Uranus – das nächste Ziel im Sonnensystem

Eigentlich sollten alle Planeten mehr oder weniger gleichberechtigt sein. Schließlich hat jeder eine Besonderheit. Sie sind es aber nicht, wie man leicht an den vielen Marssonden erkennen kann. Dabei ist Mars nicht schwerer erreichbar als die Venus. Bevor man nochmal eine Flagschiffmission (einen Nachbau von Curiositys) zum Mars schickt sollte man meiner Ansicht nach die Augen mehr ins äußere Sonnensystem legen. Ich meine nicht die Europamission. Die ist zwar ganz nett, aber in meinen Augen überflüssig. Vor allem da mit JUICE ja schon eine Jupitermission, wenn auch mit Schwerpunkt auf die äußeren Monde geplant ist. Bei Saturn gäbe es mit Titan ein interessanteres Ziel. Doch schwer vernachlässigt wird alles jenseits von Saturn. Für Uranus war nur mal ein Nachbau von New Horizons als Vorbeiflugmission gedacht. Doch die war noch zu teuer. Heute will ich mich mal mit den Möglichkeiten für eine Uranusorbitermission befassen. Continue reading „Uranus – das nächste Ziel im Sonnensystem“

Thermonukleare Antriebe

Nein, es geht heute nicht in diesem Beitrag um Atomwaffen als Antrieb, auch wenn es immer wieder Vorschläge gibt, diese zu nutzen. Es geht heute um eine andere Form des Antriebs, der aber auch Kernenergie nutzt, um ein Gas zu erhitzen und durch dessen thermische Energie sich fortzubewegen. Ich kam auf die Idee, als ich nach einem Aprilscherz suchte. Meine Idee: Die NASA entwickelt einen neuen Antrieb für zwei geplante Raumsonden zu Uranus und Neptun. Um diese in annehmbarer Zeit erreichen zu können, braucht man schnelle Bahnen die zur Folge haben, dass man beim Ziel stark abbremsen muss. Dafür gibt es einen neuen Antrieb, der die Wärmeenergie der RTG nutzt, um Wasserstoff aufzuheizen und diesen durch eine Düse zu expandieren. Continue reading „Thermonukleare Antriebe“

Wir brauchen keine effizienten Technologien…

Vor kurzem hat die NASA die Entwicklung der Stirling Technologie für die Stromgewinnung aus Wärme eingestellt. Die offizielle Begründung ist recht einfach: für die geplanten Missionen reicht das Plutonium aus, auch weil man nun beschlossen hat die „Produktion“ neu aufzunehmen.

Dazu mal eine kleine Geschichte der RTG, also Radioisotopen Thermogeneratoren. Die ersten wurden Mitte der Sechziger Jahren eingesetzt. Nach dem Ende des Apolloprogrammes kam es nur noch zum Einsatz in Raumsonden (Die ALSEP Messstationen hatten auch RTG zur Stromversorgung). Das Grundprinzip ist seit den ersten Elementen unverändert geblieben: Kleine Pellets aus Plutoniu-238 werden von Thermoelementen umgeben, das sind zwei Metalle die durch die Erhitzung Strom abgeben. Der Wirkungsgrad ist ziemlich schlecht und liegt bei den heutigen RTG bei unter 6%. Dann werden die Pellets sowie größere Module und der RTG jeweils von verschiedenen Schutzschichten umhüllt die vor allem die Freisetzung bei einem Unfall verhindern sollen. Continue reading „Wir brauchen keine effizienten Technologien…“

Alternativen für RTG

Mit Pu-238 werden die RTG angetrieben, die Raumsonden ins äußere Sonnensystem einsetzen, es kam aber auch in Erdnähe zum Einsatz, so bei den ALSEP-Messstationen die auf dem Mond hinterlassen wurden und als letztem Start an Bord von Curiosity auf dem Mars.

Die NASA hatte schon 1988 die Produktion von Pu-238 eingestellt. Danach erwarb sie das Material von Russland und dies funktionierte bis 2003. Seitdem hat man die Reserven verbraucht. Von ursprünglich 30 kg sollen noch 11 bis 16 kg verfügbar sein, je nach Quelle. Seit Russland die Lieferung einstellte, wird über eine Neuaufnahme der Produktion diskutiert, doch lange kam es nicht dazu, weil die Kosten von 10 bis 15 Millionen Dollar pro Kilogramm sehr hoch sind. Erst im Juli 2013 kam es nun dazu, in einem Programm das bis um Ende des Jahrzehnts läuft sollen so etwa 10 kg produziert werden, nur 1-1,5 kg pro Jahr. Continue reading „Alternativen für RTG“

Wie weit kommt man mit Solarzellen im Sonnensystem?

Da ich gerade beim Aufsatz über Juno arbeite und damit hoffentlich bald die aufholjagt bei den Raumsondenaufsätzen abschließen kann, kam ein Thema auf. Bekanntlicherweise ist dies die erste Raumsonde die zu Jupiter aufbricht und nur mit Solarzellen betrieben wird.

Vor einigen Wochen hat die NASA 10 Millionen Dollar bewilligt um die Produktion von Plutonium-238 wiederaufzunehmen. Seit 1988 haben die USA kein Pu-238 mehr produziert. Seit 1993 bezogen sie es aus Russland, doch Russland kann oder will nun keines mehr liefern. Seit 10 Jahren wird schon über die Wiederaufnahme der Produktion diskutiert. Wegen der hohen Kosten kam es nie dazu. Für die 10 Millionen Dollar pro Jahr wird man anfangs 1 bis 1,5 kg Pu-238 gewinnen. Bedenkt man das einer der GPHS RTG die Galileo, Ulysses, Cassini und New Horizons antreiben, rund 7,6 kg dieses Materials erfordert, dann weis man, das man zum einen eine solche Mission nicht jeden Tag starten kann, und zum anderen die Stromversorgung teuer ist. Bei New Horizons konnte ein schon hergestellter GPHS wiederaufgearbeitet werden. Das kostete 75 Millionen Dollar, ein neuer 90 Millionen Dollar. Das alles für eine Stromquelle die 285 Watt liefert. Continue reading „Wie weit kommt man mit Solarzellen im Sonnensystem?“