Der Stein des Schutzes
Ob Gestein von Mond, Mars oder Asteroiden für die Herstellung von Hitzeschilden für Raumschiffe geeignet ist, testen Nasa-Forscher kommende Woche. Noch müssen Raumfahrzeuge, die sicher auf die Erde zurückkehren sollen, beim Start einen schweren Hitzeschild mitführen und brauchen darum stärkere Raketen. Dies macht solche Missionen wiederum teuer.
Quelle: nasa.org
Asteroiden könnten Material könnten Material für Schutzschilder liefern.
Bei dem Gestein geht es um lockeres Oberflächenmaterial von anderen Himmelskörpern, so genannten Regolith. Tritt ein Raumschiff wieder in die Erdatmosphäre ein, wird jeweils eine extreme Hitze ausgelöst, die ein Schiff ohne geeigneten Schutz zerstören würde. Ein Hitzeschild ist deshalb unverzichtbar, aber Ballast: Wegen dieser schweren Konstruktion brauchen Raumschiffe mehr Schub, um von der Erde überhaupt abheben zu können. Müsste der Hitzeschild nicht mitgeführt werden, liesse sich Treibstoff einsparen oder mehr Nutzlast befördern. Der Start wäre so kostengünstiger.
Hier setzt Michael Hogue, Forscher am Kennedy Space Center, an: „Andere haben darüber gesprochen, dass Regolith für Ziegel oder Landeplattformen verwendet werden kann. Ich sagte: ‚Wenn es dafür gut ist, warum kann man es nicht für Hitzeschilde für den atmosphärischen Eintritt nutzen?’“ Seither hat sein Team in ersten Tests mit kleinen Ziegeln aus verschiedenen Materialmischungen gezeigt, dass diese der Hitze eines Schweissbrenners widerstehen können. „Ich hatte erwartet, dass manche durchfallen würden“, so der Forscher. Doch zumindest diesen Test haben alle Mischungen bestanden - ein gutes Zeichen.
Härtetest mit Ziegeln
Kommende Woche folgt nun ein Härtetest: Die Ziegel werden im Ames Research Center einem Plasmastrom ausgesetzt, dessen Hitzewirkung vergleichbar mit den Bedingungen beim atmosphärischen Wiedereintritt ist. Dies soll zeigen, ob sich die Idee umsetzen lässt. Jedenfalls ist es noch ein weiter Weg vom Konzept bis zur einsatztauglichen Technologie. Er wird weitere Tests ebenso erfordern wie zusätzliche technologische Lösungen. Möglich wäre etwa, Testziegel an einem von der International Space Station (ISS) zurückkehrenden Frachtschiff zu montieren, um sie bei einem echten Wiedereintritt zu testen. Ausserdem müsste ein vermutlich robotisches System entwickelt werden, das während einer Mission vor Ort einen Regolith-Hitzeschild beispielsweise aus Mond- oder Marsmaterial zu bauen kann. Damit sind solche Lösungen zwar noch Zukunftsmusik, doch laut Hogue sind die Kosteneinsparungen durch ein verringertes Startgewicht einfach zu gross sind, als dass man sie ignorieren könnte. (mai/mgt)
