Kernkraft im All

Plutonium für künftige Missionen

Was haben die prominenten planetaren Missionen Voyager, Cassini, New Horizon und der Marsrover Curiosity gemeinsam?  Sie werden mit elektrischer Energie aus Radionuklidbatterien gespeist. Das für deren Betrieb nötige Plutonium 238 droht aber auszugehen. Die NASA lässt jetzt aber wieder die für künftige Missionen benötigten Mengen herstellen.

Mit dem Quadrat der Entfernung nimmt die Intensität elektromagnetischer Strahlung ab. So weit – so bekannt – so schlecht aber auch für Missionen in das äußere Sonnensystem. Denn jenseits der Marsbahn reicht das Licht der Sonne nicht mehr aus, um die wissenschaftlichen Instrumente interplanetarer Sonden photovoltaisch mit Energie, sprich Strom zu versorgen.

Bewährte Energiespender in den Tiefen des Alls sind schon seit den 60er Jahren die Radionuklidgeneratoren. Sie verwandeln die Wärme, die der radioaktive Zerfall von Plutonium (Pu) 238 erzeugt, in elektrischen Strom. Physikalisch funktioniert das nach dem Seebeck-Effekt. Der deutsche Physiker Thomas Johann Seebeck entdeckte schon 1821, dass Temperatur-Differenzen elektrische Spannung erzeugen können. Allerdings ist der Wirkungsgrad mit gerade mal vier Prozent eher bescheiden. Heute wird der Effekt in sogenannten Peltier-Elementen vielseitig genutzt.

Jede tiefe interplanetare Mission benötigt eine Radionuklidbatterie mit etwa vier Kilogramm Plutonium zur zuverlässigen Stromversorgung. Derzeit verfügt die NASA noch über ca. zwanzig Kilogramm Pu 238.

Ohne Strom aus Radionuklidbatterien (RTG)

wären viele Missionen undenkbar! 

Bild:  NASA

Die ersten 50 Gramm Plutonium 238

Nach 28 Jahren hat jetzt aber das Oakridge National Laboratory in Tennessee wieder die Herstellung von Plutonium 238 für die NASA aufgenommen. Eine gute Nachricht für Raumfahrtenthusiasten: das Lab produzierte die ersten 50 Gramm!

In den nächsten Jahren werden in Oak Ridge 300 bis 400 Gramm pro Jahr produziert werden. Ziel ist, schließlich 1,5 Kilogramm jährlich herzustellen. Die Zukunft weiterer interplanetarer Missionen ist so gesichert. 

Die europäische Raumfahrtagentur ESA ist hingegen nicht imstande, oder nicht willens, Pu 138 herzustellen. Böse Zungen sagen, das hat mit dem ökologistischen und technikfeindlichen Zeitgeist in Europa zu tun… 

13.01.2016