Probleme mit WasserstoffDie Nasa kämpft mit einem explosiven Treibstoff
Wasserstoff hat seine Tücken. Das musste die US-Weltraumbehörde Nasa beim Betanken ihrer neuen Rakete erfahren. Elon Musk setzt stattdessen auf Methan.
Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum, und auch das leichteste. Wasserstoffmoleküle sind so klein, dass sie durch die winzigsten Lücken entwischen. Bei Umgebungsdruck und Raumtemperatur ist das noch ganz gut zu handhaben. Nicht aber bei sehr tiefen Temperaturen und hohen Drucken – wie in Tanks von Raketen. Der tiefgekühlte, flüssige Wasserstoff unter Hochdruck verdampft dort, wo er sich erwärmt, und zwängt sich durch jedes Leck. Das Gas muss teils sogar gezielt abgelassen werden, um Überdruck abzubauen.
Sobald die Konzentration an Wasserstoffgas in der Umgebung der Tanks des Space Launch System (SLS) einen gewissen Wert überschreitet, herrscht akute Explosionsgefahr, und der Tankvorgang muss abgebrochen werden. Schliesslich reagiert Wasserstoff gerne mit Sauerstoff aus der Luft – die aus dem Chemieunterricht bekannte Knallgas-Explosion.
Es lag am Schnellverschluss der Tankleitung
Erschwerend kommt hinzu, dass der Tankvorgang bis unmittelbar vor dem Start fortgesetzt werden muss. Erst im letzten Moment vor dem Start wird der Schnellverschluss der Tankleitungen von den Raketentanks getrennt. Meist war es dieser Schnellverschluss, der Probleme beim Betanken bereitet hat: Es ist enorm schwierig, diesen absolut dicht mit der Rakete zu verbinden.
Wasserstoff hat noch andere Nachteile. Im Verhältnis zur Masse hat es zwar eine hohe Energiedichte, nicht aber im Verhältnis zum Volumen. Es braucht also grosse und wegen der nötigen Kühlung und Isolation auch schwere Tanks, um den flüssigen Wasserstoff zu speichern.
Theoretisch kann Wasserstoff zwar durch den Einsatz von regenerativem Strom mittels Elektrolyse aus Wasser gewonnen werden. Aber meistens wird er heute aus Erdgas produziert. Dabei wird das Klimagas CO₂ frei. Wirklich umweltfreundlich ist Wasserstoff daher heute (noch) nicht.
Elon Musk setzt bei seiner Grossrakete, dem Starship, auf flüssiges Methan statt auf Wasserstoff. Methan ist deutlich einfacher zu handhaben und hat im Verhältnis zum Volumen eine höhere Energiedichte. Stellt sich die Frage: Warum setzt die Nasa dann auf Wasserstoff? Das hat vorwiegend historische Gründe: Der Antrieb des SLS wurde zu guten Teilen aus dem in den 1970er-Jahren entwickelten Space Shuttle übernommen. Das hat der Nasa Kosten für die Neuentwicklung eines Antriebs gespart. Dafür kämpft sie jetzt mit den Tücken des Wasserstoffs, der auch schon beim Space Shuttle für verzögerte Starts verantwortlich war.
Trotz erneuten anfänglichen Lecks konnten die Treibstofftanks der SLS bei einem Test am 21. September erfolgreich gefüllt werden. Damit stand einem Start am 27. September zunächst nichts im Wege. Dann aber machte sich der tropische Sturm Ian auf in Richtung Florida. Der Start musste erneut verschoben werden. Dann kam auch noch der Tropensturm Nicole dazwischen. Nun aber, am Mittwoch, den 16. November ab 7:04 Uhr, soll es losgehen in Richtung Mond.
In einer früheren Version des Textes wurde geschrieben, das Starship verwende Kerosin. Das war falsch. Wir entschuldigen uns für den Fehler.
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