Eine Illustration des kommenden ACS3-Sonnensegels der NASA in der Umlaufbahn über der Erdoberfläche (Bildnachweis: NASA/Aero Animation/Ben Schweighart)
Eine NASA-Sonnensegelmission, die neue Raumfahrtmaterialien in der Erdumlaufbahn testen soll, wird frühestens am 24. April starten, teilte die Raumfahrtbehörde am Donnerstag (11. April) mit.
Das Hauptziel der Mission mit dem Namen ACS3 (Advanced Composite Solar Sail System) ist die Erprobung des Einsatzes von Sonnensegeln unter Verwendung neuer Verbundwerkstoff-Ausleger, d. h. röhrenförmiger Materialien, die sich entfalten und vier sehr dünne dreieckige Blätter straff halten sollen. Diese Blätter bilden zusammen ein drachenähnliches Sonnensegel. Die ACS3-Ausleger ziehen das Sonnensegel in weniger als 30 Minuten von einem mikrowellengroßen Satelliten auf die Größe einer kleinen Wohnung und sind steifer und leichter als frühere Technologien, so die NASA in einer Erklärung. Das Raumfahrzeug soll an Bord der Electron-Rakete von Rocket Lab vom Startplatz des Unternehmens in Māhia, Neuseeland, starten.
Sonnensegel, die Nutzlasten durch die Nutzung von Sonnenlicht vorantreiben, so wie Segelboote den Wind nutzen, haben in den letzten Jahren als erschwingliche Alternative zu herkömmlichen, chemisch angetriebenen Raketen an Bedeutung gewonnen. Wenn Lichtteilchen, so genannte Photonen, auf ein Sonnensegel treffen, übertragen sie ihren Schwung auf das Segel. Obwohl sie nur geringfügig sind, sind solche subtilen Impulse beständig und können Raumfahrzeugen helfen, durch den Weltraum zu reisen, und ihnen sogar erlauben, mit der Zeit auf Geschwindigkeiten zu beschleunigen, die mit herkömmlichen Raketen erreicht werden können. Astrobiologen halten Sonnensegel für geeignet, um auf dem Jupitermond Europa und dem Saturnmond Enceladus nach außerirdischem Leben zu suchen, zwei eisbedeckten Welten, von denen man annimmt, dass in ihren verborgenen, unterirdischen Ozeanen Bedingungen herrschen, die für Leben, wie wir es kennen, günstig sind.
Obwohl frühere Missionen wie die bemerkenswerte LightSail 2 der Planetary Society bereits gezeigt haben, dass kleine Raumfahrzeuge tatsächlich Sonnensegel verwenden können, um Millionen von Meilen zu reisen und die Umlaufbahn je nach Bedarf zu ändern, wurden bei diesen Missionen Metallausleger verwendet, die schwer sind und sich aufgrund der im Weltraum auftretenden starken Temperaturschwankungen unvorhersehbar verformen können. ACS3 ist viermal größer als LightSail und verwendet leichtere Ausleger aus kohlenstofffaserverstärktem Polymer (CFK), die stark genug sind, um das Sonnensegel straff zu halten, und gleichzeitig flexibel genug, um sich für den Start kompakt zusammenzufalten, so die NASA.
„Sieben Meter der entfaltbaren Ausleger können in eine Form zusammengerollt werden, die in die Hand passt“, sagte Alan Rhodes, der leitende Systemingenieur der Mission im Ames Research Center der NASA in Kalifornien, in der Erklärung. „Wir hoffen, dass die neuen Technologien, die auf dieser Raumsonde verifiziert wurden, andere dazu inspirieren werden, sie auf eine Weise zu nutzen, an die wir noch gar nicht gedacht haben.“
Sobald das Raumfahrzeug seine vorbestimmte Umlaufbahn von 1.000 Kilometern über der Erdoberfläche erreicht hat, wird es den 25-minütigen Prozess des Abrollens der Verbundstoffausleger beginnen, die die Diagonalen des Segels überspannen. Wenn alles nach Plan verläuft, würde die Mission auch die Änderung der Umlaufbahn des Raumfahrzeugs mit Hilfe des Sonnensegels testen, ein Manöver, das nützliche Daten für zukünftige Missionen liefern könnte, so die NASA.
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Nach der vollständigen Entfaltung wird das Sonnensegel etwa 80 Quadratmeter groß sein, was in etwa der Breite von sechs Standardparkplätzen entspricht. Die Weltraumbehörde geht davon aus, dass das Sonnensegel so groß sein wird, dass seine glänzende, reflektierende Oberfläche über unserem Planeten so hell leuchten wird wie Sirius, der hellste Stern am Nachthimmel.
