Segeln im Sonnenlicht

  • 29. July 2008

Huntsville/Lampoldshausen (dpa) - Raumfahrt-Romantiker könnten ins Schwärmen geraten, doch bei näherer Betrachtung entpuppt sich die Mission als knallharte Wissenschaft: Wenn der kleine Sonnensegler «NanoSail-D» der US-Raumfahrtbehörde NASA frühestens an diesem Dienstag seine Reise in den Orbit antritt, geht es um nicht weniger als den Test alternativer Raumantriebe. «Es ist das erste Mal, dass die NASA ein Sonnensegel für Nano-Satelliten herstellt. Das war eine ziemliche Herausforderung», sagt Projektleiter Edward Montgomery. Die Funktionsweise des künstlichen Erdtrabanten beruht auf einer Idee, die bereits den Astronomen Johannes Kepler im 17. Jahrhundert umtrieb: Ließe sich die Lichtenergie des Fixsterns nicht auch nutzen, um Objekte durch den Kosmos zu bugsieren?

Sobald «Nano-Sail-D» auf seiner stationären Umlaufbahn angekommen ist, wird ein filigranes, etwa neun Quadratmeter großes Sonnensegel aus Spezialkunststoffen entfaltet. Dessen hauchdünne Fläche soll den Strahlungsdruck des einprasselnden Stroms von Lichtteilchen (Photonen) der Sonne einfangen und damit das rund vier Kilogramm leichte Hauptmodul von der Größe eines Brotlaibs ausrichten und manövrieren. Einen anderen Antrieb hat der Satellit nicht. Verläuft der Test zufriedenstellend, dann könnten schon bald die ersten Satelliten mit Licht- statt Raketenkraft durchs All schippern. Kosmische Segeltörns wären nicht länger nur Seemannsgarn für Science- Fiction-Fans.

Zwei Vorläufer von «NanoSail-D» sind allerdings an technischen Schwierigkeiten gescheitert. So löste sich 2001 eine von der gemeinnützigen Vereinigung «Planetary Society» gesponserte Solarsonde nicht von der Endstufe. Und im Juni 2005 blieb die Kapsel «Cosmos 1» nach dem Abschuss von einem russischen U-Boot verschollen. Die bisher einzige erfolgreiche Probeexpedition mit ähnlichem Ablauf gelang Forschern aus Japan. Im August 2004 setzte die Raumfahrtagentur JAXA ein solargetriebenes Vehikel aus ­ allerdings nur mit einer Höhenforschungsrakete, die nicht bis ins All vordrang.

«Es ist wirklich schwierig, diese großen Strukturen im Orbit zu entfalten», erklärt Klaus Schäfer vom Institut für Raumfahrtantriebe am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Lampoldshausen. Zwar habe sich das Know-how «erheblich verbessert». Ob derlei Antriebstechniken eines Tages auch bei großen Orbitern zum Einsatz kommen, bleibt Schäfer zufolge jedoch umstritten. Die Schubwirkung der Solarmodule sei zu gering für kommerzielle Zwecke. «Sicher ist es ein Vorteil, wenn man keinen Treibstoff mitnehmen muss. Bisher sind Solarmodule aber eher auf wissenschaftliche Anwendungen begrenzt.»

Andere Fachkollegen beurteilen die Chancen der Sonnensegler dagegen weitaus optimistischer. «Es lassen sich mit dieser Technik durchaus hohe Geschwindigkeiten erreichen», schätzt Bernd Dachwald, Professor für Raumfahrttechnik an der Fachhochschule Aachen. Künftige Mars-Missionen könnten etwa davon profitieren. Manch ein Visionär träumt sogar von Langzeit-Missionen, bei denen Segel-Raumschiffe mit einem Mikrowellen-Laser («Maser») befeuert werden. Ohne hemmende Treibstofflast, so lautet das Kalkül, wären sogar Ausflüge zum weit entlegenen Asteroidengürtel des äußeren Sonnensystems vorstellbar.

Vorerst dürften solche Vorstellungen aber noch ins Reich der Fantasie gehören. Das britische Wissenschaftsmagazin «New Scientist» empfahl den NASA-Profis unlängst eine Rückbesinnung auf bescheidenere Etappenziele. «Ähnliche Segel könnten eines Tages benutzt werden, um normale Satelliten nach dem Missionsende zur Erde zurück zu bringen.» Womöglich würde die Sonne auf diese Weise den sogenannten Weltraumschrott verringern helfen, der sich vor allem aus Überbleibseln ausgedienter Sputnik-Geschwister zusammensetzt. Mit Solarkraft gegen den Abfall im All ­ immerhin wäre das ein vorläufiges Anwendungsfeld für die kleinen Sonnensegler.

Jan-Henrik Petermann, dpa

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