Elektrische Triebwerke – Zukunft der Raumfahrt

Ein Pressegespräch an der Justus-Liebig-Universität Gießen findet statt am Montag, den 4. August 2008, um 15:30 Uhr. Treffpunkt ist das Foyer der Physikalischen Hörsäle (Heinrich-Buff-Ring 14, 35392 Gießen).

Ihr Potential ist enorm: Mit elektrischen Triebwerken könnte man in der Raumfahrt zum Beispiel auf dem Jupitermond „Europa“ oder dem Saturnmond „Titan“ landen, wo man nach außerirdischen Lebensformen suchen will (Planungen der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) und der NASA). Denn diese Technik bietet im Vergleich zu den herkömmlichen chemischen Raumfahrtantrieben enorme Vorteile.

So ist sie zum Beispiel erheblich Treibstoff-sparender. Man erreicht höhere Fluggeschwindigkeiten und damit kürzere Flugzeiten. Zudem ermöglicht die Technik eine sehr genaue Steuerung von Raumfahrzeugen. Rund 60 führende Wissenschaftler aus den USA, Russland, England, Italien, Österreich und Deutschland sowie der ESA werden sich vom 4. bis 6. August 2008 bei einem Sommer-Workshop an der Justus-Liebig-Universität (JLU) Gießen über dieses Thema austauschen. Zu der internationalen Veranstaltung mit dem Titel „Elektrische Raumfahrtantriebe – gestern, heute und morgen“ lädt die JLU zusammen mit der Raumfahrt-Agentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ein. Veranstaltungsort ist die Tagungsstätte der Universität, Schloss Rauischholzhausen im Ebsdorfergrund.

Medienvertreter sind herzlich eingeladen zum Pressegespräch am Montag, den 4. August 2008, um 15:30 Uhr an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Treffpunkt ist das Foyer der Physikalischen Hörsäle im Heinrich-Buff-Ring 14.

Bisher gab es erst wenige Einsätze elektrischer Hauptantriebe auf kleineren Pfadfinder-Missionen: „Deep Space One“ und „Dawn“ der NASA, „Artemis“ und „SMART-1“ der ESA sowie „Hayabusa“ der JAXA/Japan sind einige Beispiele. Für 2013 plant die ESA mit der Raumsonde „BepiColombo“ eine Mission zu unserem Nachbarplaneten Merkur, bei der ausschließlich elektrische Aggregate als Hauptantrieb benutzt werden sollen. Bei elektronischen Triebwerken wird der Treibstoff, vorzugsweise das Edelgas Xenon, nicht verbrannt, sondern zunächst elektrisch aufgeladen (ionisiert). Durch elektrische oder magnetische Felder wird das ionisierte Gas beschleunigt und zu einem Antriebsstrahl gebündelt. Damit lassen sich rund zehnmal höhere Ausströmgeschwindigkeiten als mit chemischen Triebwerken erreichen. Die benötigte Energie zur Ionisierung liefern Solarzellen.

An der Universität Gießen befasst sich das I. Physikalische Institut schon seit langem mit der Erforschung und Entwicklung des Radiofrequenz-Ionen-Triebwerkes (RIT), das im Vergleich zur anderen Entwicklungen konzeptionelle Vorteile besitzt. Im Verlauf der sechziger Jahre baute Prof. Dr. Horst Löb eine 25-köpfige Abteilung „Ionentriebwerke“ am I. Physikalischen Institut auf. Seit 1970 kooperiert das Institut mit der Industrie. 1992 wurde das Ionentriebwerk „RIT-10“ als erstes europäisches Aggregat im Weltraum getestet. 2001 rettete ein „RIT-10“ den in zu geringer Höhe „gestrandeten“ ESA-Nachrichtensatelliten „Artemis“. 2005 erhielt Prof. Löb zusammen mit Dr. Ernst Stuhlinger und vier weiteren ausländischen Kollegen in Princeton die „Medal of Outstanding Achievement in Electric Propulsion“ der internationalen „Electric Rocket Propulsion Society“.

Nach der Pensionierung von Prof. Löb und seinem Nachfolger Prof. Dr. Karl-Heinz Schartner übernahm Dr. Davar Feili im Jahr 2004 die Leitung der Gießener Arbeitsgruppe. Er wendet sich mit großem Elan modernen Themenfeldern der Raumfahrt zu und warb bisher Drittmittel von zwei Millionen Euro bei der ESA, der Raumfahrt-Agentur im DLR und der Industrie ein. Die Arbeitsgruppe umfasst heute neun Mitarbeiter und entwickelt hauptsächlich Mikro-Ionentriebwerke vom RIT-Typ, die unter anderem von der ESA zur Feinausrichtung von Raumfahrzeugen in einer Reihe von anspruchsvollen Projekten wie etwa „LISA“ (Nachweis von Gravitationswellen) oder „Darwin“ (Suche nach erdähnlichen, extrasolaren Planeten) eingesetzt werden sollen.

Außerdem werden in Gießen diagnostische Untersuchungen zur Wechselwirkung von elektrischen Triebwerken mit Raumfahrzeugen durchgeführt. Zukunftsweisend sind einige Missionsstudien zu den Grenzen der Einsatzmöglichkeit solar-elektrischer Raumfahrtantriebe. In der terrestrischen Version werden die Gießener Ionenstrahlquellen zur Materialbearbeitung eingesetzt. Ferner dienen sie zum Heizen von Kernfusionsplasmen in den Anlagen „Asdex Upgrade“ von Garching bei München oder im künftigen großen internationalen Reaktor „ITER“ in Cadarache (Südfrankreich).

Kontakt:

Dr. Davar Feili
I. Physikalisches Institut
Heinrich-Buff-Ring 16, 35390 Gießen
Telefon: 0641 99-33132, Fax: 0641 99-33137
E-Mail: Davar.Feili@uni-giessen.de