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Blitzschnelle Mini-Raumschiffe

Mit dem Experiment NanoSail hat die Nasa ein Lichtsegel im All getestet. Grafik: NASA
Mit dem Experiment NanoSail hat die Nasa ein Lichtsegel im All getestet. Grafik: NASA
Zweibrücken. Sind wir zu Reisen zu anderen Sternen in der Lage? Noch nicht, aber in den kommenden Jahrzehnten könnte die Technologie so weit entwickelt werden, um die ersten Raumfahrzeuge zum sonnennächsten Stern Alpha Centauri zu senden. Eine wissenschaftliche Initiative in den USA hat dazu einen Vorschlag unterbreitet. Uwe Seidenfaden

Reisen zu anderen Sternen waren bislang der Phantasie von Science-Fiction-Autoren vorbehalten. Die Entfernungen sind so groß, dass schon der Flug zum nächsten Sonnensystem mit heutigen Antrieben mehrere tausend Jahre dauern würde. Um diese Entfernungen zu überbrücken, sind neue Verfahren erforderlich. Die Technik dafür könnte in einigen Jahrzehnten einsatzbereit sein, erklärt nun ein Team von US-Wissenschaftlern, das mit finanzieller Hilfe des Multimillionärs Juri Borissowitsch Milner die Technik für den Sternen-Flug entwickeln will, berichtete das Wissenschaftsjournal Nature.


An bemannte Missionen ist dabei natürlich nicht zu denken. Das wissenschaftliche Beraterteam, zu dem unter anderem der Astrophysiker Stephen Hawking gehört und das an der Universität von Kalifornien in Santa Barbara angesiedelt ist, schlägt vor, für das "Breakthrough Starshot" ("Durchbruch Sternenschuss") genannte Projekt Mikrosatelliten zu verwenden. Diese sogenannten Chipsats sind nur einige Gramm schwer und haben die Größe eines Smartphones.

Ein Schwarm von einigen hundert oder mehreren tausend solcher Miniatursatelliten könnte in einigen Jahrzehnten in der Lage sein, Aufgaben zu bewältigen, die heute großen Forschungssonden vorbehalten sind. Chipsats haben aus Sicht der Forscher mehrere große Vorteile. Sie wären billiger zu starten als ein großer Satellit. Ein Schwarm wäre zudem viel robuster. Der Ausfall eines Mikrosatelliten könnte von anderen ausgeglichen werden. Eine erste Hundertschaft Chipsats, entwickelt an der Cornell-Universität in Ithaca (New York), soll demnächst im Erdorbit getestet werden.

Alpha Centauri ist mit 4,3 Lichtjahren Abstand das uns nächstgelegene Sternsystem. Es besteht aus einem gelben Stern, ähnlich unserer Sonne, und einem gelb-orangenen Himmelskörper, der etwas kleiner ist. Beide könnten theoretisch Planeten besitzen. Indirekte Hinweise auf deren Existenz gibt es seit dem Jahr 2012. Die Interpretation der Messwerte ist aber unter Astronomen bisher umstritten.

Um zu unserem Nachbar stern zu gelangen, benötigt allerdings selbst ein federleichter Satellitenschwarm eine ungeheuer potente Energiequelle. Das Forscherteam setzt auf den Laserantrieb und sogenannte Lichtsegel - beides Technologien, die schon erprobt worden sind, aber für Starshot weiterentwickelt werden müssten. Bei einem Laserantrieb hat der Satellit die Energiequelle nicht an Bord. Stattdessen schießt ihn ein Lichtstrahl ins All, der auf eine Reflektorfolie am Heck des Satelliten trifft. Auch wenn der Druck, den dieser Strahl erzeugt, minimal ist, kann die Technik als Antrieb genutzt werden. Das haben japanische und US-Sonden bereits gezeigt.



Um einen Satelliten mit dieser Technik auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen, braucht es jedoch deutlich mehr Energie als in einem Laserpointer steckt. Die Forscher denken an einen 100-Gigawatt-Laserstrahl. Mit einem Schuss, so der Plan, sollen die Mikrosatelliten auf etwa 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. So könnten sie Alpha Centauri in zwei Jahrzehnten erreichen.

Der Plan gilt als sehr ambitioniert. Um einen 100-Gigawatt-Laserstrahl zu erzeugen, müssten mehrere Hochenergielaser zu sogenannten Phasen-Arrays gebündelt werden. Solche Laserleistungen werden von heutigen Anlagen bereits erreicht, aber nur für Milliardstel Sekunden. Der Laserantrieb selbst kleinster Sonden erfordert indes viel längere Betriebszeiten und damit Unmengen an Energie. Außerdem sind viele andere technische Details ungelöst, zum Beispiel die Frage, wie eine Datenübertragung über interstellare Entfernungen funktionieren könnte. Die 100 Millionen Dollar, die der Investor in das Projekt stecken will, dürften für die Realisierung auch nicht genügen.

Experten der Weltraumagenturen sind deshalb skeptisch. Scott Pace, Direktor des Instituts für Raumfahrtpolitik der George-Washington-Universität, bezweifelte im Internet-Dienst "Nature online" den Nutzen. Großteleskope wie das neue Riesenfernrohr der Europäischen Südsternwarte könnten schon bald die Bewohnbarkeit von Exoplaneten in der Nachbarschaft anderer Sterne klären - zu geringeren Kosten.

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Hintergrund Das grundsätzliche Problem kosmischer Langzeitreisen sind die enormen Entfernungen zwischen den Sternen. Ein Lichtjahr entspricht dabei der Strecke, die ein Lichtstrahl in einem Jahr im Vakuum zurücklegt. Das sind unvorstellbare 9400 Milliarden Kilometer. Zum Vergleich: Den Geschwindigkeitsrekord des Menschen hält derzeit die Nasa-Raumsonde New Horizons. Sie legt im Jahr 0,5 Milliarden Kilometer zurück. Bis sie auch nur in die Nähe eines anderen Stern kommt, vergehen tausende Jahre. US