Antrieb von Escape Dynamics 30.07.2015, 10:55 Uhr

Mikrowellen-Antennen erhitzen Wasserstoff im Raumschiff

Escape Dynamics hat einen alternativen Raumschiffantrieb entwickelt: Als Treibstoff nutzt das US-amerikanische Unternehmen Wasserstoff, der von der Erde aus mit Mikrowellen-Antennen erhitzt wird. Das neue System, das ohne chemische Verbrennung auskommt, sei sicherer, preiswerter und effizienter.

Illustration eines Raketenstarts: Mikrowellen-Antennen am Boden erhitzen Wasserstoff an Bord des Raumschiffs. Sie erstrecken sich über eine Fläche von einem Quadratkilometer.

Illustration eines Raketenstarts: Mikrowellen-Antennen am Boden erhitzen Wasserstoff an Bord des Raumschiffs. Sie erstrecken sich über eine Fläche von einem Quadratkilometer.

Foto: Escape Dynamics

Mit einem neuen Antriebssystem für Raumschiffe will Escape Dynamics die Raumfahrt billiger, sicherer und effizienter machen. Die Schlüsseltechnologie für diesen Durchbruch sei ein neu entwickelter externer Antrieb, der im Labor des Raumfahrtunternehmens in Colorado bereits erfolgreich getestet worden sei. Statt wie bei herkömmlichen Raketen mit chemischem Antrieb wird Vortrieb nicht dadurch erzeugt, dass Treibstoff verbrannt wird, sondern indem Wasserstoff erhitzt und anschließend durch eine Düse ausgestoßen wird.

Matrix aus Mikrowellenantennen schickt Energie zum Raumschiff

Extern heißt das System deshalb, weil die Erhitzung des Wasserstoffs von der Erde aus erfolgt. Die dafür notwendige Energie kommt von einer Matrix aus Mikrowellen-Antennen, die sich über eine Fläche von einem Quadratkilometer erstreckt. Die Antennen richten sich auf einen Wärmetauscher mit einem Absorber auf der Unterseite des Raumgleiters aus und werden nach dem Start nachgeführt.

Funktionskizze des Antriebs von Escape Dynamics: Die Antennen zielen auf einen Wärmetauscher mit einem Absorber auf der Unterseite des Raumgleiters.

Funktionskizze des Antriebs von Escape Dynamics: Die Antennen zielen auf einen Wärmetauscher mit einem Absorber auf der Unterseite des Raumgleiters.

Foto: Escape Dynamics

Dort werden die Mikrowellen aufgenommen und erhitzen den Wasserstoff. Ihre Energie erhalten die Antennen über einen riesigen Akku, der über das Stromnetz gespeist wird. Langfristig könnte der Strom aber auch aus Erneuerbaren Energiequellen wie Wind- oder Sonnenenergie stammen, sagt Escape Dynamics.

Ein maßgeblicher Vorteil der neuen Antriebstechnik sei das deutlich bessere Nutzlastverhältnis des Raumfahrzeuges. Während bei den heutigen Raketen mit chemischer Verbrennung der Anteil des Treibstoffs am Startgewicht bei 90 % liege, komme die neue Antriebstechnik mit 70 % aus. Dadurch verringern sich die Kosten pro Kilogramm Nutzlast spürbar.

Größere Effizienz beim Antrieb

Außerdem sei das externe Antriebssystem mit Mikrowellen effizienter als der chemische Antrieb. Bei Labortests, für die Helium verwendet worden sei, habe das Triebwerk einen Spezifischen Impuls von über 500 s erreicht. Der Spezifische Impuls ist ein Maß für die Effizienz eines Antriebs oder Treibstoffes bei Raketenmotoren, unabhängig von dessen Größe und vergleichbar mit der Angabe des Treibstoffverbrauchs eines Autos auf 100 km.

Matrix aus Mikrowellen-Antennen: Sie erhalten Energie von einem riesigen Akku. Strom soll zukünftig auch aus erneuerbaren Energiequellen stammen. 

Matrix aus Mikrowellen-Antennen: Sie erhalten Energie von einem riesigen Akku. Strom soll zukünftig auch aus erneuerbaren Energiequellen stammen. 

Foto: Escape Dynamics

Mit Wasserstoff als Treibstoff will Escape Dynamics sogar einen Spezifischen Impuls von über 750 s erreicht haben. Ein herkömmlicher Raketenantrieb schaffe dagegen nur etwa 460 s. Die erste Raumschiff-Generation, die mit dem neuen Antriebssystem arbeitet, soll wie ein Flugzeug arbeiten und wiederverwendbar sein.

Die Wissenschaftler haben den neuen Antrieb im Labor bereits erfolgreich getestet. Sie erreichten einen Spezifischen Impuls von über 500 s – ein herkömmlicher Raketenantrieb schafft etwa 460 s.

Die Wissenschaftler haben den neuen Antrieb im Labor bereits erfolgreich getestet. Sie erreichten einen Spezifischen Impuls von über 500 s – ein herkömmlicher Raketenantrieb schafft etwa 460 s.

Foto: Escape Dynamics

Mit einer Nutzlast zwischen 100 und 200 kg würde der Raumgleiter in den Orbit starten, seine Fracht abliefern, um dann wie ein Flugzeug auf die Erde zurückzukehren.

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