Wenn alles klappt, dann wird übermorgen, am 20. Mai 2015 um 16:45 eine Atlas-V-Rakete von Cape Canaveral starten und den kleinen Satelliten LightSail-1 ins Weltall bringen. Er wurde nicht von einer großen Raumfahrtorganisation gebaut, sondern von der privaten Planetary Society und soll das Konzept des “Sonnensegels” testen.
LightSail-1 vor der Erde (Künstlerische Darstellung: Josh Spradling / The Planetary Society, CC-BY-NC 3.0)
Ein “Sonnensegel” klingt vielleicht zuerst ein wenig seltsam. Was genau “segelt” da und wo kommt im Weltall der “Wind” für ein Segel her? Aber eigentlich ist das Konzept recht einfach: Ein Sonnensegel im Weltall funktioniert im Prinzip tatsächlich so wie das Segel eines Schiffs auf der Erde. Dort trifft der Wind auf die große Segelfläche und überträgt seine Bewegungsenergie auf das Boot, das dadurch vorwärts bewegt wird. Im Weltall gibt es natürlich keinen Wind, aber es gibt Licht! Das hat zwar keine Ruhemasse, aber es hat Energie und es hat einen Impuls. Und kann deswegen auch Energie auf ein “Segel” übertragen.
Dazu braucht man nur eine möglichst große und spiegelnde Fläche im Weltall aufspannen und vom Sonnenlicht beleuchten lassen. Das Licht wird daran reflektiert und überträgt dabei seinen Impuls auf das Segel (ich habe das früher schon mal hier erklärt). Selbstverständlich ist die Kraft, die so auf das Sonnensegel ausgeübt wird, nur gering – ansonsten würden ja ständig irgendwelche Dinge durch die Kraft des Sonnenlichts durch die Gegend geschoben werden…
Aber wenn das Segel sehr groß ist und das Raumfahrzeug, das es antreiben soll, entsprechend leicht, dann funktioniert das Konzept. Und es hat einen unschlagbaren Vorteil: Der Antrieb durch das Sonnenlicht ist immer vorhanden. Will man ein Raumfahrzeug auf konventionellem Weg steuern, braucht man dafür Treibstoff, denn man zuerst ins Weltall schaffen muss. Das ist aufwendig und teuer. Ein Sonnensegel dagegen wird durch das Sonnenlicht ständig beschleunigt und wenn man nur lange genug wartet, kann es durchaus sehr hohe Geschwindigkeiten erreichen!
Es lohnt sich also, dieses Konzept zu testen. LightSail-1 ist nicht das erste Projekt dieser Art – 2010 hat die japanische Raumfahrtagentur JAXA beispielsweise ihre IKAROS-Mission durchgeführt – aber es ist die erste private Initiative, die ein Sonnensegel ins All schickt.
LightSail-1 ist vorerst aber nur ein Test für den Test. Die Atlas-V-Rakete wird den kleinen Satelliten nicht hoch genug ins All bringen, um tatsächlich “segeln” zu können. Dazu muss man die Reste der Erdatmosphäre hinter sich lassen, die auch in ein paar hundert Kilometer Höhe die Bewegung eines Raumfahrzeugs noch beeinflussen sollen. Bei diesem ersten Versuch geht es aber nur darum zu testen, ob die Technik des Satelliten funktioniert. LightSail-1 ist ein sogenannter “CubeSat”, also einer der kleinen Mini-Satelliten, die aus standardisierten 10 Zentimeter großen Würfeln zusammengesetzt werden. Für das Sonnensegel hat man drei dieser Würfel verwendet; das ganze Raumfahrzeug ist also nur 30 Zentimeter lang und 10 Zentimeter breit bzw. hoch!
Ingenieurin Barbara Plante und der Mini-Satellit (Bild: Loren Roberts / The Planetary Society, CC-BY-NC 3.0)
Trotzdem enthält es ausreichend Mylar-Folie, um sie zu einem 32 Quadratmeter großen Segel entfalten zu können! Das ist möglich, weil die Folie nur 4,5 Mikrometer dick ist und so auch in diesem Mini-Satelliten Platz findet. Beim Start am Mittwoch soll nun getestet werden, ob die Entfaltung des Segels auch in der Realität funktioniert. Wenn alles nach Plan verläuft, dann soll 2016 der nächste LightSail-Satellit ins All fliegen und diesmal dann auch tatsächlich segeln. Man hat vor dem Start zwar schon einige Software-Probleme entdeckt (im Podcast der Planetary Society gibts Details dazu), die aber wohl nicht so gravierend sind, um diesen ersten Test grundlegend zu stören. Hoffen wir also, dass nicht noch mehr Probleme auftreten und alles gut verläuft.
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