SR1 Freedom: Nasa plant Ende 2028 Atomkraft im All für Marsreisen

Für Ende 2028 ist der Start einer neuen Sonde angekündigt, die nicht länger auf Sonnenlicht angewiesen ist, sondern auf die kontrollierte Spaltung von Uran. Hinter dem nüchtern klingenden Vorhaben „SR1 Freedom“ steckt ein weitreichender Ansatz: ein fliegendes Mini-Kraftwerk, das spätere Missionen zum Mars spürbar beschleunigen und zugleich robuster machen könnte.

Warum die Nasa nun ernst macht mit Atomkraft im All

Die große Mars-Vision wird bislang von grundlegender Physik ausgebremst. Mit wachsender Entfernung zur Sonne nimmt die Strahlungsleistung ab, aus der Solarpaneele elektrische Energie gewinnen. Auf der Marsbahn steht dadurch nur noch knapp die Hälfte der Energie zur Verfügung, die in Erdnähe ankommt.

Hinzu kommt ein zweiter, praxisnaher Effekt: Staubstürme können die Oberfläche über Wochen abdunkeln. Genau auf diese Weise verlor der Mars-Rover Opportunity seinen „Lebenssaft“: Die Solarpaneele wurden zugestaubt, die Energieversorgung brach zusammen, und die Mission war beendet.

Mit SR1 Freedom setzt die Nasa auf einen kompakten Kernreaktor, der rund um die Uhr bis zu 20 Kilowatt elektrische Leistung liefern soll – unabhängig von Sonne, Tag oder Nacht.

Das zentrale Element ist ein Reaktor mit schwach angereichertem Uran. Die frei werdende Wärme speist einen sogenannten Brayton-Kreisprozess: Ein Gas wird erhitzt, treibt damit eine Turbine an, und diese erzeugt anschließend Strom. Im Kern ähnelt das einem Kraftwerk auf der Erde – nur stark verkleinert und auf den Betrieb im Vakuum ausgelegt.

Recycling im Hightech-Stil: Nasa nutzt Komponenten der Mondstation

Bemerkenswert ist nicht nur die Energiequelle, sondern auch die Architektur der Sonde. Die Nasa setzt dabei auf bereits vorhandene Raumfahrt-Hardware: den „Bus“, also die tragende Struktur samt Versorgungsmodul, der ursprünglich für das Antriebselement der geplanten Mondstation Gateway vorgesehen war.

Gateway ist aktuell politisch ausgebremst; stattdessen fließen Mittel stärker in eine dauerhafte Mondbasis. Anstatt schon aufgebaute Systeme ungenutzt zu lassen, gibt die Nasa ihnen nun eine neue Aufgabe im Marsprogramm.

• Struktur und Antrieb stammen aus dem Gateway-Programm.
• Der Reaktor basiert auf etablierten Brennstofftechnologien.
• Die Kombination soll Kosten senken und Entwicklungsrisiken drücken.

Als Starttermin ist Dezember 2028 vorgesehen, vermutlich auf einer Schwerlastrakete wie Falcon Heavy. Nach dem Aussetzen im All vergrößert die Sonde zunächst ihren Abstand zur Erde – anschließend beginnt der heikle Teil der Mission.

48 Stunden, die Raumfahrtgeschichte schreiben können

In den ersten zwei Tagen nach dem Start soll der Reaktor im All hochgefahren werden. Er liefert dann die Energie für die bordeigenen elektrischen Triebwerke, die zwar extrem effizient arbeiten, dafür aber dauerhaft viel Strom benötigen. Genau daran scheiterte es bislang häufig: Solarpaneele konnten diese kontinuierliche Leistungsanforderung nicht zuverlässig abdecken.

Wenn die Inbetriebnahme gelingt, wären mehrere technische Hürden genommen, an denen seit den 1960er-Jahren immer wieder Vorhaben scheiterten. Zwar war mit SNAP‑10A schon einmal ein Kernreaktor im Orbit unterwegs, doch blieb dieses System ein Einzelstück und führte nicht zu einer echten Fortsetzung.

Drei Mars-Hubschrauber suchen verstecktes Wasser

SR1 Freedom ist nicht nur ein Energie-Demonstrator, sondern bringt auch eine auffällige Nutzlast mit: drei autonome Helikopter namens Skyfall. Sie bauen auf dem Erfolg des Mini-Helis Ingenuity auf, der bereits gezeigt hat, dass Flüge in der extrem dünnen Marsatmosphäre grundsätzlich funktionieren.

Die Aufgaben der Skyfall-Hubschrauber sind klar umrissen:

Aufgabe	Ziel
Hochauflösende Kartierung	Analyse der Oberfläche für spätere Landeplätze
Messung des Untergrunds	Suche nach Eisvorkommen und Wassersignaturen
Test autonomer Navigation	Vorbereitung für künftige Transport- und Rettungsdrohnen

Wasser im Untergrund gilt als Schlüssel, falls Menschen eines Tages längere Zeit auf dem Mars leben sollen. Eis lässt sich schmelzen, reinigen und anschließend in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen – damit wären Trinkwasser, Atemluft und Raketentreibstoff zugleich verfügbar.

Wer Wasser auf dem Mars zuverlässig erschließen kann, senkt die Abhängigkeit von Nachschub von der Erde dramatisch.

Atomenergie als Türöffner für echte Marsreisen

SR1 Freedom ist als Demonstrator für einen größeren nächsten Schritt gedacht. Sobald Kernreaktoren im All verlässlich laufen, rücken zwei große Fortschritte in greifbare Nähe.

Schnellere Flüge zwischen Erde und Mars

Derzeit dauert eine Reise mit klassischem chemischem Antrieb – abhängig vom Startfenster – sechs bis neun Monate. Während dieser Zeit sind Astronauten kosmischer Strahlung ausgesetzt; zusätzlich führt die Schwerelosigkeit zum Abbau von Muskel- und Knochensubstanz.

Kernthermische Antriebe, bei denen ein Gas direkt im Reaktor aufgeheizt und dann mit hohem Schub ausgestoßen wird, könnten die Reisezeit auf drei bis vier Monate verkürzen. Dadurch wird Strahlenschutz einfacher, die psychische Belastung sinkt, und auch die mitzuführenden Vorräte an Nahrung und Wasser lassen sich reduzieren.

Stromversorgung für eine dauerhafte Marsbasis

Eine Station auf dem Mars benötigt deutlich mehr Energie, als ein paar Solarpanele liefern können. Zu den zentralen Verbrauchern würden zählen:

• Systeme zur Wassergewinnung aus Eis und Boden
• Anlagen zur Herstellung von Sauerstoff und Treibstoff
• Heizung der Wohnmodule gegen die extreme Kälte
• Kommunikation, Forschungslabore und Werkstätten

Allein auf Sonne zu setzen, ist dafür kaum ausreichend – besonders während langer Staubphasen. Ein kompakter Reaktor mit 20 Kilowatt und mehr kann diese Lücke schließen und würde im Grunde das Rückgrat einer Mars-„Infrastruktur“ bilden.

Wie sicher ist ein Atomreaktor im All?

Der Begriff „nuklear“ sorgt schnell für Alarm. Deshalb geht die Nasa auf Sicherheitsfragen bewusst ein. Der Reaktorbrennstoff ist so ausgelegt, dass er beim Start noch nicht kritisch ist, also keine Kettenreaktion abläuft. Erst in ausreichender Entfernung zur Erde wird das System aktiviert.

Auch die Brennstoffkeramik ist so ausgelegt, dass sie bei einem Raketenfehler möglichst intakt bleibt. Die Missionsarchitektur ist insgesamt darauf ausgerichtet, eine unkontrollierte Rückkehr in die Erdatmosphäre zu verhindern. Solche Reaktoren sollen jahrzehntelang im tiefen Weltraum verbleiben und später in sichere Umlaufbahnen manövriert werden.

Außerdem ist die Abgrenzung wichtig: Viele kennen bereits radioisotopische Energiequellen, wie sie etwa bei den Voyager-Sonden genutzt werden. Dort liefert der langsame Zerfall eines natürlichen Stoffes Wärme. Bei SR1 Freedom handelt es sich dagegen um einen „echten“ Reaktor mit steuerbarer Kettenreaktion und deutlich höherer Leistung.

Was diese Mission für die Raumfahrt insgesamt bedeutet

Mit SR1 Freedom erprobt die Nasa im Kern eine mobile Kleinkraftwerks-Technologie, die auch für andere Vorhaben attraktiv wäre: Asteroidenbergbau, Forschungsstationen auf den Eismonden von Jupiter und Saturn oder leistungsstarke Teleskope am Rand des Sonnensystems. Solche Projekte brauchen weit weg von der Sonne eine konstante, hohe Stromversorgung.

Wenn das Konzept aufgeht, könnte daraus ein neuer Industriezweig entstehen: standardisierte Weltraumreaktoren in verschiedenen Leistungsstufen, die sich je nach Mission andocken lassen. Privatunternehmen wie SpaceX oder künftige Mondlogistik-Firmen könnten so auf eine stabile Energiequelle zugreifen, ohne jedes System selbst entwickeln zu müssen.

Für die Öffentlichkeit ist vor allem eines entscheidend: Der Start Ende 2028 steht für mehr als eine weitere Sonde im All. Er beeinflusst mit, ob sich Marsreisen eines Tages ähnlich planbar organisieren lassen wie heute ein Langstreckenflug – weiterhin teuer und riskant, aber technisch beherrschbar.