Nuklearthermischer Antrieb

Ein nuklearthermischer Antrieb (Nuclear Thermal Propulsion, NTP) nutzt einen Kernreaktor, um Treibstoff (meist Wasserstoff) auf extreme Temperaturen zu erhitzen und durch eine Düse auszustoßen. Der spezifische Impuls (Isp) liegt bei 800–1.000 Sekunden, etwa doppelt so hoch wie bei den besten chemischen Triebwerken (450 s), bei deutlich höherem Schub als Ionenantriebe.

Die Technologie ist nicht neu: Das US-Programm NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application) testete zwischen 1964 und 1972 erfolgreich mehrere NTP-Prototypen am Boden. Das Programm wurde aus politischen und finanziellen Gründen eingestellt, nicht wegen technischer Probleme.

NASA und DARPA starteten 2023 das DRACO-Programm (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations) mit einem Budget von 499 Millionen Dollar. Lockheed Martin und BWX Technologies sollten einen NTP-Demonstrator entwickeln und 2027 im Orbit testen. Im Mai 2025 wurde DRACO jedoch gestrichen, die sinkenden Startkosten durch SpaceX hatten die Kosten-Nutzen-Analyse verändert.

Trotz DRACOs Ende bleibt NTP eine vielversprechende Technologie für Mars-Missionen: Ein NTP-Antrieb könnte die Reisezeit zum Mars von 8–9 auf 4–5 Monate verkürzen, was Strahlenbelastung und Ressourcenverbrauch deutlich senkt.

Gerade die kürzere Reisezeit ist der eigentliche Gewinn des nuklearthermischen Antriebs, denn jeder eingesparte Monat im Weltraum bedeutet weniger Strahlung, weniger Muskel- und Knochenabbau und weniger psychische Belastung für die Crew. Der höhere spezifische Impuls erlaubt es, mit derselben Treibstoffmasse mehr Geschwindigkeitsänderung zu erzielen, oder umgekehrt eine schnellere Bahn zu fliegen, die nicht mehr so streng an die Hohmann-Startfenster gebunden ist. Der Preis ist die politische und technische Last des Kernreaktors an Bord: Ein nukleares System muss beim Start absolut sicher sein, falls die Rakete versagt, und erst im Weltraum aktiviert werden. Hinzu kommt das Problem, flüssigen Wasserstoff als Treibstoff über Monate ohne nennenswerte Verluste tiefkalt zu halten. Dass das NERVA-Programm bereits in den 1970er Jahren funktionierende Triebwerke am Boden testete, zeigt, dass die Physik beherrschbar ist; gescheitert ist die Technik bislang an Politik, Kosten und fehlendem konkretem Missionsbedarf. Mit ernsthaften Marsplänen könnte sie jederzeit wiederbelebt werden.