In seiner Jugend war der NASA-Technologe Les Johnson von dem Roman „The Mote in God’s Eye“ von Jerry Pournelle und Larry Niven aus dem Jahr 1974 fasziniert, in dem ein außerirdisches Raumschiff, angetrieben von Sonnensegeln, die Menschheit besucht. Heute bereiten Johnson und ein NASA-Team den Test einer ähnlichen Technologie vor.
Die NASA arbeitet weiterhin an Plänen für die Sonnensegeltechnologie als vielversprechende Methode für den Weltraumtransport. Mit der erfolgreichen Bereitstellung eines von vier identischen Solarsegelquadranten hat die Agentur im Januar einen wichtigen Technologiemeilenstein erreicht. Der Einsatz wurde am 30. Januar im neuen Werk von Redwire Corp. in Longmont, Colorado, vorgestellt.
Das Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, leitet das Solarsegel-Team, bestehend aus dem Hauptauftragnehmer Redwire, der die Auslösemechanismen und die fast 100 Fuß langen Ausleger entwickelte, und dem Subunternehmer NeXolve aus Huntsville, der die Segelmembran lieferte. Marshall leitete nicht nur das Projekt, sondern entwickelte auch die Algorithmen, die zur Steuerung und Navigation des Segels im Weltraum erforderlich sind.
Die NASA und Industriepartner verwendeten am 30. Januar 2024 zum ersten Mal zwei 100 Fuß lange, leichte Verbundausleger, um einen 400 Quadratmeter großen Prototyp eines Sonnensegels auszudehnen. Während nur ein Viertel davon Während der Entfaltung des Segels bei Redwire wurde das komplette Segel im vollständig entfalteten Zustand 17.780 Quadratfuß groß und ist mit 2,5 Mikrometern weniger dick als ein menschliches Haar. Das Segel besteht aus einem mit Aluminium beschichteten Polymermaterial. Bildnachweis: Redwire Space
Das Segel ist ein Antriebssystem, das durch vom Segel reflektiertes Sonnenlicht angetrieben wird, ähnlich wie ein Segelboot den Wind reflektiert. Während bei Redwire nur ein Viertel des Segels entfaltet wurde, wird das komplette Segel im vollständig entfalteten Zustand 17.780 Quadratfuß messen und mit 2,5 Mikrometern weniger als ein menschliches Haar dick sein. Das Segel besteht aus einem mit Aluminium beschichteten Polymermaterial.
Das Science Mission Directorate der NASA hat kürzlich die Sonnensegeltechnologie finanziert, um einen neuen Technologiereifegrad (TRL 6) zu erreichen, was bedeutet, dass sie für Vorschläge für den Einsatz auf wissenschaftlichen Missionen bereit ist.
„Dies war ein wichtiger letzter Schritt vor Ort, bevor es für Weltraummissionen vorgeschlagen werden kann“, sagte Johnson, der sich bei Marshall seit etwa 25 Jahren mit der Segeltechnologie beschäftigt. „Als Nächstes schlagen Wissenschaftler den Einsatz von Sonnensegeln in ihren Missionen vor. Wir haben unser Ziel erreicht und gezeigt, dass wir bereit sind, geflogen zu werden.“
Ein Sonnensegel, das durch den Weltraum reist, bietet viele potenzielle Vorteile für Missionen, die diese Technologie nutzen, da es keinen Treibstoff benötigt und eine sehr hohe Antriebsleistung bei sehr geringer Masse ermöglicht. Dieses Antriebssystem im Weltraum eignet sich gut für Missionen mit geringer Masse in neuartigen Umlaufbahnen.
„Sobald man der Schwerkraft der Erde entkommt und in den Weltraum gelangt, kommt es auf Effizienz und ausreichend Schub an, um von einer Position zur anderen zu gelangen“, sagte Johnson.
Zu den interessanten Missionen, die die Sonnensegel-Technologie nutzen, gehören die Untersuchung des Weltraumwetters und seiner Auswirkungen auf die Erde oder fortgeschrittene Untersuchungen des Nord- und Südpols der Sonne. Letzteres war begrenzt, da der Antrieb, der erforderlich ist, um ein Raumschiff in eine polare Umlaufbahn um die Sonne zu bringen, sehr hoch ist und mit den meisten heute verfügbaren Antriebssystemen einfach nicht realisierbar ist.
Der Antrieb eines Sonnensegels ist auch möglich, um künftige Missionen zur Venus oder zum Merkur zu verbessern, da sie der Sonne nahe sind und ein Sonnensegel dort bei intensiverem Sonnenlicht einen größeren Schub erzielen würde.
Darüber hinaus sei es das ultimative umweltfreundliche Antriebssystem, sagte Johnson – solange die Sonne scheint, habe das Segel Antrieb. Wo das Sonnenlicht weniger ist, stellt er sich eine Zukunft vor, in der Laser eingesetzt werden könnten, um die Sonnensegel auf hohe Geschwindigkeiten zu beschleunigen und sie so aus dem Sonnensystem und darüber hinaus zu befördern, vielleicht sogar zu einem anderen Stern.
„In Zukunft könnten wir große Laser im Weltraum platzieren, die ihre Strahlen auf die Segel richten, wenn sie das Sonnensystem verlassen, und sie auf immer höhere Geschwindigkeiten beschleunigen, bis sie schließlich schnell genug sind, um in angemessener Entfernung einen anderen Stern zu erreichen.“ Zeit.“
Mehr Informationen:
Weitere Informationen zu Sonnensegeln und anderen fortschrittlichen Weltraumtechnologien der NASA finden Sie unter www.nasa.gov/space-technology-mission-directorate