Deutsches Raketenflugzeug vor dem Jungfernflug

Die Firma Polaris gibt es erst seit 2019. In diesen wenigen Jahren haben ihre 60 Mitarbeiter ein beachtliches Tempo an den Tag gelegt: Sieben verschiedene kleine Prototypen eines Raketenflugzeugs hat das Unternehmen bereits in niedrigen Flughöhen getestet.

In Kürze soll mit NOVA der vorläufige Höhepunkt dieser Entwicklung an den Start gehen. „NOVA ist ein Demonstrator für ein Überschall-Raketenflugzeug“, erklärt Minal Jain, die Leiterin des Projekts. Dieser Demonstrator soll eine Geschwindigkeit von Mach 2 erreichen. Das entspricht der doppelten Schallgeschwindigkeit, also fast 2500 Kilometern pro Stunde.

Ganz schön schnell. Aber nicht schnell genug, um Fluchtgeschwindigkeit zu erreichen und sich aus dem Anziehungsbereich der Erde zu lösen – noch nicht.

Doppeltes Triebwerkssystem

„NOVA verfügt über zwei Antriebssysteme“, so Jain weiter. Zunächst sprängen vier Triebwerke einer herkömmlichen Flugzeugturbine an. Um Mach 2 zu erreichen, werde im Laufe des Fluges ein Raketenantrieb am Heck des Schiffes eingeschaltet. „Er erzeugt ausreichend Schub, um den Weltraum zu erreichen.“

Aber bis dahin werden es erst spätere Versionen dieses Raketenflugzeugs schaffen. Der Demonstrator – der auf eine Länge von 8,50 Meter kommt – soll nur bis auf rund 20 Kilometer Höhe aufsteigen und dabei das Zusammenspiel der beiden Triebwerkstypen erstmals umsetzen. „Wir heben zunächst mit den luftatmenden Triebwerken ab“, beschreibt Tejveer Singh, Ingenieur für den Bereich Flugdynamik bei Polaris. Sie würden das Schiff auf eine Höhe von sechs Kilometern tragen. „Dann schalten wir den Raketenantrieb ein, der NOVA auf ungefähr 20 Kilometer Höhe schießen wird – und dort werden wir ihn abstellen.“

Geleitetes Gleiten

Anschließend beginnt ein gleitender Sinkflug zurück, ähnlich den früheren US-Raumfähren, die stets antriebslos aus dem All heimkehrten – ähnlich, aber nicht genauso, wie Kasra Mohebean ergänzt, der Abteilungsleiter für Triebwerksentwicklung bei Polaris. „Wir können natürlich auch – so wie bei den Spaceshuttles – die Turbinen für einen großen Teil des Rückflugs ausgeschaltet lassen und zu einen Flughafen zurückfliegen.“

Das aber dürfte nicht passieren, denn NOVA wird wesentlich flexibler sein als die Shuttles, die nur in Cape Canaveral, New Mexiko oder Kalifornien landen konnten.  „Wenn wir zu einem speziellen Flughafen zurückkehren wollen, der einige tausend Kilometer entfernt ist, wird es erforderlich werden, die Triebwerke einzuschalten und aktiv dorthin zu steuern“, betont Mohebean.

Automation – ja, aber eingeschränkt

Während die eigentliche Flugphase völlig autonom von den Bordcomputern überwacht wird, sollen Start und Landung in Menschenhand liegen und vom Boden aus gesteuert werden. „Zwar wird niemand einen Joystick bedienen, aber es wird eine Kontrollzentrale geben, wo Drohnenpiloten operieren“, sagt Polaris‘ Triebwerksentwickler weiter. Dieses Personal werde das Vehikel KI-unterstützt durch Start und bei der Landung geleiten. „Regulatorisch dürfte das wahrscheinlich auch erforderlich werden, da wir von zivilen Flughäfen abheben und dorthin zurückkehren wollen“, gibt Kasra Mohebean zu bedenken. Auf ihnen soll NOVA horizontal starten und landen wie ein Flugzeug. Ein Weltraumbahnhof à la Cape Canaveral ist für die Missionen nicht nötig.

Von Usedom ins Universum

Der erste Start ist für das kommende Jahr von Peenemünde aus geplant. “Warum Peenemünde? Weil es nah ist“, findet Minal Jain. Denn Polaris hat seinen Geschäftssitz in Bremen. Und: Auf dem Flugplatz Peenemünde mündet die Runway in die Ostsee. „Bei einem Unfall würde sich das Raketenflugzeug über Wasser befinden und nicht in Gebäude stürzen“, gibt Jain Entwarnung. Für weitere Einsätze kämen aber auch Flughäfen in Schweden, Norwegen, dem Vereinigten Königreich und auf der Azoreninsel Santa Maria im Atlantik in Betracht.

Wo NOVA nach seinem Testflug wieder aufsetzen soll, ist noch nicht entschieden. Cuxhaven wäre eine Möglichkeit. Muss aber nicht. „Unser Ziel sollte es sein, überall landen zu können, auf jedem Flughafen“, fordert Michelle Muniz, bei Polaris Spezialistin für Flugdynamik.

Lastesel auf Speed

Spätere Versionen dieses Raketenflugzeugs sollen dann nicht nur den Weltraum erreichen, sondern dabei auch bis zu 20 Kilogramm Nutzlast an Bord haben. „Unser Endziel ist es natürlich, Payloads in den Orbit zu bringen“, betont Muniz. „Und dafür müssen wir noch ein sehr viel höheres Tempo erreichen, als das, was wir beim NOVA-Erstflug testen wollen.“

Zusätzlich wollen die Bremer Ingenieure das Raketenflugzeug um eine Oberstufe erweitern. „Wir suchen nicht den Heiligen Gral, um mit einem einstufigen Gefährt ins All und zurück zu fliegen“, gesteht Kasra Mohebean. Stattdessen soll eine zweite Stufe, die NOVA huckepack transportiert, in einer Höhe von zum Beispiel 100 Kilometer ausgeklinkt werden. Diese Raketenoberstufe würde die Nutzlast in ihren Bestimmungsorbit tragen. Möglicherweise will Polaris auch diese Stufe so konstruieren, dass sie wiederverwendbar ist und zum Boden zurückkehren kann.

Sobald das Raketenflugzeug in ein paar Jahren so weit ist, Fluchtgeschwindigkeit zu erreichen, steht einem Trip ins All von Mecklenburg-Vorpommern aus – mit oder ohne zusätzliche Oberstufe – nichts mehr im Wege.