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Raumfahrt Mit Elektroantrieb ins All

Bis 2020 soll eine Million Elektroautos auf deutschen Straßen fahren. Aber wie sieht es im Weltall aus? Können Raumfahrzeuge mit Elektroantrieb ins All fliegen?

Stand: 26.09.2014

Die ESA Mondsonde SMART-1 mit Ionenantrieb. | Bild: picture-alliance/dpa

Schon in den 60er-Jahren wurde mit elektrischen Antrieben in der Raumfahrt experimentiert. Sie sind also nicht neu, aber trotzdem noch nicht sehr erprobt. In Deutschland gibt es gerade mal zwanzig Spezialisten, die sich mit elektrischen Antrieben in der Raumfahrt beschäftigen. Aber das Interesse steigt, denn:

"Der Punkt ist, dass es Missionen gibt, die man eigentlich gar nicht anders bewerkstelligen kann."

Dr. Horst Neumann, Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung, Leipzig

Mit leichtem Gas ins All

Lichtbogen

Die meisten elektrischen Antriebe funktionieren ähnlich wie chemische Triebwerke. Ein Treibstoff wird gezündet, strömt mit hoher Geschwindigkeit aus der Rakete und erzeugt so den Rückstoß, der die Rakete antreibt. Der wichtige Unterschied: Der Treibstoff ist nicht fest oder flüssig, sondern gasförmig. Oft wird das Edelgas Xenon verwendet. Das Gas wird zum Beispiel über einen Lichtbogen elektrisch geladen und erhitzt. Die elektrischen Antriebe nutzen dabei den Treibstoff bis zu zehn Mal effizienter als konventionelle Triebwerke. Das ist vor allem wichtig für lange Reisen im All.

Falsch geparkte Satelliten

Galileo-Satellit

Außerdem ist der elektrische Antrieb perfekt geeignet, um die Flugbahn nur leicht zukorrigieren. Damit könnten zum Beispiel die im August 2014 falsch positionierten Galileo-Satelliten "umgeparkt" werden. Die Satelliten wurden in einer Umlaufbahn, die zu nah an der Erde ist, ausgesetzt und könnten in ihrer Position auch andere Satelliten gefährden. Leider haben sie keinen elektrischen Antrieb an Bord und chemische Antriebe sind für kleine Positions-Änderungen nicht präzise genug.

Was ist der bessere Antrieb?

Chemische Antriebe verbrauchen die Hälfte des Treibstoffs allein für den Transport des Treibstoffs in den Weltraum. Elektrische Antriebe sind sehr viel sparsamer. Ein Antrieb kann den anderen aber nicht ersetzen sagt Hans Leiter, Entwickler von Raumfahrtantrieben:

"Die elektrischen Antriebe spielen im All die Stärke aus. Da sind sie unverzichtbar. Die chemischen Triebwerke werden uns auch weiterhin erst mal den Zugang zum All ermöglichen."

Dr. Hans Leiter, Airbus

Denn die elektrischen Antriebe haben zu wenig Schub, um eine Rakete von der Erde ins All zu befördern.

Bald mehr Elektro-Raumfahrer

Jupitermond Europa

Bisher gab es nicht viele Missionen mit elektrischem Antrieb. 2003 startete beispielsweise eine ESA-Sonde zum Mond. Das wird sich aber ändern. Die ESA will 2016 einen Satelliten mit elektrischem Antrieb zum Merkur schicken. Auch eine NASA-Sonde soll in etwa zehn Jahren elektrisch fliegen. Ihr Ziel: Der über 600 Millionen Kilometer entfernte Jupitermond Europa. Er ist über zehnmal weiter weg als der Mars. Aber auch, wenn Astronauten zum Mars fliegen wollen, wird der Elektroantrieb eine Rolle spielen. Denn es muss viel Last mitgenommen werden und da darf der Treibstoff nicht so schwer sein. Neue Raumfahrt-Technik ist also gefragt:

"Also da gibt es ein paar sehr interessante Ansätze, die natürlich noch visionär sind, aber ich denke, ohne Visionen kommt man nicht so richtig in der Raumfahrt zurecht"

Horst Neumann, Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung, Leipzig

Mit Ionenstrahl durchs All

Eine weitere Form der elektrischen Triebwerke ist der Ionenantrieb. Dabei werden die Gasteilchen ionisiert, also elektrisch geladen. Durch ein elektrisches Feld werden sie dann beschleunigt, anschließend in einem Neutralisator entladen und in Form eines Strahls ausgestoßen. Anders als bei chemischen Triebwerken hängt die Antriebsleistung nicht von der Treibstoffmenge, sondern vom angelegten elektrischen Feld ab. Der Strom dafür kann zum Beispiel aus Solarenergie gewonnen werden. Der futuristisch klingende Antrieb wurde bereits im Oktober 1998 in der Sonde "Deep Space 1" eingesetzt.


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