Wie man ein Magnetsegel bei der Ankunft an nahen Sternen zum Bremsen nutzt

Das StarShot-Projekt will Mini-Satelliten auf den Weg zu fremden Sternen schicken, indem man ihnen mit einem starken Laser-Impuls – oder mehreren – einen derart ordentlichen Schub verleiht, dass sie mit bis zu zwanzig Prozent der Lichtgeschwindigkeit zu den Sternen eilen. Eine Reise etwa zu Proxima Centauri würde dann nur noch ca. 20 Jahre dauern. Allerdings könnte die Ausbeute einer solchen Expedition noch höher sein, wenn die Sonden bei der Ankunft am Ziel auch bremsen würden. Beim StarShot-Projekt hingegen geht man davon aus, dass sie ungebrenst vorbeirasen.

In „Proxima Rising“ bremst das Raumschiff, die Messenger, mit Hilfe eines Magnetsegels und indem sie Material aus dem interstellaren Raum aufnimmt. Magnetsegel sind eine sehr eigenartige Konstruktion: Sie bestehen aus einer Schleife aus einem supraleitenden Material, in der ein nie versiegender Strom ein Magnetfeld erzeugt. Dieses wirkt auf die geladenen Teilchen des interstellaren Mediums als Hindernis, als Bremse. Der offnsichtliche Vorteil: ein Magnetsegel besteht nur aus wenig Material, was an Bord eines Raumschiffs immer ein riesiger Pluspunkt ist.

In einem sehr lesenswerten Fachbeitrag ergründet der theoretische Physiker Prof. Claudius Gros vom Institut für Theoretische Physik der Goethe-Universität Frankfurt nun, wie realistisch es ist, mit heutiger Technik (!) mit Hilfe eines Magnetsegels beim Erreichen eines fremden Sterns zu bremsen. Der Forscher hat dazu zwei Szenarien aufgestellt:

  1. eine Hochgeschwindigkeitsmission zu Proxima Centauri (gut 4 Lichtjahre entfernt) mit 1/10 der Lichtgeschwindigkeit
  2. eine langsame Mission zu Trappist-1 (knapp 40 Lichtjahre entfernt) mit 1/300 der Lichtgeschwindigkeit

Daraus hat der Physiker dann den nötigen Durchmesser des Magnetsegels berechnet, um daraus die Masse des Raumschiffs und die Reisezeit zu errechnen. Für die beiden Missionen ergab sich:

  1. 1600 Kilometer Radius des Magnetsegels, 1500 Tonnen Masse, Reisezeit 58 Jahre
  2. 47 Kilometer Radius des Magnetsegels, 1,5 Tonnen Masse, Reisezeit 12.000 Jahre
Die NASA-Grafik zeigt eine Sonde mit einem Sonnensegel – ein Magnrtsegel ist praktisch unsichtbar

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