Plasmaantriebe: Die treibende Kraft im Wettlauf zum Roten Planeten

Anfang Mai 2026 sorgte die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde NASA für Furore, indem sie erfolgreich ein elektromagnetisches Antriebssystem mit einer Leistung von bis zu 120 kW testete. Dieses Ereignis gilt als Beginn einer Ära, in der Menschen tatsächlich den Mars betreten können.

120 kW Leistungssteigerung

Jahrzehntelang war der Treibstoff das größte Hindernis für die Raumfahrt. Traditionelle chemische Raketentriebwerke verbrauchen enorme Mengen an Treibstoff, sind aber ineffizient, was Raumfahrzeuge schwer und langsam macht. Ein elektromagnetisches Antriebssystem, auch Plasmaantriebssystem (magneto-plasmadynamisches System – MPD) genannt, das kürzlich am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA erfolgreich getestet wurde, hat die Raumfahrt jedoch grundlegend verändert.

Das Jet Propulsion Laboratory der NASA, wo der neue Lithium-Ionen-Motor getestet wird. Foto: NASA/JPL-Caltech

Das Konzept der MPD (Magnetic Plasma Deposition) kursiert seit den 1960er Jahren in akademischen Kreisen, wurde aber nie praktisch angewendet. Im Gegensatz zu bestehenden Systemen nutzt dieses Design starke elektrische Ströme und Magnetfelder, um aus Lithium erzeugtes Plasma zu beschleunigen und so bei höheren Leistungsstufen einen größeren Schub zu erzeugen.

Laut Science Daily kann der 120-kW-MPD-Motor, der verdampftes Lithium anstelle von herkömmlichem Xenon als Treibstoff verwendet, eine bis zu zehnmal höhere Effizienz als herkömmliche chemische Antriebssysteme erreichen. Diese Leistung übertrifft sogar die stärksten elektrischen Antriebssysteme, die die NASA je in Raumfahrzeugen eingesetzt hat, darunter auch das System, das der Raumsonde Psyche mit seinem kleinen, aber stabilen Schub zu Geschwindigkeiten von über 200.000 km/h verhilft. Der größte Vorteil dieser Technologie liegt in ihrer Treibstoffeffizienz: Der Treibstoffbedarf kann potenziell um bis zu 90 % reduziert werden, wodurch Platz für wissenschaftliche Geräte, Versorgungsgüter und Lebenserhaltungssysteme für die Besatzung geschaffen wird.

Der Zeitfaktor ist dabei von entscheidender Bedeutung. Mit einer ausreichend starken Energiequelle, beispielsweise durch Mikroreaktoren, könnte der MPD-Antrieb die Reise zum Mars von sieben bis neun Monaten auf wenige Monate oder sogar Wochen verkürzen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, denn je kürzer die Flugzeit, desto geringer ist das Risiko für die Astronauten, kosmischer Strahlung und den Auswirkungen der Schwerelosigkeit ausgesetzt zu sein.

Eine neue Machtkarte im Weltraum.

Der Erfolg der NASA gilt unter Wissenschaftlern als Wendepunkt, der den Weg für bemannte Flüge zum Mars bis zum Ende dieses Jahrzehnts ebnet. Die nächste Herausforderung für die NASA-Forscher besteht darin, die Triebwerksleistung in den kommenden Jahren auf 500 kW bis 1 Megawatt pro Antriebseinheit zu steigern. Experten zufolge könnte die Plasmatechnologie, falls sie weiterentwickelt wird, auch robotische Missionen im gesamten Sonnensystem antreiben.

Der Weltraum ist jedoch nicht länger das exklusive Spielfeld der NASA. Erst im Februar letzten Jahres präsentierten Wissenschaftler der russischen Atomenergiegesellschaft einen plasmaelektrischen Raketenantrieb, der Raumfahrzeuge in ein bis zwei Monaten zum Mars befördern kann. Laut Interesting Engineering nutzt dieses fortschrittliche Antriebssystem im Gegensatz zu herkömmlichen Raketenantrieben, die auf der Verbrennung von Treibstoff basieren, einen magnetischen Plasmabeschleuniger. Dies verspricht eine deutliche Verkürzung der interplanetaren Reisezeit und soll voraussichtlich bis 2030 einsatzbereit sein.

Während die USA und Russland Plasmaantriebe testen, konzentriert sich China ebenfalls auf die Trägerrakete Langer Marsch 10 und die Mondstation ILRS (in Zusammenarbeit mit Russland), die bis 2030 als Ausgangspunkt für Marsmissionen dienen sollen. Japan landete im Januar 2024 als fünfte Nation eine Raumsonde auf dem Mond und plant eine Marsmission mit einer Sonde. Indien war im Vorjahr die vierte Nation, der dies gelang.

In der sich rasant verändernden geopolitischen Landschaft des Weltraums entwickelt sich Südkorea zu einem einzigartigen Phänomen. Beobachter sehen das Land mittlerweile als echtes Gegengewicht in Asien, das bei Projekten zur Erforschung ferner Planeten auf Augenhöhe konkurrieren kann. Das Land der Morgenstille gibt sich nicht länger damit zufrieden, Satelliten zu kaufen oder sich bei Starts auf andere zu verlassen; im Mai 2024 gründete es offiziell die Korea Aerospace Exploration Agency (KASA, oft als die NASA Südkoreas bezeichnet), mit dem Ziel, Südkorea bis 2026 zu einer globalen Raumfahrtmacht zu entwickeln.

Südkoreas Ambitionen umfassen die Erforschung von Mond und Mars, die Entwicklung von Raketentechnologie und den Start neuer Aufklärungs- und Beobachtungssatelliten. Am 3. Mai wurde der südkoreanische Satellit CAS500-2 erfolgreich von einer Weltraumbasis in Kalifornien in die Umlaufbahn gebracht. Dies markiert einen bedeutenden Fortschritt für die Satellitentechnologie und die Raumfahrtambitionen des Landes. Laut dem Indo-Pacific Defense Forum plant Seoul bis 2027 mindestens drei weitere Raumfahrzeugstarts und erwartet den Start zusätzlicher Militärsatelliten .

Zusammengestellt von Khanh Hung

Quelle: https://www.sggp.org.vn/dong-co-plasma-luc-day-cua-cuoc-dua-den-hanh-tinh-do-post851991.html