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COSMOS 1
Segel setzen zu den Sternen
von Rainer Kayser
21. Juni 2005 (Update 22. und 23. Juni 2005)

"Es ist Zeit, Segel zu setzen zu den Sternen", schrieb einst der Astronom und Autor Carl Sagan - heute nun will die von ihm mitgegründete Planetary Society diese Vision Wirklichkeit werden lassen: Mit Hilfe einer umgebauten Interkontinental-Rakete soll Cosmos 1, eine mit einem Sonnensegel ausgestattete Sonde, ins All geschossen werden. Und dies könnte erst der Anfang sein. 

Cosmos 1

Cosmos 1 im Weltall. Bild: NPO Lavochkin, The Planetary Society

Mit der Kraft des Sonnenlichts durchs All segeln – davon träumen Weltraumforscher seit fast hundert Jahren. Nun soll dieser Traum erstmals Wirklichkeit werden. Heute, am 21. Juni, will die amerikanische Planetary Society, ein Verein von Raumfahrtenthusiasten, den Satelliten
Cosmos 1 ins All schießen. In 800 Kilometern Höhe soll er ein 600 Quadratmeter großes Sonnensegel entfalten, das den Satelliten – so die Hoffnung - auf eine höhere Umlaufbahn trägt.

Das Segel besteht aus acht jeweils 15 Meter langen, wie bei einer Mühle radial angeordneten Dreiecken. Diese "Windmühlenflügel" bestehen aus einer nur fünf Tausendstel Millimeter dicken, mit Aluminium beschichteten Polyesterfolie. Die Folie muss extrem dünn sein, damit die Gesamtmasse des Satelliten bei der großen Fläche des Sonnensegels nicht zu groß wird.

Denn von der Größe des Segels und der Masse des Satelliten hängt die Beschleunigung ab, die das Sonnenlicht dem Raumfahrzeug verleiht. Licht besteht aus Teilchen, den so genannten Photonen. Wenn das Segel diese Photonen reflektiert, übertragen sie Impuls und damit Bewegungsenergie auf den Satelliten. Die Schubkraft des Sonnenlichts ist allerdings äußerst schwach: Innerhalb eines ganzen Tages könnte das Segel eine Raumsonde lediglich um 160 Kilometer pro Stunde beschleunigen.

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Doch nach hundert Tagen könnte eine interplanetarische Raumsonde bereits 16.000 Kilometer pro Stunde erreichen, nach drei Jahren gar das Zehnfache – damit wäre sie dreimal schneller als die Voyager-Sonde, die gerade die Grenze unseres Sonnensystems erreicht hat. Per Sonnensegel ließe sich Pluto, der äußerste Planet des Sonnensystems, in fünf Jahren erreichen, rechnet Projektleiter Lou Friedman vor. Die NASA rechnet für ihre konventionell angetriebene Pluto-Mission New Horizons dagegen mit mindestens der doppelten Reisezeit.

Niemand weiß allerdings bislang, wie sich die hauchdünne Folie im Weltall verhält. Vielleicht beginnt sie zu flattern oder Wellen zu schlagen wie die Bespannung eines billigen Drachens bei zu starkem Wind. "Unser Ziel ist bescheiden", erklärt Friedman deshalb, "wir wollen zeigen, dass das Segel funktioniert, dass es uns Schub gibt, um auf eine höhere Umlaufbahn zu kommen. Und das es sich steuern lässt."

Wenn Cosmos-1 dieses Erwartungen erfüllt, ist ein weiteres Experiment
geplant: Vom Erdboden aus will der Physiker und Science Fiction-Romanautor Gregory Benford mit einer Radioantenne einen 450 Kilowatt starken, gebündelten Mikrowellenstrahl auf das Segel richten. Der Strahl soll dem Satelliten einen zwar kleinen, aber messbaren zusätzlichen Schubs geben.

Denn in diesem Verfahren liegt, so glauben Friedman und Benford, die Zukunft der Raumfahrt. Jenseits der Bahn des Jupiters ist das Sonnenlicht zu schwach, um Raumsonden genügend Antrieb zu geben. Aber wenn das Sonnenlicht zu schwach wird, könnten gebündelte Mikrowellen oder Lasterstrahlen die nötige Schubkraft liefern.

Update (22. Juni 2005): Cosmos 1 ist planmäßig vom russischen U-Boot Borisoglebsk in der Barentssee gestartet worden. Allerdings sprachen einige während des Fluges der Rakete empfangene Daten dafür, dass es eventuell Probleme mit einer Raketenstufe gab und Cosmos 1 die Umlaufbahn nicht erreicht hat.

Auch wartete man zunächst vergeblich auf ein Signal des Raumschiffes. Inzwischen glaubt man allerdings, ein Signal von Cosmos 1 empfangen zu haben, so dass man bei der Planetary Society inzwischen annimmt, dass das Raumschiff einen Orbit erreicht hat - vermutlich allerdings nicht den Orbit, den man eigentlich erreichen wollte. 

Update (23. Juni 2005): Die empfangenen Signale stammen nach Aussage der Planetary Society höchstwahrscheinlich nicht von Cosmos 1. Nach russischen Angaben gab es einen Fehler in der ersten Stufe der Volna-Rakete. Somit kann Cosmos 1 nicht den korrekten Orbit erreicht haben und ist sehr wahrscheinlich abgestürzt. Es gibt jedoch eine winzige Chance, dass es das Raumschiff doch in einen niedrigeren Orbit geschafft hat. Dann sollte sich nach vier Tagen automatisch das Sonnensegel entfalten.

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siehe auch
Cosmos 1: Start noch in diesem Jahr? - 12. Juli 2002
Cosmos 1: Erster Flug ins All Anfang 2002 - 24. August 2001
Cosmos 1: Experment mit Sonnensegel misslungen - 23. Juli 2001
Links im WWW
Solar Sail, Infoseiten der Planetary Society
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