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
Zeit 0 Stunde(n) 0 Minuten

Kontakt

Dr. Axel Tiemann

Downloads

Solar Sail – Raumfahrt mit Sonnensegeln
Quelle: SUW 04/2018 S. 26
MATERIALRECHERCHE
SPONSOREN
WAS SIE NOCH INTERESSIEREN KÖNNTE
Manche Sterne explodieren am Ende ihrer Lebenszeit. Ein solches Ereignis bezeichnen Astrophysiker-Innen als eine Supernova. Diese kurze Erklärung ...
Die Suche nach lebensfreundlichen Planeten erfordert die Berücksichtigung mehrerer Faktoren, wie z.B. den Abstand zu ihren Sternen oder die Existenz ...
Weiterentwicklung des deutschen Bildungssystems mit der Astronomie als „Kickstarter“
Unser Bildungssystem in Deutschland steckt in einer tiefen Krise. Es besteht dringender Handlungs-bedarf. Eine Stärkung des MINT-Bereichs ist eine ...
XLAB - Göttinger Experimentallabor für junge Leute e.V.
Kleine Gruppen aus Grundschullehrern, technischen Assistenten des XLAB und Gymnasiallehrern erarbeiteten zu den Bereichen Astronomie, Sinnesphysiologie, Mineralogie und Chemie des Wassers Experimentierkästen für den Unterricht an Grundschulen. Diese wurden dann an den jeweiligen Schulen erprobt und ...