Derzeit ist Hydrazin der am häufigsten verwendete Treibstoff für Satellitentriebwerke. Weitere Verwendungszwecke sind die Betankung von Trägerraketen, Besatzungsmodulen, wissenschaftlichen Raumsonden und sogar CubeSats. Hydrazin ist für seine hohe Energie bekannt, gilt aber als hochgradig korrosiv und giftig, was seine Lagerung und Handhabung gefährlich macht.
Ziel soll es nun sein, Hydrazin durch umweltfreundlichere Alternativen zu ersetzen. Um diese zu erreichen, entwickelt u.a. das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Treibstoffe für Raumfahrtanwendungen der nächsten Generation. Im Fokus stehen dabei anwendungsrelevante Eigenschaften wie eine Verbesserung der Umweltverträglichkeit, der Sicherheit, des Verhaltens bei unterschiedlichen Temperaturen und die Senkung der Kosten der Treibstoffe.
Die Anwendung von Wasserstoffperoxid (H2O2) könnte in orbitalen Antriebssystemen wie beispielsweise bei großen Satelliten oder Raumfahrzeugen sinnvoll sein. Solch eine grüne Treibstoffkombination ist insbesondere für bemannte Raumfahrtmissionen interessant, da das Gefahrenpotenzial von Wasserstoffperoxid (H2O2) deutlich geringer ist als bei bisherigen Treibstoffkombinationen.
Weitere Vorteile, die Wasserstoffperoxid (H2O2) im Vergleich zu bis dahin herkömmlichen Sauerstofflieferanten bietet: nicht-kryogen, ungiftig, lagerfähig und potenziell hochenergetisch. Wasserstoffperoxid ermöglicht damit einen deutlich sichereren Versuchsbetrieb bei stark reduzierten Umweltschutzanforderungen. Dies schlägt sich auch bei den Entwicklungs- und Betriebskosten derartiger Triebwerke nieder.
Für Trägerraketen und den Weltraumtransport in eine niedrige Umlaufbahn ist das Potenzial von Wasserstoffperoxid (H2O2) somit sehr groß. Denn der allgemeine Trend geht hin zu kleineren Raketen und Mikrosatelliten. Wasserstoffperoxid (H2O2) kommt dabei aufgrund seiner guten Handhabung eine gewichtige Rolle als Treibstoff zu. Es erlaubt auch kleineren Unternehmen, mit einfachen Mitteln Raketen zu bauen.
Doch auch kommerzielle Akteure sorgen mit der Entwicklung neuer Technologien und Geschäftsmodelle für eine starke Innovationsdynamik in der Raumfahrt. So wird beispielsweise daran geforscht, Raketen oder einzelne Komponenten wiederzuverwenden. Weitere Ansätze zur Kostensenkung und Ressourceneffizienz sind auch der Einsatz von Standardbauteilen, Serienfertigung und Miniaturisierung.
Quellen und weitere Infos:
- DLR - Von der chemischen Synthese bis zum Einsatz – beim DLR entsteht der Raketentreibstoff der Zukunft
- EVONIK - Nachhaltige Antriebe verleihen der Raumfahrt Schub
- TWI - Umweltfreundlichere Treibstoffe für die Raumfahrt
- EVONIK - Wasserstoffperoxid: Grüner Treibstoff für Raketen