In 20 Jahren zu Alpha Centauri: Segel für Nano-Raumschiffe müssen gekrümmt sein

Im Projekt Breakthrough wird weiter daran geforscht, winzige Sonden zum Nachbarstern der Sonne zu schicken. Berechnungen zeigen, wie die Segel aussehen müssten.

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(Bild: Masumi Shibata/Breakthrough Initiatives)

Segel, mit denen kleine Nano-Raumschiffe von Lasern auf relativistische Geschwindigkeiten beschleunigt werden könnten, müssen "wie eine Woge" gekrümmt sein und winzige Löcher haben. Das haben Ingenieure der University of Pennsylvania errechnet, die für das Projekt Starshot der Breakthrough Initiative solch ein Transportmittel entwickeln sollen, das für einen Flug zum Stern Alpha Centauri nur 20 Jahre brauchen würde. Ihren Berechnungen zufolge könnten wenige Meter große Segel von Lasern auf der Erde so stark beschleunigt werden, wenn sie die richtige Form haben und dank Spezialmaterialien sowie besonderer Struktur nicht zu stark erhitzt werden.

In zwei Artikeln stellt die Gruppe um Matthew Campbell von der Universität in Philadelphia jetzt einige fundamentale Spezifikationen der geplanten Mission vor. Dabei führen sie aus, dass ein Segel, das durch einen Laser auf der Erde angetrieben wird, um Größenordnungen kleiner sein könnte, als ein sogenanntes Sonnensegel. Das wenige Meter große Segel müsse, anders als oft vermutet, gekrümmt sein, um so effizient wie möglich beschleunigt zu werden, schreiben die Forscher. Es müsste etwa so tief wie breit sein, um die immense Beschleunigung auszuhalten. Die Laser-Teilchen würden es füllen "wie Luft einen Ball".

Außerdem müsse das extrem dünne Segel aus Aluminiumoxid und Molybdändisulfid netzartig aufgebaut sein, um die Hitze möglichst gut abzugeben. Denn selbst wenn es nur einen Bruchteil des Laserlichts absorbieren würde, würde es zu heiß werden. Beide Berechnungen stellen die Ingenieure in zwei Fachartikeln im Magazin Nano Letters vor. Vor wenigen Jahren wäre es noch unglaubwürdig gewesen, über so etwas überhaupt nachzudenken, meint der beteiligte Deep Jariwala. Jetzt basiere ihre Arbeit sogar auf echten Materialien aus dem Labor. Als Nächstes wollen sie ihre Berechnungen testen.

Die Pläne für das Projekt Starshot waren 2016 vorgestellt worden. Gemeinsam mit dem Physiker Stephen Hawking hatte der israelisch-russische Milliardär Yuri Milner angekündigt, in die Vorbereitungen zur Entsendung der Nano-Sonden 100 Millionen US-Dollar investieren zu wollen. Die noch zu entwickelnden Nano-Raumschiffe sollen von gigantischen Lasern beschleunigt, mit 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit zu unserem Nachbarstern Alpha Centauri rasen. Während ihres raschen Vorbeiflugs sollen sie dort Daten sammeln und zur Erde senden. Abbremsen können sie dort nicht.

(mho)