Turbo für kleine Raumfahrzeuge 25.04.2024, 12:56 Uhr

Neues Nasa-Triebwerk öffnet Tore zu unbekannten Weltraumzielen

Das neue Hall-Effekt-Triebwerk H71M der Nasa ebnet den Weg für längere und schnellere Missionen – beispielsweise zum Mars und anderen weit entfernten Orten im All.

NASA-H71M

Das Hall-Effekt-Triebwerk von Northrop Grumman im Betrieb. Die Konstruktion des NGHT-1X basiert auf dem Hall-Effekt-Triebwerk NASA-H71M.

Foto: Northrop Grumman

Die US-Weltraumbehörde Nasa hat ein neues Antriebssystem vorgestellt, das die Art und Weise, wie kleine Raumfahrzeuge Missionen durchführen, grundlegend verändern könnte.  Mit weniger als einem Kilowatt Leistung und hohem Treibstoffdurchsatz bietet das neue Hall-Effekt-Triebwerk von Nasa eine noch nie gekannte Effizienz und Missionsflexibilität für kleine Raumfahrzeuge. Die Raumfahrzeuge sollen schneller und weiter reisen können als je zuvor.

Das System ist ein zentrales Element der Nasa-Strategie zur Kommerzialisierung ausgewählter Technologien. Durch die Bereitstellung von Test- und Entwicklungsmöglichkeiten für Industriepartner kann die Nasa auf deren Unterstützung bei zukünftigen Missionen zählen. SpaceLogistics, eine Tochtergesellschaft von Northrop Grumman, wird die neue Technologie in Kürze mit ihrem Hall-Effekt-Triebwerk NGHT-1X testen.

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Neues Triebwerk soll Fluchtgeschwindigkeit erreichen

Das Hall-Effekt-Triebwerk ist eine spezielle Art von Ionentriebwerk. Es beschleunigt den Treibstoff mit Hilfe eines elektrischen Feldes und ist bei Satelliten im erdnahen Orbit bereits weit verbreitet. Die Nasa hat diese Technologie mit dem Sub-Kilowatt-Hall-Effekt-Triebwerk H71M weiterentwickelt, das besonders für Langzeitmissionen geeignet ist. Es ermöglicht kleinen Raumfahrzeugen, die notwendige Fluchtgeschwindigkeit zu erreichen.

Die Raumfahrzeuge können dadurch in eine Umlaufbahn eintreten und das Gravitationsfeld eines Himmelskörpers ohne weiteren Antrieb verlassen.  Diese Fähigkeit macht das Triebwerk zu einem zentralen Element in den Zukunftsplänen der Nasa zur Erforschung des Sonnensystems, wie die Raumfahrtbehörde auf ihrer Website erklärt. Die Fluchtgeschwindigkeit, die oft auf die Oberfläche eines Himmelskörpers bezogen wird, ist die Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um dessen Gravitationsfeld zu überwinden.

Weniger als ein Kilowatt Leistung

Forschende des Glenn Research Centers der Nasa haben ein neues Antriebssystem entwickelt, das mit wenig Leistung (weniger als ein Kilowatt) auskommt, aber einen hohen Treibstoffdurchsatz hat. Dadurch kann das System während seiner Lebensdauer viel Treibstoff verbrauchen. Dies ist wichtig für die Art von Manövern, die bei Missionen in der Tiefe des Weltraums erforderlich sind.

Die meisten kommerziellen Raumfahrzeuge können heute nicht selbstständig von der Erdumlaufbahn zum Mond oder Mars fliegen. Dazu benötigen sie die Hilfe einer Trägerrakete. Die neue Technologie der Nasa ermöglicht diese Art von Missionsflexibilität, so dass zukünftige Missionen neue wissenschaftliche Ziele erreichen können.

Die Firma SpaceLogistics, ein Tochterunternehmen von Northrop Grumman, will die Technologie schon bald einsetzen. Sie soll im Mission Extension Pod zum Einsatz kommen, der die Lebensdauer von Satelliten im geosynchronen Erdorbit durch Anpassung der Flugbahn verlängern soll. SpaceLogistics wird dazu das Hall-Effekt-Triebwerk NGHT-1X einsetzen, das auf dem H71M der NASA basiert.

Neuer Antrieb ermöglicht ganz neue Missionsziele

Dank der neuen Technologie können Raumfahrzeuge laut Nasa künftig nicht nur Umlaufbahnen um Planeten kreisen, sondern auch entfernte Monde erreichen. Dort angekommen, können sie ihre Umlaufbahn sogar ändern – ein riesiger Fortschritt im Vergleich zu früheren Missionen mit kurzen Vorbeiflügen.

Hall-Effekt-Triebwerke sind bereits in vielen Satelliten im Einsatz. Sie sind effizient für Bahnanpassungsmanöver und die zunehmend wichtigen Kollisionsvermeidungsmanöver. Das Besondere an der Nasa-Technologie ist jedoch, dass sie die Lebensdauer der Triebwerke deutlich verlängert und mehr als 15.000 Betriebsstunden ermöglicht.

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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