Die Nutzung der Kernenergie auf der Erde hat immer wieder zu Debatten und Widerständen geführt, aber bei anderen Himmelskörpern sind sich offenbar alle einig: Kernenergie ja, ohne Zweifel. Insbesondere, wenn es darum geht, Energiesysteme auf dem Mond zu platzieren, der als Ziel für die nächste Weltraumerkundung und -besiedlung ins Auge gefasst wird. In den Vereinigten Staaten, aber auch in Russland und China, gibt es bereits entsprechende Pläne. Ganz zu schweigen davon, dass der Einsatz von nuklearbetriebenen Instrumenten auf unserem natürlichen Satelliten keine Neuheit wäre: Seit 1969 gab es bereits fünf mit Plutonium 238 betriebene Kraftwerke (siehe Kasten). Aber jetzt denkt man in größeren Dimensionen. So groß, dass einige befürchten, dass diese Offshore-Kraftwerke auch zur Herstellung von Atomwaffen für Kriege im Weltraum (oder auf der Erde) verwendet werden könnten. Aber halten wir uns vorerst an die offiziellen Verlautbarungen.
EIN REAKTOR FÜR MONDKOLONIEN
Wenn stabile Kolonien auf der selenianischen Oberfläche errichtet werden sollen, müssen sie mit leistungsfähigen Energieerzeugungssystemen ausgestattet werden. Die Sonneneinstrahlung und die Photovoltaik-Paneele, die sie in elektrische Energie umwandeln, werden weiterhin von entscheidender Bedeutung sein, aber auch die Erzeugung von Kernenergie wird eine Rolle spielen. Die Sonnenkollektoren werden nämlich nicht ausreichen, um die Forschungsaktivitäten auf dem Mond zu versorgen. Die Basen der Artemis-Missionen werden am Südpol des Mondes eingerichtet, in Gebieten, die immer im Dunkeln liegen, weil sich dort die großen Wassereisvorkommen befinden, die für Mondkolonien nützlich sind. Aber ohne die Sonne haben wir nicht einmal ihre Energie, und es sei daran erinnert, dass selbst in den beleuchteten Gebieten unseres natürlichen Trabanten ein Wechsel von etwa 14 Erdtagen mit Licht und 14 Tagen mit Nacht herrscht. Nach Angaben der NASA sollen diese Probleme durch Kernspaltungsreaktoren gelöst werden. Die US-Raumfahrtbehörde wertet die von ihren kommerziellen Partnern gesammelten Daten nach einem Jahr der Forschung an dieser Technologie aus. Die erste Phase des Projekts zur Erzeugung von Kernenergie auf dem Mond begann im Jahr 2022 mit der Untersuchung von Systemen, die in der Lage sind, 10 Jahre lang ohne menschliche Wartung 40 Kilowatt Strom zu liefern. Diese Leistung, die auf der Erde ausreichen würde, um etwa 30 Haushalte mit Strom zu versorgen, wird die gesamte Wissenschafts- und Erkundungsausrüstung der NASA auf unserem Satelliten betreiben. Der geplante Termin für die Lieferung des ersten Kernreaktors auf der Startrampe ist Anfang 2030. Die Nasa hat jedoch Flexibilität eingeräumt und den Unternehmen die Möglichkeit gegeben, kreative und unterschiedliche Konzepte für die technische Prüfung vorzulegen. Die US-Raumfahrtbehörde hat außerdem Aufträge an Rolls Royce North American Technologies, Brayton Energy und General Electric für die Entwicklung effizienter Energiewandler zur Umwandlung der durch Kernspaltung erzeugten Wärmeenergie in Strom vergeben. Die Verwirklichung der Kernspaltung im Weltraum wird jedoch kein leichtes Unterfangen sein. Aus diesem Grund hat die Nasa drei Unternehmen (Lockheed Martin, Westinghouse und IX, ein Gemeinschaftsunternehmen von Intuitive Machines und X-Energy) gebeten, ebenfalls praktikable Alternativen vorzuschlagen. “Die Mondnacht ist eine technische Herausforderung. Daher ist eine Energiequelle wie ein Kernreaktor, der unabhängig von der Sonne arbeitet, eine Option, die langfristige Erkundungen und wissenschaftliche Unternehmungen auf dem Mond ermöglicht”, sagte Trudy Kortes, Programmdirektorin für Technologiedemonstrationsmissionen im Space Technology Mission Directorate der Nasa. Die nächste Phase des Projekts beginnt im Jahr 2025 mit dem Start der letzten Ausschreibung für den Bau des bestmöglichen und sichersten Kernspaltungsreaktors. Der Reaktor soll in den ersten Jahren des nächsten Jahrzehnts fertiggestellt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird ein automatisiertes Raumschiff den Reaktor für einen 12-monatigen Test auf dem Mond absetzen, an den sich eine Betriebszeit von weiteren neun Jahren anschließen wird. Am Ende des Lebenszyklus wird es demontiert und das Design wird auf der Grundlage der gewonnenen Ergebnisse geändert. Bis 2040 sollen die NASA-Wissenschaftler genügend Erfahrungen gesammelt haben, um zu versuchen, diese Technologie auch auf den Mars zu bringen.
NUKLEARE RAUMSCHIFFE FÜR DEN MARS
Kernkraftwerke auf dem Mond werden auch wichtig sein, um die Triebwerke von Raumschiffen anzutreiben, die zum Roten Planeten fliegen sollen. Auf dem Mond gibt es kein Umweltproblem wie auf der Erde, so dass die Idee wäre, die Atomraketen, die den Mars erreichen sollen, direkt auf unserem Satelliten zu versorgen. Mit diesem Antrieb würde die Dauer einer Mond-Mars-Reise von den 8-9 Monaten, die der chemische Antrieb benötigt, auf nur 3-4 Monate sinken. Die Planungen sind bereits weit fortgeschritten, und ein Demonstrationsraumschiff mit Nuklearantrieb soll bereits im Jahr 2026 starten. Es ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der NASA und der Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency) und trägt den Namen Draco (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations). Ihre Triebwerke werden kryogenen Wasserstoff in den Kern des Kernreaktors pumpen, wo die Uranspaltung stattfindet. Der Treibstoff wird überhitzt und in ein Hochdruckgas umgewandelt, das in eine Düse geleitet wird, um Schub zu erzeugen (siehe Cosmo Spacenews Nr. 43).
AUCH RUSSLAND UND CHINA
Jurij Borissow, die Nummer eins der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos und ehemaliger stellvertretender Verteidigungsminister, erklärte kürzlich, dass Russland und China zusammenarbeiten, um zwischen 2033 und 2035 ein Kernkraftwerk auf dem Mond zu bauen und zu installieren, das ihre künftigen Siedlungen mit Strom versorgen soll. “Dies ist eine sehr ernste Herausforderung... es sollte im automatischen Modus geschehen, ohne die Anwesenheit von Menschen”, sagte Borissow, der auch über die russischen Pläne zum Bau eines nuklear angetriebenen Frachtschiffs sprach: “Wir arbeiten an einem Weltraumschlepper. Es handelt sich um eine zyklopische Struktur, die mit einem Kernreaktor und Hochleistungsturbinen ausgestattet ist und in der Lage sein wird, große Ladungen von einer Umlaufbahn in eine andere zu transportieren, Weltraummüll einzusammeln und viele andere Aufgaben zu erfüllen”. Russische Beamte haben in der Vergangenheit auch von ehrgeizigen Plänen zur Erschließung des Mondes gesprochen, aber das russische Raumfahrtprogramm hat in den letzten Jahren eine Reihe von Rückschlägen erlitten. Die erste Mondmission seit 47 Jahren scheiterte im vergangenen Jahr, als die Sonde Luna-25 außer Kontrolle geriet und abstürzte. Moskau hat angekündigt, dass es bald neue Missionen starten wird, beginnend mit Luna-26; danach wird es die Möglichkeit einer gemeinsamen russisch-chinesischen bemannten Mission und dann einer Basis auf unserem Satelliten prüfen. Wie seit langem bekannt ist, will China bis 2030 seine erste Taikonauta zum Mond schicken.
