Der Bombardierkäfer als Vorbild für neuartigen Weltraumantrieb

EU-Projekt geht der Frage nach, ob ein diskontinuierlicher, aber hochfrequenter Puls-Antrieb praktikabel ist

Bremen - Der Bombardierkäfer mag die Macher von "Starship Troopers" zu den Riesenkäfern inspiriert haben, die in dem Science-Fiction-Film von 1997 Plasma aus ihrem Hinterleib ins Weltall schleudern. Näher sind die in Wirklichkeit höchstens 15 Millimeter langen Tiere aus der Familie der Brachininae bislang aber nicht an die Raumfahrt herangekommen.

... bis jetzt jedenfalls. Das Zentrum für Angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) berichtet von einem internationalen Projekt zur Entwicklung eines neuen Antriebssystems für Raumfahrzeuge, das sich am Bombardierkäfer ein Vorbild nimmt. Die österreichischen "Science Busters" haben das Konzept in ihrem aktuellen Programm - hier geht es jedoch um ein EU-Projekt mit dem Namen "PulCheR" ("Pulsed Chemical Rocket with Green High Performance Propellants").

Käfer und Rakete

Der Bombardierkäfer hat einen einzigartigen Verteidigungsmechanismus: Er stellt die beiden Chemikalien Hydrochinon und Wasserstoffperoxid getrennt voneinander in seinem Körper her, spritzt sie dann bei Annäherung eines Feindes in eine Explosionskammer im Hinterleib, wo sie sich durch Zugabe reaktionsbeschleunigender Enzyme zu einer heftigen chemischen Reaktion führen. In der Folge wird ein heißes, ätzendes Gasgemisch mit hohem Druck ausgestoßen.

Für Bioniker ist interessant, dass dieser Schub nicht kontinuierlich, sondern in Form von schnell aufeinanderfolgenden Pulsen erzeugt wird. Genau nach diesem Prinzip soll auch der PulCheR-Antrieb funktionieren: Zwei Treibstoffe, die hypergol sind, also bei Kontakt selbst zünden, werden unter niedrigem Druck in die Brennkammer befördert. Dort beginnt das Gemisch mit Hilfe eines Katalysators zu brennen. Dadurch, dass Druck und Temperatur steigen, wird ein kurzer Schubimpuls erzeugt. Ist dieser abgeklungen und der Druck sinkt, fließt neuer Treibstoff aus dem Reservoir nach und der Prozess beginnt von neuem. 

... und möglichst auch noch umweltfreundlich

Eine andere Variante, die ebenfalls getestet werden soll, wäre ein Monopropellant-Antrieb, der mit nur einem Treibstoff arbeitet und als Katalysator ein festes Metallgranulat nutzt, das den Zerfall der Treibstoffkomponente auslöst.

In beiden Fällen erhoffen sich die Forscher, aufgrund des Puls-Prinzips zu einem zwar diskontinuierlich, aber hochfrequent arbeitenden Antriebssystem zu kommen. Zudem sollen für den Antrieb nur Treibstoffe verwendet werden, die als "green propellants" eingestuft und damit deutlich weniger toxisch und viel einfacher zu handhaben sind als das heute bei Raumsonden und Satelliten verwendete Hydrazin. (red, derStandard.at, 23. 1. 2013)