Treibstoffdepot im Orbit

Ein orbitales Treibstoffdepot ist eine Station im Erdorbit (oder an einem Lagrange-Punkt), an der Raumschiffe Treibstoff nachtanken können. Das Konzept löst ein fundamentales Problem der Raketengleichung: Der Treibstoff, der für die Reise benötigt wird, muss selbst ins All gebracht werden, was zusätzlichen Treibstoff erfordert, eine exponentielle Spirale.

Mit einem Depot im Orbit könnte ein Raumschiff leicht starten (weniger Treibstoff an Bord = kleinere, billigere Rakete), in der Umlaufbahn volltanken und dann die eigentliche Mission beginnen. Für eine Mars-Mission könnte dies die benötigte Startmasse um den Faktor 3–5 reduzieren.

Die Herausforderungen sind beträchtlich: Kryogene Treibstoffe (Flüssigwasserstoff, Flüssigsauerstoff) verdampfen im Vakuum durch Sonneneinstrahlung (Boil-off). Zero-Boil-Off-Technologien (aktive Kühlung, Multi-Layer-Isolation) werden entwickelt, um den Verlust zu minimieren. Der Transfer von kryogenen Flüssigkeiten in Schwerelosigkeit ist komplex, da sich Flüssigkeit und Gas ohne Schwerkraft nicht klar trennen.

SpaceX' Starship-Architektur setzt auf orbitales Betanken: Ein Starship für Mars-Missionen soll nach dem Start durch mehrere Tankerflüge in der Erdumlaufbahn vollgetankt werden. Die NASA hat SpaceX mit der Demonstration des Orbital-Transfers von Treibstoff beauftragt.