Revolutionäre Rakete 04.01.2024, 15:18 Uhr

3D-gedrucktes Raketentriebwerk für den Flug zum Mars erfolgreich getestet

Nach dem Betreten des Mondes ist das nächste Ziel der Menschheit der Mars, der eine ganz neue Herausforderung für die schnelle Langstrecken-Raumfahrt darstellt. Gerade hat die NASA erfolgreich ein 3D-gedrucktes Raketentriebwerk getestet, das uns schneller zum Mars bringen könnte.

Raketentriebwerk

Ingenieure des Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, führen einen erfolgreichen 251-Sekunden-Hot-Fire-Test einer Brennkammer eines Raketenmotors mit rotierender Detonation in Originalgröße durch.

Foto: NASA

Die NASA hat bei der Entwicklung eines neuen Antriebssystems, des Rotating Detonation Rocket Engine (RDRE), bedeutende Fortschritte erzielt. Ingenieure des Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, führten erfolgreiche Tests eines 3D-gedruckten RDRE durch. Diese Tests dauerten 251 Sekunden, also länger als vier Minuten, und erzeugten dabei einen Schub von über 25.810 Newton. Nach Angaben der NASA hat das innovative Raketentriebwerk hat genug Schubkraft, um uns zum Roten Planeten zu bringen – ein wichtiger Schritt, um schwere Lasten in kurzer Zeit durch das Sonnensystem zu transportieren.

Ziel: Wiederverwendbare Raketentriebwerke der 44-Kilonewton-Klasse

Bei den Tests des RDRE-Prototyps wurden rekordverdächtige Ergebnisse erzielt: Der Prototyp erreichte einen Schub von 25.810 Newton über einen Zeitraum von 251 Sekunden. Diese Leistung übertrifft den früheren Rekord von 17.800 Newton, den das Raketentriebwerk 2022 für fast eine Minute erreicht hatte, wobei die Ergebnisse Anfang 2023 bestätigt wurden.

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Das Ziel ist die Entwicklung einer vollständig wiederverwendbaren RDRE im Bereich von 44 Kilonewton, um herkömmliche Flüssigkeitsraketentriebwerke zu übertreffen. Thomas Teasley, Ingenieur für Verbrennungsvorrichtungen und Leiter des RDRE-Projekts am Marshall Space Flight Center, betont die Bedeutung dieser Innovation: „Das RDRE ermöglicht einen bedeutenden Fortschritt in der Effizienz der Triebwerkskonstruktion.“

Das macht das Raketentriebwerk so revolutionär

Das Revolutionäre am neuen Raketentriebwerk ist seine Nutzung einer kontinuierlichen Detonation, die in einem ringförmigen Kanal umläuft. Dieser Kanal wird von einem Gemisch aus Treibstoff und Sauerstoff gespeist, das bei jeder vorbeiziehenden Explosion entzündet wird. Diese Technologie befindet sich schon seit Jahren in Entwicklung und wird seit 2020 im Labor getestet. Jetzt demonstrieren Wissenschaftler jedoch, dass sie stabil und handhabbar genug ist, um in realen Raketen verwendet zu werden, die Menschen ins All bringen.

Ein wesentlicher Vorteil des RDRE ist sein geringerer Treibstoffverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Raketentriebwerken, kombiniert mit einer einfacheren Bauweise. Dies führt dazu, dass Raumfahrt kostengünstiger wird und längere Distanzen im Weltraum zurückgelegt werden können. Angesichts der hohen Kosten, die mit der Erforschung des Weltraums verbunden sind, stellt dies eine bedeutende Verbesserung dar. Es reduziert die Menge an Treibstoff, die benötigt wird, um große Entfernungen im Weltraum zu überwinden.

3D-Drucktechniken für maßgeschneiderte Maschinenteile

Bemerkenswert am neuen Raketentriebwerk ist zudem, dass die NASA 3D-Drucktechnologien einsetzte, um speziell angefertigte Maschinenteile herzustellen. Diese Teile sind nach Angaben der NASA stark genug, um den extremen Bedingungen von Hitze und Druck standzuhalten, die mit dem Design des RDRE (Rotating Detonation Rocket Engine) einhergehen. Die Ingenieure, die für den Test verantwortlich sind, betonen, dass sie nun ein vertieftes Verständnis dafür gewonnen haben, wie die Brennkammer des RDRE angepasst werden könnte. Dadurch wird es möglich, unterschiedliche Schubniveaus zu erreichen und das System für verschiedene Arten von Triebwerken und Missionen zu konfigurieren.

Die NASA strebt an, in den 2030er Jahren die ersten Menschen auf den Mars zu bringen. Es gibt noch viele Herausforderungen auf dem Weg dorthin, aber ein effizientes Antriebssystem könnte eines der größten Hindernisse überwinden helfen. Thomas Teasley hebt hervor: „Dies zeigt, dass wir der Entwicklung von leichten Antriebssystemen näherkommen, die es uns ermöglichen werden, mehr Masse und Nutzlast tiefer in den Weltraum zu transportieren – ein entscheidender Bestandteil der NASA-Strategie, vom Mond zum Mars vorzustoßen.“

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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