| Zum
Thema Sonnensegler...
Wie bei den klassischen Segelschiffen auf der Erde, die durch
den Wind angetrieben werden, werden sich eines Tages auch
im Weltall grose Segel entfalten.
Mit ihrem duennen reflektierendem Material reagieren sie auf
den sehr schwachen .Schub, der vom Sonnenlicht auf jedes Objekt,
dem es begegnet, ausgeuebt wird.
Diese Art des Antriebs, eine nie versiegende Energiequelle,
erlaubt es dem Sonnensegler, Kurs durch das Weltall, uber
den Mond hinaus und weiter in das Sonnensystem hinein zu setzen,
nahezu ohne Begrenzungen.
Great thanks to Helmut Spellenberg for this
translation
Frank.Spellenberg@t-online.de
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 Photonischer
Antrieb
Wie kann man in Raum reisen nur mit der Energie des
Sonnenlichts? ... die Idee, die sich zuerst seltsam anhoert, ist
kein Scherz. Schon im 17. Jahrhundert bemerkte Kepler, dass sich
der Schweif eines Kometen nicht, wie erwartet, in die Richtung der
Bewegung ausbreitet, sondern in die Gegenrichtung der einfallenden
Sonnenstrahlen. Er nahm an, dass dies durch den Lichtdruck auf die
entweichenden Partikel erklaert werden koennte. Wir mussten bis
zu den Arbeiten von Maxwell Ende des 19. Jahrhunderts warten, um
zu erfahren, dass diese Hypothese durch die mathematische und physikalische
Theorie bestaetigt wird.
Heute wissen wir, dass in Erdentfernung das Licht der Sonne einen
Schub von 9 Mikro-Newton (das Gewicht einer Muenze) auf jeden Quadratmeter
Segel ausuebt, das sind lediglich 900 g Masse fuer jeden Quadratkilometer.
Dieser Schub mag vernachlaessigbar sein, doch er wird im Vakuum
des Weltraums ununterbrochen beibehalten, wo es fuer duenne Strukturen
mit einem guten Oberflaechen-/Massenverhaeltnis keinen Widerstand
gibt. Anders als beim Antrieb mit chemischen Treibstoffen, gibt
es keine "Treibstoffknappheit". Eine Ueberschlagsrechnung
zeigt, dass ein Sonnensegler im Erdorbit die Fluchtgeschwindigkeit
in einer vernuenftigen Zeit erreichen und auf interplanetarische
Reisen gehen kann.
Segeln
im Weltraum
Die ersten ernsthaften
Ueberlegungen zum photonischen Antrieb erscheinen 1915 in Russland
mit der Arbeit von Yakov Pelerman, und dann, ein paar Jahre spaeter
in den Zwanzigern, mit Fridrick Tsander, der wahrscheinlich von
den Schriften des Raumfahrtpioniers Konstantin Tsiolkovsky inspiert
wurde (vgl. Eine kurze Geschichte des phontonischen Antriebs). Waehrend
des 20. Jahrhunderts interessierten sich sowohl Ingenieure als auch
Schriftsteller fuer dieses Konzept und der Ausdruck "Sonnensegler"
wurde schliesslich durch den amerikanischen Ingenieur Garvin in
einem 1958 veroeffentlichten wissenschaftlichen Papier gepraegt.
1963 erfand Arthur C. Clarke eine Sonnensegler-Regatta von der Erde
zum Mond in seiner Kurzgeschichte "Der Wind von der Sonne".
Und bereist Mitte der fuenfziger Jahre stellte der franzoesische
Schriftsteller Pierre Boulle in seinem beruehmten Buch "Der
Planet der Affen" Sonnensegler vor. Leider kamen sie im Film
nicht vor.
Die erste Einsatzmoeglichkeit
fuer Sonnensegler kam 1973, als die NASA ueber ein Rendezvous eines
Raumfahrzeugs mit dem Halley'schen Kometen nachdachte und ein Forschungsprogramm
fuer Sonnensegler initierte. Aus vielen Gruenden wurde das Projekt
in den spaeten Siebzigern fallengelassen, aber mehrere Wissenschaftler
und Techniker vom Jet Propulsion Laboratory entschlossen sich den
Geist am Leben zu erhalten und gruendeten die World Space Froundation
mit dem Ziel, die technische Durchfuehrbarkeit des Sonnensegelns
zu beweisen.
1981 schlossen sich in Europa mehrere Raumfahrt-Profis mit Interesse
an Sonnenseglern zusammen, um die Union pour la Promotion de la
Propulsion Photonique (U3P) zu gruenden. Sie kamen hauptsaechlich
von ONERA und von CNES. Die Ziele dieser Amateurgruppe sind aehnlich
wie die der World Space Foundation. Ausserdem kam noch die Idee
einer Sonnensegler-Regatta zwischen Erde und Mond hinzu.
Die Idee des Sonnensegelns, lebendiger denn je, verbreitet sich
mit Lichtgeschwindigkeit im Web. Eines baldigen Tages in der Zukunft,
wird ein Sonnensegler Kurs in den Weltraum setzen.
Technologische
Herausforderung
Der photonische Antrieb wurde schon in vielen Forschungsprojekten
untersucht, oft in Kooperation mit grossen Universitaeten und verschiedene
Thesen zu Flugbahnen zwischen der Erde und dem Mond wurden aufgestellt
(vgl. References). Die Bandbreite ist groesser als bei herkoemmlichen
Raumfahrtstudien, da oft originelle und fuer Sonnensegler spezifische
Themen auftauchen:
- Analyse ultraleichter
Strukturen, mit physikalischen und mechanischen Eigenschaften, die
auf der Erdoberflaeche unbekannt sind: Einige Konzepte sehen Segel
voraus mit Abmessungen von mehreren Kilometern und einer Staerke
von nur wenigen Mikrometern.
- Werkstofftechnik, fuer die Herstellung von duennen mit Aluminium
beschichteten Plastikfolien oder von leichten und starken Segelbaeumen,
hergestellt aus Verbundmaterialien, um die Struktur des Segels zu
versteifen.
- oder in einem voellig anderen Bereich, Origami, die japanische
Kunst des Papierfaltens, um eine optimale Packung und Entpackung
des Segels zu erreichen, welches in einem kleinen Behaelter verstaut
ist, bis es im Orbit entfaltet wird.
- und viele andere...
Nutzen
des Photonischen Antriebs
Indirekt koennen die Sonnensegler-Studien zu vielen
technischen Anwendungen fuehren. Wir sollten zum Beispiel erwaehnen,
dass die Faltungsmethode, die Koryo Miura aus Japan entwickelt hat,
bereits verwendet wird, um Strassenkarten bequem und originell zu
falten.
Im Bereich der
Raumfahrt findet der photonische Antrieb viele Anwendungen:
- Lagekontrolle
von Satelliten: um dem Abdriften von kuenstlichen Satelliten aus
ihrem Orbit vorzubeugen, muessen regelmaessige Lagekorrekturen
durchgefuehrt werden, ueblicherweise durch kleine Duesenschuebe
mit begrenztem Treibstoffvorrat. Sonnensegler koennen ebensolche
Korrekturen durchfuehren, ohne dass Treibstoff verbraucht wird.
Eine aehnliche Methode wurde 1970 verwendet, um die Flugbahn einer
Sonde um den Planeten Merkur zu regulieren.
- Interplanetarische
Reisen von Raumsonden: Sonnensegler bieten eine grossartige Methode,
um durch das Sonnensystem zu reisen. Die NASA zog den Einsatz
eines Sonnenseglers fuer den Halley'schen Kometen in Betracht,
heute koennen wir an die Erforschung von Asteroiden oder von fernen
Objekten wie Pluto denken.
Schneller Transport
von kleinmassigen Nutzlasten: eine Miniatursonde mit einer Masse
von wenigen hundert Gramm, transportiert von einem ultraduennen
Sonnensegler mit ein paar hundert Meter im Durchmesser, kann den
Orbit von Jupiter in wenigen Wochen erreichen, um im Notfall zu
einer weitentfernten bemannten Raumkolonie zu gelangen.
Zwischen den Traeumen von heute und der Wirklichkeit von morgen,
sind Sonnensegler bereit abzulegen und durch das All zu segeln.
Schliessen Sie sich heute noch dem Sonnensegler Netzwerk an!Wir
freuen uns auf alle Ihre Fragen, Anmerkungen und Informationen!
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