Chinas Forscher entwickeln unsichtbares Raketentriebwerk
Ein Forscherteam aus China hat eine neue Methode zur Einspritzung von Helium in Raketentriebwerke entdeckt, die in der Produktion moderner Raketen genutzt werden könnte. Diese Raketen wären laut den Forschern deutlich schwerer zu erkennen oder abzufangen. Die Entdeckung gelang ihnen bei der Untersuchung einer Störung des Weltraumfahrzeugs Starliner.
Die Wissenschaftler aus China gaben bekannt, dass sie eine neue Art von Raketentriebwerk entwickelt haben, das in fortschrittlichen, sogenannten Stealth-Raketen eingesetzt werden könnte. Ihre Studien wurden im wissenschaftlichen Magazin "Acta Aeronautica et Astronautica Sinica" veröffentlicht. In dem Artikel berichten sie über erhebliche Fortschritte im Bereich der Raketentriebwerke, die es potenziell erlauben, eine neue Generation von Raketen zu entwickeln, die ihre Geschwindigkeit während des Fluges ändern und der Erkennung durch Frühwarnsysteme entgehen können.
Bislang ist dies jedoch nur Theorie. Es wurde nicht bestätigt, ob funktionierende Prototypen existieren, und die Technologie wurde noch nicht getestet. Die bisherigen Ergebnisse beruhen ausschließlich auf Computermodellen und wurden noch nicht in der Praxis erprobt, berichtet Interesting Engineering.
Die Inspiration war der Ausfall des kosmischen Starliners
Interessanterweise wurde die neue Technologie angeblich von einem Vorfall im vergangenen Jahr im Erdorbit inspiriert. Wie die South China Morning Post berichtet, waren Fehlfunktionen des Boeing Starliner-Raumschiffs, die zwei NASA-Astronauten auf der ISS "eingesperrt" hatten, die Inspiration für diese Entdeckung. Im Juni 2024 blieben die Astronauten Butch Wilmore und Suni Williams auf der ISS, nachdem die Boeing Starliner-Kapsel, mit der sie dorthin gelangt waren, zahlreiche Ausfälle erlitt und schließlich ohne Besatzung zur Erde zurückgebracht wurde. Eine kurze, einwöchige Mission wurde zu einer zehnmonatigen Expedition, deren Ende für Mitte März geplant ist, wenn die Astronauten zurückkehren sollen.
Die Hauptursache für die Probleme des Starliners waren Undichtigkeiten im Heliumsystem, das zur Aufrechterhaltung des Drucks in Flüssigbrennstoff-Raketen dient. Helium wird verwendet, um den Brennstoff in die Reaktionskammer zu fördern, und muss separat gelagert werden, um dann im passenden Moment durch Ventile geleitet zu werden. Dies macht das System anfällig für Leckagen. Ähnliche Probleme traten in der Vergangenheit auch bei anderen Raumfahrzeugen auf, darunter die indische Chandrayaan-2 und die europäische Ariane 5-Rakete.
Innovative Methode zur Nutzung von Helium
In den Studien beschrieben die Wissenschaftler die Entwicklung eines Raketentriebwerks, bei dem Helium durch mikroskopisch kleine Poren direkt mit dem Brennstoff in der Brennkammer gemischt wird. Diese Lösung ermöglicht es, den Druck im Brennstoff aufrechtzuerhalten, sorgt für eine effizientere Reaktion und verringert gleichzeitig das Risiko von Leckagen. Der wesentliche Unterschied zum Starliner und den meisten anderen Raumfahrzeugen besteht in der Möglichkeit, eine Kombination aus festem und gasförmigem Brennstoff anstelle von flüssigem Brennstoff zu verwenden, was das System kostengünstiger und zuverlässiger macht.
Laut den Wissenschaftlern könnte das richtige Verhältnis von Helium und Brennstoff über dreimal mehr Schub erzeugen als der Brennstoff allein. Zudem würde die Möglichkeit, die Menge an Helium, die dem Triebwerk zugeführt wird, aus der Ferne zu steuern, theoretisch eine Änderung der Geschwindigkeit der Rakete während des Fluges ermöglichen, wodurch sie schwerer zu verfolgen und abzufangen wäre.
Das neue Triebwerk würde zudem weniger Wärme erzeugen. Den Forschern zufolge könnte der Abgasstrahl des neuen Triebwerks sogar um 1600°C (2880°F) kühler sein als bei herkömmlichen Raketen. Würde diese Technologie in Raketen eingesetzt, könnten sie nahezu unsichtbar für moderne Frühwarnsysteme werden, wie zum Beispiel die Starshield-Satelliten von SpaceX, die Raketen anhand ihrer Wärmesignatur verfolgen, berichtet Interesting Engineering.
Die Technologie wurde verbessert
Es ist nicht die erste Veröffentlichung über diese Technologie. Im September 2024 veröffentlichte dieselbe Forschungsgruppe einen Artikel im amerikanischen Magazin "Physics of Fluids", der die theoretischen Möglichkeiten des neuen Triebwerks beschrieb. Dies deutet darauf hin, dass das Konzept möglicherweise schon vor dem Starliner-Vorfall entstanden sein könnte, da wissenschaftliche Publikationen eine gewisse Bearbeitungszeit benötigen.
Die frühere Studie konzentrierte sich hauptsächlich auf die Erhöhung des Schubs durch Heliuminjektion, während der neueste Artikel insbesondere das potenzielle Einsatzgebiet in Stealth-Raketen und ihre Fähigkeit, Erkennungs- und Verteidigungssystemen zu entgehen, hervorhebt.
Diese Technologie könnte jedoch nicht nur im militärischen Bereich Anwendung finden. Feststoffraketen sind kostengünstiger als flüssige Brennstoffraketen, sodass das neue Triebwerk die Kosten für Weltraumflüge erheblich senken könnte. Dies ist angesichts der steigenden Zahl von Weltraummissionen weltweit von Bedeutung.
