Sternengeschichten Folge 402: Das Orion-Projekt

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Sternengeschichten Folge 402: Das Orion-Projekt

Das Orion-Projekt! Das klingt nach dem Titel eines schlechte Thrillers oder nach Science-Fiction. Und ein wenig Science-Fiction ist heute auch dabei. Das eigentliche Thema ist aber Raumfahrt. Beziehungsweise nicht Raumfahrt allgemein sondern ein ganz spezieller Antrieb für Raketen und Raumschiffe. Ein Antrieb, mit dem es theoretisch auch möglich wäre, in halbwegs vernünftiger Zeit zu anderen Sternen zu fliegen. Und dessen Bau ebenso theoretisch innerhalb unserer technischen Möglichkeiten liegen würde.

Die Grundidee klingt ebenso einfach wie komplett absurd: Das Raumschiff wird mit Atombomben durchs Weltall gesprengt! Wenn man sich die Sache aber ein wenig genauer anschaut, klingt sie nicht mehr ganz so absurd. Im Prinzip geht es ja bei jedem Raketenantrieb um das Rückstoßprinzip. Vereinfacht gesagt: Es wird etwas in die eine Richtung weggeschleudert damit man sich in die andere Richtung bewegen kann. Bei einer klassischen Rakete sind das die heißen Gase die bei der Verbrennung des Treibstoffs enorm schnell ausgestoßen werden. Wodurch sich die Rakete dann ebenso enorm schnell in die andere Richtung bewegt. Aber das Prinzip kann man auch anders umsetzen, zum Beispiel durch fortlaufende Explosionen. Der deutsche Erfinder Hermann Ganswindt hatte schon 1880 so eine Idee. Er wollte Dynamitexplosionen nutzen, um ein Raumschiff im All anzutreiben.

Auch der Russe Nikolai Iwanowitsch Kibaltschitsch hatte zur gleichen Zeit unabhängig von Ganswindt die Idee, eine Rakete durch Bombenexplosionen fortzubewegen. Er hat sich in seinem Leben immer schon durchaus intensiv mit den Bomben beschäftigt. Unter anderem baute er eine, die am 1. März 1881 den russischen Zar Alexander II getötet hat. Weswegen er verhaftet und zum Tode verurteilt worden ist. Bis zur Hinrichtung hat es knapp 2 Wochen gedauert und die Zeit im Gefängnis nutzte Kibaltschitsch um einen kurzen Artikel über Raketenantriebe mit Bombenexplosionen zu schreiben. Ob das echtes Interesse an der Raumfahrt war oder nur der Wunsch seinen tödlichen Bomben auch einen friedlichen Zweck zu geben, ist unbekannt.

Ein bisschen schlechtes Gewissen war dann vielleicht auch in den 1950er Jahren dabei, als man in den USA das Projekt Orion gestartet hat. Im Bombenbauen war man mittlerweile und leider wirklich sehr gut geworden. In den 1940er Jahren forschte Amerika intensiv am Bau der Atombombe, am 16. Juli 1945 wurde die erste davon erfolgreich gezündet und im August setzte man die neue Waffe in Hiroshima und Nagasaki erstmals gegen Menschen ein. Dann begann das große Wettrüsten zwischen den USA und der Sowjetunion und Atombomben waren überall. Manche Wissenschaftler dachten aber nicht nur über ihren Einsatz als Waffe nach, sondern wollten die schreckliche neue Technik auch für andere und friedlichere Zwecke einsetzen.

Stanisław Ulam zum Beispiel, der als Mathematiker einer der führenden Forscher beim Bau der amerikanischen Atombomben war. 1946 untersuchte er die Möglichkeiten eines „nuklearen Pulsantriebs“. Was nichts anderes heißt als: Die Explosion von Atombomen als Schubkraft für ein Raumschiff zu verwenden. Natürlich muss man sich da vorher gut überlegen, was und wie man das anstellt. Das allgemeine Prinzip sieht so aus: Zuerst einmal kann man natürlich nicht irgendwelche Atombomben nehmen, die müssen schon speziell für diesen Zweck gebaut werden und sind allgemeinen kleiner als die Dinger, die man konstruiert um Städte zu zerstören. Man will auch möglichst wenig „Fallout“ haben, also radioaktives Zeug dass bei der Explosion frei wird. Außerdem sollen diese speziellen Bomben auch Treibmittel ausstoßen, also Material das mit der Explosion aus der Bombe geschleudert wird. Einerseits kann das dann einen Teil der radioaktiven Strahlung abschirmen. Und andererseits beim Antrieb helfen und um das geht es ja.

Man nimmt dann so eine Bombe und stößt sie hinten aus dem Raumschiff aus. Ein paar Meter bzw ein paar Dutzen Meter weit weg. Dort explodiert die Bombe und das ganze Zeug das bei der Explosion freigesetzt wird, trifft auf eine spezielle „Prallplatte“. Dieses sehr wichtige Ding ist am Heck des Raumschiffs montiert, also hinten. Die Platte wird von der Wucht der Explosion getroffen. Der dabei entstehende Schub bewegt das Raumschiff nach vorn. Die Prallplatte muss also auch in der Lage sein, diese Wucht auszuhalten. Was man auch noch dringend braucht sind Stoßdämpfer. Denn bei so einer Atombombe kann man nicht langsam Gas geben oder die Geschwindigkeit behutsam erhöhen. Die explodiert und fertig. Die starke Beschleunigung die dann über die Prallplatte auf das Raumschiff übertragen wird, muss man ein wenig abfangen und dämpfen, damit sie nicht die Nutzlast und/oder die Besatzung beschädigt.

Und das war es auch schon wieder, zumindest wenn es um das grundlegende Prinzip geht. Die Bombe explodiert, die Treibmittel werden ausgestoßen, treffen auf die Prallplatte und schieben das Raumschiff an. Mit einer einzigen Bombe würde man allerdings nicht sehr weit kommen. Man muss in regelmäßigen Abständen immer wieder Bomben zur Explosion bringen, ungefähr eine pro Sekunde, wenn man das Raumschiff auf vernünftige Geschwindigkeiten bringen will. Da ist nämlich einiges an Masse zu bewegen! Erstmal die ganzen Atombomben, die ja nicht unbedingt leicht sind. Und dann das ganze massive Schiff selbst. Was auch immer man mit einem nuklearen Pulsantrieb antreiben will: Das Ding muss massiv gebaut sein! Einmal, um die Belastung selbst auszuhalten. Und dann natürlich auch, um eine etwaige Besatzung von der radioaktiven Strahlung zu schützen. Je größer man das Schiff baut, desto größer und massiver muss auch die Prallplatte sein – was aber andererseits auch bedeutet, dass das Schiff dann noch effektiver beschleunigt werden kann. In dem Fall ist ein massives Schiff also kein Nachteil.

Wie gesagt: Das Prinzip ist nicht so kompliziert. Es spricht nichts dagegen, dass das alles so funktionieren kann. Genau deswegen hat man in den 1950er Jahren auch begonnen, es ernsthaft zu erforschen. Zuerst bei der Firma „General Atomics“, die im wesentlichen gegründet wurde um neue Methoden für die Nutzung von Atombomben und Atomenergie zu finden. Viele der Forscher die beim Bau der Kernwaffen mitgearbeitet hatten, waren auch an dieser Forschung beteiligt und eines der Projekte war ein nuklearer Pulsantrieb. Man hatte große Pläne, wollte bis 1965 zum Mars fliegen und bis 1970 noch weiter hinaus ins Sonnensystem, bis zum Saturn. Kurze Zeit später flog tatsächlich das erste künstliche Objekt durchs All. Allerdings nicht mit Atombomben angetrieben – es war der sowjetische Satellit Sputnik und die USA wurden ein wenig hektisch um nicht den Anschluss zu verlieren. Das Verteidigungsministerium förderte daraufhin jede Menge Raumfahrtforschung, unter anderem auch den nuklearen Pulsantrieb von General Atomics, der mittlerweile den Namen „Projekt Orion“ bekommen hatte.

1958 übernahm das Verteidigungsministerium die Forschung am Atombomenantrieb selbst und man baute sogar ein echtes Modell. Im November 1959 flog es immerhin 100 Meter hoch und wurde natürlich nicht mit echten Atombomben angetrieben. Sondern mit normalen Sprengstoff und es war auch nur 120 Kilogramm schwer. Aber es flog und das Prinzip war demonstriert. Vor allem konnten jetzt auch alle die, die das ganze Projekt für kompletten Quatsch gehalten hatten, direkt sehen, dass es prinzipiell machbar wäre.

1959 ging die Forschung am Projekt Orion an die militärische Air Force. Die wollten aber unbedingt auch einen militärischen Einsatzzweck dafür finden, was aber nicht so ganz geklappt hat, weswegen das ganze nicht mehr finanziert worden ist. Die Wissenschaftler fragten bei der NASA nach, ob die Interesse hätten. Hatten sie aber nicht so wirklich, sie haben es nur widerwillig gefördert. Man wollte lieber bei den konventionellen Raketenantrieben bleiben. Am Ende war es eine Mischung aus Vernunft und Bürokratie die 1965 zum Ende von Projekt Orion geführt haben. 1963 trat der internationale „Vertrag zum Verbot von Nuklearwaffentests in der Atmosphäre, im Weltraum und unter Wasser“ in Kraft. Was äußerst vernünftig war, denn diese ganzen Atombombentests hatten jede Menge unangenehme Auswirkungen auf die Umwelt. Und dann gab es auch noch bürokratische Streitigkeiten. Die Air Force des Verteidigungsministeriums wollte nur mitarbeiten, wenn die NASA richtig viel Geld in das Projekt steckt. Die NASA wollte aber lieber richtig viel Geld in ihr Apollo-Programm für den bemannten Flug zum Mond stecken und hat die Finanzierung für das Orion-Projekt 1964 komplett gestrichen. Und 1965 wurde das ganze Ding dann auch offiziell beendet.

Wer weiß wie die Welt heute aussehen würde, wenn man damals ernsthaft am Orion-Projekt weiter gearbeitet hätte. Wie gesagt: Rein technisch wäre der Bau so eines Raumschiffs durchaus möglich. Die Saturn-V-Raketen zum Beispiel, mit der in den 1960er Jahren Menschen ja tatsächlich ins All und bis zum Mond geflogen sind, war auch nicht viel weniger kompliziert. Die Saturn V hatte eine gesamte Masse von 3000 Tonnen, ein Orion-Raumschiff je nach Bauart irgendwas zwischen 100 und 4000 Tonnen. Die Saturn V war 111 Meter hoch; ein Orion-Schiff mit 50 bis 60 Meter wäre nur halb so groß gewesen. Und im Gegensatz zu den knapp 50 Tonnen Nutzlast die die Saturn auf den Mond bringen konnte, hätte man mit Orion weit über 1000 Tonnen auf den Mond transportieren können. Der Bau einer Mondstation wäre möglich gewesen. Genau so wie ein Flug zum Mars – oder sogar zu einem anderen Stern. Je nachdem wie man das Orion-Schiff umgesetzt hätte, hätte man damit den nächsten Stern – Alpha Centauri – in 100 bis 1000 Jahren Flugzeit erreichen können. Das ist immer noch lange und länger als ein Mensch lebt. Aber wenn man nicht zehntausende oder hunderttausende Jahre unterwegs sein will UND wenn man sich auf technisch machbare Lösungen beschränkt und nicht irgendwelche Science-Fiction-Konzepte von Warp-Antrieb oder Wurmlöchern in Betracht zieht, ist der nukleare Pulsantrieb die beste und einzige Lösung die wir für den Fall haben.

Natürlich wäre so ein interstellares Raumschiff immer noch enorm teuer. Der Bau hätte damals ein paar hundert Milliarden bis Billionen Dollar gekostet. Und trotz der prinzipiellen technischen Machbarkeit wären noch genug Probleme übrig geblieben. Beim Start von der Erde aus wäre es zwangsläufig zu einer radioaktiven Verseuchung der Atmosphäre gekommen. Nicht so, dass wir alle sterben müssen – aber auch nicht so, dass es komplett unbedenklich gewesen wäre. Und was, wenn irgendwo bei der ganzen Sache ein Unfall passiert. Das ist schon tragisch genug, wenn es bei einer normalen Rakete passiert (was ja leider mehrmals in der Geschichte der Raumfahrt der Fall war). Wenn es aber einen Raumschiff passiert das tausende Atombomben an Bord hat, wird es wirklich unangenehm.

Und dann kommt man bei der ganzen Sache nicht umhin, unzählige Atombomben zu bauen. Die zwar für einen friedlichen Zweck vorgesehen sind. Aber Menschen sind eben Menschen und Menschen sind auch manchmal sehr dumm. Wer weiß, was uns eingefallen wäre, wenn wir all diese Bomben tatsächlich gebaut hätten… Das Projekt Orion ist ein faszinierendes Stück Raumfahrtgeschichte. Und die Technik ist heute immer noch so korrekt wie sie es damals war. Wenn wir wollten, könnten wir immer noch per Atombomben durchs All und zu den Sternen fliegen. Aber vielleicht ist es auch ganz gut, dass wir die Sache in den 1960er Jahre sein haben lassen…