Ein Schwarz-Weiß-Bild zeigt eine silbrige Materialschicht im unteren Bereich (Bildnachweis: NASA)
Am 23. April startete die NASA den Prototyp eines Sonnensegels in eine Umlaufbahn um unseren Planeten – ein Stück Technologie, das die Art und Weise, wie wir über den Antrieb von Raumfahrzeugen denken, revolutionieren könnte. Am 29. August bestätigte die Behörde dann, dass sich das Segel erfolgreich im Weltraum entfaltet hat. Ein offizieller Fotobeweis dafür lag jedoch noch nicht vor.
Jetzt, ab dem 5. September, haben wir es tatsächlich. Die NASA hat das erste Bild des offenen Sonnensegels veröffentlicht, das offiziell als Advanced Composite Solar Sail System bezeichnet wird, und erklärt, dass die Raumsonde, von der aus das Segel freigesetzt wurde, im Laufe der Zeit noch weitere Bilder und Daten senden wird.
Das Bild selbst mag ein wenig verwirrend erscheinen, was zum Teil daran liegt, dass die Sonde langsam im Weltraum taumelt. Wie die NASA in einer Erklärung erklärt, ist das Taumeln darauf zurückzuführen, dass die Sonde nach dem Start keiner Lageregelung unterzogen wurde. Dieses Verhalten sei daher zu erwarten, so das Team. Die Betreiber werden die Lageregelung einführen und das Raumfahrzeug stabilisieren, nachdem sie genügend Daten gesammelt haben, um sich ein Bild davon zu machen, wie sich das Segel und die Verbundstoffausleger, die es zusammenhalten, verhalten. Wir hoffen, dass wir nach Erreichen der Stabilität einige leichter zu entschlüsselnde Bilder erhalten werden. Aber in der Zwischenzeit sollten wir darüber sprechen, was wir auf diesem Bild tatsächlich sehen können.
Wie die NASA in ihrer Erklärung schreibt, ist es wichtig, sich zunächst daran zu erinnern, dass sich vier Weitwinkelkameras in der Mitte des Raumfahrzeugs befinden, die das Segel verankern.
Im unteren Teil des Bildes zeigt eine Kameraansicht die „reflektierenden Segelquadranten, die von zusammengesetzten Auslegern getragen werden“, während im oberen Teil des Bildes die Rückseite eines der Solarpaneele des Raumfahrzeugs zu sehen ist. Die meisten Raumfahrzeuge sind mit Sonnenkollektoren ausgestattet, weil sie sich auf diese Weise selbst mit Energie versorgen: mit Sonnenlicht.
„Die fünf Markierungen an den Auslegern in der Nähe des Raumfahrzeugs sind Referenzmarkierungen, die das volle Ausfahren des Segels anzeigen“, heißt es in der Erklärung. „Die Ausleger sind rechtwinklig montiert, und das Solarpanel ist rechteckig, erscheint aber aufgrund des Weitwinkel-Sichtfelds der Kamera verzerrt.“
Eine Illustration, die das Advanced Composite Solar Sail System zeigt, das mit Hilfe der Sonnenenergie im Weltraum segelt. (Bildnachweis: NASA/Aero Animation/Ben Schweighart)
Der bisherige Erfolg dieser Mission ist ziemlich beeindruckend, denn die Sonnensegeltechnologie ist sowohl in der Praxis als auch in der Theorie ein unglaublich beeindruckendes Konzept. Im Grunde macht sie sich zunutze, dass Photonen, also Lichtteilchen, die Fähigkeit haben, Druck auf ein Objekt auszuüben, obwohl sie masselos sind.
Ein Sonnensegel sieht aus wie eine flache Materialbahn (nicht anders als ein normales Segel) und kann ziemlich groß werden. Im Falle des Advanced Composite Solar Sail System der NASA ist das Segel ein Quadrat von der halben Größe eines Tennisplatzes (ca. 80 Quadratmeter). Am wichtigsten ist, dass diese Segel hypothetisch an Raumfahrzeugen aller Art befestigt werden können, während Sonnenlichtpartikel auf ihr Material einwirken.
Wie ein Segelboot auf der Erde ein Fahrzeug ist, das durch den Druck des Windes angetrieben wird, der auf sein Segel trifft, so ist ein Solarsegelfahrzeug im Weltraum ein Fahrzeug, das durch den Druck des Sonnenlichts angetrieben wird, das auf sein Segel trifft. Dies würde nicht nur bedeuten, dass ein Solarsegel-Raumschiff weniger Treibstoff benötigt, sondern dass es theoretisch auch sehr hohe Geschwindigkeiten erreichen kann, weil es auf unbestimmte Zeit ohne Treibstoff beschleunigen kann.
Allerdings kann die Geschichte ohne das erste Kapitel kein so episches Finale erreichen – und da sind wir nun. Nun, vielleicht Kapitel zwei oder drei, denn dieses neue Sonnensegelsystem ist nicht das erste, das gestartet wurde. Die japanische Raumsonde Ikaros war für den ersten erfolgreichen Einsatz eines Sonnensegels im Jahr 2010 verantwortlich, und seither gab es eine Handvoll weiterer abenteuerlicher Versuche mit Sonnensegeln.
Das Advanced Composite Solar Sail System wird dennoch in die Geschichte der Antriebstechnik eingehen. Der nächste Schritt für das Team (nach der Stabilisierung des Raumfahrzeugs und der Analyse seiner Flugdynamik) besteht darin, mit dem Manövrieren des Raumfahrzeugs in der Umlaufbahn zu beginnen. In der Zwischenzeit können Sie auf unterhaltsame Weise versuchen, das Segel selbst zu entdecken. Ironischerweise macht die instabile Flugbahn des Raumfahrzeugs es gerade jetzt schön und glänzend für jeden, der hofft, einen Blick darauf zu erhaschen, wie es über den Nachthimmel saust.
