Universum Energiesparen im All

Schwer bepackt

Wer schon einmal einen Raketenstart erlebt hat, kennt den gewaltigen Feuerball der Triebwerke und die mächtige Rauchwolke, die das Raumfahrzeug zurücklässt. Die europäische Trägerrakete „Ariane 5G“ hat auf der Startrampe rund 730 Tonnen Treibstoff an Bord – das ,ist mehr als ein voll besetzter A380 wiegt. In den Chemikalien steckt genug Energie, um tonnenschwere Satelliten für die Wissenschaft oder Fernsehübertragungen gegen die Schwerkraft der Erde ins All zu heben. Letztere lässt sich leider nicht überlisten – das weiß jeder, der schon mal sein eigenes Gewicht viele Treppen nach oben schleppen musste. Ingenieure versuchen aber, mit so wenig Treibstoff wie nötig auszukommen: Sie haben zu Demonstrationszwecken Feststoff-Booster (das sind die beiden Zusatzraketen an der Seite der Ariane 5) entwickelt, die aus Kohlefaserwerkstoffen statt Stahl bestehen. Das spart Gewicht und somit Treibstoff. Dieses Material soll in der europäischen Trägerrakete „Vega“ eingesetzt werden.

Galaktische Vorreiter

Bei einem Raketenstart gelangt ziemlich viel Abgas in die Atmosphäre – keine ganz saubere Angelegenheit! Dafür ist die Raumfahrt seit Jahrzehnten ein Vorreiter bei der Nutzung erneuerbarer Energien. Satelliten und Raumstationen produzieren ihren Strom zum Beispiel mit Solarzellen. Weil die Raumfahrt diese Technik ständig weiterentwickelt, können wir heute schon gute Solarmodule auf unsere Dächer bauen.

Und noch eine Technologie hat die Weltraumforschung vorangetrieben: thermoelektrische Generatoren (TEG), die aus Wärme Strom erzeugen können. Wenn Satelliten zu weit von der Sonne entfernt sind, um ihren Strom mit Solarzellen zu erzeugen, nutzen die Ingenieure solche TEGs. Dabei setzt Plutonium 238 – ein extrem gefährlicher Stoff – durch radioaktiven Zerfall viel Wärme frei. Aus dieser Energie produziert der TEG Strom für den Satelliten. Auf der Erde könnten TEGs in Autos verwendet werden, um aus dem heißen Abgas Energie zu gewinnen, ganz plutomiumfrei also.

Schwitzen auf dem Weg zum Mars

Astronauten müssen auf einem weiteren Gebiet Vorbilder sein: dem Recycling. Weil Atemluft und frisches Wasser knapp und kostbar sind, wird alles wieder verwertet. Beispiel Wasser: Natürlich gibt es im All keine Quelle, aus der man mal eben Nachschub zapfen könnte. Der Transport von frischem Wasser von der Erde mit Raketen ist extrem teuer: mehrere 10.000 Euro pro Liter!

Darum wird auf der Internationalen Raumstation ISS so gut wie alles Flüssige aufgefangen: das schmutzige Wasser vom Duschen und Zähneputzen ebenso wie der Urin der Raumfahrer. Sogar der Schweiß in den Raumanzügen wird gereinigt und erneut verwertet. Das ist eine gute Übung für künftige Missionen: Ein Flug zum Mars würde etwa zwei Jahre dauern. Während dieser Zeit können die Astronauten ihre Vorräte nicht auffüllen – Recycling wird also lebenswichtig. Genauso wie auf der Erde.