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Heißer Dampf treibt

Technik. - Um einen Ballon leichter als Luft zu machen, gibt es in der Regel zwei Möglichkeiten. Entweder wird Helium verwendet. Das ist sehr leicht, aber relativ teuer in der Gewinnung. Oder im Ballon wird ganz normale Luft erhitzt. Die hat aber nicht einmal halb soviel Auftrieb wie Helium und so müssen die Ballons sehr groß sein. Heute haben die Forscher den ersten wirklich frei fliegenden Dampfballon in die Berliner Luft geschickt.

Von William Vorsatz |
    Die historische Werkhalle auf dem Gelände des Technologie- und Innovationsparks in Berlin ist 160 Meter lang und 20 Meter hoch. Da verliert sich der knapp vier Meter hohe Versuchsballon unten am Boden fast. Das Gefährt hat auch einen Namen: HeiDAS UH. Die Abkürzung steht für "HeißDampf-AeroStat - ultraheiß". Der Ingenieur Alexander Bormann vom Institut für Luft- und Raumfahrt der Technischen Universität Berlin:

    "Aerostat, ein Überbegriff für Luftschiffe, und Dampf ist in diesem Fall Wasserdampf, der als Auftrieb für den Ballon dient, im Gegensatz zu dem Vorgängermodell ist dieser Ballon mit deutlich höheren Temperaturen in der Luft, als das, was man bisher überhaupt in der Ballonfahrt kennt."

    Der Wasserdampf wird 300 Grad heiß. Er hat einen fast dreimal höheren Auftrieb als heiße Luft, die sonst meist als Auftriebmittel genommen wird. Denn Wasserdampf enthält vor allem Wasserstoff: Das leichteste Element. Der Wasserdampf kommt von einem Sauerstoff- Wasserstoff-Reaktor. Dieser steht am Boden, gleich neben dem startbereiten Ballon. Um die hohen Temperaturen auch während der Fahrt zu halten, hängen unten eine Propangasflasche und ein Brenner dran, dort, wo sich normalerweise der Lastkorb befindet.

    Es ist soweit: der Ballon erhebt sich, steigt mit einem halben Meter pro Sekunde auf und schwebt bald unter dem Dach durch die Werkhalle. Die Idee, Wasserdampf statt heißer Luft zu nehmen, wurde schon Anfang des vergangenen Jahrhunderts aufgegriffen und von dem Forscher Hugo Erdmann zum Patent angemeldet. Aber der damalige Ballon kam über ein Versuchsstadium nicht hinaus. Der Wasserdampf wurde nicht heiß genug. Weil es noch keine modernen Isolationsstoffe für die Ballonhülle gab. Die Luftfahrtingenieure versuchten sich damals mit Daunenfedern. Aber die waren einfach zu schwer. Die Außenhaut hatte den Wasserdampf außerdem durchgelassen. Denn der durchdringt aufgrund seiner chemischen Eigenschaften die Ballonhülle leichter als heiße Luft. Bormann:

    "Es ist so, dass man für eine derartige Aufgabe Materialien benötigt, die einerseits hohe Temperaturen aushalten, und andererseits auch dem recht aggressiven Medium Wasserdampf Paroli bieten können. Und das heißt nicht nur beständig sein, wie zum Beispiel Silikone, sondern auch dicht sein wie unsere Hochleistungspolymerwerkstoffe."

    Die wärmedämmende Isolierschicht besteht aus mehreren Lagen Polyesterfolie, die mit Aluminium beschichtet ist, um die Wärme zu reflektieren. Die dünne Luftschicht zwischen den Lagen isoliert zusätzlich. Bormann:

    "Wir gehen davon aus, dass die Weiterentwicklung der Dampftechnik dazu führt, dass wir an die Performance von Heliumluftschiffen herankommen, mit dem Vorteil, dass wir das Traggas bedenkenlos nach einem Einsatz in die Atmosphäre abgeben können, das Luftschiff verpacken und zum nächsten Bestimmungsort bringen."

    Sportflieger werden jedoch weiter auf herkömmliche Heißluftballons zurückgreifen, schätzt Bormann. Für sie seien die Dampfballons zu teuer und kompliziert zu handhaben. Chancen sieht der Ingenieur vor allem in der kommerziellen Luftfahrt. Um schwere Lasten zu tragen, müssen mit heißer Luft gefüllte Ballons nämlich viel größer sein. Damit sind sie jedoch den Luftturbulenzen stärker ausgesetzt. Aus diesem Grunde können sie nur morgens und abends eingesetzt werden, wenn es ruhiger ist. Der heutige Tag war ein guter für Bormann und sein Team. Denn HeiDAS ist ohne Pannen durch die Halle geschwebt:

    "Das war ne prima Landung, kann ich nur sagen, gut."