Ein Hotel über den Wolken

Der wichtigste Vorteil für einen Weltraumaufzug wären deutlich verringerte Transportkosten für Nutzlasten ins All: Bei einer Rakete besteht der größte Teil der Masse aus dem Treibstoff, den sie braucht, um die Erdanziehungskraft zu überwinden. Der Anteil der Nutzlast an der Startmasse beträgt weniger als fünf Prozent. Beim Spaceshuttle war es knapp über ein Prozent.

  • Das Konzept eines Weltraumaufzugs: Das 100.000 km lange Seil wird von einem Gegengewicht straff gehalten. (Bild: Skyway, en.wikipedia/ CC BY-SA 1.0)
  • Die Bodenstation wird auf einer schwimmenden Plattform mitten im Pazifik errichtet. (Bild: Liftport Group)
  • Von dort aus tritt der Climber seine Reise ins All an. Er steigt bis auf 36.000 km. (Bild: Liftport Group)
  • Auch die US-Raumfahrtbehörde Nasa setzt sich mit solchen Konzepten auseinander. (Bild: Nasa)
  • So soll der Climber mit Strom versorgt werden: Ein Laser soll auf seine Solarmodule gerichtet werden. In größerer Höhe übernimmt das die Sonne. (Bild: Nasa)
  • Ein Aufzug auf der Erde ist derzeit noch nicht möglich. Aber vielleicht auf dem Mond? Nasa-Konzept für einen Mondaufzug. (Bild: Nasa)
  • Die Technik, die einen Weltraumaufzug ermöglicht? Eine Nanofaser, in der die Kohlenstoffatome angeordnet sind wie in einem Diamanten. (Bild: John Badding Lab, Penn State)
Von dort aus tritt der Climber seine Reise ins All an. Er steigt bis auf 36.000 km. (Bild: Liftport Group)
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Entsprechend teuer ist der Transport von Mensch und Material: Eine Nutzlast in eine niedrige Umlaufbahn (Low Earth Orbit, Leo) zu bringen, kostet je nach Raumfahrtagentur oder -unternehmen zwischen 6.000 und 12.000 US-Dollar - pro Kilogramm. Die ISS umkreist die Erde auf einem Leo. Soll es in den Geo gehen, wo sich beispielsweise die Fernsehsatelliten befinden, kann man vom Doppelten ausgehen.

Günstiger als Raketen

Günstiger wird es im Aufzug: 200 US-Dollar soll der Transport pro Kilogramm Nutzlast nur noch kosten, sagen die Befürworter. Satellitentransporte würden günstiger, viel mehr Betreiber könnten es sich leisten, eigene Satelliten ins All zu bringen. Ob das angesichts des heute schon immensen Problems mit Weltraumschrott sinnvoll wäre, sei dahin gestellt.

Auch andere Geschäftsmodelle als Gütertransporte sind denkbar: In Schätzings Roman Limit etwa betreibt der Mischkonzern Orley Enterprises auf der OSS ein Hotel. Die Fahrt dahin dürfte günstiger werden als etwa der Ausflug mit Virgin Galactic: Beim Raumfahrtunternehmen von Richard Branson kostet das Kilo rund 2.000 US-Dollar. Und das Spaceship Two steigt nur etwa 100 Kilometer hoch auf.

Stabiles Seil

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Wichtigste Voraussetzung für den Aufzug ins All ist das Material für das Kabel. Es muss leicht und gleichzeitig sehr stabil sein: Es darf nicht unter seinem eigenen Gewicht reißen. Bei einer Länge von 100.000 Kilometern ist das gar nicht so einfach. Die Reißlänge von Stahl etwa beträgt knapp 26 Kilometer.

Seit rund 20 Jahren steht ein Material zur Verfügung, das diese Voraussetzung erfüllt: Nanoröhrchen aus Kohlenstoff. Aus diesem Material könnte ein solches Seil hergestellt werden. Die Bindungen der Kohlenstoffatome sind sehr stark. Wegen der offenen Struktur haben die Röhrchen eine geringe Dichte. Die Kohlenstoffnanoröhrchen sind deshalb fester als Stahl, dabei viel leichter und elastisch. Das Seil aus Verbundwerkstoff aus Kohlenstoffnanoröhrchen soll wenige Zentimeter breit und nicht dicker als ein Blatt Papier sein.

Neue Maßeinheit

Für die Anforderungen, die an ein solches Seil gestellt werden, hat das Isec sogar schon eine eigene Einheit definiert: Yuri - benannt nach Juri Arzutanow. Sie beschreibt die spezifische Reißfestigkeit eines Materials. Geeignet wäre demnach ein Material, das 30 bis 80 Megayuri aushält. Laut Isec sind die Kohlenstoffnanoröhrchen das einzige Material, das diese Werte erreicht.

Aber es geht nicht nur um die Reißfestigkeit: Das Seil muss auch weiteren Belastungen standhalten: In den unteren Bereichen der Atmosphären ist es dem Wetter ausgesetzt - wobei es am Äquator eher ruhig ist. Da es verschiedene Temperaturzonen durchläuft, treten im Material Spannungen auf. Die Unterschiede sind immens: Am Boden ist es warm, nach oben hin wird es immer kälter, und im Weltraum können die Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht mehrere hundert Grad betragen. Schließlich ist das Seil in den oberen Regionen steigender Strahlung ausgesetzt.

Gefahr durch Satelliten und Schrott

Außerdem ist da noch die Gefahr durch künstliche und natürliche Himmelskörper: Die ISS oder ein Satellit könnte auf ihrer Umlaufbahn um die Erde dem Aufzug zu nahekommen. Weltraumschrott oder Minimeteoriten könnten das Seil treffen und es durchtrennen.

Für einige dieser Gefahren haben die Befürworter Lösungen: Da die Bodenstation auf einer schwimmenden Plattform errichtet ist, soll der Aufzug größeren Bedrohungen wie einem Satelliten oder einem größeren Stück Weltraumschrott ausweichen können - die Nasa beobachtet Objekte, die größer als 10 Zentimeter sind. Damit das Seil, sollte es dennoch getroffen werden, nicht ganz durchtrennt wird, soll es leicht gebogen sein. Ein Stück Weltraumschrott oder ein Minimeteorit würden dann nur einen Teil durchschneiden.

Wir haben Material und Sicherheitskonzept. Fangen wir an zu bauen?

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 Spacelift: Der Fahrstuhl zu den SternenGeht das? 
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Thegod 23. Aug 2015

Der Mond hat eine Masse von 7.3477×10²² kg, selbst wenn hiervon ein paar hundert Tonnen...

KritikerKritiker 09. Nov 2014

Sollte deine Rechnung stimmen: verknüpfen des Seiles sollte doch möglich sein. Eine...

Marple 06. Nov 2014

Ja das ist richtig, er meinte wohl die Zentrifugalkraft.

Icestorm 03. Nov 2014

Nicht zu vergessen Sänger, das SS1/2 wohl als Vorbild gedient hat, und seitens unserer...

plutoniumsulfat 31. Okt 2014

stimmt, da ist was dran.



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