Das Atom-U-Boot USS Nautilus auf See, Bild: Wikimedia.org

Die Nautilus war das erste atombetriebene U-Boot der Welt. Außerdem hatte es die Mannschaft als erste geschafft, einmal unter dem Nordpol durchzutauchen. Bild: Wikimedia.org

Die Nautilus war ein technisches Wunderwerk ihrer Zeit: Das erste atomangetriebene Unterseeboot war 97,5 Meter lang, 8,5 Meter breit und 7,9 Meter hoch. Bereits im Juli 1951 startet das geheime Projekt zum Bau des U-Boots. Nach einer kurzen Konstruktionsphase und 18 Monaten Bauzeit wurde das Schiff 1954 getauft. Mit an Bord waren zwei Reaktoren, die weit weniger Platz beanspruchten als herkömmliche Dieselantriebe und die dafür benötigten Tonnen an Treibstoff. Dank des nuklearen Antriebs hatte die Nautilus eine fast uneingeschränkte Reichweite und war in der Dauer der Tauchgänge praktisch nur durch die Nahrungsvorräte an Bord begrenzt.

Taufe der USS Nautilus, Bild: Wikimedia.org
Das U-Boot Nautilus wird von der Frau des ehemaligen Präsidenten Dwight Eisenhower getauft. Die atomgetriebene Nautilus sollte der Bevölkerung die Angst vor der Atomkraft nehmen. Bild: Wikimedia.org

Präsident Eisenhower verfolgte mit der Nautilus ganz eigene Pläne: Er wollte mit der Konstruktion eines U-Boots, das von einem mit Uran befeuerten Reaktor angetrieben wurde, die Vorteile der Atomkraft demonstrieren. Auch strategisch musste in Zeiten des beginnenden Kalten Krieges bewiesen werden, dass sich die USA – unbemerkt mit Atomwaffen bestückt – bis an die sibirische Küste heranpirschen konnte.

Wegen der platzsparenden Antriebsreaktoren war das U-Boot ansonsten üppig ausgestattet. Neben einer Bibliothek, einem Kinosaal und Getränkeautomaten gab es im Inneren auch mehrere Solarien. Außerdem war es der Besatzung gestattet zu rauchen, da das U-Boot moderne Luftfilteranlagen hatte, die über chemische Prozesse aus dem Wasser Sauerstoff gewannen.

Nordpolunterquerung

Bereits 1951 hatte der britische Polarforscher Hubert Wilkins versucht, mit einem U-Boot den Nordpol zu erreichen. Doch noch vor der Packeisgrenze verlor das Schiff schon das erste Tiefseeruder. Außerdem hatten sich nach nur wenigen Stunden während der Tauchfahrt durch die Atemluft dicke Eisschichten an den inneren Wänden des Schiffes gebildet. Auch der Polarforscher Fridjof Nansen versuchte Jahrzehnte zuvor, an den Nordpol zu gelangen. Das Schiff Fram wurde extra für die Mission konstruiert und konnte im Packeis treiben, da es durch den Druck einfach angehoben wurde. In 35 Monaten war der Forscher bis auf 500 Kilometer an den Nordpol heran gedriftet. Doch nur mit Glück überlebte die Besatzung.

Gescheiterte Nordpolmission

Technische Zeichnung der Nautilus. Bild: Wikimedia.org
Die technische Zeichnung der USS Nautilus. In der Mitte befindet sich der Reaktor. Bild: Wikimedia.org

1958 sollte es die Nautilus schließlich schaffen, als erstes U-Boot den Nordpol zu unterqueren. Zuvor waren auch die Amerikaner schon zwei Mal an der Nordpol Mission gescheitert. Der erste Versuch misslang im August 1957. U-Boot-Kapitän William T. Anderson schob sich mit seinem Unterwasserfahrzeug bis zu 333 Kilometer an den Nordpol heran. Dieses war mit einem neuartigen Echolot ausgestattet, das neben dem Meeresboden auch die Eisdecke abtastete. Dann ging aber der Kreiselkompass kaputt, die Nadel schlug heftig in alle Richtungen aus. Aus Sorge, sich unter dem Eis zu verirren, kehrte Kapitän Anderson mit der Besatzung um. Der zweite Versuch, ausgestattet mit einem polartauglichen Kompass und Ersatzgerät, scheiterte an riesigen Eisbergen und Bodenwellen aus den Tiefen. Aus Angst zwischen Bodenwelle und Eis stecken zu bleiben, machte das Boot kehrt.

Die Nautilus wird zu Wasser gelassen, Bild: Wikimedia.org
Das Atom-U-Boot wurde am 21. Januar 1954 bei Groton im US-Bundesstaat Connecticut zu Wasser gelassen. Bild: Wikimedia.org

Den dritten Versuch startete die Nautilus am 23. Juli 1958 in Pearl Harbor auf Hawaii. Mit 30 Knoten war das Atom-U-Boot in Richtung Nordpol unterwegs. 130 Meter glitt die Nautilus unter der Eisdecke dahin. Immer wieder ragten Quetschfalten, also nach unten gepresste Eismassen, mehrere Dutzend Meter in die Tiefe. Sonargeräte tasteten permanent die Eisdecke und den Boden ab, um zu verhindern, dass das Schiff aufgeschlitzt wurde. Nach drei Tagen erreichte das Schiff den 90. Breitengrad – den Nordpol.

Der Erfolg überraschte die Sowjets – das Wettrüsten begann. Im selben Jahr, in dem die USA mit der Nautilus den Nordpol erreichte, stellte die Sowjetunion ihr erstes atomar betriebenes Unterwasserfahrzeug vor. 500 atomar betriebene Schiffe und U-Boote wurden in der Folgezeit gebaut, mit knapp 800 Reaktoren an Bord. Heute sind noch etwa 300 im Dienst. Die Nautilus ist nicht mehr im Einsatz. 1980 außer Dienst gestellt, dümpelt sie nach 500.000 zurückgelegten Seemeilen als Museumsschiff im US Navy Submarine Force Museum in Groton, Connecticut vor sich hin.

Technik im Detail

Atomare Antriebstechnik

Ein Unterseeboot mit Atomantrieb besitzt einen Kernreaktor, wie er an Land etwa in Kernkraftwerken eingesetzt wird. Der Reaktor erhitzt dabei eine Flüssigkeit im radioaktiven Primärkreislauf. Diese wiederum gibt ihre Wärme in einem Wärmeüberträger an hochreines Wasser im nicht radioaktiven Sekundärkreislauf ab. Der unter hohem Druck entstehende Dampf treibt eine Turbine an. Ein an diese Turbine angeschlossener Generator wandelt die mechanische in elektrische Energie um. So lädt er Bordsysteme und Batterien auf, die auch bei einem Reaktorausfall Energie liefern.

Beim turbo-elektrischen Antrieb wird die Propellerwelle von einem Elektromotor angetrieben. Häufiger wird jedoch eine Getriebeturbine eingesetzt, die die Welle direkt mit der Energie der Turbine antreibt. Während die westlichen Entwürfe lediglich einen Kernreaktor an Bord haben, besaßen und besitzen besonders die sowjetischen Boote häufig zwei Reaktoren, wobei bei Booten mit zwei Schrauben teilweise ein eigener Reaktor für jede Welle betrieben wird. Andererseits kann der zweite Reaktor aber auch als Notreserve dienen.

Heutige U-Boote verwenden ausschließlich Druckwasserreaktoren. Diese U-Boot-Reaktoren leisten rund 150 Megawatt. Sowohl die USA als auch die Sowjetunion haben allerdings auch mit flüssigmetallgekühlten Reaktoren experimentiert. Während die Amerikaner den mit Natrium gekühlten Reaktor aufgrund zu großer Sicherheitsbedenken recht bald durch einen Druckwasserreaktor ersetzten, betrieb die Sowjetunion, die eine Blei-Wismut-Legierung zur Kühlung verwendete, ihre sechs Boote rund zehn Jahre mit Flüssigmetallreaktoren.