Welchen Treibstoff nutzt SpaceX?

SpaceX und Methan: Ein Blick auf den Raketentreibstoff der Zukunft?

SpaceX, das ambitionierte Raumfahrtunternehmen von Elon Musk, setzt mit seinen Starship-Raketen auf einen Treibstoff, der sich deutlich von herkömmlichen Lösungen unterscheidet: Methan (CH₄). Während die meisten anderen Trägerraketen auf Kerosin zurückgreifen, verfolgt SpaceX mit dieser Wahl eine strategische, zukunftsorientierte Vision, die weit über reine Kostenoptimierung hinausgeht.

Der entscheidende Vorteil von Methan liegt in seiner einzigartigen Eigenschaft, im Raketenantriebsprozess mehrfach genutzt werden zu können. Im Gegensatz zu Kerosin, das nach der Verbrennung im Vorbrenner als Abfallprodukt anfällt, lässt sich Methan in einem geschlossenen Kreislauf wiederverwerten. In den Raptor-Triebwerken von SpaceX wird Methan im Vorbrenner verbrannt, um die Turbine anzutreiben, welche die Treibstoffpumpen versorgt. Die dabei entstehende Abwärme wird genutzt, um das Methan vorzuwärmen und es so effizienter zu verbrennen. Dieser Prozess ermöglicht deutlich höhere Drücke im Brennkammer und somit einen höheren spezifischen Impuls (Isp), was zu einer gesteigerten Effizienz des Raketenantriebs führt. Die resultierende Verbesserung des Isp bedeutet mehr Schub pro Treibstoffmenge und somit eine höhere Nutzlastkapazität oder eine Reduktion des Treibstoffverbrauchs.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die hohe Sauerstoffdichte des Methans im Vergleich zu anderen Treibstoffen. Obwohl die Energiedichte von Methan geringer ist als die von Kerosin, kompensiert die verbesserte Verbrennungseffizienz durch den geschlossenen Kreislauf und die höhere Sauerstoffdichte diesen Nachteil. Diese höhere Sauerstoffdichte trägt zu einer effizienteren Verbrennung bei und reduziert den Bedarf an zusätzlichen Oxidationsmitteln.

Die Wahl von Methan geht jedoch auch mit Herausforderungen einher. Die kryogene Natur von Methan (es muss bei extrem niedrigen Temperaturen gelagert werden) stellt hohe Anforderungen an die Lagerung und den Transport. Die Entwicklung und Produktion von Raptor-Triebwerken, die mit diesem anspruchsvollen Treibstoff umgehen können, war ein komplexes und langwieriges Unterfangen.

Trotz dieser Herausforderungen setzt SpaceX auf Methan, da es langfristig als nachhaltigere und skalierbarere Lösung für den Weltraumtransport angesehen wird. Die Vision einer interplanetaren Zivilisation, die SpaceX verfolgt, benötigt einen Treibstoff, der im Weltraum selbst hergestellt werden kann – Methan kann theoretisch aus Ressourcen auf dem Mars oder dem Mond gewonnen werden, was die Abhängigkeit von der Erde reduzieren würde. Diese “In-situ Resource Utilization” (ISRU) ist ein zentraler Bestandteil der langfristigen Strategie von SpaceX und ein weiterer Grund für die Wahl von Methan als Raketentreibstoff. Die Zukunft wird zeigen, ob diese ambitionierte Strategie erfolgreich sein wird, aber die technologischen Fortschritte von SpaceX in diesem Bereich sind bereits bemerkenswert.