Raumfahrt: Lightsail segelt mit dem Sonnenwind um die Erde
Klar zum Segelsetzen – im Sonnensystem: Die Planetary Society(öffnet im neuen Fenster) will ein Raumfahrzeug ins All schießen, das mit dem Sonnenwind um unseren Planeten segelt. Lightsail(öffnet im neuen Fenster) heißt der Weltraumsegler, der im Mai starten soll(öffnet im neuen Fenster).
Im Orbit wird Lightsail vier Segel entfalten, die für den Antrieb des Raumschiffs sorgen. Das Prinzip ähnelt dem des Segelns auf dem Wasser: Auf der Erde sorgt der Wind, der auf das Segel trifft, für den Vortrieb. Im Weltall übernimmt das Sonnenlicht diesen Part: Photonen treffen auf das Segel und werden davon reflektiert. Dabei übertragen sie ihren Schwung auf das Segel und sorgen so für Vortrieb.
Lightsail besteht aus drei Cubesats
Lightsail ist ein Cubesat-3. Cubesat ist ein Standard für Kleinsatelliten, der an der California Polytechnic State University entwickelt wurde. Ein Cubesat ist ein Würfel mit einer Kantenlänge von 10 Zentimetern. Ein Cubesat-3 besteht aus drei dieser Würfel, ist also 30 Zentimeter lang. Für die Cubesats gibt es eine eigene Startvorrichtung, die es ermöglicht, sie als Sekundärnutzlast in den Weltraum zu transportieren und auszusetzen.
Eine Atlas-V-Rakete wird Lightsail als Sekundärnutzlast ins All bringen und aussetzen. Der Cubesat-3 wird vier Wochen lang im Orbit bleiben und dann erst seine Sonnensegel entfalten. In dieser Zeit soll sich Lightsail weit genug von den anderen Raumfahrzeugen entfernen, die mit Lightsail ins All fliegen, um eine stabile Funkverbindung aufzubauen.
Vier Dreiecke ergeben ein Quadrat
Die vier Segel bestehen aus einer biaxial orientierten Polyester-Folie(öffnet im neuen Fenster) (Bopet), die durch ein spezielles mechanisches Verfahren eine hohe Zugfestigkeit erhält. Die Segel sind 45 Mikrometer dick. Jedes Segel ist dreieckig. Entfaltet ergeben sie ein Quadrat mit einer Fläche von 32 Quadratmetern. Das angeleuchtete Segel soll von der Erde aus zu sehen sein.
Der Cubesat-3 wird von zwei Solarmodulen mit Strom versorgt, die nach dem Aussetzen ausgeklappt werden. An jedem Solarmodul ist eine 360-Grad-Kamera befestigt. Sie sollen Zeitraffervideos vom Entfalten der Segel sowie von ihrem Verhalten in weitgehender Schwerelosigkeit aufnehmen und zur Erde funken.
Lightsail segelt nur wenige Tage
Lange Zeit werden sie dazu nicht haben: Sobald die Segel entfaltet sind, wird sich Lightsails Abstieg zur Atmosphäre beschleunigen. Nach Berechnungen der Planetary Society wird Lightsail zwei bis zehn Tage nach dem Entfalten der Segel beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre verglühen.
Lightsail wird seine Erdumlaufbahn nicht verlassen. Allerdings ist das Raumfahrzeug nur ein Test für einen weiteren Raumsegler, den die Planetary Society im kommenden Jahr ins All schießen will. Der soll in einer Höhe von 720 Kilometern um die Erde segeln.
Die Japaner sind Vorreiter
Vor zehn Jahren hat die Planetary Society schon einmal einen Test mit einem Satelliten mit Sonnensegel durchgeführt: Cosmos 1(öffnet im neuen Fenster) sollte von einer russischen Volna-Rakete ins All transportiert werden. Gestartet war die Volna von einem russischen U-Boot aus. Jedoch fiel das Triebwerk der Rakete aus und sie stürzte mit ihrer Nutzlast ins Meer.
Der erste Raumsegler war daher die japanische Raumsonde Ikaros(öffnet im neuen Fenster), die 2010 in Richtung Venus startete. Sie entfaltete ihr 173 Quadratmeter großes Sonnensegel und segelt seither durch das Sonnensystem. Die US-Raumfahrtbehörde National Aeronautics and Space Administration (Nasa) schoss Anfang 2011 das Raumschiff Nanosail-D(öffnet im neuen Fenster) ins All. Die Sonde hatte ein Sonnensegel mit eine Fläche von 9,30 Quadratmetern. Es verglühte im September 2011 in der Erdatmosphäre.
Nasa stoppt Raumsegler
Die Nasa wollte in diesem Monat den Raumsegler Sunjammer ins All schießen, der ein 1.200 Quadratmeter großes Segel haben sollte. Sein Ziel wäre der Lagrange-Punkt L1(öffnet im neuen Fenster) gewesen. Allerdings wurde das Projekt im Oktober 2014 abgesagt. Sunjammer hätte 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 sollen.
Jetzt plant die US-Raumfahrtbehörde zwei Raumschiffe mit Sonnensegel, Nea Scout und Lunar Flashlight. Sie sollen 2018 Teil der Nutzlast beim Erstflug der Trägerrakete Space Launch System (SLS) sein. Beide Raumsonden sind Cubesat-6. Ihre Segel sollen doppelt so groß sein wie das von Lightsail.
Segel soll den Mond beleuchten
Ziel des Fluges ist der Mond: Lunar Flashlight soll um den Mond kreisen. Er soll mit seinem Sonnensegel Mondkrater beleuchten, deren Grund sonst ständig in Dunkelheit liegt. Nea Scout hingegen soll weiterfliegen zu einem erdnahen Asteroiden. Die Planetary Society will die Ergebnisse ihrer Mission in diesem Jahr an die Nasa weiterleiten. Sie sollen der US-Raumfahrtbehörde bei der Vorbereitung ihrer Mission nutzen.
Die Planetary Society ist eine gemeinnützige US-Organisation, die sich für die Erforschung des Sonnensystems einsetzt. Sie finanziert das Projekt vollständig privat.
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