Nukleartechnik für die Raumfahrt

Sirvan hat dazu ein Video gemacht, in dem er u.a. auch auf das geplante Mars-Raumschiff SR-1-Freedom eingeht.

Wozu hat er ein Video gemacht? Und was wird in dem Video gessagt?

Wozu hat er ein Video gemacht? Und was wird in dem Video gessagt?

Ein Video sagt mehr als tausend Worte !
Und wie war nochmal der Titel dieses Fadens?

Zitat von: EC2 am 01. Mai 2026, 18:27:57

Wozu hat er ein Video gemacht? Und was wird in dem Video gessagt?

Ein Video sagt mehr als tausend Worte !
Und wie war nochmal der Titel dieses Fadens?

Youtubemaktingfaden zur Verbreitung von Youtube-Content?

Darstellung gibt es auch in vernünftiger (Text-)Form zB auf SpaceNews:

https://spacenews.com/nasa-to-test-nuclear-electric-propulsion-with-2028-mission-to-mars/

Als neue Generation von RTGs (Radioisotope Thermo-electric Generators) werden jetzt die "NextGen RTGs" entwickelt, von L3Harris. Im Unterschied zu den Vorgängern MM-RTGs, die für den Einsatz auf der Oberfläche von (atmosphären-behafteten) anderen Planeten, zB Mars, optimiert waren, sollen die neuen RTGs das stärkere Temperaturgefälle bei Tiefraummissionen besser nutzen können. Das Critical Design Review wurde am 2. April 2026 erfolgreich abgeschlossen. Die neuen RTG nutzen weiterhin das Isotop 238Pu und sollen 250W elektrische Leistung pro Modul liefern (BoL):

https://www.l3harris.com/newsroom/editorial/2026/05/getting-space-nuclear-power-game-next-generation-technology

Zitat von: Feuerfresser am 24. März 2026, 17:22:50

.......

⚛️ Nuklearantrieb als Schlüsseltechnologie

Ein besonders bedeutender Schritt ist laut NASA die Weiterentwicklung nuklearer Antriebssysteme. Nach Jahrzehnten der Forschung kündigt die Behörde an, diese Technologie nun tatsächlich im All einzusetzen.

Geplant ist der Start der Mission „Space Reactor-1 Freedom“ bis spätestens 2028. Dabei handelt es sich um das erste nuklearbetriebene interplanetare Raumfahrzeug. Die NASA erklärt, dass diese Technologie einen deutlich effizienteren Transport großer Massen im All ermöglicht und insbesondere für Missionen in große Entfernungen – etwa jenseits des Jupiters – entscheidend ist.

Nach seiner Ankunft am Mars soll das Raumfahrzeug mehrere kleine Helikopter einsetzen, die auf der Technologie des Ingenuity-Demonstrators basieren. Gleichzeitig dient die Mission dazu, nukleare Systeme unter realen Bedingungen zu erproben und die Grundlage für zukünftige Langzeitmissionen im Sonnensystem zu schaffen.

......

Immer und immer wieder wurde die Kontaminationsproblematik als Argument gegen Nuklearantriebe aufgefuehrt -- international und auch hier in diesem Forum.

Anscheinend koennte eine 180grad Wende  im Mindset stattgefunden haben: Ueber die Ursachen und Beweggruende bin ich sehr gespannt. Bislang setzt keine Raumfahrtnation diese Technologie auch nur im Labormassstab ein -- Stichwort: Tabubruch.

Die Kernkraft erfährt derzeit ohnehin wieder großes Interesse. Gleichzeitig ist erkennbar, dass das Weltall ökonomisch und militärisch erheblich wichtiger werden wird, und Kerntechnik als Antrieb oder Strom- und Wärmequelle macht einige Missionen einfacher.

Zur Kontamination: Wenn der Reaktor für das nuklearthermische Triebwerk nur Kernbrennstoff aus angereichertem Uran (als ohne Transurane) hat und ausreichend gegen ungewollte Kritikalität bei Unfällen abgesichert ist, dann ist die Gefahr durch Kontamination bei Fehlstarts sehr überschaubar. Vereinfacht gesagt, Uran ist ein Stoff aus der Natur, der dann wieder in der Natur verteilt wird. Da Reaktoren für die Raumfahrt zwecks kompakter Bauweise meist einen hohen Anreicherungsgrad vorsehen, sollte aus Nonproliferationsgründen aber natürlich Sorge getragen werden, dass das Material wieder eingesammelt  wird.

Erst nachdem ein nennenswerter Abbrand des Reaktorkerns stattgefunden hat, ist Kontamination ein ernsthaftes Thema. Bis dahin könnte man die Brennelemente in der Hand halten!

Na, ganz so harmlos ist das nun auch nicht.

Uran ist ein Stoff aus der Natur, der dann wieder in der Natur verteilt wird.

Mit dem Argument hätte man auch Deepwater Horizon blubbern lassen können, Erdöl ist auch ganz natürlich!
Stattdessen 60 Millarden Folgekosten, ohne Ökosystemschäden die gar nicht bezifferbar sind, und direkte und indirekte Todesfälle.

Frische Brennstoffpellets kann man prinzipiell anfassen, ja. Aber:
Die größere Gefahr ist nicht die Strahlung, sondern die hohe chemische Toxizität des Urans als Schwermetall. Uranstaub einatmen oder verschlucken kann schon bei kleinsten Dosen tödlich sein, und verschluckte Alphastrahler sind auch gefährlich und erzeugen sehr wohl Strahlenschäden.

Daher: Mehrere hundert Kilogramm Uran bei einer Raketenexplosion fein zerstäubt über bewohntem Gebiet zu verteilen ist keine gute Idee.
Also bitte nicht verharmlosen.

[...] und verschluckte Alphastrahler sind auch gefährlich und erzeugen sehr wohl Strahlenschäden.

Die sind nicht nur auch gefährlich, das ist das schlimmste Zeug überhaupt. Alphastrahler senden Alphateilchen (Heliumkerne) aus, die zwar in Luft nur wenige Zentimeter Reichweite haben und selbst die oberste Hautschicht nicht durchdringen können; aber im Körper zerstören die schweren Teilchen alles, was in ihrem Weg liegt. Stichwort: Polonium, um sich ein Bild davon machen zu können. Entscheidend ist hier der Wirkungsquerschnitt und der ist bei Alphastrahlern sehr groß.

Zustimmung.
Hier ging es aber ja um die Verharmlosung von Uran als Brennstoff für Raummissionen, und das, denke ich, habe ich ausreichend relativiert.
Ich wollte nicht gleich bei einem meiner ersten Beträge "so richtig draufhauen" 

Die Frage ist ja, wie stark pulverisiert das Uran bei einer Raketen-Fehlfunktion würde.
Die üblichen "Bedenken" kann man weitgehend ausschließen:
Keine nukleare Explosion. Uran kann durch eine Raketenexplosion nicht detonieren.
Die unmittelbare Strahlenbelastung der Bevölkerung wäre gering.
Kontaminierte Flächen müssten aufwendig dekontaminiert werden.
Das Hauptproblem wäre die Inhalation von Uranstaub, sofern er in bewohnte Gebiete kommt.
Die Situation wäre eher mit einem großräumigen Chemieunfall als mit einer Reaktorkatastrophe vergleichbar, aber dennoch extrem, mit hohen Folgekosten verbunden, und die Risiken sollten sehr genau überlegt und so weit wie möglich vermieden werden.

Ich habe nichts gegen Atomkraftnutzung im Weltall, dort ist sowieso jede Menge Strahlung und Gesundheitsgefährdung. Auf der Erde, und das betrifft auch Starts und mögliche Wiedereintritte, bitte so wenig wie möglich.

Mein Vorschlag wäre, den nuklearen Brennstoff separat vom eigentlichen Raumfahrzeug ins All zu transportieren und ihn erst dort in den Reaktor einzuführen.
Der Transport des Brennstoffs zum Raumfahrzeug könnte dann mit einem crewfähigen Raumschiff (z.B. einer Crew-Dragon, unbemannt natürlich) erfolgen.
Falls etwas beim Start schief geht, gibt es ein LAS und eine sichere, kontrollierte Rückkehrmöglichkeit für den Brennstoff, der sich so weder unkontrolliert in der Atmosphäre verbreitet oder in den Ozean stürzt.

Mein Vorschlag wäre, den nuklearen Brennstoff separat vom eigentlichen Raumfahrzeug ins All zu transportieren und ihn erst dort in den Reaktor einzuführen.
Der Transport des Brennstoffs zum Raumfahrzeug könnte dann mit einem crewfähigen Raumschiff (z.B. einer Crew-Dragon, unbemannt natürlich) erfolgen.
Falls etwas beim Start schief geht, gibt es ein LAS und eine sichere, kontrollierte Rückkehrmöglichkeit für den Brennstoff, der sich so weder unkontrolliert in der Atmosphäre verbreitet oder in den Ozean stürzt.

Hallo,
 ja ich denke auch, das wäre so am Sichersten.  Alle Gefahren umgehen, wenn möglich.
LG. Kalle

Bei der Transporter-17-Mission wurde auch ein 1U-Cubesat der Firma CityLabs namens BOHR (Betavoltaic Orbital High-Reliability) in den Orbit gebracht, der zumindest teilweise mit elektrischer Energie aus einem betavoltaischen System (Beta-Zerfall von Tritium) betrieben wurde, in Ergänzung zu einer konvetionellen photovoltaischen Versorgung. Die betavoltaische Leistung lag im Mikrowatt-Bereich. CityLabs plant, in Zukunft auch RHUs (Radioisotope Heater Units) auf Tritiumbasis anzubieten

https://spacenews.com/startup-testing-nuclear-battery-technology-in-orbit/

Klein, aber historisch, da er der weltweit erste kommerziell zumindest teilweise atomkraftbetriebene Kleinsatellit ist. Das ebnet der Privatwirtschaft den Weg zur Nutzung nuklearer Mikropower im Weltraum.

BOHR ist der erste kommerzielle Satellit, der den neuen Zulassungsweg der FAA für nukleare Nutzlasten erfolgreich durchlaufen hat. Damit fungiert er als Präzedenzfall und rechtlicher Wegbereiter für andere Raumfahrtunternehmen.

Die Technik basiert auf dem radioaktiven Zerfall von Tritium. Die emittierten Betateilchen treffen auf einen Halbleiter und erzeugen so kontinuierlich elektrischen Strom und arbeitet unabhängig von Sonnenlicht, ist wartungsfrei und liefert selbst in extremen Umgebungen (wie im permanenten Schatten von Mondkratern oder während der langen Mondnacht) dauerhaft Energie.
Die Technologie ist skalierbar und soll zukünftig Instrumente der Artemis-Mondmissionen oder autonome Sensorsysteme weit im All dauerhaft mit Strom versorgen.
Zudem viel sicherer: Tritium ist durch Betrahlung von Lithum gewinnbar, das es widerum auf dem Mond gibt, man müsste theoretisch mittelfristig nichts Radioaktives unter Risiken von der Erde starten.
Tritium hat eine Halbwertszeit von nur 12,3 Jahren und zerfällt zu stabilem Helium-3, das man dann vielleicht auch noch für Fusion nutzen könnte. Alles ferne Zukunft, aber jemand muss mal anfangen.

Zudem viel sicherer: Tritium ist durch Betrahlung von Lithum gewinnbar, das es widerum auf dem Mond gibt, man müsste theoretisch mittelfristig nichts Radioaktives unter Risiken von der Erde starten.

Und wo stammen die Neutronen für die Bestrahlung her?
Zwar theoretisch über Spallation (aus nichtradioaktivem Material) herstellbar aber dafür braucht es einen Beschleuniger und Unmengen Energie. Also nichts für absehbare Zeit.

Und wo stammen die Neutronen für die Bestrahlung her?
Zwar theoretisch über Spallation (aus nichtradioaktivem Material) herstellbar aber dafür braucht es einen Beschleuniger und Unmengen Energie. Also nichts für absehbare Zeit.

Nicht Spallation.
Mini-Fusionsreaktoren, die Deuterium-Atome fusionieren, um im Inneren eines mit Lithium ausgekleideten Mantels Tritium zu erbrüten. Die bei der Fusion entstehenden Neutronen dringen ungehindert durch die Eindämm-Magnetfelder und treffen auf das umliegende Lithium.
Ist schon erprobt, siehe Astral Systems, die stellen in GB bereits Tritium her und andere wertvolle Isotope für Krebsmedizin usw. Die serienreifen Reaktoren, es laufen bereits mehrere und verdienen Geld, haben Kühlschrankgröße und könnten daher problemlos als Nutzlast auf einer Rakete transportiert werden.
Die Kernkomponente, die Lattice Confinement Fusion, wurde vom Glenn Research Center der NASA  finanziert. Die NASA sieht in derTechnologie extrem kompakte, regelbaren Energiequellen für Deep-Space-Missionen u.Ä.
Das ist also keineswegs nur Fiktion, sondern schon auf einem sehr guten Weg und mittelfristig denkbar.

Danke, sehr interessant. Das kannte ich bisher noch nicht.

Danke, sehr interessant!
Mich hat der Begriff Minifusion... etwas verwirrt, ist das tatsächlich Kernfusion?

Ja, physikalisch gesehen echte Kernfusion, aber mit entscheidenden Aber bei der Energiebilanz. Bei  "Fusionsenergie" deknt man immer an Strom erzeugen, das tut der Reaktor von Astral Systems ausdrücklich nicht. Er verbraucht mehr Strom, als er durch Fusion erzeugt. Dennoch verschmelzen in seinem Inneren tatsächlich Atomkerne.

Danke!
(Man kommt kaum noch mit.🙄)

Ja, die Entwicklung mit massenweise Startups im weiten Raumfahrt-Umfeld ist extrem vielseitig und schnell. Plötzlich ist Geld da, die Startups boomen und New Space enteickelt sich rasant. Eigentlich kann man hauptberuflich den ganzen Tag recherchieren, um noch mitzukommen. 
Und so langsam habe ich das Gefühl, ich mache das auch 

Ja, physikalisch gesehen echte Kernfusion, aber mit entscheidenden Aber bei der Energiebilanz. Bei  "Fusionsenergie" deknt man immer an Strom erzeugen, das tut der Reaktor von Astral Systems ausdrücklich nicht. Er verbraucht mehr Strom, als er durch Fusion erzeugt. Dennoch verschmelzen in seinem Inneren tatsächlich Atomkerne.

Auf der Website der Firma steht leider nicht welche Technik die genau verwenden. Aber nach etwas Recherche scheint es mir a.e. sogenannte Pyrofusion zu sein. Die frisst zwar mehr Energie als man herausbekommt, ist dafür aber auch gar nicht gedacht. Man hat dafür eine relativ kompakte Neutronenquelle mit hoher Leistung.

Das mit dem ganzen Tag recherchieren, das kenne ich gut. In den letzten Jahren wurde das bei mir zunehmend häufiger.
Jetzt, da bei mir  der Ruhestand vor der Tür steht, droht das irgendwie auch etwas auszuarten.

Ich bin nicht böse deswegen.
Ich habe seit meiner Kindheit, seit Apollo 8 darauf gewartet, dass etwas geschieht, in der Raumfahrt.

Es ist unglaublich viel in Bewegung geraten. Will nicht zu pathetisch werden, aber: es fühlt sich an wie der Beginn vom goldenen Zeitalter der Raumfahrt.
Ich wünschte, das könnte ich auch von anderen Dingen sagen, die sich auf dieser Welt ereignen...

Es ist halt einfach so, daß mit dem Einstieg der "Privaten" ein Stein ins Rollen kam, der jetzt naturgemäß immer mehr Fahrt aufnimmt, da inzwischen mit der Raumfahrt richtig viel Geld gemacht werden kann.
 Außerdem gibt es neue Ziele, neue Anreize und neue Wettrennen, sowohl untereinander wie global.
Dadurch sind auch Politiker und andere Geldgeber und Entscheidungsträger bereit zu investieren.
Durch diese erhöhten Aktivitäten wird Presse und Öffentlichkeit aufmerksam und interessiert, was wiederum die Politiker beeinflusst und den Zustrom von Fachleuten zu den einschlägigen Firmen erhöht. Der Kreis schließt sich und die Spirale dreht sich immer schneller.

Wenn dann noch die richtigen Leute an den richtigen Stellen sitzen und keine größeren Katastrophen passieren....

Das wird nun wieder off-topic, aber auch mich haben die aktuellen sich überschlagenden Aktiviäten in der Raumfahrt aus zwei Jahrzehnten Interessens-Dauerdämmern gerissen, das nur immer von abwechselnd Ankündigungen, Streichungen und Fehlschlägen unterbrochen wurde 
Ich hoffe, wir alle bekommen zu Lebzeiten noch viel vom goldenen Zeitalter mit, ohne dass der Planet vorher in die Brüche geht. Denn die wohl unvermeidbaren Folgen von Globalisierung, Artensterben, Erderhitzung, Pandemien und was sonst in Kürze über uns hereinbricht möchte ich eigentlich nicht mehr erleben. Da Wähler und Politik unfähig sind, dagegen was zu tun, kann ich nur noch auf KI und Raumfahrt hoffen, ein paar Folgen abzumildern, und damit kann es gar nicht schnell genug gehen.