Segeln im All: Photonen schieben Raumschiffe durch das Sonnensystem

Vor dem Sonnenwind

Vorstellung des kürzlich erfolgreich abgeschlosssenen Projektes Lightsail

Die Planetary Society feierte kürzlich ihr erstes im All gesetztes „Lightsail“. Doch die Japaner segelten schon längst zur Venus und weiter.

Was für eine Symbolkraft! Früher hissten die wagemutigen Entdecker die Segel auf ihren Karavellen, um sich auf den Weg ins Unbekannte zu machen, ferne Welten zu entdecken und Geschichte zu schreiben.

Und heute? Setzen sie wieder Segel – allerdings auf kleinen Raumschiffen, die unbemannt und ferngesteuert durch unser Planetensystem driften.

Was noch vor ein paar Jahren nur in Perry Rhodan-Romanen oder Science-Fiction-Filmen möglich schien, ist längst Realität geworden: Segeln im All ist auf dem besten Weg, eines Tages die effektivste Methode für Reisen im Weltall zu werden. Bis es soweit ist, müssen zwar noch einige Hürden respektive „Riffe umfahren“ werden, doch die Weltraumforschung ist sich einig: Segeln bleibt Teil unserer Zukunft – ob auf der Erde oder in den Weiten des Alls.

Segeln im All hat den Namen als solchen tatsächlich verdient. Denn im Prinzip wird nichts anderes gemacht, als das, was die Menschheit schon seit Jahrtausenden praktiziert: Auf einem Untersatz wird ein Tuch gehisst, in dem wiederum eine Kraft für Vortrieb des Ganzen sorgt. Für diesen Vortrieb steht auf Erden bekanntlich der Wind – im All sind es Photonen, die von der Sonne ausgesendet werden.

Weltraum, Lightsail, Segeln im All

Ein “Selfie” von Lightsail, kurz nach dem erfolgreichen Aufspannen des Segels © planetary society

Reichlich Photonen im Segel

Diese Lichtteilchen können zwar nicht mit einer Masse aufwarten, aber sie bringen Schwung mit sich. Wenn sie nun auf ein Segel treffen werden sie zwar „reflektiert“, schieben das Segel aber auch förmlich an.

Ein Schub wie bei einer Rakete kann so zwar nicht erzeugt werden und Sonnensegler sind – ähnlich wie der Vergleich zwischen Motor- und Segelbooten – deutlich langsamer unterwegs als raketenangetriebene Raumfahrzeuge. Doch einmal das Segel gehisst, werden diese dauerhaft von Photonen angeschoben. Oder zumindest so weit, wie sie das Sonnenlicht erreichen wird.

Die kalifornische Planetary Society, weltweit größte, gemeinnützige, nichtstaatliche Organisation, die sich die Erforschung des Sonnensystems zur Aufgabe gemacht hat, schaffte es im vergangenen Monat, ihr Sonnensegel „Lightsail“ im All zu setzen respektive aufzuspannen und damit ein kleines Raumschiff über mehrere Erdumrundungen anzutreiben.

Weltraum, Lightsail, Segeln im All

So stellen sich die Computergrafiker Segeln im Weltraum vor © planetary society

Unter Weltraumforschern wird dies nun nicht unbedingt als Sensation angesehen, das wirklich Spannende an der Sache ist jedoch, dass es erstmals einer nicht staatlichen, nicht von Steuergeldern finanzierten Organisation gelungen ist, im All zu segeln. Die Planetary Society sammelt hierfür übrigens auch Geld übers Internet – 1,24 Millionen Dollar kamen so allein über Spenden im letzten Jahr zusammen.

Zwar arbeiten die NASA und Roskosmos ebenfalls an „Segelkampagnen im All“, doch werden diese im Vergleich zu den herkömmlichen Raketenprogrammen nur mit einem Bruchteil an Energie und Aufwand unterstützt und betrieben.

Die Planetary Society ist nun mit ihrem Projekt „Lightsail“ einen großen Schritt weiter gekommen. So wurde zum Einen deutlich, dass mit gemeinschaftlicher, enthusiastischer Arbeit auch im All „Berge versetzt“ werden können, zum anderen sehen die Forscher im All-Segeln ein großes Potential, auch unter wirtschaftlichen Aspekten.

Weltraum, Lightsail, Segeln im All

So ungefähr dürfte “Ikaros” durch die unendlichen Weiten des Alls segeln © jaxa

Erstes nicht-staatlich finanziertes Weltraumsegel-Projekt

Zwar spielten sich die Lightsail-Versuche in der Erdumlaufbahn keineswegs problemlos ab. United Launch Alliance schoss den Segler mit einer Trägerrakete zwar ohne Schwierigkeiten ins All, doch nachdem das Miniraumschiff die Erdumlaufbahn eingenommen hatte, gefährdeten Software-Fehler und Funkkontakt-Unterbrechungen teilweise die gesamte Mission.

Dennoch umkreiste das segelnde Raumschiff Lightsail vier Wochen segelnd die Erde, bevor es beim Wiedereintritt in die Atmosphäre geplant verglühte. Ein nächstes Lightsail-Projekt ist bereits in der Planung.

Die größten All-Segler, sozusagen die Hochseehelden des Weltraums, sind jedoch die Japaner. Sie schafften einen unglaublich anmutenden Segeltörn durchs All, der bis heute andauert. Im Mai 2010 schossen sie auf einer staatlich finanzierten Trägerrakete die Raumsonde „Ikaros“ ins All, zehn Tage später waren die Segel entfaltet – im schwerelosen Raum ein aufwändiger technischer Vorgang.

130 Millionen Kilometer auf der Logge

Seitdem segelt die Ikaros durch die unendlichen Weiten des Kosmos. Zwar gibt es dort keinen Horizont, hinter dem es weiter gehen könnte, aber Platz genug hat der All-Segler allemal:

Noch im selben Jahr passierte „Ikaros“ in 80.000 Kilometern Entfernung die Venus, danach wurde (übrigens mit einem Raketenanschub), eine Kursänderung vorgenommen und der Weltraumsegler schippert vor dem Sonnenwind weiter in die Unendlichkeit. Kommunikation mit dem Raumschiff ist nur noch bedingt möglich, mitunter verfällt „Ikaros“ in einen Tiefschlaf und meldet sich erst nach Monaten wieder. Die Wissenschaftler hoffen, dass sie im Winter wieder Kontakt mit ihrem Segler aufnehmen können.

Heute ist „Ikaros“ 110 Millionen Kilometer von der Erde und 130 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Kurs: Outer Space.

Planetary Society

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Michael Kunst

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Ein Kommentar „Segeln im All: Photonen schieben Raumschiffe durch das Sonnensystem“

  1. avatar Indiana Horst sagt:

    “Diese Lichtteilchen können zwar nicht mit einer Masse aufwarten, aber sie bringen Schwung mit sich. ”

    Was ist “Schwung” denn für eine physikalische Größe? Was hier gemeint ist, ist wohl der Strahlungsdruck, also Kraft mal Fläche.

    “Doch einmal das Segel gehisst, werden diese dauerhaft von Photonen angeschoben. Oder zumindest so weit, wie sie das Sonnenlicht erreichen wird.”

    Das ist Unsinn. Erstes Newtonsches Gesetz:

    „Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Translation, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird.“

    Da es (so gut wie) keine Reibung gibt, die den sich bewegenden Körper aus der Bahn bringen könnte, bewegt sich das Raumvehikel gleichförmig weiter, auch wenn der Strahlungsdruck mit zunehmender Entfernung irgendwann Null ist.

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