Warum werden Luftschiffe nicht mehr mit Wasserstoff gefüllt?

Die Ära der mit Wasserstoff gefüllten Luftschiffe endete abrupt mit dem Unglück der Hindenburg im Jahr 1937. Dieser Artikel beleuchtet die Gründe für diesen Wandel und untersucht die Geschichte, Technologie und Zukunftsaussichten von Luftschiffen.

Das Unglück der Hindenburg im Jahr 1937 markierte das Ende der Ära der mit Wasserstoff gefüllten Luftschiffe.

Die Blütezeit der Zeppeline

Die Blütezeit der «fliegenden Zigarren» brach in der Zwischenkriegszeit an. Viele Deutsche hatten zu Luftschiffen eine sentimentale Beziehung, seit Ferdinand Graf von Zeppelin, der Pionier dieser Technologie, 1908 ein Desaster erlebt hatte: Sein Luftschiff LZ 4 war nach einer Notlandung in der Nähe von Stuttgart vor Tausenden von Zuschauern in Flammen aufgegangen.

Dank der «Zeppelinspende des deutschen Volkes» kamen jedoch sechs Millionen Mark zusammen; mit diesem Geld errichtete der Graf in Potsdam die grösste Luftschiffhalle Deutschlands, die sogar zu einem europäischen Luftfahrtzentrum ausgebaut werden sollte, doch bereits wenige Jahre später wurde die Produktion eingestellt.

1928 nahm die «Graf Zeppelin» den Flugbetrieb auf, erneut mit Spendengeldern finanziert. 1936 folgte die LZ 129, die nach dem Feldmarschall und Reichspräsidenten von 1925 bis 1934 «Hindenburg» hiess. Dieses Luftschiff, das grösste Lufttransportmittel aller Zeiten, hatte spektakuläre Dimensionen: Es war 245 Meter lang (nur 24 Meter kürzer als die «Titanic») und verfügte über ein maximales Volumen von rund 200 000 Kubikmetern.

Bald transportierte es regelmässig zahlungskräftige Passagiere über den Atlantik nach New York oder Rio de Janeiro. Einen noch spektakuläreren Auftritt hatte die «Hindenburg» am 1. August 1936 während der Olympischen Spiele in Berlin: Das Luftschiff «verbeugte» sich vor den Zuschauermassen und den versammelten Granden des NS-Staates.

Als die «Hindenburg» am 3. Mai 1937 von Frankfurt am Main nach New York aufbrach, wäre niemand auf die Idee gekommen, dass etwas schiefgehen könnte, zu sehr waren Atlantiküberquerungen mittlerweile zur Routine geworden. Das Leben an Bord war äusserst luxuriös: Es gab Schlafkabinen, einen Speisesaal, einen Rauchsalon und sogar einen Klavierspieler.

Die Katastrophe der Hindenburg

Normalerweise dauerte die Fahrt etwa 70 Stunden, doch diesmal hatte die «Hindenburg» aufgrund der ungünstigen Windverhältnisse rund zehn Stunden Verspätung. Als sie am 6. Mai gegen 15 Uhr in New York ankam, drehte sie zunächst ihre übliche «Ehrenrunde» über der Stadt. Dann nahm man Kurs auf den Landeplatz in Lakehurst, New Jersey.

Weil gerade ein Gewitter aufzog, wurde die Landeerlaubnis zunächst verweigert, doch gegen 18 Uhr konnte das Landemanöver eingeleitet werden. Plötzlich verspürten die Passagiere einen starken Ruck; das Luftschiff sackte nach hinten weg und stellte sich immer mehr in die Senkrechte. Dann geriet es in Brand.

Das amerikanische Radio war bei dem Desaster live dabei. Reporter Herbert Morrisons entsetzter Aufschrei «Oh, die Menschheit und all die schreienden Passagiere!» wurde später legendär. 13 Passagiere und 22 Besatzungsmitglieder fanden den Tod, 62 Menschen konnten gerettet werden.

Moderne Luftschiffe wie der Goodyear Blimp verwenden Helium anstelle von Wasserstoff.

Unbestritten ist nur, dass nichts passiert wäre, wenn das Luftschiff mit nicht brennbarem Helium statt mit leicht entzündlichem Wasserstoff gefüllt gewesen wäre, doch die USA, die damals beinahe ein Monopol auf Helium hatten, waren nicht bereit, Hitlers Regime das Edelgas zu liefern. Die Ursache des Unglücks ist bis heute nicht zweifelsfrei geklärt.

Ein deutsch-amerikanischer Untersuchungsausschuss vermutete, die «Hindenburg» sei beim Landanflug durch ein gerissenes Seil aufgeschlitzt worden; durch den Spannungsunterschied sei schliesslich der Funke übergesprungen, der den Brand ausgelöst habe. Allerdings glaubte Max Dieckmann, der im Ausschuss mitarbeitete, von Anfang an, dass der Lackanstrich der Aussenhülle -ein mit Aluminium vermischter Harzlack namens Cellon - der eigentliche Schuldige sei.

Er habe die starke statische Aufladung der Aussenhülle aufrechterhalten und so die verhängnisvolle Spannungsdifferenz bewirkt. Hermann Göring, Hitlers Luftwaffenchef, war einer der wenigen, die sich insgeheim über die Katastrophe freuten. Er verspottete die Luftschiffe gerne als «fliegende Würste», da sie seiner Ansicht nach zu langsam und daher für den Einsatz im Krieg ungeeignet waren.

Die «Graf Zeppelin» und die «Graf Zeppelin II» wurden daher demontiert; die Zukunft gehörte den wesentlich schnelleren Flugzeugen.

Warum Wasserstoff?

Ausschlaggebend war es nicht, aber eine Rolle hat es dennoch gespielt: Wasserstoff ist das leichteste Element im ganzen Universum, ein Kubikmeter davon wiegt 90 Gramm und ist damit viel leichter als die Luft, die wir atmen, die pro Kubikmeter ein Kilo und 300 Gramm wiegt. Das macht etwas aus, bei der Grösse eines Luftschiffs.

Am Beispiel der «Hindenburg»: Ihre 16 «Gaszellen» fassten 200 000 Kubikmeter. Luft von diesem Volumen hat ein Gewicht von 260 Tonnen, Wasserstoff aber nur von 18 Tonnen, was eine Gewichtsdifferenz von 242 Tonnen ergibt. Genau so viel Gewicht durfte und musste die «Hindenburg» haben, um den Auftrieb des Wasserstoffs auszugleichen und nicht mehr leichter als Luft zu sein, sondern nur noch gleich leicht, um dann in ihr, bereit zum Start, zu schweben.

Wie aber kommen 242 Tonnen Startgewicht zusammen? Ein Zeppelin ist, mit technisch präzisem Begriff gesprochen, ein Starrluftschiff. Er hat also ein Metallgerüst, das ihm seine Form gibt, aus dem Leichtmetall Aluminium zwar, aber dennoch viele Tonnen schwer. Tonnen wiegen auch die Hülle des Zeppelins und ihr silberner Anstrich. Dazu kommen vier Motoren, der Sprit, der mitgeführt werden muss, die ganze Inneneinrichtung, die Passagierkabinen samt Waschbecken mit fliessendem kaltem und warmem Wasser, der Speisesaal, die Bordbibliothek, und natürlich gehört in den Zeppelin auch ein Flügel, eine Spezialanfertigung des Traditionshauses Blüthner zu Leipzig, aus Aluminium und 164 Kilo leicht.

Nicht zu vergessen dann die Küche und ihre Vorräte, darunter ganze Rinder- und Schweinehälften, weiter 50 Mann Besatzung, 11 Tonnen Fracht (darunter 50 000 Briefe, jeder 7 Gramm schwer, zusammen also 300 Kilo) und nicht zuletzt die Passagiere, 70 an der Zahl, mit allem bei sich, was für die grosse Reise nötig ist.

Helium als Alternative

Mit Helium sieht die Rechnung anders aus. Es ist doppelt so schwer wie Wasserstoff, das ändert auch das Gewichtsverhältnis zur Luft. Die mit Helium gefüllten Zellen tragen 18 Tonnen weniger oder, wie im Fall der «Hindenburg»: Mit Helium gefüllt, kann sie statt 70 nur noch 50 Passagiere befördern. Tatsächlich war die «Hindenburg» zuerst als ein mit Helium gefülltes Schiff konzipiert worden, ausgelegt für 50 Reisende.

Das Problem dabei war: Das Helium musste aus den USA eingeführt werden. Nur dort gab es natürliche Erdgasvorkommen mit einem Heliumanteil, der gross genug für eine industrielle Nutzung war. Aber die USA brauchten damals das Helium für ihre eigenen Luftschiffe und exportierten es deshalb nicht nach Deutschland.

Die Sicherheitsvorkehrungen

So fuhr die «Hindenburg» also mit Wasserstoff (und 20 Passagieren mehr). Die Sicherheitsvorkehrungen gegen Brände und elektrische Funken waren so weit perfektioniert, dass an Bord sogar geraucht werden durfte. Natürlich nur im Raucherraum, wo der Steward, in Besitz des einzigen Feuerzeugs an Bord, die Zigarren und Zigaretten anzündete. Die Rauchenden sogen an den Stumpen und hatten keine Angst vor den ungeheuren Mengen Wasserstoff direkt über ihren Köpfen.

Der Raucherraum stand unter leichtem Überdruck, allfällig aus einem Leck ausströmendes Gas konnte deshalb nicht eindringen. Dieses Konzept hatte sich in der Praxis bestens bewährt, bis heute macht keine Theorie die Runde, dass die Glut von Zigaretten und Zigarren daran schuld gewesen sei, dass die «Hindenburg» als erstes deutsches Luftschiff in Flammen aufging.

Dass es aber überhaupt zu diesem Unglück gekommen war, bedeutete für Wasserstoff als Traggas das Ende. Sämtliche noch geplanten Fahrten wurden gestrichen, die Zukunft des Zeppelins hing jetzt am Helium - und damit an den Amerikanern.

Moderne Luftschiffe

Das ändert sich erst im Jahr 1993 wieder. In diesem Jahr beginnt die neu gegründete Zeppelin Luftschifftechnik im süddeutschen Friedrichshafen mit der Entwicklung des Modells NT (Neue Technologie). Im September 1997 findet der Erstflug statt. Es ist der Beginn einer Erfolgsgeschichte. Alle Zeppeline NT sind heute mit unbrennbarem Helium statt mit Wasserstoff gefüllt und nur noch ein Drittel so lang wie ihre grössten Vorfahren.

Sie absolvieren Rundflüge mit jeweils bis zu 14 Passagieren, dienen als Werbeträger und werden auch für Forschungsaufträge eingesetzt. Zudem «fliegen» sie heute und «fahren» nicht, da sie beim Start, anders als ein Ballon, schwerer als Luft sind und dynamisch gesteuert werden. Mittlerweile schweben drei Zeppeline NT ständig über Deutschland, davon zwei am Bodensee auch oft über die Schweizer Seite. Weitere drei fliegen in den USA.

Ausserdem hat am 25. Mai das 124 Meter lange Luftschiff «Pathfinder 1» der Firma LTA Research mit ebenfalls starrem Innengerüst seinen Erstflug über der Bucht von San Francisco im Gliedstaat Kalifornien absolviert.

Simulation eines elektrischen Luftschiffs, das mit Solarenergie betrieben wird.

Die Zukunft der Luftschiffe

Realistischer scheint eine andere Option: die Rückkehr der Luftschiffe. Wie wäre es, wenn wir, wie einst in den 1930ern, wieder mit diesen sanften Giganten durch die Luft schweben und von Kontinent zu Kontinent fliegen könnten? Es muss ja nicht gleich so luxuriös zugehen wie damals an Bord der «Hindenburg», und ein grösseres Mass an Sicherheit lässt sich mit modernen Materialien und nötigenfalls auch dem Einsatz von Helium auf jeden Fall erreichen.

Und es gibt inzwischen viel bessere Textilien, die als sichere Gashüllen eingesetzt werden können, sodass auch der auftriebstärkere Wasserstoff wieder infrage kommt. Dies war in der vergangenen Woche neben vielen anderen technischen Details, praktischen Erfahrungen und zum Teil grossen Visionen Thema einer internationalen Konferenz in Nürnberg.

Pflaums Simulation ging davon aus, dass die Akkus vor dem Start geladen werden müssen, und er hat für diesen Strom das derzeitige durchschnittliche Emissionsniveau angenommen. Unter dem Strich kommt im Vergleich zum heutigen Luftverkehr heraus, dass im Personenverkehr nur fünf und im Frachttransport auf Langstreckenflügen gar weniger als ein Prozent der heute üblichen CO₂-Emissionen anfallen würden.

Doch noch fliegen diese nicht. Aber immerhin plant die britische Firma Airlander, 2030 das erste hybride Luftschiff mit voll elektrischem Antrieb für den Personenverkehr auszuliefern. Eine spanische Firma hat bereits eine verbindliche Kaufabsicht unterzeichnet und will mit mehreren Schiffen einen Linienverkehr vom Festland zu den Balearen anbieten. Das Schiff wird eine Traglast von zehn Tonnen haben. Bereits 2033 soll eine grössere Version mit einer Traglast von fünfzig Tonnen folgen.

Eine hohe Nutzlast wäre auch von grösserem Interesse für den Gütertransport per Luftschiff, auf den viele Länder verstärkt setzen. Geplant ist ein speziell auf den Frachttransport zugeschnittenes Luftschiff. Wann die erste Auslieferung stattfindet, ist noch offen, aber Anfang September wurde ein Vertrag über eine dritte Fabrik für die Flying-Whales-Luftschiffe in Australien abgeschlossen - nebst den Standbeinen in Frankreich und im kanadischen Québec. Ab dem nächsten Jahr soll die Produktion eines ersten Schiffs mit sechzig Tonnen Traglast beginnen, ab 2026 hofft man, bereits in die Zertifizierungsphase eintreten zu können.

Prentice arbeitet für Basi, ein kanadisches Unternehmen, das an der Entwicklung von Luftschiffen für den Einsatz in der Arktis arbeitet. Das Basi-Team hofft, mit Luftschiffen die Transportkosten für Kanadas Norden zu senken und so auch die Lebensbedingungen für die dort lebenden Indigenen zu verbessern.

Gelingt dies, könnte die neue alte Technologie vermutlich nicht nur rund um die Arktis den Verkehr vereinfachen, sondern auch in vielen Flächenländern mit unzureichender Infrastruktur zum Einsatz kommen.

Vergleich von Wasserstoff und Helium als Traggas

Die folgende Tabelle vergleicht die Eigenschaften von Wasserstoff und Helium als Traggase für Luftschiffe:

Die Tabelle zeigt, dass Helium die sicherere, aber auch teurere Option ist. Heutzutage wird in der Regel Helium als Traggas verwendet.

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