Ein neuer, stärkerer Ionenantrieb ...

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

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

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

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 (Smarter SMART-1 ist auf dem Weg zum Mond) und der mittlerweile beendeten US-amerikanischen Kometenmission Deep-Space-1.

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, 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).

http://www.heise.de/tp/artikel/16/16175/1.html