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Wissen & Umwelt

Reisen durch die unendlichen Weiten des Alls

Was in Science-Fiction-Filmen so einfach funktioniert, soll irgendwann möglich sein, hoffen Forscher. Einige ihrer Konzepte, wie Raumschiffe der Zukunft aussehen und durchs All fliegen sollen, sind durchaus realistisch.

Grafik eines Raumschiffs(Foto: DW-TV)

Der "Bussard Ramjet" holt sich seinen Treibstoff aus der Umgebung

Es sieht aus, als stamme es aus einem Science-Fiction-Roman: "Skylon", das Raumschiff der Zukunft, so wie es sich britische Ingenieure vorstellen. Ein schwarzer, langgestreckter Flieger, 80 Meter lang, ein Mittelding zwischen Düsenjet und Rakete. Etwa zehn Tonnen Nutzlast soll die Raumfähre ins All transportieren können, zum Beispiel zur Internationalen Raumstation ISS. Das ist deutlich weniger, als die US-Spaceshuttles transportieren können. Dafür soll "Skylon" aber sicherer und billiger sein.

Starten und landen wie ein Flugzeug

Denn die Raumfähre ist komplett wiederverwendbar. Anders als herkömmliche Modelle besitzt sie keine Triebwerkstufen, die während des Fluges abgeworfen werden. Sie startet und landet wie ein konventionelles Flugzeug. Den Sauerstoff, der zum Verbrennen des Treibstoffs Wasserstoff gebraucht wird, holt sie sich während des Flugs durch die Erdatmosphäre aus der Umgebungsluft. Ob "Skylon" je gebaut wird, ist allerdings noch offen.

Raumgleiter Skylon (Foto: Reaction-Engines Ltd)

So könnte der Raumgleiter Skylon aussehen

Die Suche nach neuen Triebwerken beschäftigt die Raumfahrtingenieure intensiv. An der Universität Stuttgart, im Institut für Raumfahrtsysteme, forscht man beispielsweise an leichten elektrischen Antrieben, die schon bald unbemannte Raumsonden zum Mars bringen sollen, vielleicht auch noch weiter.

Elektrische Antriebe für weite Reisen

Denn elektrische Triebwerke können mit wenig Treibstoff Schub für sehr lange Zeit liefern. Nur so würden weite Reisen überhaupt erst möglich, erklärt Georg Herdrich, zuständig für elektrische Raumfahrtantriebe. "Das Grundprinzip besteht darin, dass man ein Gas mit Hilfe von elektrischer Energie aufheizt und dann mit unterschiedlichen Technologien beschleunigt".

Während ein herkömmliches Triebwerk nur wenige Minuten Schub liefert, brennt ein elektrisches Monate oder sogar Jahre. Dabei wird die Geschwindigkeit langsam, aber stetig, immer größer. Ideale Voraussetzungen für einen Flug zum Mars. Im Jahr 2030 soll die erste unbemannte Sonde mit elektrischem Antrieb starten.

Mit Kernfusion durchs Sonnensystem

Um weiter in den Weltraum zu fliegen, bräuchte man aber ein Triebwerk mit noch mehr Schub, zum Beispiel ein Kernfusions-Triebwerk, so wie es Britische Forscher entworfen haben: Damit könnte eine unbemannte Sonde zu einem benachbarten Stern fliegen. Für bemannte Raumschiffe wäre ein Kernfusion-Antrieb dagegen ungeeignet. Herdrich: "Das Hauptproblem besteht darin, dass man die Nutzlast und die Astronauten vor der Strahlung schützen muss, die durch den Antrieb verursacht wird." Wie so eine unbemannte Raumsonde mit Kernfusionsantrieb aussehen könnte, dazu gibt es ebenfalls schon Konzepte. Besonders beeindruckend: der "Bussard Ramjet", eine Idee eines US-Physikers aus den 60er Jahren.

Wasserstoff - Treibstoff aus dem Weltall

"Das besondere am 'Bussard Ramjet' besteht darin," so Raumfahrtexperte Herdrich, "dass er sich mit einer magnetischen Vorrichtung den Treibstoff während des Flugs aus der Umgebung beschafft.” Diese magnetische Vorrichtung sieht aus wie ein riesiger Trichter. Er sammelt elektrisch geladene Wasserstoffatome ein, die es im Weltall in großer Menge gibt, und nutzt sie als Brennstoff für seinen Kernfusionsantrieb.

Wie auch immer die Raumschiffe der Zukunft aussehen mögen: die Frage nach ihrem Antrieb wird die entscheidende sein.

Autor: Klaus Dartmann

Redaktion: Judith Hartl

Das Video dazu finden Sie in der aktuellen Ausgabe von Projekt Zukunft, dem Wissenschaftsmagazin auf DW-TV.

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