Die neue National Geographic-Serie „Unser Kosmos: Die Reise geht weiter“ handelt von Raumfahrtantrieben der Zukunft 14.05.2020 |  8 Minuten

„Unser Kosmos“ aus dem Jahr 1980 ist eine bei Raumfahrtfans beliebte Dokureihe des amerikanischen Astronomen Carl Sagan zum Thema Astronomie für ein breiteres Publikum. 2014 gab es eine vom Astrophysiker Neil DeGrasse Tyson präsentierte Neuauflage. 2020 erzählt „Unser Kosmos: Die Reise geht weiter“ die eindrucksvolle Geschichte der Entwicklung des Lebens und des menschlichen Bewusstseins.

Dank der Kombination aus Wissenschaft und 3D-Animationen erlebt man hautnah die künftigen Fortschritte der Menschheit, insbesondere drei Antriebstechniken. Diese haben die Ingenieure von ArianeGroup einer kritischen Prüfung unterzogen.

„Unser Kosmos: Die Reise geht weiter“ präsentiert als erstes winzige Raumschiffe mit Laserantrieb. Sie sollen 20% der Lichtgeschwindigkeit erreichen können. Das heißt, sie würden lediglich vier Tage bis zur NASA-Raumsonde Voyager 1 benötigen, die 1977 gestartet und aktuell 22 Millionen km von der Erde entfernt ist.

Um im Weltall Geschwindigkeit aufzunehmen, muss man Schubkraft für das Raumschiff erzeugen. Alle Lösungen, bei denen die Antriebsenergie von Außen kommt, sind gut geeignet, weil man das Fahrzeug dann leichter konstruieren kann. Der Antrieb sehr leichter Raumfahrzeuge mittels Photonen aus einem Laser ist deshalb vorstellbar.

Der Vorteil des terrestrischen Lasers besteht darin, dass er Unmengen von Energie in einem Strahl bündeln kann, der sich auf Langstrecken nicht zu sehr ausbreitet. Der Haken: Wie verfolgt man Nanoships präzise und das über mehrere tausend Kilometer?

Um den uns nächsten Stern Proxima Centauri in 4,2 Lichtjahren Entfernung zu erreichen, sind diese Raumfahrzeuge noch zu langsam. „Unser Kosmos“ lässt sich darum von den ersten Entdeckern auf der Erde inspirieren und schlägt Sonnensegel vor. Die Reisedauer würde dann auf rund zwanzig Jahre reduziert. Dieses Konzept wurde unter anderem bereits von der japanischen Raumfahrtbehörte JAXA erprobt.

In der Sendung werden mehrere Kilometer breite Segel präsentiert, die tausendmal dünner als Müllbeutel sind. Bei Berührung durch ein Photon kommt es zur Entwicklung von Feinstaub. Im leeren Raum kann Sonnenenergie rasch für einen Antrieb im Ausmaß eines Bruchteils der Lichtgeschwindigkeit sorgen. Fernab der Sonne könnten die vorab genannten Laser diese Energiequelle ersetzen.

Das Sonnensegel funktioniert ähnlich wie ein Segelboot, das den Wind nutzt. Der Antrieb erfolgt jedoch sehr langsam. Außerdem ist auch die Lebensdauer dieser Segel ein Thema, da sie äußerst empfindlich auf Mikropartikel reagieren, denen sie unterwegs begegnen. Die Idee von Lasern als Relaisstation ist gut, vorausgesetzt die Energie ist nicht zu konzentriert und das Segel wird nicht „verbrannt“.

Laut „Unser Kosmos“ würde die Reise zu einem 100 Lichtjahre entfernten System mit einem Sonnensegel über 500 Jahre dauern. Und was wäre, wenn ein Raumfahrzeug die Lichtgeschwindigkeit überschreiten könnte? Inspiriert von der Serie „Star Trek“ schuf der Physiker Miguel Alcubierre den mathematischen Entwurf eines Raumfahrzeugs, mit dem die Reisedauer auf ein Jahr reduziert würde.

Die elegante Methode des Physikers (er arbeitete mit Raumzeitdehnung und -krümmung) berücksichtigt die Gesetze der allgemeinen Relativitätstheorie und verletzt in Bezug auf das Raumschiff auch nicht die physikalischen Gesetze. Sie bedarf jedoch Materie mit negativer Masse (deren Existenz noch nicht experimentell überprüft wurde).

Der Film „Interstellar“ kommt einem in den Sinn. Gelingt eines Tages die Raumzeitkrümmung, dann reist man auch blitzschnell durchs Universum. Momentan gehört diese Vorstellung noch in den Bereich Science-Fiction und in der Grundlagenphysik gibt es noch vieles zu entdecken, bevor wir diese Art von Motor konstruieren werden können.

Wenn es auch noch ein weiter Weg bis zum Bau solcher Raumschiffe ist, zielt „Unser Kosmos: Die Reise geht weiter“ auch künftig darauf ab, die Fantasie der Menschen und unserer Entwickler zu beflügeln, denn sie ist unser größter Schatz. Die einzelnen Folgen der Serie finden Sie im Angebot von National Geographic.