Mit NIAC (Nasa Innovative Advanced Concepts) unterstützt die amerikanische Weltraumbehörde Projekte, die Innovationen für die Erforschung des Alls entwickeln. Darunter finden sich etwa neue Teleskope, Transportmöglichkeiten auf dem Mond und neue Raketen. Wie die Nasa jetzt bekannt gegeben hat, gibt es nach der zweiten Phase des diesjährigen Programms insgesamt sechs Projekte, die weitergeführt und unterstützt werden sollen.

Die hier gezeigten Projekte haben von der Nasa für die zweite Entwicklungsphase jeweils ein Budget von 600.000 US-Dollar erhalten. In den nächsten zwei Jahren sollen die Verantwortlichen technische Hürden meistern und beweisen, dass sich ihre Ideen in eine echte Nasa-Mission verwandeln lassen.

Die Pulsed Plasma Rocket von Howe Industries soll Weltraummissionen deutlich erleichtern. Der Raketenantrieb soll einen Schub von bis zu 100.000 Newton und einen spezifischen Impuls von 5.000 Sekunden erreichen. Damit wäre es laut Howe Industries möglich, Marsmissionen innerhalb von nur zwei Monaten abzuschließen.

Zudem soll der neue Antrieb in der Lage sein, deutlich schwerere Raumschiffe ins All zu befördern, die besser gegen die kosmische Strahlung gerüstet sind und so die Crew noch besser schützen. In der zweiten Phase wollen die Verantwortlichen nun die Masse des Raketenantriebs reduzieren, erste Experimente als Proof-of-Concept durchführen und schließlich ein Design anfertigen, das Menschen zum Mars bringen kann.

Nasa Arc (Ames Research Center) will mit einer neuen Teleskoptechnik dafür sorgen, dass weit entfernte Exoplaneten und frühe Galaxien noch deutlicher beobachtet und analysiert werden können. Dafür braucht es immer größere Teleskope, die sich aber mit aktuellen Techniken nur bedingt skalieren lassen. Abhilfe soll das Flute-Projekt schaffen.

Dabei setzen die Verantwortlichen auf ionische Flüssigkeiten, die den Spiegel des Teleskops in Schwerelosigkeit formen können. In ersten Tests haben die Wissenschaftler:innen bereits ein Missionskonzept erstellt, bei dem ein Flüssigspiegelteleskop zum Einsatz kommt, das einen Durchmesser von 50 Metern hat. Zum Vergleich: Das derzeit größte Weltraumteleskop, das James-Webb-Space-Telescope, hat einen Durchmesser von 6,6 Metern.

In der zweiten Phase wollen sich die Wissenschaftler:innen um geeignete Materialien für den Rahmen des Spiegels kümmern und analysieren, was die Risiken eines so großen Teleskops sein könnten.

Auch das MIT Haystack Obervatory arbeitet an einer neuen Teleskoptechnik, um bisher ungesehene Bereiche des Weltalls sichtbar zu machen. Dabei geht es aber nicht um besonders weit entfernte Planeten, sondern um elektromagnetische Strahlung im unteren Frequenzbereich (100 Kilohertz bis 15 Megahertz). Mit ihrem Konzept planen die Wissenschaftler:innen Tausende identische Kleinstsatelliten an einem der Lagrange-Punkte des Sonne-Erde-Systems zu positionieren.

Zusammen bilden die Kleinstsatelliten dann ein riesiges „virtuelles“ Teleskop, das die niedrigen Frequenzbereiche analysieren kann. Das neue System hat den Vorteil, dass die einzelnen Satelliten relativ günstig sind und sich leicht austauschen lassen.

In der zweiten Phase wollen die Wissenschaftler:innen eine Simulation dieses Systems erstellen und eine Roadmap entwickeln, mit der sich Go-Low in den nächsten 10 bis 20 Jahren realisieren lässt.

Das Rochester Institute of Technology will eine „revolutionäre Energiequelle“ für Missionen im Weltall anfertigen. Dabei arbeitet der Generator im Grunde wie eine Solarzelle, nur umgekehrt. Das Modul nimmt Hitze von radioisotopischen Quellen auf und wandelt diese in Infrarotlicht um. Durch diesen Prozess kann Elektrizität generiert werden. In der ersten Phase haben die Wissenschaftler:innen bereits Resultate erzielt, die etwa 4,5 Mal effektiver waren als bei einem Multi-Mission-Radioisotope-Thermoelectric-Generator, der aktuell bei Nasa-Missionen zum Einsatz kommt.

In der zweiten Phase wollen die Wissenschaftler:innen ein Konzept erstellen, um mit der neuen Technologie Elektrizität für eine künftige Satellitenmission zum Uranus zu liefern. Zudem wollen sie eine technische Roadmap erstellen, um die notwendigen Komponenten für einen solchen Generator zusammenzutragen.

Beim Nasa Jet Propulsion Laboratory arbeiten Wissenschaftler:innen an einem Schienensystem für den Mond. Dadurch könnten dort Materialien autonom von A nach B transportiert werden – etwa dann, wenn die Nasa in den 2030ern eine Mondbasis dort etablieren will. Float-Roboter würden durch Diamagnetismus über das Band schweben und dabei durch elektromagnetische Impulse Schub bekommen.

Das Schienensystem würde sich allein durch eine dünne Solarmodulschicht mit Energie versorgen. Mit einem hochskalierten Modell wäre Float in der Lage, täglich bis zu 100.000 Kilogramm Materialien mehrere Kilometer weit zu transportieren.

In der zweiten Phase geht es den Wissenschaftler:innen vor allem darum, erste Prototypen anzufertigen und diese in einer mondähnlichen Testumgebung auszuprobieren. Zudem sollen die langfristigen Umweltauswirkungen eines solchen Systems unter die Lupe genommen werden.

Scope ist ein Projekt des Nasa Goddard Space Flight Center. Die Wissenschaftler:innen befassen sich damit, wie Missionen zum äußeren Sonnensystem kostengünstiger und schneller realisiert werden können, ohne dabei auf Daten zu verzichten. Denn Eisgiganten wie Neptun und Uranus können wichtige Informationen zur Entstehung unseres Sonnensystems liefern. Um das zu erreichen, soll Scope eine Alternative zu herkömmlichen Raumfahrzeugen liefern.

Die Wissenschaftler:innen wollen dafür ein Spektrometer direkt auf ein Solarsegel drucken. Normalerweise würde ein Solarsegel einen kleinen Cubesat zu einem Zielort transportieren. Durch die Verknüpfung beider Technologien wird Geld gespart, ohne an Geschwindigkeit einzubüßen. Das Goddard Space Flight Center geht davon aus, dass solche kostengünstigen Raumfahrzeuge auch parallel zu anderen Missionen gestartet werden können, um zusätzliche Datenpunkte zu liefern.

In der zweiten Phase soll das Konzept ausgebaut und bereits entdeckte Probleme gelöst werden.