Es existieren bereits verschiedene, teils exotische Konzepte atomarer Antriebe: Das ab den 1950er Jahren entwickelte Orion-Projekt der USA wollte Raumschiffe mit nuklearen Explosionen beschleunigen. Ein anderer Ansatz sind kleine Kernreaktoren, die Wasserstoff erhitzen und mit hoher Geschwindigkeit aus einer Düse ausströmen lassen. In den 1960er Jahren wurde ein experimentelles Triebwerk in den USA sogar entwickelt und getestet, ohne jedoch jemals zum Einsatz zu kommen.
Reaktor treibt elektrisches Triebwerk an
Das geplante Raumschiff "Space Reactor-1 Freedom" ("SR-1") setzt auf ein anderes Prinzip: den nuklear-elektrischen Antrieb. Das Ganze funktioniert ähnlich wie ein Kernkraftwerk auf der Erde: In einem kompakten Reaktor wird mittels Kernenergie ein spezielles Gas erhitzt, das eine Turbine samt Generator antreibt. Der dadurch erzeugte Strom versorgt ein elektrisches Triebwerk, etwa ein Ionentriebwerk, wie es mittlerweile bei Sonden und Satelliten weitverbreitet ist.
"SR-1" soll mit einer klassischen Rakete ins All geschossen werden, wo der Reaktor erst gestartet wird. Auf dem Mars angekommen soll die Sonde schließlich drei kleine Helikopter aussetzen, die dem bereits erfolgreich getesteten Mars-Helikopter "Ingenuity" ähneln. Die Fluggeräte sollen auf dem Mars nach Wasser und möglichen Landeplätzen für bemannte Missionen suchen.
Der Kernreaktor des geplanten Mars-Raumschiffs soll eine Leistung von 20 Kilowatt haben, gerade mal ausreichend für einige Dutzend Vier-Personen-Haushalte. Mit dem Atom-Raumschiff "SR-1" will die Nasa die Technologien entwickeln, die für "die Energieversorgung zur Erforschung des Mondes, des Mars und des äußeren Sonnensystems" benötigt werden, heißt es in einer Erklärung der Nasa.
Es geht aber nicht nur um Antriebe für Raumschiffe, die Nasa will ab 2030 Kernenergie auch auf dem Mond nutzen. Der "Lunar Reactor-1" oder "LR-1" soll einer bemannten Mondbasis der USA auch in den dunklen Phasen Strom liefern - denn auf dem Mond dauert eine Nacht rund zwei Wochen, in denen Solarenergie keine Option ist. Mit der Sonde "SR-1" soll die Sicherheit eines Weltraum-Kernreaktors getestet werden, bevor "LR-1" auf dem Mond landet.
Schlechte Erfahrungen mit Atomkraft-Satelliten
Der Betrieb eines Kernreaktors auf dem Mond würde laut Experten im Vergleich zur Erde aber sogar weniger Risiken bergen: Der Erdtrabant hat keine Atmosphäre, es gibt weder Wind noch Regen, die bei einem Unfall radioaktives Material verbreiten könnten. Das Hauptrisiko sei nicht der Betrieb auf dem Mond, sondern der Transport dorthin, sagte Nuklearexpertin Kathryn Huff dem US-Netzwerk NPR. "Ich glaube, niemand möchte wirklich eine Wiederholung von 'Kosmos 954' erleben", so Huff.
"Kosmos 954" war ein sowjetischer Radarsatellit zur Meeresbeobachtung, der 1977 gestartet war und von einem mit Uran betriebenen Kernreaktor mit Energie versorgt wurde. Aufgrund einer Fehlfunktion stürzte der Satellit 1978 ab, teilweise hochradioaktive Trümmer wurden über dem Norden Kanadas verteilt.
Übrigens: Atomenergie wird in kleinerem Maßstab schon seit Langem verlässlich in Raumfahrzeugen für die Stromversorgung genutzt. Die Voyager-Sonden oder die Mars-Roboter Curiosity nutzen Radioisotopengeneratoren: Sie enthalten Plutonium, das radioaktiv zerfällt und dabei Wärme abgibt. Dies wiederum erzeugt Spannung in Halbleiter-Elementen, der sogenannte Seebeck‑Effekt. Diese Atom-Batterien können über Jahrzehnte verlässlich Strom liefern, aber nur wenige 100 Watt an elektrischer Leistung.