Kunststoff als Treibstoff: Rakete frisst sich selbst
Forschende aus Schottland bauen ein Triebwerk, das die Hülle des Treibstofftanks als Energiequelle nutzt.
Foto: University of Glasgow
In der Raumfahrt gibt es ein Dilemma: Weil Raketen oft schwer sind, brauchen sie viel Treibstoff. Deshalb werden sie reichlich betankt – und werden dadurch noch schwerer … Ein Ansatz von Forschenden der University of Glasgow will diesen Teufelskreis durchbrechen: Wenn ihrer Rakete, der „Ouroboros-3“, der Treibstoff ausgeht, beginnt sie, sich zu kannibalisieren. Sie wandelt ihren Kunststoffkörper in zusätzlichen Sprit um, sodass sich die Reichweite vergrößert und die Rakete immer kleiner wird.
Rumpf besteht aus Polyethylen
Der Rumpf der Rakete besteht aus einem hochdichten Rohr aus Polyethylen, das mit der Zeit durch die Abwärme des Triebwerks schmilzt. Anschließend wird der geschmolzene Kunststoff mit flüssigem Sauerstoff und Propan vermischt und der Brennkammer zugeführt. Laut dem Team bestand während der Entwicklung die Schwierigkeit darin, den Kunststoffrumpf so zu gestalten, dass er seine Form beibehält, ohne sich zu verbiegen, wenn sich die Rakete verkleinert. Dieser Film zeigt das eindrucksvoll:
Mehr Nutzlast oder höherer Flug
Durch das Verbrennen von Teilen der Rakete wird nicht nur mehr Treibstoff bereitgestellt, sie wird auch leichter, was entweder mehr Nutzlast oder deren Beförderung in höhere Umlaufbahnen ermöglicht. So werden bestimmte Missionen erschwinglicher, etwa der Start von Nanosatellitenschwärmen. Bei Bodentests – die Rakete hat noch nicht abgehoben – erzeugte das Triebwerk einen Schub von gut 10 kg. Viel zu wenig für eine Weltraummission, aber immerhin ein Anfang.
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„Unsere Ergebnisse sind ein grundlegender Schritt auf dem Weg zur Entwicklung eines voll funktionsfähigen kannibalischen Raketentriebwerks“, sagt Patrick Harkness, Professor für Explorationstechnologie an der schottischen Hochschule. „Die Struktur einer herkömmlichen Rakete macht zwischen 5 % und 12 % ihrer Gesamtmasse aus. Wenn wir davon einen großen Teil in Treibstoff umwandeln können, ist schon viel gewonnen.“
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Zusammengefasst: Das Konzept ist interessant. Vielleicht hilft es auch, den Weltraumschrott im Zaum zu halten. Aber: Die im Film sichtbaren Zündaussetzer und das jähe, kaum kalkulierbare Ende der Kunststoffhülle machen Präzisionsmissionen aktuell unmöglich.
