Die USA wollen künftig ein Raumfahrzeug mit Kernenergie antreiben und versorgen. - Foto: Antares Nuclear, Inc. 2026
In Kürze:
Die USA haben das Start-up Antares beauftragt, einen Kernreaktor für Weltraummissionen zu entwickeln.
Zunächst ist eine nukleare Bodendemonstration geplant.
Insgesamt investieren die USA bis zu 2,2 Milliarden US-Dollar für neue Auftragsvergaben in diesem Bereich bis 2031.
Bereits seit Jahren tüfteln Unternehmen und Raumfahrtorganisationen an einem Einsatz eines Kernreaktors für eine stabilere Stromversorgung in einem Raumfahrzeug. Kerntechnik im All gibt es allerdings schon länger in Form von Nuklearbatterien. Nun soll ein Durchbruch künftig längere Weltraummissionen ermöglichen.
Einen Vorstoß in diese Richtung wagte im September das Beschaffungsamt der US-Luftwaffe für die Weltraumstreitkräfte. Die US-Behörde beauftragte dazu das US-amerikanische Start-up Antares Nuclear, die Kernenergie im Weltraum voranzutreiben.
Dazu erhält Antares von der Behörde Fördermittel in Höhe von 161 Millionen US-Dollar (142,6 Millionen Euro). Nach Angaben des Start-ups sei dies aktuell der größte Auftrag des Verteidigungsministeriums im Bereich der Weltraumkernenergie.
Der Firmensitz von Antares Nuclear in Torrance im US-Bundesstaat Kalifornien.
Foto: Antares Nuclear, Inc. 2026
Demonstration eines Weltraumreaktors
Das erst 2023 gegründete Unternehmen hat sich auf die Entwicklung von kompakten, modularen Mikro-Kernreaktorenspezialisiert. Diese sind für die militärische Energieversorgung und die Raumfahrt gedacht. Jordan Bramble, Geschäftsführer und Mitbegründer von Antares sagte:
„Der Weltraum steht seit der Gründung des Unternehmens im Mittelpunkt der Antares-Vision. Diese Partnerschaft mit der Space Force verwandelt diese langjährige Vision in eine konkrete Weltraummission. Die Kernspaltung wird strategische Fähigkeiten erschließen, die heute noch unmöglich sind.“
Im Rahmen dieses Programms plane Antares zunächst eine nukleare Bodendemonstration des Weltraumreaktors R1-S. Vor dem Start wolle das Start-up R1-S in ein Raumfahrzeug integrieren, um die Flugzulassung zu erlangen. Das Unternehmen beabsichtige zudem eine einsatzfähige Boden-zu-Weltraum-Anlage mit seinem stromerzeugenden Reaktor „Mark-1“ mit Energie zu versorgen. Ein Test dafür ist 2027 vorgesehen. Der 161-Millionen-Dollar-Deal fördert beide Reaktoren.
Am 4. Juni 2026 habe der Nulleistungs-Mikroreaktor „Mark-0“ von Antares laut eigenen Angaben unter der Genehmigung des Energieministeriums die Kritikalität, eine sich selbst erhaltende Kettenreaktion, erreicht. Es ist das erste Mal, dass ein Privatunternehmen dieses Ergebnis erzielt habe.
Die Montage eines Mark-0-Reaktors durch das Start-up Antares.
Foto: Antares Nuclear, Inc. 2026
Der Mark-1-Reaktor des Unternehmens soll 2027 mehr als sechs Monate in Betrieb sein. Seine elektrische Leistung ist mit bis ein Megawatt angegeben, die er theoretisch über einen Zeitraum von vier bis sechs Jahre erbringen kann.
Die Auszeichnung unterstützt die im US-Dekret 14369 „Sicherung der amerikanischen Weltraumüberlegenheit“ festgelegten Ziele. Dazu zählt, Kernreaktoren bereits ab 2028 in den Weltraum und bis 2030 auf den Mond zu bringen.
Neben der R1-S-Mission von Antares strebt auch die NASA eine konkrete zivile Weltraummission an – ebenfalls mit Kernenergie. Das unter dem Namen „Space Reactor-1 Freedom“ (SR-1) aufgeführte Programm soll Ende 2028 zum Mars starten. Bei dieser Mission soll ein Kernreaktor erstmals auch Energie für den Antrieb des Raumfahrzeugs außerhalb der Erdumlaufbahn bereitstellen.
Die staatliche Auftragsvergabe an Antares ist eine von mehreren. Ende August hat die US-Armee verkündet, dass Antares Mikroreaktoren an den Standort Fort Bragg im US-Bundesstaat North Carolina liefern solle.
Die Auftragsvergaben sind Teil des „Janus-Programms“ der US-Armee. Dieses wiederum ist Teil einer Initiative zur Entwicklung mobilerer Stromversorgungskapazitäten zur Unterstützung militärischer Operationen in abgelegenen Regionen.
Für diese neuen Auftragsvergaben stellen die USA insgesamt bis zu 2,2 Milliarden US-Dollar für ausgewählte Unternehmen bis 2031 bereit. Die Höhe der Gesamtförderung hängt davon ab, ob die Unternehmen die Projektmeilensteine erreichen. Die US-Armee erwartet, dass die Unternehmen im Rahmen dieser Verträge in Summe mehr als 20 Kernreaktoren liefern werden.
Oftmals generieren die Raumfahrtorganisationen Strom durch Sonnenlicht mithilfe von Solarzellen. Deren Ertrag ist begrenzt und sie funktionieren in zunehmender Entfernung zur Sonne schlechter und im Schatten von Himmelskörpern nicht.
Ebenso gibt es Nuklearbatterien, auch Radioisotopengeneratoren genannt. Sie wandeln die thermische Energie oder die Zerfallsstrahlung eines Radionuklids, meist Plutonium-238, in elektrische Energie um.
Erstmals setzten die USA 1961 mit dem Transit 4A einen RTG ein. Seither flogen Dutzende mit RTGs ausgestattete Raumfahrzeuge in den Orbit – und darüber hinaus. Dazu zählten Pioneer 10 und 11, Voyager 1 und 2, Galileo, Ulysses, Cassini und New Horizons.
Die RTGs haben den Vorteil, dass sie leicht und zuverlässig genug für eine Weltraumsonde sind. Zudem können sie ausreichend lange Strom liefern. Ihre elektrische Leistung beträgt meist ein paar 100 Watt, ihre Lebensdauer Jahrzehnte. Sie betreiben Instrumente und die Heizung.
Bei kompakten Kernreaktoren denken viele auch an die SMR-Anlagen (Small modular Reactor). Allerdings gibt es klare Anwendungsunterschiede. Während SMR rund 50 bis 300 MW Leistung haben, liegt die von dem Mark-1-Reaktor nur bei bis zu 1 MW. Zudem ist letzterer nicht für den Netzanschluss, sondern für eine Insellösung ausgelegt.
Die internationale Schifffahrt fährt noch weitestgehend mit Schweröl.
Alternative Antriebskonzepte wie E-Antriebe, Dual-Fuel-Motoren und die Windkraft sollen künftig zur Dekarbonisierung beitragen.
Vor allem die größten Schiffe lassen sich mit vorhandener Technik kaum dekarbonisieren.
Ein mittelgroßes Segel-Frachtschiff erreicht hingegen eine fast 90-prozentige CO₂-Reduktion.
In Zukunft soll zudem eine neue Handelsroute durch die Arktis erschlossen werden.
Industriegüter, gewerbliche Waren oder Flüssigprodukte wie Chemikalien und Energieträger: Einen Großteil davon transportieren Fracht- oder Tankschiffe täglich über die Weltmeere. Diese riesigen maritimen Transportfahrzeuge sind ein wichtiges Werkzeug, um die Weltwirtschaft und letztlich auch unsere Zivilisation am Laufen zu halten.
Aktuell fahren praktisch alle dieser Ozeanriesen mit Schweröl oder Diesel. Die Schifffahrt ist daher für rund 2 bis 3 Prozent der weltweiten menschengemachten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Das soll sich ändern: Die Internationale Seeschifffahrtsorganisation (IMO) strebt bis 2050 die Klimaneutralität an.
Das große Containerschiff CMA CGM MEXICO durchquert am 14. November 2019 den Suezkanal in Ägypten. Vor allem große Schiffe werden bis heute von Schweröl angetrieben und erzeugen entsprechende Abgase.
Foto: vale_t/iStock
Haben E-Schiffe Zukunftspotenzial?
Um dieses Ziel der Dekarbonisierung zu erreichen, haben Ingenieure in den vergangenen Jahren mehrere alternative Antriebskonzepte für Schiffe entwickelt. Eines davon ist die Elektrifizierung. Nach demselben Prinzip gibt es bereits E-Autos, E-Roller, kleine E-Flugzeuge. Große, vollelektrische Schiffe sucht man auf den Weltmeeren vergeblich. Auch mittelgroße elektrische Kreuzfahrtschiffe existieren bislang nur als Entwurf.
Dazu teilte der Deutsche Bundestag im Januar 2026 in einem Bericht mit:
„Die Schifffahrt gehört – ähnlich wie die Luftfahrt – zu den Sektoren, die sich am schwersten dekarbonisieren lassen. Aufgrund der langen Transportwege und der notwendigen Energiedichte bieten sich hybride oder batterieelektrische Lösungen in den meisten Fällen nicht an.“
Manche Fachleute, wie der Industrie-Influencer Konrad Wolfenstein, sehen dennoch eine Zukunft in der batteriebetriebenen Schifffahrt. Entscheidend seien laut Wolfenstein die immer günstiger werdenden Batterien, wodurch sich diese Antriebsart zunehmend etabliert. „Was gestern physikalische Einschränkung war, ist morgen eine überwundene Hürde. Das lehrt die Geschichte der Lithium-Ionen-Batterie, und es lehrt auch der gerade anlaufende Wandel in der Schifffahrt“, sagte er.
Derzeit beschränkt sich dies vor allem auf kleine Schiffe wie die „Yara Birkeland“. Sie ist das weltweit erste vollelektrische und autonome Containerschiff ohne direkte Emissionen. Für ganz große Schiffe und weltumspannende Seerouten ist dies allerdings aufgrund der zu geringen Energiedichte der Batterien aktuell nicht realisierbar.
Als Hybrid existiert etwa das Frachtschiff „MV Yampu“. Es besitzt ein Batteriesystem mit einer Kapazität von 6.758 Kilowattstunden. Aufgeladen werden sie am Hafen. Den Schiffsdiesel als Haupttreibstoff kann das Batteriesystem aber nicht vollständig ersetzen. In den technischen Daten ist angegeben, dass die MV Yampu rund 40 Prozent ihrer Fahrtzeit batteriebetrieben vorankommen kann. Das soll die direkten CO₂-Emissionen um 40 Prozent senken.
Nicht in der Emissionsrechnung enthalten ist die indirekte CO₂-Bilanz des Ladestroms. Im Vergleich zum Vorgängermodell spart die MV Yampu bei gleicher Fahrleistung mehr als 500.000 Liter Diesel pro Jahr.
Kann Ammoniak fossile Brennstoffe von den Ozeanen verbannen?
Ein großer Hoffnungsträger, um fossile Brennstoffe in der Schifffahrt tatsächlich zu ersetzen, ist Ammoniak. Der südkoreanische Konzern HD Hyundai Heavy Industries (HHI) hat dazu im Frühling dieses Jahres zwei mittelgroße Gastanker eingeweiht und betriebsbereit gemacht. Sie tragen die Namen „Antwerpen“ und „Arlon“. Weitere Schiffe wurden bereits bestellt.
Die Namensgebungszeremonie von HD Hyundai Heavy Industries am 9. April 2026 für zwei mittelgroße Gastanker, die mit Ammoniak-Dual-Fuel-Motoren ausgestattet sind.
Sie sind mit Dual-Fuel-Motoren ausgestattet, die dauerhaft mit CO₂-freiem Ammoniak fahren könnten. Falls kein Ammoniak verfügbar ist, können sie auch mit konventionellem Kraftstoff betrieben werden. HHI zeigt sich in diesem Punkt aber optimistisch: Der Konzern schätzt, dass es in den kommenden Jahren mehr Ammoniak auf dem Weltmarkt geben wird als heute.
Grüner Ammoniak ist dafür noch deutlich teurer als herkömmlicher Schiffstreibstoff. Er kostet zwei- bis dreimal mehr als Schweröl. Zudem birgt Ammoniak gewisse Gefahren mit sich. Ammoniak ist giftig, ätzend und unbekannt für Seeleute, die an Schweröl gewöhnt sind. Das Schiffs- und Hafenpersonal, das damit hantiert, benötigt entsprechende Kenntnisse für eine sichere Handhabung.
Der Luftfahrtkonzern Airbus hat ebenfalls Dual-Fuel-Motoren in einem Schiff erprobt, um die Schiffsemissionen zu reduzieren. Anstatt Ammoniak verbrennen diese grünes Methanol. Daneben läuft der Motor auch mit konventionellem Schiffsdiesel. Trotz der üblichen Bezeichnung können manche Dual-Fuel-Motoren auch mehr als zwei Kraftstoffe verwerten, was die Flexibilität der Reedereien weiter erhöht.
Laut Airbus haben sich durch den Einsatz von Grünem Methanol die CO₂-Emissionen des Schiffs halbiert. Allerdings verfügt das Schiff über eine weitere Antriebshilfe in Form großer Säulen – und einem Aerodynamikeffekt.
Visualisierung des neuen Schiffes, das von Airbus gechartert und von Louis Dreyfus Armateurs betrieben wird.
Foto: Airbus SAS und weitere Unternehmen und Geschäftsbereiche 2017 – Alle Rechte vorbehalten
Windkraft nur als Ergänzung
Neben fossilen oder grünen Treibstoffen machen sich Schiffe – damals wie heute – die Windkraft zunutze. Heutzutage müssen es aber nicht immer die bekannten Stoffsegel sein. Die Ingenieure setzen vielmehr auf moderne Lösungen wie Rotor- oder Flügelsegel, Zugdrachen sowie computerbasierte Steuerungssysteme.
Unter den Windantrieben kommt momentan der sogenannte Flettner-Rotor am häufigsten zum Einsatz. Von außen erscheint er wie eine glatte, hohe Säule. Sobald sie ausreichender Windströmung ausgesetzt ist, wird sie in Drehung versetzt und rotiert mit mehreren Hundert Umdrehungen pro Minute. Anders als beim Windrad generiert sie aber keinen Strom. Die Drehbewegung erzeugt stattdessen durch den sogenannten Magnus-Effekt einen Unterdruck und eine Kraft quer zur Anströmung. Diese zieht das Schiff nach vorn.
Manche Schiffe besitzen zwei, vier oder noch mehr Flettner-Rotoren. Das genannte Schiff von Airbus besitzt sechs. Neu ist diese Erfindung nicht. Sie stammt von dessen Erfinder und Namensgeber Anton Flettner. Er entwickelte den Säulenrotor in den 1920er Jahren.
Bei einem weiteren Konzept erzeugen Windgeneratoren in ausgedienten und teilweise offenen Containern Strom. Unterstützend befinden sich Solarmodule auf dem Containerdach, die weitere Kilowattstunden generieren sollen.
Im Rahmen der laufenden Erprobung erreichte ein Containerschiff mit zwei solchen Windkraft-Solar-Containern, die sich auf gewöhnlichen Warencontainern befanden, am 24. August 2026 Island. Der dabei erzeugte Strom fließt ins Bordnetz und entlastet die Generatoren. Das dahinterstehende europäische Forschungsprojekt WHISPER erhofft sich mit diesem Konzept eine Kraftstoffeinsparung von gut 15 Prozent. Ob das gelingt, bleibt abzuwarten.
Aufsehenerregend war auch die im Jahr 2017 errichtete „Pyxis Ocean“. Dieser Frachter hatte zwei sogenannte WindWings – zu Deutsch: Windflügel. Diese großen, senkrecht in den Himmel ragenden Flügelsegel stellen sich durch Windsensoren automatisch richtig in den Wind und schieben das Schiff bei passenden Windbedingungen in Fahrtrichtung. Der Einsatz dieser 37,5 Meter hohen Segel brachte eine jährliche durchschnittliche Treibstoff- und CO₂-Einsparung von rund 14 Prozent.
Fast 90 Prozent CO₂-Reduktion
Das momentan größte Segelfrachtschiff ist die französische „Neoliner Origin“. Mit einer Länge von 136 Metern besitzt er zwei Masten mit Segeln. Das Schiff kann dabei bis zu 5.000 Tonnen Fracht transportieren. Für ein Segelschiff ist der Neoliner beachtlich groß, in der Kategorie der Frachtschiffe ist er allerdings noch klein. Die ganz großen Kaliber erstrecken sich über eine Länge von rund 400 Metern und können mehrere Hunderttausend Tonnen zuladen.
Ähnliche konventionelle Schiffe verbrauchen 13 bis 15 Tonnen Kraftstoff pro Betriebstag, Neoliner Origin hingegen nur rund 1,5 Tonnen. Das bedeutet eine CO₂-Ersparnis von bis zu 90 Prozent.
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Die Neoliner Origin, das erste segelbetriebene Frachtschiff der neuen Generation, liegt am 6. Oktober 2025 im Hafen von Marseille vor Anker. Dieses transatlantische Schiff kann die Treibhausgasemissionen massiv reduzieren.
Foto: Miguel Medina/AFP via Getty Images
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Der Neoliner Origin mit ausgefahrenen Segeln am 18. Juni 2025.
Doch egal welches Windsystem zum Einsatz kommt: Noch kann keines den fossilen Motor vollständig ersetzen, sondern nur entlasten, zumindest wenn die Reedereien ihre straffen Zeitpläne einhalten wollen.
Zwar kann das Segelschiff mehr als genug Windenergie für den Vortrieb ernten, aber nur, wenn auch der Wind weht. Um bei Flaute möglicherweise nicht stunden- oder tagelang vor sich hinzutreiben, muss ein flexibler, meist fossiler Motor einspringen.
Neue Eis-Route für die Schifffahrt
Die Zukunft der Schifffahrt ist jedoch nicht nur durch CO₂-neutralere Antriebsarten gekennzeichnet. Ein wichtiger Aspekt sind auch neue Handelsrouten. Die See- und Handelsrouten haben sich bereits über den gesamten Globus ausgedehnt und verbinden alle Kontinente miteinander.
Wichtige Abkürzungen sind etwa der Panamakanal in Zentralamerika und der Suezkanal in Ägypten. Fährt ein Schiff von New York nach San Francisco, spart es sich mit dem Panamakanal rund 15.000 km und rund drei Wochen Reisezeit. Bei der Route von Jeddah in Saudi-Arabien zur griechischen Gemeinde Piraeus ist die Ersparnis bei Durchfahrt durch den Suezkanal noch gravierender: statt 11.207 km müssen die Kapitäne nur 1.316 km fahren.
Der Suezkanal ist damit für die asiatisch-europäische Handelsverbindung von zentraler Bedeutung. Diese nutzt unter anderem Südkorea, um Waren nach Europa zu verschiffen. Internationale Konflikte um das Rote Meer herum zeigen jedoch, wie anfällig diese Meerengen sind.
Eine noch nicht etablierte Route erprobt momentan Südkorea: die Nordost-Passage im arktischen Meer entlang der nordrussischen Küste. China hat hier bereits einen Fahrplan mit mindestens acht Fahrten pro Jahr errichtet. Südkoreas Probefahrt soll seinerseits zeigen, wie sicher ein Schiff durch das Eis kommt und ob diese Route überhaupt wirtschaftlich ist.
Das Schiff mit dem Namen „Panstar Acro“ startete am 22. August 2026 in der südkoreanischen Hafenstadt Busan. Es erreicht Rotterdam nach einem Zwischenstopp in Polen Mitte September und startete am 19. September seine Rückfahrt. Die Distanz über die Nordroute beträgt laut Südkoreas Regierung rund 13.000 Kilometer. Das ist rund 35 Prozent kürzer als die übliche südliche, rund 20.000 km lange Verbindung durch den Suezkanal, entlang der maritimen Seidenstraße.
Bis 2030 will Südkorea eine reguläre Verbindung zwischen Südkorea und Europa installieren. Hierfür sammelt die „Panstar Acro“ wichtige Daten wie Fahrtdauer, Entfernungen, Energiebedarf und Betriebskosten. Obwohl die Route über das Arktismeer kürzer ist, können die Eismassen neue Herausforderungen darstellen. Entscheidend ist, welche Schiffe wie gut durch das Eis kommen, ob Spezialausrüstung, begleitende Eisbrecher eine Zusatzversicherung oder für diese Bedingungen ausgebildetes Personal nötig ist.
Fragwürdig ist besonders der Umweltaspekt. Ein erhöhter Schiffsverkehr im arktischen Meer mit konventionellen Treibstoffen kann die Rußablagerung auf den Eisflächen erhöhen. Das senkt die Albedo (Rückstrahlvermögen) und fördert das Schmelzen des Eises. Ebenso können Schiffe die Lebensräume der arktischen Tierwelt stören.
Zudem bestehen Einschränkungen hinsichtlich der erlaubten Kraftstoffe in nordischen Gewässern. Auch das Verbot zur Beförderung von Schweröl ist geplant. Somit wäre eine Durchfahrt mittelfristig ohnehin nur mit alternativen Treibstoffen oder Antrieben wie oben genannt möglich. Vor allem große Reedereien meiden diese Route.
Steigender Arktis-Verkehr?
Dass die Nordroutenverbindung an Bedeutung gewinnt, liegt maßgeblich an den Möglichkeiten durch wärmer werdendes Klima und zurückgehenden Eisflächen. Im Sommer können normale Schiffe sie benutzen. In den Wintermonaten sind allerdings Eisbrecher nötig, um sich einen Weg durch das Eis zu bahnen.
Dadurch sind die Verkehrszahlen im Arktischen Ozean zwar zuletzt deutlich gestiegen, spielen im weltweiten Warenverkehr aber eine untergeordnete Rolle. Nach Daten des Centre for High North Logistics gab es im vergangenen Jahr insgesamt 103 Schiffsfahrten über die Northern Sea Route. 2024 waren es noch 97 und 2022 nur 43. Zum Vergleich, den Suezkanal passierten 2023, vor den Konflikten im Nahen Osten, ebenfalls rund 40 Schiffe – allerdings pro Tag.
Zudem sind die Schiffe, die die Nord-Ost-Passage befahren, klein – und oft wenig beladen. Eines davon ist die „Panstar Acro“. Sie kann normalerweise rund 2.400 TEU (20-Fuß-Standardcontainer) transportieren. Für die Arktisroute hatte sie jedoch nur rund 800 TEU geladen, ein Teil davon leer. Große Containerschiffe können hingegen bis zu 24.000 TEU laden und sind regelmäßig stark ausgelastet.
Trotz dünnem Eis kann es auf der Arktisroute aber dennoch passieren, dass sich ein Schiff festfährt. Das Risiko einer längeren Verzögerung fährt somit oftmals mit, was massive Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit haben kann.
Ein Mercedes-AMG GT 4-Türer-Coupé ist während einer Präsentation des Axialflussmotors für Elektrofahrzeuge im Mercedes-Benz-Motorenwerk am 9. Juni 2026 in Berlin zu sehen. - Foto: Sean Gallup/Getty Images
In Kürze:
Der Axialflussmotor geht bei Mercedes in die Serienproduktion.
Im Gegensatz zu herkömmlichen E-Motoren hat er eine höhere Leistungsdichte.
Er ist ab sofort exklusiv in zwei Mercedes-Modellen erhältlich.
Mercedes-Benz will für einen Durchbruch bei der Elektromobilität sorgen. Anfang Juni hat der Autobauer in seinem Werk Berlin-Marienfelde mit der Großserienproduktion des neuen elektrischen Axialflussmotors begonnen.
Der Hochleistungsmotor kommt im neuen Mercedes-AMG GT 4-Türer Coupé zum Einsatz. Es ist das erste Mal überhaupt, dass diese Form von E-Motor in einem reinen Elektroserienfahrzeug verbaut ist. Zuvor war er schon im Ferrari SF90 Stradale eingebaut – zwischen dessen V8-Biturbo-Motor und Getriebe. Mehrere Prototypen griffen ebenfalls auf die Technik zurück.
Der Hersteller möchte den Hauptstadtstandort nun als Kompetenzzentrum für die Herstellung von High-Performance-Elektromotoren etablieren. Michael Schiebe, Vorstandsmitglied bei Mercedes-Benz, bezeichnete die Vermarktung des Axialantriebs als „wegweisende Innovation“. Gleichzeitig erhofft er sich neuen Aufwind für die angeschlagene deutsche Automobilbranche. Er sagte:
„Damit setzen wir ein starkes Zeichen für technologische Führungsstärke, operative Exzellenz und den Wandel der Automobilindustrie in Deutschland.“
Was ist anders am Axialflussmotor?
Eine komplett neue Erfindung ist der Axialflussmotor nicht. Zur Zeit der Disketten fand dieses Bauprinzip unter anderem in Diskettenlaufwerken Anwendung. Heutzutage nutzen ihn auch manche Drohnen sowie elektrische Flugzeuge.
In Elektrofahrzeugen sind bisher hingegen meist Radialflussmotoren verbaut. Ihr Magnetfeld fließt – namensgebend – radial. Dabei bilden die Feldlinien aus Blickrichtung der Achse ein Kleeblattmuster. Im Axialflussmotor, auch Scheibenläufermotor genannt, fließt das Magnetfeld axial, also parallel zur Drehachse. Könnte man die Feldlinien sehen, sähe man aus identischem Blickwinkel lediglich Strahlen.
Die Unterschiede ergeben sich aus der grundverschiedenen Anordnung der Bauteile. Während sich in Radialflussmotoren der Rotor entweder in oder um einen festen Stator dreht, besteht der Axialflussmotor aus hintereinanderliegenden Scheiben von Rotoren und Statoren. Der Rotor dreht sich also zwischen zwei Statoren oder zwei Rotoren drehen sich um einen Stator. Beides ist möglich. Mercedes verwendet Ersteres.
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Axialflussmotoren gibt es seit Jahrzehnten. Sie kommen unter anderem in Computerlaufwerken vor. Der wesentliche Unterschied zu Radialflussmotoren liegt in der Richtung der Wicklung der Kupferspulen.
Beim Axialflussmotor wirken die Kupferwicklungen wie gestapelt und ergeben ein vielblättriges Kleeblattmuster. Neue Fertigungsverfahren erlauben sogar den 3D-Druck von Spulen.
Foto: Ladislav Kubeš/iStock
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Bei Radialflussmotoren sind die Spulen selbst strahlenförmig angeordnet. Das Kleeblatt ist hier unsichtbar in den magnetischen Feldlinien verborgen.
Die Spulen des Radialflussmotors sind klassisch gewickelt und bei kleinen Motoren oft tatsächlich rund. Bei größeren Motoren erfolgt die Wicklung oft um einen (sehr) in die Länge gezogenen Eisenkern.
Foto: Remigiusz Gora/iStock
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Ein Industriemotor in Radialbauweise. Gut zu sehen sind die außen liegenden Kupferdrahtwicklungen sowie der einzeln liegende, sich innerhalb drehende Rotor mit Achse. Dadurch ergibt sich eine zylindrische Bauform.
Im Kleinen wie im Großen ist ein Axialflussmotor scheibenförmig aufgebaut. Zum feierlichen Start der Großserienproduktion präsentierte Mercedes-Benz die einzelnen Segmente. Ein Großteil der Entwicklungsarbeit steckt im Rotor (3. v. l., im Glaskasten).
Die in der Draufsicht dreieckigen, scheinbar gestapelten Kupferspulen des Axialflussmotors sind in der Segmentansicht nur zu erahnen. Für die Herstellung aus Rechteckdraht mussten eigene Biegemaschinen entwickelt werden.
Als Mercedes den Axialflussmotor beschrieb, bezeichnete der Hersteller ihn als „V8 des Elektrozeitalters“. Das begründe sich mit einer höheren Drehmoment- und Leistungsdichte als beim Radialflussmotor. Auch im Dauerbetrieb sei die Leistung höher, was an der besseren Kühlung liege.
Die Testfahrten sollen überzeugt haben: Der Hersteller testete im Vorfeld das Concept AMG GT XX im süditalienischen Nardò ausgiebig. Trotz mehrerer Rennstarts mit voller Beschleunigung sei auf Dauer kein Leistungsverlust aufgetreten.
Zudem ist die Bauweise des Axialmotors kompakter und leichter. An der Vorderachse misst er lediglich in der Breite knapp 9 Zentimeter. Noch kompakter ist er an der Hinterachse. Hier weisen die beiden E-Motoren nur rund 8 Zentimeter in der Breite auf.
Axialflussmotoren sind aufgrund ihrer Bauweise sehr kompakt. Die fertigen Motoren von Mercedes-Benz messen weniger als 10 Zentimeter in der Breite (hier liegend auf dem Band). Ihr Durchmesser ist dafür etwas größer und entscheidet maßgeblich über das Drehmoment.
Diese Effizienzsteigerung wirkt sich auf die Fahrleistung aus. Der Stuttgarter Konzern gibt für das neue Mercedes-AMG GT 4-Türer Coupé eine Beschleunigungsdauer von nur 2,1 Sekunden vom Stand auf 100 Kilometer pro Stunde an. Das ist im Bereich der Beschleunigungsleistung eines Formel-1-Rennwagens. Die Leistung gibt Mercedes mit bis zu 1.169 PS an. Die Höchstgeschwindigkeit des GT Coupé soll bei rund 300 Kilometern pro Stunde liegen.
Doch der Axialflussmotor bringt auch noch Herausforderungen mit sich. Durch seine anspruchsvollere Bauart sind die Produktionskosten höher als beim Radialflussmotor. Ebenfalls erfordern die kompakte Bauform und hohe Leistungsdichte des Motors laut Mercedes komplett neue Fertigungsverfahren, die auch für die Großserie geeignet sind.
Wann kann man den Motor kaufen?
Der Motor allein ist nicht im Handel erhältlich. Ebensowenig kann er einfach so in ein bestehendes E-Auto eingebaut werden und dessen Motoren ersetzen. Die einzelnen Komponenten müssen miteinander kompatibel sein, sowohl bau- als auch steuerungstechnisch. Zudem sind die Raummaße wie beschrieben andere. Und Yasa Limited, der Entwickler, gehört zu 100 Prozent Mercedes-Benz.
Daher ist der Axialmotor aktuell nur im Ferrari und im neuen Mercedes-AMG GT 4-Türer Coupé bestellbar. Der deutsche Hersteller bietet das E-Auto in zwei Versionen an: dem GT 55 und dem GT 63 – beide mit einem sechsstelligen Preisschild versehen.
Für deutlich weniger Geld sind Motoren dieser Bauart im Fachhandel für den Modellbau erhältlich und werden teils unter der Bezeichnung der bürstenlosen Motoren ohne weitere Kennzeichnung vertrieben. Im Regelfall ist ihr Durchmesser größer als ihre Breite. Ein sicheres Erkennungsmerkmal ist das jedoch nicht.
