Kernenergie für eine bemannte Marsmission: Mit radioaktiven Plutonium zum Mars?

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Ein Kernkraftwerk auf dem Mars? Soll Kernenergie die Energieversorgung auf dem roten Planeten sicher stellen? Tatsächlich würde bei einer bemannten Marsmission kaum ein Weg an dieser Form der Stromerzeugung vorbei führen. Der fiktive FilmDer Marsianer – Rettet Mark Watney“ hat eine bemannte Marsmission schon mal vorweg genommen.

Im Film wurde eine bemannte Marsstation durchgespielt

>>Filmstarts.de <

„Die Astronauten Mark Watney (Matt Damon), Commander Lewis (Jessica Chastain), Rick Martinez (Michael Peña), Chris Beck (Sebastian Stan), Alex Vogel (Aksel Hennie) und Beth Johanssen (Katie Mara) sind auf dem roten Planeten gelandet, inklusive eines Fahrzeugs und eines Habitats, in dem die Forscher leben und Nahrung herstellen können.“

Ließe sich eine bemannte Marsstation mit einer Photovoltaikanlage betreiben?

Im fiktiven Film wird diese Forschungsstation offenkundig mit Photovoltaikanlage betrieben. – Wäre solche ein Szenario auf die Realität übertragbar? Selbst auf die Erde wäre – in der nördlichen Hemisphäre – diese Form der Energieversorgung technisch recht anspruchsvoll. Schließlich muss die Energie nicht nur erzeugt, sondern auch Zwischengespeichert – inklusive Verlusten – werden. Zusätzlich ist der Mars viel weiter von der Sonne entfernt, womit die Ertragskraft der Photovoltaikanlage sinkt. Zu allen Überfluss: Neben Strom und Wärme muss in der Marsstation eine künstliche Atmosphäre geschaffen werden: Denn die kalte Marsatmosphäre ist für Menschen ungeeignet. All diese elektrischen Verbraucher weisen einem enormen Energieverbrauch auf.

Marsatmosphäre – Warum die Energieversorgung sich als Überlebensfrage herausstellt?

Schon aus Gewichtsgründen wäre der Transport einer solchen Anlage zum Mars kaum zu vertreten. Strom aus fossilen Energieträgern scheidet aus dem gleichen Gründen aus. Am Ende bleibt als praktikabelste Lösung eigentlich nur die Kernenergie übrig. Aber diese Idee stellt sich eher als Hut heraus. Kernenergie wird schon seit langer Zeit in der unbemannten Raumfahrt genutzt.

„Radionuklidbatterien“ – „Der Mars-Roboter Curiosity“

>>Elektropraktiker<<

„Der Mars-Roboter Curiosity, … auf dem Roten Planeten unterwegs ist, wird von sogenannten Radionuklidbatterien (RTG), die Plutonium nutzen, mit Energie versorgt. RTGS sind der NASA zufolge auch weiterhin eine Option für Missionen, die bis zu einem Kilowatt Leistung benötigen.“

Warum Kernenergie im Weltall ein alter Hut ist

Ohne die Radionuklidbatterie ließen sich viele unbemannte Marsrover nur über sehr kurze Zeiträume mit Strom versorgen. Erst der radioaktive Zerfall macht eine Stromversorgung über mehrere Jahre möglich.

„Halbwertszeit von 88 Jahren “ – Mit radioaktiven Plutonium zum Mars?

>>Süddeutsche Zeitung<<

„An Bord hat er einen sogenannten Radioisotopen-Generator, der Plutonium enthält. Es ist nicht die Variante des künstlich erzeugten Schwermetalls, aus der sich Bomben bauen lassen (PU-239, so die chemische Abkürzung). Stattdessen haben die Nasa-Ingenieure 3,6 Kilogramm Plutonium-238 verwendet. Es hat eine Halbwertszeit von 88 Jahren und setzt beim Zerfall Wärme frei, die dann zu Strom verwandelt und in Batterien zwischengespeichert wird.“

„Radioisotopen-Generator“ – „Setzt beim Zerfall Wärme frei, die dann zu Strom verwandelt und in Batterien zwischengespeichert wird“

Eine realistische bemannte Marsmission käme an dieser Form der Energieerzeugung wohl kaum vorbei. Anders als auf der Erde: Der Stromverbrauch stellt in dieser unwirklichen Umgebung eine Frage des Überlebens dar.