Was ist ein Scramjet?
Herkömmliche Raketen erzeugen Schub, indem sie flüssigen Brennstoff mit einem Oxidationsmittel, üblicherweise flüssigem Sauerstoff, kombinieren. Sowohl der Brennstoff als auch das Oxidationsmittel nehmen viel Platz ein, was zu Raketen führt, die sehr groß sein müssen, um den für den Start eines Satelliten in die Umlaufbahn erforderlichen Schub zu erzielen. Beispielsweise sind 8 Gramm Sauerstoff erforderlich, um 1 Gramm Wasserstoff, einen typischen Raketentreibstoff, zu entzünden. Damit eine Rakete sowohl Treibstoff als auch Oxidationsmittel aufnehmen kann, sind Behälter für beide erforderlich, wodurch das Gesamtgewicht der Rakete weiter erhöht wird und eine noch größere Menge Treibstoff erforderlich ist, um eine bestimmte Nutzlast in die Umlaufbahn zu befördern. Herkömmliche Raketen benötigen ein komplexes Netzwerk von Rohren und Löchern, um sicherzustellen, dass sich Kraftstoff und Oxidationsmittel während des Startvorgangs gleichmäßig und schnell vermischen.
Der Scramjet (Supersonic Combustion Ramjet) verwendet Luftsauerstoff als Oxidationsmittel, ohne dass ein integriertes Oxidationsmittel erforderlich ist. Eine große Schaufel an der Vorderseite des Fahrzeugs saugt Luft an, während Bordsysteme Sauerstoff von der Luft isolieren, komprimieren und in einen Kraftstoffstrom einleiten, wenn der Sauerstoff dann zur Verbrennung und Erzeugung von Schub verwendet wird. Damit ein Scramjet genügend Sauerstoff für einen sich selbst erhaltenden Flug aufnimmt, muss er sich bereits mit Überschallgeschwindigkeit bewegen. Aus diesem Grund muss ein Scramjet zu Beginn seines Fluges an eine konventionelle Rakete angekoppelt werden.
Der erste erfolgreiche Scramjet-Versuch fand am 16. August 2002 statt, als das HyShot-Team der University of Queensland seine Scramjet-Rakete von einer Startrampe in Woomera, Australien, startete. Der auf einer Terrior Orion-Rakete montierte Scramjet erreichte eine Geschwindigkeit von Mach 7,7 und flog insgesamt 6 Sekunden lang, was beweist, dass das Scramjet-Prinzip funktioniert. Die NASA hat großes Interesse an der Scramjet-Technologie bekundet und das Hyper-X-Programm ins Leben gerufen, eine Kooperation zwischen dem Langley Research Center in Hampton, Virginia, und dem Dryden Flight Research Center in Edwards, Kalifornien, um die Scramjet-Technologie in die Praxis umzusetzen.
Eines Tages könnten Scramjets Passagiere von Tokio aus in weniger als zwei Stunden abholen, fast zehnmal schneller als herkömmliche Flugzeuge. Da ein Scramjet keine Oxidationsmitteltanks enthält, kann er viel leichter, schneller und letztendlich billiger als herkömmliche Raketentechnologie sein. Sein einziger Auspuff ist Wasser, das durch die Kombination von Wasserstoff, dem Treibstoff, mit Sauerstoff und dem Oxidationsmittel freigesetzt wird, und es muss keine riesigen leeren Tanks entsorgt werden, wie dies bei herkömmlichen Raketen der Fall ist. Der Scramjet ist möglicherweise das am besten geeignete Werkzeug, um Nutzlasten und Passagiere in einer zukünftigen Ära der kommerzialisierten Raumfahrt in die Umlaufbahn zu bringen.