China hat die US-Geheimdienste in den letzten fünf Jahren wiederholt mit schnellen Fortschritten in seinem Weltraumforschungsprogramm verblüfft, indem es einen Rover auf der anderen Seite des Mondes landete und seine eigene Raumstation im Orbit um die Erde fertigstellte.
Ihre Fortschritte haben gezeigt, dass ein neuer Weltraumwettlauf zwischen Washington und Peking im Gange ist – dieses Mal mit dem ultimativen Ziel, eine bemannte Mission zum Mars zu schicken, bei der jeder darum wetteifern soll, der Erste zu sein, der Menschen auf einem anderen Planeten landen lässt.
Der Erfolg Amerikas könnte auf ein Team von Wissenschaftlern mit Sitz in Idaho Falls zurückzuführen sein.
Ingenieure des Idaho National Laboratory des Energieministeriums leiten ein landesweites Team von Wissenschaftlern, um die Fähigkeiten des nuklearen thermischen Antriebs zu verbessern, einer Technologie, von der die NASA hofft, dass sie die Reisezeit zum Mars um die Hälfte verkürzen wird.
Es handelt sich um ein ehrgeiziges Projekt, das die Zukunft der bemannten Raumfahrt verändern könnte.
„Was die NASA letztendlich sucht, ist eine nuklearthermische Lösung, um zum Mars zu gelangen“, sagte Sebastian Corbisiero, leitender technischer Berater für fortgeschrittene Konzepte am Idaho National Laboratory, in einem Interview mit McClatchy. „Es muss zusätzliche Technologie entwickelt werden, um die höhere Leistungsfähigkeit zu erreichen, die man für die Marsmission benötigt.“
Die NASA will den Mars bis 2040 erreichen und arbeitet an völlig neuen Technologien für die Mission, sagte NASA-Administrator Bill Nelson McClatchy in einem Interview.
Mit herkömmlicher Technologie gebe es nur einmal alle 26 Monate die Möglichkeit, zum Mars zu starten, sagte Nelson zu McClatchy. Das Fehlen eines Startfensters könnte eine Verzögerung von mehreren Jahren bedeuten, und wenn mitten im Flug etwas schief geht, wird die Besatzung allein im Weltraum sein.
„Ich glaube nicht, dass es praktikabel ist, mit konventioneller Technologie – konventionellem Antrieb – zum Mars zu fliegen, weil wir sieben bis neun Monate brauchen, um dorthin zu gelangen. Wenn man dort angekommen ist, muss man vielleicht ein Jahr an der Oberfläche bleiben.“ „Vielleicht zwei, bis sich die Planeten neu ausrichten, damit Sie zurückkommen können“, sagte Nelson zu McClatchy. „Deshalb denke ich, dass eines der Grundvoraussetzungen darin besteht, dass wir einen nuklearelektrischen oder nuklearthermischen Antrieb benötigen, der uns schneller ans Ziel bringt.“
Die schiere Länge der Reise bedeute, dass eine Besatzung mehr Nahrung, Ausrüstung sowie körperliche und geistige Ausdauer benötige als bei jeder jemals getesteten Mission, sagte Nelson. Um eine beispiellose Nutzlast von der Erde zu befördern, wird eine schwere Trägerrakete erforderlich sein. Je länger die Reise in den Weltraum dauert, desto länger sind Astronauten gefährlicher Schwerelosigkeit und hohen Strahlungsdosen ausgesetzt. Sie werden ihre endgültige Annäherung an den Mars mit aus dem Gleichgewicht geratenen Gleichgewichtsorganen, verkümmerten Muskeln, geschwächtem Immunsystem und eingeschränkter Sehkraft steuern.
Dann müssen sie durch eine Atmosphäre landen, die dick genug ist, um sie zu töten, aber zu dünn, um als Bremse genutzt zu werden und ihren Abstieg an die Oberfläche zu verlangsamen. Sollten sie Erfolg haben, befinden sie sich auf der anderen Seite der Sonne und haben niemanden, der ihnen helfen könnte.
Heutige Raketen werden von konventionellen Verbrennungsmotoren angetrieben, die für den Flug erhebliche Mengen Treibstoff an Bord benötigen. Während ein chemischer Antrieb ein Raumschiff zum Mars befördern könnte, wäre ein von einem Kernreaktor angetriebener Motor weitaus treibstoffeffizienter – er erhitzt gefrierenden Wasserstoff auf hohe Temperaturen und nutzt die Abgase als Triebwerk – und könnte das Fahrzeug auf seiner langen Reise weiter beschleunigen zum Mars, was die Reisezeit verkürzt.
Das Idaho National Laboratory arbeite daran, die Geschwindigkeit des Motors besser zu kontrollieren, seine Effizienz zu steigern und seine Wärmeerzeugung zu kontrollieren, sagte Corbisiero.
Eine Verkürzung ihrer Reisezeit könnte viele der logistischen Hürden und Risiken verringern, die derzeit die Mission belasten, sagte Nelson. Die NASA arbeitet außerdem an einem Strahlungsschutz, der den Einsatz von Schwermetallen wie Stahl vermeidet und im Raumschiff eine Zentrifugalkraft erzeugt, die eine künstliche Schwerkraft für die Besatzung erzeugen würde.
„Ein sehr starkes Gefühl der Dringlichkeit“
Bei der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) in Arlington, Virginia, arbeitet Tabitha Dodson an der Wiederbelebung eines thermischen Kerntriebwerksprojekts, das in der Apollo-Ära begann, aber auf Eis lag, nachdem die Vereinigten Staaten in den 1970er Jahren die bemannte Raumfahrt aufgegeben hatten.
In einem Interview verglich Dodson Washingtons Entscheidung, die Technologie dahinsiechen zu lassen, mit einer Anweisung Pekings aus dem Jahr 1525, Chinas Weltklasse-Schiffsflotte zu sammeln und zu zerstören, wodurch die Seemacht für kommende Generationen aufgegeben würde.
„Ich verspüre ein sehr starkes Gefühl der Dringlichkeit“, sagte Dodson, Programmmanager für das Programm für nukleare thermische Raketentriebwerke bei DARPA. „Es gibt einfach diesen perfekten Sturm der Unterstützung, überall auf und ab bei den verschiedenen Regierungsbehörden im ganzen Land – im Kongress und auf der Ebene des Präsidenten – bis zu dem Punkt, an dem ich das Gefühl habe, dass wir das jetzt erledigen müssen, weil wir vielleicht unsere Chance verpassen.“ .“
Dodson sagte, sie habe „großes Vertrauen“, dass DARPA und ihr wichtigster privater Industriepartner, das in Texas ansässige Unternehmen Lockheed Martin, ihre Rakete, bekannt als DRACO, im Jahr 2027 erfolgreich vorführen werden.
Doch DRACO wäre nur ein erster Raumflugtest der nuklearen Antriebstechnik im erdnahen Orbit. Corbisiero erklärte, dass sein Team daran arbeite, auf dem erwarteten Erfolg von DRACO aufzubauen und die Effizienz des Treibstoffs und die Geschwindigkeitsskala des nuklearen thermischen Antriebs zur Vorbereitung auf längere Missionen zu erhöhen.
Dodson und Corbisiero bestätigten beide, dass sie auf eine interne Frist für die Erreichung des Mars bis 2040 hinarbeiten und zeigten sich zuversichtlich, dass diese erreicht werden könne.
„Aus technologischer Sicht ist es sicherlich in unserer Reichweite“, sagte Corbisiero. „Hier muss man keine neue Physik oder einen magischen Durchbruch erfinden.“
Ein hochrangiger Beamter der Regierung von Präsident Joe Biden sagte McClatchy, dass es in der Tat eine Priorität des Weißen Hauses sei, diese Technologie zügig voranzutreiben.
„Einige dieser grundlegenden Technologien sind für uns sehr wichtig, um eine bemannte Marsmission voranzutreiben“, sagte der hochrangige Beamte. „Wir wissen, dass es viel Zeit in Anspruch nehmen wird, bis wir diese Technologie frühzeitig entwickeln können, da dies ein langer Vorlauf ist.“
Jim Bridenstine, NASA-Administrator unter dem ehemaligen Präsidenten Donald Trump, sagte gegenüber McClatchy, dass eine Reise zum Mars eine Reise zum Mond einfach aussehen lässt, wenn man zum Mars reist.
„Irgendwann wird die Menschheit die Marsoberfläche betreten, und ich denke, das wird ein außergewöhnlicher Moment sein“, fügte Bridenstine hinzu. „Wer wird zuerst da sein? Ich weiß es nicht.“
China arbeitet an der Entwicklung von Atomantrieben
Auch chinesische Beamte scheinen an einem eigenen Atomantriebsprojekt zu arbeiten.
Im November 2022 hielt Wu Weiren, ein Architekt des chinesischen Mondprogramms, auf der Insel Hainan, wo China einen Startplatz für seine schwersten Raketen gebaut hat, eine Präsentation, die einen Ausblick auf Chinas Pläne für zukünftige Missionen gab, zu denen auch Raumschiffdesigns für nukleare Elektroantriebe gehörten zu den von McClatchy erhaltenen Folien des Vorschlags.
„Dies hat echte technologische Auswirkungen, einschließlich der Beherrschung verschiedener Umgebungen im Weltraum“, sagte Chris Carberry, CEO und Mitbegründer von Explore Mars, Inc. „Und wenn sie uns auf dem Mars zuvorkommen, dann sind sie wahrscheinlich sehr erfolgreich.“ auch näher an der Erde.
Zu ihren Plänen für eine bemannte Mission zum Mars haben chinesische Beamte Stillschweigen bewahrt. Doch im Jahr 2021 sagte ein leitender Angestellter von Chinas größtem Trägerraketenhersteller auf einer Konferenz zur Weltraumforschung in Russland, dass Peking einen Fahrplan habe, um Mitte der 2030er Jahre Menschen zu entsenden und dort eine Basis zu errichten.
Beamte des US-Geheimdienstes und der nationalen Sicherheit sagten McClatchy, dass Chinas Raumfahrtprogramm mit bemerkenswerter Geschwindigkeit voranschreite und die Bewegungsfreiheit der Vereinigten Staaten im Weltraum bis zum Ende des Jahrzehnts beeinträchtigen könnte.
„Der Mars ist das Horizontziel“, sagte Scott Pace, Exekutivsekretär des National Space Council unter Trump. „Eine Landung auf dem Mars – sofern sie dazu in der Lage ist – würde in Chinas Narrativ als Großmacht des 21. Jahrhunderts eine Rolle spielen.“
„Aber dieses Ziel zu haben und es zu erreichen sind zwei verschiedene Dinge“, fügte er hinzu.
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