Eine Technologie, die bemannte Missionen zum Mars und unbemannte Raumfahrzeuge durch das Sonnensystem vorantreiben könnte, wurde kürzlich im Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien getestet. Am 24. Februar starteten Wissenschaftler zum ersten Mal einen elektromagnetischen Antrieb der mit Lithiummetalldampf betrieben, wird mit einer Leistung die alle bisherigen Tests in den Vereinigten Staaten übertraf.
Eine Pressemitteilung der National Aeronautics and Space Administration NASA.
Quelle: Jet Propulsion Laboratory, 28. April 2026
Bildquelle: NASA/JPL-Caltech
Dieser Prototyp erreichte Leistungswerte, die über denen der leistungsstärksten Elektroantriebe aller derzeitigen Raumfahrzeuge der Behörde liegen. Wertvolle Daten aus dem ersten Zündversuch dieses Triebwerks werden in eine bevorstehende Testreihe einfließen.
„Bei der NASA arbeiten wir an vielen Dingen gleichzeitig, und wir haben den Mars nicht aus den Augen verloren. Die erfolgreiche Leistung unseres Triebwerks in diesem Test zeigt echte Fortschritte auf dem Weg dahin, einen amerikanischen Astronauten auf den Roten Planeten zu schicken“, sagte NASA-Administrator Jared Isaacman. „Dies ist das erste Mal in den Vereinigten Staaten, dass ein elektrisches Antriebssystem mit einer so hohen Leistung von bis zu 120 Kilowatt betrieben wurde. Wir werden weiterhin strategische Investitionen tätigen, die diesen nächsten großen Sprung vorantreiben werden.“
Während fünf Zündvorgängen glühte die Wolframelektrode in der Mitte des Triebwerks hellweiß und erreichte Temperaturen von über 2.800 Grad Celsius. Die Arbeiten wurden im Electric Propulsion Lab des JPL durchgeführt, wo sich die Vakuumanlage für verdampfbare Metalltreibstoffe befindet – eine einzigartige nationale Einrichtung für die sichere Erprobung von Elektrotriebwerken, die Metalldampf-Treibstoffe bei Leistungen bis in den Megawattbereich nutzen.
Inbetriebnahme
Bildquelle: NASA/JPL-Caltech
Elektrische Antriebe verbrauchen bis zu 90 % weniger Treibstoff als herkömmliche chemische Raketen mit hohem Schub. Aktuelle elektrische Triebwerke, wie jene, die die Psyche-Mission der NASA antreiben, nutzen Solarenergie, um Treibstoffe zu beschleunigen, und erzeugen so einen geringen, kontinuierlichen Schub, der im Laufe der Zeit hohe Geschwindigkeiten erreicht. Das NASA JPL testet derzeit einen mit Lithium betriebenen magnetoplasmadynamischen (MPD) Triebwerk, eine Technologie, die seit den 1960er Jahren erforscht wird, aber noch nie im Einsatz war. Der MPD-Motor unterscheidet sich von bestehenden Triebwerken dadurch, dass er hohe Ströme nutzt, die mit einem Magnetfeld interagieren, um Lithiumplasma elektromagnetisch zu beschleunigen.
Während des Tests erreichte das Team eine Leistung von bis zu 120 Kilowatt. Das ist mehr als das 25-Fache der Leistung der Triebwerke von Psyche, das derzeit über die leistungsstärksten elektrischen Triebwerke aller NASA-Raumsonden verfügt. Im Vakuum des Weltraums beschleunigt die sanfte, aber konstante Kraft, die die Triebwerke von Psyche im Laufe der Zeit liefern, die Raumsonde auf 200.000 Kilometer pro Stunde.
„Die Entwicklung und der Bau dieser Triebwerke in den letzten Jahren waren eine lange Vorbereitung auf diesen ersten Test“, sagte James Polk, leitender Wissenschaftler am JPL. „Das ist ein großer Moment für uns, denn wir haben nicht nur gezeigt, dass das Triebwerk funktioniert, sondern auch die angestrebten Leistungswerte erreicht. Und wir wissen, dass wir über einen guten Teststandort verfügen, um die Herausforderungen der Skalierung anzugehen.“
Übergang zu Elektroantriebstechnik
Bildquelle: NASA/JPL-Caltech
Um den Test zu beobachten, spähte Polk durch eine kleine Öffnung in die 8 Meter lange, wassergekühlte Vakuumkammer. Im Inneren sprang der Antrieb an, wobei seine düsenförmige Außenelektrode glühend hell leuchtete und eine leuchtend rote Abgasfahne ausstieß. Polk forscht seit Jahrzehnten an lithiumbetriebenen MPD-Antrieben und hat an der Dawn-Mission der NASA sowie an Deep Space 1 mitgearbeitet, der ersten Demonstration elektrischen Antriebs jenseits der Erdumlaufbahn.
Das Team strebt an, in den kommenden Jahren Leistungswerte zwischen 500 Kilowatt und 1 Megawatt pro Triebwerk zu erreichen. Da die Hardware bei so hohen Temperaturen arbeitet, wird es eine zentrale Herausforderung sein, in vielen Teststunden nachzuweisen, dass die Komponenten der Hitze standhalten können. Eine bemannte Mission zum Mars könnte 2 bis 4 Megawatt Leistung benötigen, was mehrere MPD-Triebwerke erfordern würde, die mehr als 23.000 Stunden lang in Betrieb sein müssten.
Lithium-betriebene MPD-Triebwerke haben das Potenzial, mit hoher Leistung zu arbeiten, Treibstoff effizient zu nutzen und einen deutlich höheren Schub zu liefern als derzeit eingesetzte elektrische Triebwerke. In ihrer ausgereiften Form und in Kombination mit einer nuklearen Energiequelle könnten sie die Startmasse reduzieren und die für bemannte Marsmissionen erforderlichen Nutzlasten ermöglichen.
Die seit zweieinhalb Jahren andauernde Entwicklung des MPD-Triebwerks wird vom JPL in Zusammenarbeit mit der Princeton University in New Jersey und dem Glenn Research Center der NASA in Cleveland geleitet. Sie wird durch das Space Nuclear Propulsion-Projekt der NASA finanziert, das seit 2020 ein Programm für nuklear-elektrische Antriebe der Megawattklasse für bemannte Marsmissionen unterstützt, wobei der Schwerpunkt auf fünf entscheidenden Technologieelementen liegt, zu denen auch das elektrische Antriebssubsystem gehört. Das Projekt mit Sitz im Marshall Space Flight Center der Behörde in Huntsville, Alabama, ist Teil des Space Technology Mission Directorate der NASA.
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