Sonnensegel : Alles was Sie wissen müssen und Neuigkeiten

solar sail

Millionen von Sonnensegeln, um die Temperatur auf der Erde zu senken ?

– Neuigkeiten vom 15. September 2019 –

Stellen Sie sich vor, dass die globale Erwärmung die Erde in ein paar Jahrzehnten oder vielleicht in hundert Jahren fast unerträglich macht. Die Menschheit ist nicht in der Lage, den gesamten Kohlenstoff zurückzugewinnen, der während Jahrhunderten der Industrialisierung ausgestoßen wurde. Wir können uns dann vorstellen, dass wir extreme Lösungen in Betracht ziehen, auf die Gefahr, mit unserem Überleben zu spielen. Dies ist eine dieser Lösungen, die sich der amerikanische Astronom Roger Angel im Jahr 2006 vorstellen wollte. Das Grundprinzip seiner Idee ist ziemlich einfach, es ist notwendig, die Erde mit allen Mitteln zu kühlen. Am einfachsten ist es, die Lichtmenge zu begrenzen, die von der Sonne zu uns kommt.

Laut dem amerikanischen Astronomen sollten wir 1,8% des Lichts, das uns erreicht, blockieren, um die Erwärmung aufgrund einer Verdoppelung des atmosphärischen CO2 auszugleichen. Der beste Weg, dies zu erreichen, wäre, Millionen von kleinen semitransparenten Sonnensegeln am Lagrange L1-Punkt des Sun-Earth-Systems einzusetzen. Dies würde offensichtlich eine astronomische Geldsumme kosten und es wäre schwierig, dies aufgrund des Strahlungsdrucks der Sonne aufrechtzuerhalten. Aber die Menschheit könnte ein oder zwei Jahrhunderte Pause haben.

Diese Lösung würde die globale Erwärmung begrenzen, aber die chemischen Auswirkungen des erhöhten CO2-Gehalts in der Atmosphäre nicht verändern. Es ist also eine Bandage und ein riskantes Spiel, denn niemand weiß genau, welche anderen Effekte die Ankunft von Sonnenlicht auf der Erde einschränken würden. Dies könnte eine Reihe von klimatischen oder biologischen Prozessen unkontrolliert stören. Das Beste ist, niemals eine Wette abschließen zu müssen, um die Menschheit zu retten.







Das LightSail-Sonnensegel manövriert im Weltraum ohne Treibstoff

– Neuigkeiten vom 1. September 2019 –

Das LightSail-Sonnensegel ist ein kleiner CubeSat, der von der Planetary Society entwickelt wurde. Es wurde am 25. Juni 2019 von einer SpaceX Falcon Heavy-Rakete gestartet. Ihr Ziel ist es zu demonstrieren, dass Manöver nur mit der Stärke des Sonnenwinds in der Umlaufbahn durchgeführt werden können. Am 23. Juli gelang es dem Kleinsatelliten, mit vier Teleskopmasten ein 32 Quadratmeter großes Segel aufzustellen. Es beendete erfolgreich Manöver, um seine Umlaufbahn im folgenden Monat zu ändern. Ziel war es, den Apogäum zu steigern, ohne Kraftstoff zu verbrauchen.

Dazu hat das Sonnensegel jede halbe Stunde die Position gewechselt. Es ist so nah wie möglich an der Sonne und setzt sein Sonnensegel einer sehr geringen Beschleunigung aus, die durch den Strahlungsdruck der Sonne hervorgerufen wird. Auf der anderen Seite der Erde dreht sich das Sonnensegel um 90 Grad und beendet seine Umlaufbahn mit einer minimalen Belastung durch die Sonnenstrahlung. Durch hundertmaliges Wiederholen des Vorgangs ist es LightSail gelungen, seine Umlaufbahn um etwa zwei Kilometer zu ändern. Es ist nicht viel, aber wir müssen uns daran erinnern, dass diese Manöver ohne Motor ausgeführt werden. Es ist im Wesentlichen eine technische Demonstration.

Aufgrund dieses Erfolgs könnten die Sonnensegel für Unternehmen und Weltraumagenturen interessant sein, um ihre Satelliten in der Umlaufbahn zu halten. Es ist nicht möglich, alle Manöver dank ihnen durchzuführen, aber die Tatsache, dass kein Treibmittel ausgegeben werden muss, bleibt ein sehr attraktives Argument. LightSail wird innerhalb eines Jahres in die Atmosphäre eintreten.

Sonnensegel könnten eine effektive Lösung für die Reinigung der geostationären Umlaufbahn sein

– Nachrichten vom 28. Mai 2019 –

Sonnensegel können zum Manövrieren im Orbit verwendet werden. Wir können uns vorstellen, dass sie zu einem oder mehreren Weltraummüll navigieren, um sie einzufangen. In dieser Situation besteht der Vorteil eines Sonnensegels darin, dass seine Form es ermöglicht, seinen Luftwiderstand stark zu erhöhen, wodurch der Prozess der Zerstörung der gesammelten Weltraummüllteile beschleunigt wird. Die Universität von Surrey in Großbritannien arbeitet an einem kleinen CubeSat, um dies zu beweisen. Dieser CubeSat wird ein 25 Quadratmeter großes Sonnensegel einsetzen, um seine Fähigkeit zu demonstrieren, ohne Kraftstoff zu manövrieren. Am Ende der Mission kann der CubeSat mit diesem Sonnensegel schneller desorbieren.

Sonnensegel können auch dazu beitragen, Trümmer in der geostationären Umlaufbahn zu beseitigen. In diesem Fall ist die Erdatmosphäre zu weit entfernt, um eine effiziente Umlaufbahn zu ermöglichen. Stattdessen würden Satelliten etwas höher platziert, um Platz im geostationären Gürtel freizugeben. Ein kleiner 50 kg schwerer CubeSat mit einem 800 Quadratmeter großen Sonnensegel sollte in der Lage sein, Weltraummüll bis zu einer Tonne effektiv zu manövrieren.

Der Vorteil eines solchen Systems ist, dass es viele Male wiederverwendbar ist. Der Sonnenstrahlungsdruck kann für diese Art von Manöver ein nahezu unendliches Delta V liefern. Eine kleine Menge von Sonnensegeln könnte somit die Aufrechterhaltung der geostationären Umlaufbahn, die für die Telekommunikation sehr wichtig ist, effektiv bewältigen. Weltraummüll wird nicht zerstört, sondern in eine Parkbahn gebracht. Diese Strategie konnte schnell getestet werden.

Bild von Andrzej Mirecki [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Quellen

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