Raumfahrt: Estnischer Minisatellit testet elektrisches Sonnensegel

Die europäische Weltraumagentur Esa testet einen neuen Antrieb für Raumfahrzeuge: Sie schießt einen Cubesat mit einem Sonnensegel ins All. Das Segel sorgt über die Abstoßung von geladenen Partikeln für Vortrieb.

Artikel veröffentlicht am 3. Mai 2013, 18:45 Uhr, Werner Pluta

EST Cube-1: eine Woche zum Abwickeln (Bild: ESTCube)

Einen Minisatelliten mit einem innovativen Weltraumsegelantrieb haben Studenten von der Universität in Tartu in Estland gebaut. Die europäische Trägerrakete soll ihn in den Morgenstunden des 4. Mai 2013 ins All transportieren.

EST Cube-1 heißt der etwa 1,3 Kilogramm schwere Kleinsatellit. Es ist ein Cubesat, mit einem Standardformat von 10 x 10 x 10 Zentimetern Größe. Der Satellit ist mit einem elektrischen Sonnensegel ausgestattet, das künftig als Antrieb für Raumfahrzeuge dienen soll. Das Konzept hat der finnische Wissenschaftler Pekka Janhunen 2006 entwickelt.

Lange, dünne Drähte

Ein elektrisches Sonnensegel ist eher ein Schirm aus langen, dünnen Metalldrähten, die aus dem Raumfahrzeug herausragen. An diese wird eine elektrische Spannung angelegt. Es entstehen elektrostatische Kräfte, die von der Sonne ins All ausgesendete, geladene Teilchen abstoßen. Auf diese Weise solle eine Kraft erzeugt werden, die das Raumfahrzeug antreibe, erklärt die europäische Raumfahrtagentur Esa.

Der Effekt basiert auf der Länge und dem Durchmesser der Drähte. Ein Segel werde aus 50 bis 100 Drähten mit einer Dicke von 25 Mikrometern und einer Länge von 20 Kilometern bestehen, erklärt Janhunen. Eine mit Solarstrom betriebene Elektronenkanone mit einer Leistung von mehreren hundert Watt soll in den Drähten eine positive elektrische Ladung von rund 20 Kilovolt aufrechterhalten. Damit soll ein Raumfahrzeug auf eine Geschwindigkeit von 30 Kilometer pro Sekunde beschleunigt werden.

Konzept prüfen

Soweit die Theorie. Aufgabe des EST-Cube wird sein, das Konzept zu überprüfen. Der Cubesat verfügt über einen 10 Meter langen, 50 Mikrometer dicken Aluminiumdraht, den er im Weltall abwickeln soll. Das werde sehr langsam gehen und könne bis zu einer Woche dauern, sagte Mart Noorma, wissenschaftlicher Leiter des Projekts, dem US-Wissenschaftsmagazin IEEE Spectrum. Ist der Draht ausgebracht, wird er von einer Elektronenkanone mit etwa 500 Volt geladen. Die Forscher wollen dann die Interaktion zwischen Draht und den geladenen Teilchen messen.

Ein elektrisches Sonnensegel könnte ein Raumfahrzeug antreiben, es könnte laut Esa aber auch dazu benutzt werden, um Satelliten zum Absturz zu bringen und so Weltraumschrott zu beseitigen. Ein zweiter Test mit einem elektrischen Sonnensegel ist für kommendes Jahr geplant: Der finnische Cubesat Aalto-1 soll mit einem 100 Meter langen Draht ausgestattet ins All geschossen werden.

Zwei Arten Sonnensegel

Das elektrische darf nicht mit einem Sonnensegel wie dem des Sunjammers verwechselt werden. Beide nutzen zwar den Sonnenwind als Antrieb. Das Prinzip des Letzteren ähnelt aber dem Segeln auf dem Wasser: Teilchen treffen auf das Segel und erzeugen so Vortrieb - nur dass es im All keine Luft ist, sondern geladene Teilchen, die die Sonne ins All aussendet. Die US-Raumfahrtbehörde Nasa will den Sunjammer im kommenden Jahr ins All schießen. Der Sonnensegler soll die Asche des 1991 verstorbenen Filmemachers Gene Roddenberry, dem Erfinder der Star-Trek-Filmreihe, und dessen 2008 verstorbener Frau Majel Barrett Roddenberry mit ins Weltall nehmen.

Die europäische Trägerrakete soll am 3. Mai um 23:06 Uhr Ortszeit (4. Mai, 4:06 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit) vom Raketenstartplatz Kourou im französischen Überseedépartement Französisch-Guayana aus starten. Es wird der zweite Start einer Vega (von: Vettore Europeo di Generazione Avanzata, etwa: fortgeschrittene Generation einer europäischen Trägerrakete) sein. Die vierstufige Vega ist die kleinste europäische Trägerrakete. Sie kann eine Nutzlast von 1,5 Tonnen in die Erdumlaufbahn bringen und ist in erster Linie für den Transport kleinerer Satelliten gedacht.