17.02.2005 - Raumfahrt
Ein rotierendes Seil soll die künstlichen Himmelskörper in Zukunft treibstoffsparend in ihre Umlaufbahn befördern
Ein einfaches, etwa einhundert Kilometer langes Seil könnte in Zukunft Satelliten in den Weltraum schicken: Nach Plänen der Nasa soll die rotierende Leine Satelliten auf einer niedrigen Erdumlaufbahn einfangen und in einen höheren Orbit schleudern. Die dabei verlorene Energie könnte das Seil mithilfe von Solarzellen und dem Erdmagnetfeld zurückgewinnen, berichtet der Online-Dienst des Wissenschaftsmagazins New Scientist. Ziel des ungewöhnlichen Antriebsystems ist es, den Treibstoffbedarf und damit die Kosten bei Weltraummissionen zu minimieren.
Bislang werden Satelliten an Bord von Raketen in ihren Orbit befördert. Je höher sie dabei kreisen sollen, desto mehr Treibstoff benötigen die Raketen und desto schwerer und teurer werden sie. Das MXER-Projekt der Nasa könnte eine billige Alternative werden. Das Prinzip: Eine Leine aus leichtem, stabilen Material soll sich auf einer stark elliptischen Umlaufbahn um die Erde bewegen, deren Höhe zwischen 320 Kilometern und 36.000 Kilometern variiert. Gespannt gehalten wird das Seil dabei durch die Rotation und zwei Gewichte an ihren Enden. Auf dem niedrigsten Punkt der Umlaufbahn soll die Leine dann mit den Satelliten zusammentreffen, die von Raketen auf diese niedrige Umlaufbahn gebracht werden.
Beim Kontakt geht der Impuls des rotierenden Seils auf den Satelliten über, so dass er in einen weiter entfernten Orbit oder sogar aus dem Schwerefeld der Erde hinausgeschleudert wird. Die Leine, die dabei einen Teil ihrer Bewegungsenergie einbüßt, wird anschließend von mit Solarstrom gespeisten Batterien elektrisch aufgeladen. Da die bewegte Ladung vom Erdmagnetfeld beeinflusst wird, könnte die ursprüngliche Rotation auf diese Weise wiederhergestellt werden – ohne dass ein eigener Antrieb notwendig wäre.
Das größte Problem ist der Moment des Kontaktes zwischen Seil und Satellit, kommentiert Stephen Canfield von der technischen Universität von Tennessee die Idee. Der Wissenschaftler hat mit seinen Kollegen verschiedene Systeme entworfen, mit denen die Leine den Satelliten einfangen kann, darunter einen Mechanismus, der dem von Schnappfallen ähnelt, und einen Iris-Mechanismus, bei dem sich flexible Stäbchen ringförmig um den Satelliten schließen. Die ersten Labortests dieser Systeme sollen in etwa zwei Monaten beginnen, so der "New Scientist". Das erste Weltraumseil könnte dann bereits in fünf bis zehn Jahren seine Kreise ziehen.
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