ISS-Test für ungiftigen Emulsionstreibstoff NOFBX

Ende 2012 soll eine Palette mit allen notwendigen Komponenten für einen Weltraumtest eines neuartigen Treibstoffs nebst zugehörigem Triebwerk zur ISS gebracht werden.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: ParabolicArc, Firestar Technologies, NASA.

Firestar Technoloies, LLC
vorn: Triebwerk mit ca. 400 N Schub für NOFBX inklusive Fördereinrichtung, dahinter: komplexes konventionelles Oberstufentriebwerk zum Vergleich
(Bild: Firestar Technologies, LLC)

Bisher wurde NOFBX, so die Bezeichnung der Brennstoff-Oxydator-Emulsion aus Stickstoffdioxid und einem nicht näher bezeichneten Brennstoffgemisch (Nitrous-Oxide Fuel Blend) ausgiebig am Boden getestet, Triebwerk, Zuführungssysteme und Tank entwickelt. NOFBX ist ein Produkt des USA-Unternehmens Firestar Technologies aus Mojave. Man arbeitet aber mit mehreren Technologiefirmen auf diesem Gebiet zusammen, unter anderem mit Innovative Space Propulsion Systems. Und genau das ist die Zielstellung, ein innovatives Antriebssystem für das Weltall.

Weitere Vorteile des neuen Antriebssystems sind niedrige Kosten für Treibstoff und Triebwerke, geringeres Gewicht bei gleichzeitig hohem spezifischem Impuls (> 3.100 m/s), Wiederzündbarkeit, Temperaturstabilität (-80 bis +390 °C) Drosselbarkeit, schnelle Einsatzbereitschaft, geringer Lärm und eine geringe Anzahl an Einzelteilen im Triebwerk. Das aktuelle Modell verfügt zudem über eine Karbondüse.

Aus diesen Gründen, vor allem aber wegen der Ungiftigkeit, wurde mit der NASA ein Test an der Außenseite der Internationalen Raumstation vereinbart. Vorteile dieses Testlabors sind nach den Worten von Brian Rishikof, Vizepräsident von Innovative Space Propulsion Systems, LLC, die bereits zur Verfügung stehende Basis aus Raum, Energieversorgung, Datenkommunikation und Videoübertragung sowie die Möglichkeit, dass Menschen bei Fehlfunktionen direkt eingreifen können. Dies verringere das Risiko eines Fehlschlages.

Was ist nun das Neue an NOFBX? Es handelt sich um einen einkomponentigen, lagerfähigen Flüssigkeitsemulsions-Treibstoff, wie er in der Raumfahrt für Bahnkorrekturen, Rendezvousmanöver oder das Einleiten der Rückkehr zur Erde verwendet werden kann. Er lässt sich ohne großen Aufwand lagern und ist auch nach Monaten noch sofort einsatzbereit. Im Unterschied zu den bisher verwendeten Treibstoffen, meist auf Hydrazin-Basis, ist der neue Treibstoff allerdings ungiftig. Außerdem benötigt man keinen Gasdrucktank und keine Turbopumpen zur Förderung des Treibstoffs. Dieser setzt sich bei geringfügiger Aufheizung sozusagen selbst unter Druck, was den Aufbau des Triebwerks deutlich vereinfacht.

Greg Mungas, CEO von Firestar Technologies, äußerte in dem Zusammenhang, dass vor dem Aufbauen des Brennkammerdrucks bei jeder Zündung der bisherigen Triebwerke etwas unverbranntes Hydrazin aus der Düse geblasen wird, wovon sich ein Teil an der Außenhaut des Raumfahrzeugs anlagert. Mit fortschreitendem Betrieb der Internationalen Raumstation könne sich daher ein Hydrazinfilm an der Außenhaut bilden, der an den Anzügen außenbords arbeitender Raumfahrer haften bleibt, beim Wiedereinstieg teilweise in die Raumstation mitgenommen wird und die Stationsluft kontaminiert. Dies ließe sich mir dem neuen Treibstoff vermeiden.

Zudem ist der Treibstoff aus einfach verfügbaren Stoffen herstellbar und leicht zu handhaben. Zum Transport auf der Erde seien keine aufwändigen Schutzmaßnahmen erforderlich. Auch beim Handling mit Satelliten könnten viele Schutzmaßnahmen entfallen. Nach der Rückkehr des kleinen, unbemannten und wiederverwendbaren X-37-Raumgleiters beispielsweise mussten unverbrannte Treibstoffrückstände gründlich entsorgt werden, weshalb zunächst nur mit luftdichter Schutzkleidung in der Nähe gearbeitet werden durfte.

Firestar Technologies wurde 2002 gegründet und schloss 2004 einen Vertrag mit der NASA zur Entwicklung ungiftiger Treibstoffe. Dieser lief bis 2007. Seit 2008 war man an der Entwicklung eines Bremssystems für den Mondlander Altair im Rahmen des Constellation-Programms beteiligt. Mittlerweile arbeitet man an einem einstufigen System, welches Bodenproben vom Mars in dessen Orbit transportieren kann (Mars Sample Return Single Stage to Orbit). Auch im Zusammenhang mit geplanten Mond- oder Marsbasen wäre es wichtig, dass immer wieder verwendete Start- und Landeorte nicht durch giftige Rückstände von Treibstoffen kontaminiert werden. In dieser Beziehung könnte der neue Treibstoff vieles verändern

Raumcon:

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