Wie könnte man seinen Morgenkaffee kochen, wenn man auf einem anderen Planeten oder gar dem Mond leben würde? Und das Astronauten nur ungern auf ihren Kaffee verzichten, unterscheidet sie nicht von anderen Menschen.
Aber mit nur wenig Sonnenlicht, keiner Kohle und keinem Holz und keinem fließenden Wasser für einen hydroelektrischen Generator bleibt die Frage wie man seinen Kaffee kochen soll. Ganz zu Schweigen davon, woher man den Strom für das Lebenserhaltungssystem und die Wärme für seinen Wohnsitz bekommt.
Da die NASA plant zum Mond zurückzukehren, muss sie auch für diese Probleme eine Lösung haben.
Eine Möglichkeit auf der Mondoberfläche Energie zu gewinnen wäre die Kernspaltung. Falls diese Methode zum Einsatz kommt, könnte auch eine Erfindung aus dem frühen 18. Jahrhundert der schottischen Brüder Robert und James Stirling helfen - der Stirling Motor.
"Bewohner eines lunaren Außenpostens brauchen einen sicheren und effektiven Weg Licht, Hitze und Elektrizität zu erzeugen" sagt Mike Houts vom Marshall Space Flight Center der NASA. "Der bewährte und wahre Stirlingmotor passt dazu. Er ist nicht nur zuverlässig und effizient sondern auch vielseitig und sauber."
Die Fission Surface Power (Kernspaltung)Technologie entwickelt die NASA dabei zusammen mit dem amerikanischen Energieministerium und diese soll eine moderne Variante des Stirlingmotors antreiben.
Zwar ist die letzte Entscheidung über den Einsatz dieser Technologie noch nicht gefallen aber Houts erklärt "das ein großer Vorteil dieses Systems die Unabhängigkeit vom Sonnenlicht wäre" und das "ein FSP System jederzeit und an jedem Ort auf der Mond- oder Marsoberfläche Energie liefern würde".
Für Solarkollektoren eignen sich nämlich nur die Pole des Mondes gut, während am Boden eines tiefen Kraters nie ein Sonnenstrahl ankommt, weshalb auch nicht ausgeschlossen ist, dass es hier Eisvorkommen gibt. Und auf dem Mars würden auch die gefürchteten Sandstürme so einen Teil ihres Schreckens verlieren.
Für einen Mondaußenposten würden schon 40 KW reichen.
"Dieses Energielevel ist hoch für Weltraumstandards aber niedrig für Erdstandards" so Houts. "Es ist nur 1/20.000 dessen, was ein Reaktor auf der Erde ausstößt. Wir brauchen nur einen winzigen Reaktor auf dem Mond."
Das System würde aus rostfreien Stahl gebaut und durch Uranoxid angetrieben werden. Es bräuchte nur 1 kg Uran alle 15 Jahre. Aktiviert werden würde die Einheit erst, wenn sie auf der Mondoberfläche sicher angekommen wäre.
Das Funktionsprinzip wäre vereinfacht ausgedrückt in etwa so: Im Inneren des Reaktors würde sich ein Bündel Uran gefüllter Rohre befinden und außerhalb des Reaktors Zylinder, von denen eine Seite jeweils Neutronen reflektiert und die andere Seite absorbiert, bis es zu einer selbsterhaltenden Kettenreaktion kommt, die Hitze produziert. Ein Kühlmittel (eine Mixtur aus Natrium und Kalium) würde zwischen den Rohren zirkulieren und einen Teil der Hitze aufnehmen und diese zum Stirlingmotor transportieren. Dieser würde hieraus elektrische Energie gewinnen, die die elektrischen Verbraucher der Astronauten versorgen würde.
Darunter auch wohl auch eine Kaffeemaschine.
Quelle: Science(at)NASA