Skylon, das Flugzeug fürs All, wird in England gebaut
Bekommen die großen Player der kommerziellen Raumfahrt Konkurrenz? Das britische Unternehmen Reaction Engines arbeitet seit rund 30 Jahren an einem neuen Antrieb für das Raumfahrzeug „Skylon“, das beides ist: wiederverwendbare Raumfähre und superschneller Hyperschall-Jet. Jüngst sind Boeing und Rolls-Royce als Investoren eingestiegen. Das lässt aufhorchen.
Keine Frage, wenn Skylon eines Tages tatsächlich den regulären Betrieb aufnehmen sollte, wäre das für die Luft- und Raumfahrt ein Meilenstein. Das Unternehmen Reaction Engines Limited mit Sitz in der Grafschaft Oxfordshire in Südostengland, arbeitet eifrig an der Umsetzung seiner Vision. Die sieht aus wie der Ableger aus einer romantischen Verbindung zwischen einer Rakete und einem Düsenjet: Skylon ist ein Raumfähren-Flugzeug (im englischen schöner und kürzer ‚spaceplane‘ genannt), das als Jet mit Hyperschallgeschwindigkeit jedes Ziel auf der Erde in wenigen Stunden erreichen und bei Bedarf überdies ins All fliegen kann.
Skylon verbrennt bis zu Mach 5 angesaugte Umgebungsluft
Herzstück ist das Hightech-Triebwerk Sabre (Synergetic Air-Breathing Rocket Engine), in dem verschiedene Antriebstechnologien kombiniert werden. Innerhalb der Erdatmosphäre bis zu einer Geschwindigkeit von Mach 5, also der fünffachen Schallgeschwindigkeit (etwa 5.961 km/h), wird von außen angesaugter Sauerstoff ins Triebwerk geleitet und verdichtet, so dass sich der nötige Druck aufbaut. Erst bei Hyperschallgeschwindigkeiten über Mach 5 verbrennt der Motor Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff aus dem mitgeführten Tank. Deshalb kann Skylon deutlich kleiner und leichter gebaut werden als herkömmliche Trägerraketen.
Hat das Raumfahrzeug in etwa 30 km Höhe auf Raketenmodus umgestellt, kann es auf eine Geschwindigkeit von bis zu Mach 25 beschleunigen, das sind 8,3 Kilometer pro Sekunde. Starten und landen würde der Raumgleiter wie ein Flugzeug von einer Rollbahn aus.
Extreme Abkühlung in Sekundenbruchteilen
Das Problem bei dieser Art Antrieb ist die extreme Hitzeentwicklung. Bei Geschwindigkeiten, die sich Richtung Mach 5 bewegen, wird die verdichtete Luft so heiß, dass die besten Metalllegierungen weich werden und schmelzen. Bei Hyperschallgeschwindigkeiten strömt die Luft mit unglaublicher Kraft in den Sabre-Motor – 25 Mal so stark wie ein Hurrikan der höchsten Kategorie 5 – und entwickelt innen Flammen wie aus einem Schneidbrenner.
Im Weltall kann das Sabre-Triebwerk auf bis zu 25 Mach beschleunigen.
Quelle: Reaction Engines
Die einströmende Luft muss also dramatisch stark und schnell abgekühlt werden. Genau das ist Reaction Engines gelungen. Das entwickelte Kühlaggregat ist superleicht und besteht aus einer Trommel mit feinen Röhren, durch die tiefgekühltes Helium fließt. Die einströmende Luft sinkt in Sekundenbruchteilen (1/100 Sekunde) von 1000 Grad Celsius auf minus 150 Grad.
Technische Hilfe aus Bayern
Auch aus Deutschland kam technische Hilfe zur Weiterentwicklung von Sabre. Der bayerische Waffentechnikspezialist Bayern-Chemie ist seit 2014 Projektpartner von Reaction Engines und erhielt 2017 von der europäischen Raumfahrtbehörde ESA einen Entwicklungsauftrag, um Konzepte für Schlüsselkomponenten des Sabre-Antriebs zu entwickeln.
Hierbei kann Bayern-Chemie sein Know-how für Staustrahltriebwerke einbringen, wie sie auch für Skylon eingesetzt werden. Offenbar können damit nicht nur Lenkwaffen, sondern auch Raumfähren auf mehrfache Schallgeschwindigkeit gebracht werden.
Neue Investoren sind Boeing und Rolls-Royce
Nun hat Reaction Engines in einer neuerlichen Investmentrunde umgerechnet rund 30 Millionen Euro gezeichnet und unter anderem als strategische Investoren Boeing HorizonX und Rolls-Royce gewinnen können. 2015 war der Rüstungs-, Informationssicherheits- und Luftfahrtkonzern BAE Systems mit rund 20 Millionen Euro bereits eingestiegen.
Ob Skylon eines Tages von London nach Sydney in vier Stunden fliegt, Satelliten im All aussetzt, oder die Raumstation beliefert, ist noch offen. Gehen die Pläne von Richard Varvill auf, dem Gründer und technischen Direktor von Reaction Engines, wird Skylon nicht nur viele Male wiederverwendbar sein als Raumfähre, sondern auch deutlich preiswerter mit zugleich höherer Nutzlast fliegen können. Konkret soll nun ein neues Testgelände in England gebaut werden, mit dem Ziel 2020 einen voll integrierten Sabre-Antrieb zu testen.
An einem Flugzeug, das ebenfalls Mach 5 überschreiten soll, arbeitet auch Boeing. Hier lesen Sie mehr über die Boeing-Pläne.
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