UNTERRICHTSMATERIAL
Solarsegel
© NASA
(Ausschnitt)

Solar Sail – Raumfahrt mit Sonnensegeln

Der Begriff „Sonnensegel“ im Sinne der Raumfahrt (engl.: SSP - solar sail propulsion) entstand Ende der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts, obwohl die Idee dahinter schon älter ist. Die Photonen des Sonnenlichts sollen durch Reflexion an der Segelfläche den Vortrieb einer mitgeführten Sonde erzeugen. Ein großer Vorteil ist, dass man auf mitzuführende Treibstoffe verzichten kann. Praktische Versuche dazu sind bereits in Russland, Japan, den Vereinigten Staaten und von der ESA durchgeführt worden. Die letzten Missionen waren Ikaros (Japan 2010) und NanoSail D2 (USA 2011). Das für Januar 2015 geplante Projekt sunjammer wurde allerdings von der NASA gestrichen, weil der Hersteller des Segels die Vertragsbedingungen nicht einhalten konnte. Eine technische Herausforderung liegt offenbar darin, geeignete Materialien für die Segelfläche zu finden. Auch ist es schwierig das Segel nach dem Transport durch die Erdatmosphäre im Weltraum zu entfalten. DLR und ESA versuchen mit dem Projekt Gossamer, diese Probleme zu lösen. In drei Stufen soll die Technologie für immer größere Segel erprobt werden.

Mit Sonnenlicht lassen sich in Erdnähe nur geringe Beschleunigungen erreichen. Wissenschaftler und private Investoren gehen daher noch einen Schritt weiter. Die Initiative Breakthrough Starshot plant schon Missionen in andere Sonnensysteme. Eine Batterie kohärent strahlender Hochleistungslaser soll eine winzige Sonde mit Segelfläche mit 0,2c aus unserem Sonnensystem katapultieren. Ziel ist zunächst das Sternensystem Alpha Centauri (hierarchisches Dreifachsternsystem, bestehend aus den Sternen Alpha Centauri A, Alpha Centauri B und Proxima Centauri) mit seinem erdähnlichen Planeten Proxima Centauri b. Von dort soll die Sonde Informationen über die Bewohnbarkeit und eventuelles Leben zur Erde funken. Die technischen Herausforderungen sind enorm und noch klingt das Ganze eher, wie Science-Fiction. Doch die beteiligten Wissenschaftler sind optimistisch und können auf eine stattliche finanzielle Unterstützung zugreifen. Man darf also gespannt sein!
Fachgebiet Astronomie
Bezug zuChemie, Mathematik, Physik, Sprache
ThemaMechanik, Quantenphysik, Raumfahrt, Unterrichtsmittel, Kompetenzen
StichwortMissionen ohne Treibstoff, Interstellare Raumflüge, Sonnensegel, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Newtons Grundgesetz F = m ∙ a, Strahlungsenergie, Leistung, Lichtquanten, Photonenimpuls, Berechnungen, Materialeigenschaften, englischsprachige Originalliteratur lesen, Fachwissen Physik und Mathematik, Interpretation von Anwendungs- bezügen, Entwickeln von Lösungsstrategien, Übersetzung von Originalartikeln in englischer Sprache, Arbeitsblatt
Klassenstufe Oberstufe
Zeit

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Dr. Axel Tiemann

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