Sonnensegel

Ein Sonnensegel (Solar Sail) nutzt den Strahlungsdruck von Photonen, um ein Raumschiff anzutreiben. Photonen haben zwar keine Masse, aber Impuls. Wenn sie auf eine reflektierende Fläche treffen, übertragen sie diesen Impuls und erzeugen eine winzige, aber kontinuierliche Kraft. Da kein Treibstoff verbraucht wird, kann ein Sonnensegel theoretisch beliebig lange beschleunigen.

Die Idee stammt aus den 1920er Jahren (Friedrich Zander, Konstantin Ziolkowski), aber die erste erfolgreiche Demonstration gelang erst 2010 mit IKAROS, einer japanischen Sonde der JAXA. IKAROS entfaltete ein 14 Meter breites Segel und wurde damit das erste Raumfahrzeug, das allein durch Sonnenlicht angetrieben navigierte.

Die Planetary Society startete 2019 LightSail 2, ein kleines Sonnensegel im Erdorbit, das seine Umlaufbahn allein durch Strahlungsdruck veränderte. Der Beweis war erbracht: Die Technologie funktioniert.

Für interstellare Reisen ist Sonnenlicht allein zu schwach. Das Breakthrough Starshot-Projekt, unterstützt von Yuri Milner und Stephen Hawking, schlägt vor, winzige Sonden mit gewaltigen erdbasierten Lasern auf 20% der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Bei dieser Geschwindigkeit würde eine Sonde Alpha Centauri in etwa 20 Jahren erreichen.

In der Science-Fiction nutzt Arthur C. Clarke Sonnensegel in der Kurzgeschichte "The Wind from the Sun" (1964), in der Raumschiffe mit Segeln ein Rennen im Sonnensystem austragen. In "Star Wars: Episode II" verwendet Count Dooku ein Sonnensegel. In Kim Stanley Robinsons "Aurora" (2015) wird ein interstellares Generationenschiff teilweise durch Lasersegel beschleunigt.

Sonnensegel sind eine der wenigen interstellaren Antriebstechnologien, die mit heutiger oder naher Zukunftstechnologie tatsächlich realisierbar sind. Sie sind langsam im Vergleich zu Science-Fiction-Antrieben, aber sie funktionieren. Für unbemannte Erkundungsmissionen zu nahen Sternsystemen könnten sie in den kommenden Jahrzehnten die erste praktikable Lösung werden.