SR-1 Freedom: NASA-Raumsonde mit Kernreaktor soll drei Hubschrauber zum Mars bringen

Was die NASA am 20. Oktober mitgeteilt hat

Am 20. Oktober 2026 meldete die NASA Fortschritte beim nuklearen Energiemodul von Space Reactor-1 (SR-1) Freedom. Das Modul besteht aus zwei Teilen: einem Reaktor, der durch Kernspaltung Wärme erzeugt, und einem Umwandlungssystem, das diese Wärme in Strom für die Bordsysteme und die Ionentriebwerke umsetzt.

Den Reaktor entwickelt das Idaho National Laboratory des US-Energieministeriums. Das Umwandlungssystem arbeitet mit einem geschlossenen Joule- oder Brayton-Kreisprozess: Ein Gas strömt im Kreis, wird vom Reaktor erhitzt und treibt eine Turbine an. Sierra Lobo Inc. soll das System liefern; den Vertrag betreut das Glenn Research Center der NASA in Cleveland. Nach Angaben der NASA verringern diese Aufträge das technische Risiko und helfen, den Zeitplan der Mission einzuhalten.

Noch ist alles an dieser Mission nur geplant: Die NASA strebt einen Start Ende 2028 und die Ankunft am Mars 2029 an. Außerdem soll der Reaktor nach Angaben der NASA erst in Betrieb gehen, wenn die Sonde die Erdumlaufbahn verlassen hat — beim Start und solange die Sonde die Erde umkreist, läuft der Reaktor also nicht. Laut dem Informationsblatt der NASA wird er innerhalb von 48 Stunden nach dem Verlassen der Erdumlaufbahn eingeschaltet.

Warum ein Kernreaktor für den elektrischen Antrieb?

Eine chemische Rakete liefert einen kurzen, kräftigen Schub und fliegt danach antriebslos weiter. Ein Ionentriebwerk arbeitet anders: Es ionisiert ein Gas wie Xenon und stößt die Ionen mithilfe elektrischer und magnetischer Felder aus. Der Schub ist gering, kann aber monatelang anhalten, und das Triebwerk verbraucht weit weniger Treibstoff. Laut NASA lassen sich mit elektrischem Antrieb im Vergleich zu chemischen Antrieben bis zu 90 % des Treibstoffs einsparen.

Ein Ionentriebwerk ist nur so stark wie seine Stromquelle; als solche kommen Solarpaneele oder ein Kernreaktor in Frage. Die NASA weist darauf hin, dass Staubstürme auf dem Mars das Sonnenlicht am Boden wochenlang abschirmen können und dass auf dem Mond selbst an den günstigsten Stellen in Polnähe tagelange Dunkelheit herrscht. Ein Reaktor liefert dagegen Strom, der nicht von der Sonne abhängt. SR-1 Freedom soll die Technik zunächst im Weltraum erproben, bevor ein zweiter Reaktor auf dem Mond zum Einsatz kommt (Lunar Reactor-1, geplant für 2030).

Die elektrische Leistung des Reaktors gibt die NASA mit mehr als 20 Kilowatt an. Für den Vortrieb sorgt ein 12-Kilowatt-Hallantrieb, eine Bauart des Ionentriebwerks. Als Brennstoff dient HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium), also Uran, das stärker angereichert ist als üblicher Kraftwerksbrennstoff, aber unter der Schwelle zu hochangereichertem Uran bleibt. Die Sonde hat eine Masse von etwa 12.000 Kilogramm. Grundlage ist ein bestehender Sondenkörper, das Power and Propulsion Element (sinngemäß „Energie- und Antriebsmodul“), dessen eigene Solarpaneele 48 Kilowatt erzeugen; neu ist der Reaktor, der hier erprobt werden soll. Zum Vergleich: Die Radionuklidbatterie des Rovers Perseverance brachte beim Start etwa 110 Watt, der Reaktor von SR-1 soll also rund 180-mal so viel Leistung liefern.

• Reaktor und Radionuklidbatterie im Vergleich: Die Radionuklidbatterie von Perseverance gewinnt ihre Wärme aus dem natürlichen Zerfall von Plutonium-238. Ein Kernreaktor erzeugt Wärme dagegen, indem er Urankerne spaltet; das erklärt, warum ein Reaktor wie der von SR-1 mehr als 20 Kilowatt liefern soll, die Radionuklidbatterie dagegen nur etwa 110 Watt.
• Ein seltener Schritt: Nach Angaben der NASA haben die USA bisher erst einen einzigen Reaktor ins All geschickt, SNAP-10A im Jahr 1965, und dieser Reaktor hat die Erdumlaufbahn nie verlassen.

SkyFall: drei Hubschrauber für den Mars

Die Nutzlast von SR-1 Freedom ist SkyFall: drei Hubschrauber, die auf Ingenuity aufbauen. Ingenuity gelang der erste motorisierte, gesteuerte Flug auf einem anderen Planeten. Die Mission sieht einen Vorbeiflug am Mars vor, bei dem die Hubschrauber von der Sonde abgetrennt werden; wo sie landen sollen, hat die NASA noch nicht entschieden.

Auf dem Mars zu fliegen ist schwer. Die Fallbeschleunigung beträgt nur etwa ein Drittel des irdischen Werts, was das Fliegen erleichtert, doch der Luftdruck am Boden liegt bei nur etwa 1 % des Drucks auf der Erde — die Rotorblätter finden also kaum Luftmoleküle, gegen die sie drücken können. Die drei Hubschrauber sollen Bodenradar und Kameras mitführen, um nach Eis unter der Oberfläche zu suchen, und Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und Windrichtung messen. Die NASA hofft, dass das bei der Auswahl künftiger Landeplätze für bemannte Missionen hilft, und hält es für möglich, dass die Hubschrauber monatelang, vielleicht sogar jahrelang im Einsatz bleiben.

Was gibt es für Hobbyastronomen zu sehen?

Vorerst nichts: Die Sonde ist noch nicht gestartet, und ihr Reaktor wird erst eingeschaltet, wenn sie die Erdumlaufbahn verlassen hat. Das ist eine Nachricht aus der Raumfahrttechnik, kein Himmelsereignis — am Nachthimmel gibt es dazu nichts zu entdecken.

Verfolgen lässt sich dagegen der Zeitplan. Das Startfenster zum Mars im Jahr 2028 ist eine feste Vorgabe, denn Erde und Mars müssen dafür günstig zueinander stehen; wird dieses Fenster verpasst, öffnet sich das nächste erst etwa 26 Monate später. Den aktuellen Stand findest du auf der SR-1-Freedom-Seite der NASA und in ihren Pressemitteilungen.