Das von dem ehemaligen SpaceX-Ingenieur Halen Mattison gegründete Unternehmen General Galactic bereitet sich darauf vor, das Konzept der Umwandlung von Wasser in Raketentreibstoff während einer echten Weltraummission zu testen. Jüngsten Berichten zufolge wird das Unternehmen im Oktober einen 1.100 Pfund schweren Satelliten mit einer Falcon 9-Rakete starten, um die Nutzung von wasserbasiertem Treibstoff sowohl in elektrischen als auch in chemischen Antriebssystemen zu erproben.
Ist es möglich, im Weltraum Treibstoff aus Wasser zu gewinnen?
Der Plan von General Galactic sieht vor, Wasser in zwei verschiedenen Antriebsmodellen zu nutzen. Beim chemischen Antrieb zielt das System darauf ab, Wasserstoff und Sauerstoff mittels Elektrolyse zu trennen. Anschließend wird der Wasserstoff mit dem Sauerstoff verbrannt, um unter hohem Druck und hoher Temperatur Schub zu erzeugen. Diese Methode folgt einem ähnlichen Prinzip wie klassische Raketentriebwerke. Der entscheidende Unterschied liegt jedoch darin, dass der Treibstoff im Weltraum produziert werden kann, anstatt von der Erde mitgeführt werden zu müssen.
Beim elektrischen Antrieb kommt ein anderer Mechanismus zum Einsatz. Der durch Elektrolyse gewonnene Sauerstoff wird durch einen starken elektrischen Strom in Plasma umwandelt und mithilfe eines Magnetfeldes ausgestoßen. Dieser Prozess liefert, ähnlich wie Ionenantriebe, einen geringen, aber kontinuierlichen Schub. Während chemische Triebwerke für kurze, kraftvolle Schübe sorgen, ermöglicht das elektrische System kontrolliertere und länger andauernde Manöver. So soll demonstriert werden, dass Wasser sowohl für Manöver mit hohem Schubbedarf als auch für präzise Orbitanpassungen genutzt werden kann.
Aus technischer Sicht ist eine der größten Fragen die Gesamtmasseeffizienz. Berücksichtigt man das Elektrolysesystem selbst, die Energiequelle und die Speicherinfrastruktur, könnte das resultierende Gesamtgewicht im Vergleich zu herkömmlichen chemischen Treibstoffsystemen einen Nachteil darstellen. Da bei Weltraummissionen jedes Kilogramm entscheidend ist, muss die zusätzliche Last des Umwandlungsprozesses durch die gewonnene operative Flexibilität ausgeglichen werden. Sollte dieses Gleichgewicht nicht erreicht werden, könnte das Konzept zwar theoretisch attraktiv, in der Praxis jedoch nicht wettbewerbsfähig sein.
Ein weiteres technisches Risiko ist die Wirkung von ionisiertem Sauerstoff auf die Satellitensysteme. Wie Ryan Conversano, Berater bei General Galactic und ehemaliger NASA-Technologe, betont, hat Sauerstoff im Plasmazustand das Potenzial, elektronische Komponenten zu korrodieren. Dies macht die Materialwahl und das Systemdesign äußerst komplex. Während Strahlung, Temperaturunterschiede und Mikrometeoriten bereits erhebliche technische Herausforderungen im All darstellen, verschärft die hochreaktive Plasmawirkung den Designprozess zusätzlich. Daher wird der Test im Oktober mit der Falcon 9 nicht nur eine technische Demonstration sein, sondern auch den ersten ernsthaften Datensatz zur wirtschaftlichen und operativen Machbarkeit des Konzepts liefern.
