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ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN
Bleiben Fahrstühle ins All ein Traum?
von Rainer Kayser
26. Mai 2006

Es klingt nach Science Fiction, doch viele Techniker glauben fest daran, dass mit Hilfe moderner Werkstoffe bald Fahrstühle kostengünstig Nutzlasten ins All transportieren können. Eine italienische Studie kommt allerdings zu einem anderen Schluss: Mit dem heutigen Wissen lassen sich keine Seile herstellen, die den extremen Belastungen eines solchen Aufzugs gewachsen wären.

Weltraumfahrstuhl

Alles nur ein Traum? So zuminderst stellt sich der Künstler Pat Rawlings einen Weltraumlift vor. Bild: NASA / MSFC

Sie sind der Traum vieler Raumfahrt-Enthusiasten: Weltraumfahrstühle, die an ultrastabilen Seilen aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen billig Nutzlasten ins All befördern. Nun hat diese Vision einen unerwarteten Dämpfer erhalten. Berechnungen eines italienischen Forschers zeigen, dass unvermeidliche Defekte in den Nanoröhrchen die Seile schließlich so sehr schwächen, dass der Bau eines Weltraumfahrstuhls unmöglich ist. Der Wissenschaftler veröffentlicht seine ernüchternden Ergebnisse demnächst im Fachblatt "Journal of Physics: Condensed Matter".

"Mit der heute verfügbaren Technologie ist der Bau eines Weltraumfahrstuhls nicht möglich", lautet der eindeutige Befund von Nicola Pugno vom Politecnico di Torino. Zwar besitzen Nanoröhrchen eine geradezu unglaubliche Zugfestigkeit von 100 Gigapascal, die sie als idealen Werkstoff für die Seile eines Weltraumfahrstuhls erscheinen lassen.

Doch bei der Herstellung des Materials lassen sich Strukturfehler nicht vermeiden. Das Fehlen eines einzigen Kohlenstoffatoms vermindert die Festigkeit bereits um 30 Prozent, so Pugno. Und solche Fehler treten bereits alle vier Mikrometer auf. Noch gravierender ist das gleichzeitige Fehlen mehrerer Atome, dass zwar statistisch seltener ist, aber über die enorme Länge eines Weltraumfahrstuhls häufig genug vorkommt, um das Seil für den Lastentransport ins All untauglich zu machen.

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Die Idee des Weltraumfahrstuhls geht auf den Schriftsteller Arthur C. Clarke zurück, der die Technik in den siebziger Jahren in einer Science-Fiction-Novelle beschrieb. Das Trägerseil eines solchen Fahrstuhls erstreckt sich vom Erdboden aus 100.000 Kilometer weit ins All. Durch die konkurrierenden Kräfte der Gravitation und der Fliehkraft wird es automatisch auf Spannung gehalten. Die Nutzlasten "klettern" per mechanischem Antrieb an dem Seil nach oben. Am Ende des Fahrstuhls hätten die Nutzlasten eine Geschwindigkeit, die sogar ausreichen würde, jedes Ziel im Sonnensystem ohne weiteren Antrieb zu erreichen.

Das Seil eines Weltraumfahrstuhls müsste eine Zugfestigkeit von mindestens 62 Gigapascal besitzen. Nach den Berechnungen von Pugno lassen sich jedoch selbst unter den besten Fabrikationsbedingungen kaum mehr als ein Gigapascal erzielen. Zudem bestünde die Gefahr, dass das Seil durch Mikrometeoriten und chemische Erosion in der Atmosphäre weiter geschwächt würde. So bleibt die Vision von Arthur C. Clarke wohl vorerst ein unerfüllbarer Traum.

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siehe auch

Weltraumfahrstühle: Seile zu schwach für Preisgewinn - 25. Oktober 2005

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