Im Jahr 1972 finden Kerntechniker an einer französischen Wiederaufbereitungsanlage ein merkwürdiges Material: Es wurde aus dem Uranerz einer Lagerstätte in Gabun hergestellt. Und dieses Uranerz ist deutlich abgereichert: Der Anteil des Isotops Uran-235 ist viel geringer als überall sonst auf der Erde, dem Mond oder den Planeten. Was hier fehlt, ist das spaltbare Material: Es ist jenes Uran-Isotop, das in Kernreaktoren und für den Bau von Atombomben verwendet wird. Was ist mit diesem besonderen Uran-Isotop passiert: Wohin ist es verschwunden?

Karl erzählt in der Folge die Geschichte des Naturreaktors von Oklo. Während der Entdeckung war die Existenz eines stabilen nuklearen Kettenreaktion in der Erdgeschichte zwar für denkbar, aber kaum für wahrscheinlich gehalten worden. Mittlerweile aber ist das Rätsel in weiten Teilen gelöst, wie genau sich Kernreaktoren an 17 verschiedenen Stellen im Gestein Westafrikas spontan bilden konnten. Seit dieser Nachweis erbracht wurde, gelten Naturreaktoren als geheime Kraft der Erdgeschichte. Möglicherweise haben wir ihr sogar unser Leben zu verdanken.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban regelmäßig eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf iTunes oder Spotify zu finden.

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Der Beitrag AstroGeo Podcast: Kernenergie vor 2 Milliarden Jahren – der Atomreaktor Oklo erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: IAEA, UN, ESA, NASA, KB Arsenal, RIAN, digitalfernsehen.de, dw-world.de.

Der zwischen 3.550 und 3.800 Kilogramm schwere Satellit, welcher auch als Plasma-A bezeichnet wird, wurde am 1. Februar 1987 auf einer Zyklon-2-Rakete von Baikonur aus in den Weltraum gebracht. In seiner Grundkonstruktion basiert der Satellit auf den militärischen Ozeanüberwachungssatelliten des Typs US-A, die auch als RORSAT bezeichnet werden, besitzt jedoch nicht deren Radaranlage. Wie bei den Satelliten des Typs US-A, deren Vertreter mit dem größten Bekanntheitsgrad der samt Reaktor über Kanada niedergegangene Kosmos 954 sein dürfte, besitzt Kosmos 1818 einen Atomreaktor zur Stromerzeugung während der Mission des Satelliten. Im Gegensatz zu den US-A-Satelliten, bei welchen ein Reaktor des Typs BES-5 BUK bzw. Bouk mit thermoelektischem Wandler verwendet wurde, ist in Kosmos 1818 ein Reaktor des Typs TOPAZ(-1), auch Topol genannt, mit Thermoionenwandler von der NPO Krasnaya Zvezda eingebaut.
Kosmos 1818, entwickelt vom Leningrader Konstruktionsbüro Arsenal, sollte nicht nur verwendet werden, um den Einsatz der neuen Reaktoranlage das erste Mal im Weltraum zu testen, es sind neben für den US-A-Satellitenbus üblichen Triebwerken auch sechs SPT-70 Plasmatriebwerke für das Manövrieren und weitere Ionentriebwerke des Konstruktionsbüros Fakel zur Lageregelung und Stabilisierung an Bord, welche mit Strom vom Reaktor versorgt wurden. Im Hinblick auf die Entwicklung eines sich am Erdmagnetfeld orientierenden Navigationssystems war eine der Aufgaben von Kosmos 1818 auch, das Erdmagnetfeld zu vermessen, wofür entsprechende Anlagen im Satelliten untergebracht wurden.

Die nach dem Start des Satelliten erreichte Bahn war ein 774 x 803 Kilometer Orbit (nach abweichenden Quellen 790 x 810 Kilometer) mit 65 Grad Neigung gegen den Äquator, knapp über 100 Minuten dauerte ein Umlauf. Nach Angaben der International Atomic Energy Agency (IAEA) würde es 350 Jahre dauern, bis ein Satellit, der in einen annähernd runden Orbit über 800 Kilometern gebracht wurde, wieder in die Erdatmosphäre eintritt, was genug Zeit wäre, damit die Radioaktivität der Reaktoranlage abklingen kann. Kosmos 1818 wurde nicht mit einer Einrichtung zu Abtrennung und Transport des Reaktorkerns in einen höheren Orbit ausgestattet, da die 800 Kilometer über der Erde als ausreichend betrachtet wurden. Bei einer Gesamtmasse der Reaktoranlage von 980 Kilogramm soll der Reaktor vor dem Start mit 11,5 Kilogramm Uran in Form von U-235 ausgestattet gewesen sein.

Zu Betriebsbeginn soll die elektrische Leistung des TOPAZ-Reaktors im Bereich von 6.000 Watt bei etwa 32 Volt gelegen haben. Innerhalb einer Lebenserwartung von 4.400 Stunden sollten immer mindestens 5.600 Watt elektrischer Leistung bereitgestellt werden können (lt. KB Arsenal 5.000 Watt elektrischer Leistung laufend über die Dauer eines Jahres). Die thermische Leistung des TOPAZ-Reaktors wird mit 150 Kilowatt angegeben. Der Reaktor des Satelliten Kosmos 1818 stellte seine Funktion nach 142 Betriebstagen ein. Ein zweiter Satellit mit TOPAZ(-1)-Reaktor, der am 10. Juli 1987 gestartete Kosmos 1867 alias Plasma-A2, hielt länger durch. Sein Reaktor funktionierte 342 Tage, also knapp ein Jahr. Bei beiden soll der Stopp des Reaktorbetriebs erfolgt sein, als der Cäsium-Vorrat für den Thermoionenwandler jeweils aufgebraucht war. Kosmos 1867 war hinsichtlich geringerem Cäsium-Verbrauch technisch verbessert.

Im Juli 2008, am oder vor dem 4. Juli, trat ein Ereignis ein, bei dem sich kleine Teile vom Satelliten lösten, berichtete die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA in ihren vierteljährlichen „Orbital Debris Quarterly News“ von Januar 2009. Kosmos 1818 umgab sich mit einer dünnen Wolke von kleineren Objekten. Eine mögliche Ursache könnte eine Undichtigkeit des Kühlkreislaufes des Reaktors von Kosmos 1818 sein. Der TOPAZ-Reaktor verwendete wie die Reaktoren der US-A-Satelliten NaK-Kühlmittel. Das Kühlmittel aus einer eutektischen Natrium-Kalium-Legierung tritt möglicherweise je nach Energie- bzw. Wärmeeintrag, zum Beispiel durch Sonneneinstrahlung, tropfenweise aus.

General Alexander Jakuschin von den Russischen Weltraumstreitkräften habe am 21. Januar 2009 angegeben, es bestehe keinerlei Möglichkeit einer radioaktiven Kontamination der Erdoberfläche und keine Bedrohung der Internationalen Raumstation ISS, berichtete die russische Nachrichtenagentur RIAN am 29. Januar 2009. Die Bahndaten würden verfolgt und täglich aufgezeichnet, den Wiedereintritt von Kosmos 1818 in die Erdatmosphäre erwarte man im Jahr 2045. Die Trümmer-Bahndaten würden für eine im Vergleich zum eigentlichen Satelliten längere Verweildauer der kleinen Objekte sprechen.

Dr. Heiner Klinkrad, Leiter des Space Debris Büros bei der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA, soll laut Angaben von digitalfernsehen.de vom 26. Januar 2009 mitgeteilt haben, Kosmos 1818 sei nach Beendigung seiner Mission wie geplant in einen Friedhofsorbit in 950 Kilometern über der Erdoberfläche gebracht und der an Bord befindliche BUK-Reaktor abgeschaltet worden. Von seiner aktuellen Umlaufbahn bis zu einem Wiedereintritt würde der Satellit einige hundert Jahre benötigen, während derer die Radioaktivität auf ein ungefährliches Niveau absinke. Der Radiosender Deutsche Welle berichtete am 26. Januar 2009, Klinkrad habe in einem Interview mit der Deutschen Presseagentur DPA von einem stabilen Orbit des Satelliten in 800 Kilometern Höhe gesprochen. Selbst wenn der Satellit ins Taumeln gerate und auf die Erde stürzte, bedeutete dies keine Gefahr. Da der Reaktor vor zwanzig Jahren abgeschaltet worden sei, sollte die Radioaktivität zwischenzeitlich auf unter ein Tausendstel des ursprünglichen Wertes abgesunken sein, soll Klinkrad mitgeteilt haben.

Kosmos 1818 ist katalogisiert mit der NORAD Nr. 17369 bzw. als Objekt 1987-011A.

Raumcon:

• Radioaktive Raumfahrt

Wikipedia in Englisch zu Thermoionenwandlern:

• Thermionic converter

Bahnverfolgung von Kosmos 1818:

• heavens-above.com

• n2yo.com

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Ein Beitrag von Martin Ollrom. Quelle: SpaceRef.

Im letzten Monat bereits sind einige CD-Roms mit wichtigem Inhalt über die New Horizons-Mission verschwunden. Alle Wissenschaftler haben sofort die Arbeit eingestellt. Das Verschwinden dieser CDs ist gerade deswegen so schlimm. da die Raumsonde nuklear betrieben wird. Gerade das ist das Kernkonzept dieser Pluto-Mission der NASA. Außerdem stehen die Techniker unter Zeitnot, denn der radiotermale Generator muss im Dezember 2004 fertig sein also genau dreizehn Monate vor dem geplanten Start im Januar 2006. Die Einbindung des Generators in die Raumsonde benötigt ebenfalls eine gewisse Zeit.

Wenn man zum Pluto aufbrechen will, kann man nicht irgendwann starten. Wird der Starttermin im Januar 2006 verfehlt, muss man wieder ein Jahr auf eine neues Startfenster warten. Erschwerend kommt dann noch hinzu, dass sich eine Verzögerung von einem Jahr zusätzlich negativ auf die Reisezeit auswirken wird: Zzu den ursprünglichen vier Jahren kommen dann drei Jahre hinzu. Diese Verschiebungen und längere Reisezeiten lassen die Kosten für die Mission in ungeahnte Höhen treiben, was ja angesichts des bereits knappen NASA-Budgets tödlich für die Mission sein kann. Techniker haben bereits reagiert und eine weitere Route zum Pluto berechnet, die ein Jupiter Fly-By vorsieht.

Es bleibt zu hoffen, dass sich die CDs schnell wiedergefunden werden und die Arbeit weitergehen kann. Ob die CDs gestohlen wurden oder nur verlegt wurden ist bisher noch unklar. Auf jeden Fall könnte eine nicht rechtzeitige Fertigstellung des nuklearen Reaktors tödlich für die Mission sein.

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