Bipropellanten

Bipropellanten sind Raketentreibstoffe, die aus zwei getrennten Flüssigkeiten bestehen: Brennstoff und Oxidator. Sie werden in der Brennkammer miteinander vermischt und reagieren dort chemisch, um Schub zu erzeugen. Im Gegensatz zu Monopropellanten, bei denen eine einzelne Substanz die Reaktion auslöst, ermöglichen Bipropellanten eine gezielte Kontrolle des Mischungsverhältnisses und oft eine wiederholte Zündung für Start, Schubsteuerung und Manöver.

Zu den Systemen gehören verschiedene Typen. Hypergole Bipropellanten wie Monomethylhydrazin (MMH) mit Distickstofftetroxid (N2O4) oder Unsymmetrisches Dimethylhydrazin (UDMH) mit N2O4 zünden bei Kontakt und sind gut start- und restartfähig, allerdings toxisch und umweltschädlich. Kryogene Bipropellanten verwenden Oxidator und/oder Brennstoff bei sehr niedrigen Temperaturen, z. B. LOX/LH2 (flüssiger Sauerstoff mit flüssigem Wasserstoff) oder LOX/CH4 (Sauerstoff mit Methan). Auch RP-1/LOX ist ein weit verbreitetes bipropellantes System, das nicht hypergolisch ist und eine Zündung durch Zündsysteme erfordert.

Verwendung und Vor- sowie Nachteile: Bipropellanten ermöglichen hohe spezifische Impulse, gute Schubkontrolle und Wiederstartfähigkeit, weshalb sie in Orbitalmanövern, Triebwerken von Raumfahrzeugen und Manövriertriebwerken verbreitet sind. Nachteile sind Toxizität, Umweltbelastung, komplexe Lagerung und Handhabung sowie Sicherheits- und Kostenaspekte aufgrund der aggressiven Chemikalien.

Historisch spielten hypergole Bipropellanten eine zentrale Rolle in Raumfahrzeugen für Anteilsmanöver, wie im Lunar Module und in Orbitalmanövrier- und Triebwerken (z. B. Space-Shuttle-Systeme). Moderne Systeme setzen häufiger auf LOX/LH2, während LOX/CH4 in Entwicklung und Einsatz zunehmend an Bedeutung gewinnt.