Obwohl es sich um eine Idee handelt, die seit über 40 Jahren im Kopf von Ingenieuren und Weltraumbegeisterten herumwirbelt, haben Solarsegel in Bezug auf den tatsächlichen Einsatz nie wirklich viel Zugkraft gewonnen. Heute hat die NASA einen wichtigen Schritt unternommen, um die Sonnensegeltechnologie für den Einsatz in zukünftigen Raumfahrzeugen zu testen.
Das Raumschiff Nanosail-D wurde am Freitag, den 19. November um 20.25 Uhr gestartet. EST von Kodiak Island, Alaska, und huckepack auf einem anderen Satelliten, beide an Bord einer Minotaur IV-Rakete. Es wurde ab heute erfolgreich aus der Trägerrakete ausgeworfen und ist eigenständig. Obwohl die Segel noch nicht entfaltet sind, ist dies bereits eine Leistung, die ein gutes Zeichen für die Zukunft der Sonnensegel- und Kleinsatellitentechnologie ist.
Der Nanosail-D-Satellit - allgemein als „Brotlaib“ bezeichnet - wurde am 6. Dezember um 01:31 Uhr EST aus dem Satelliten Fast, Affordable, Science and Technology (FASTSAT) ausgestoßen. Dies ist nicht nur der erste Versuch der NASA, ein Sonnensegel im Weltraum einzusetzen, sondern es ist auch das erste Mal, dass ein Nanosatellit von einem anderen Satelliten ausgestoßen wurde. Dies zeigt, dass dies eine zuverlässige Möglichkeit ist, mehrere Satelliten gleichzeitig in die Umlaufbahn zu bringen.
Nanosail-D ist ein Nanosatellit - oder Cubesat -, der entwickelt wurde, um das Potenzial von Sonnensegeln beim atmosphärischen Bremsen zu testen. Solche Segel - hergestellt aus einem ultradünnen und leichten Material, in diesem Fall dem Polymer CP1 - könnten möglicherweise verwendet werden, um ein Raumschiff außerhalb unseres Sonnensystems anzutreiben. Das Nanosail-D-Segel wird in einer erdnahen Umlaufbahn in einer Höhe von etwa 650 km eingesetzt. Das Segel wird verwendet, um zu zeigen, wie eine solche Technologie Satelliten verlangsamen kann, wenn sie aus dem Orbit entfernt werden müssen.
Gegenwärtig müssen Satelliten umkreist werden, indem sie mit den Triebwerken des Satelliten in eine immer niedrigere Umlaufbahn gebracht werden, was mehr Treibmittel an Bord des Raumfahrzeugs erfordert, um es ordnungsgemäß zu entsorgen. Nanosail-D wird 70 bis 120 Tage lang ein Sonnensegel und eine Umlaufbahn einsetzen und sich schließlich in die Erdatmosphäre winden, um zu verbrennen.
Da es so nahe an der Erde kreisen wird, steht sein Potenzial, Sonnensegel als Antrieb zu testen, nicht im Mittelpunkt der Mission. Der Einsatz eines Sonnensegels ist jedoch selbst eine große technische Herausforderung. Nanosail-D ist das perfekte Experiment, um zu testen, ob die Methode, mit der die NASA das Segel entfaltet, im Weltraum funktioniert.
Unmittelbar nach dem heutigen Auswurf startete ein Timer einen dreitägigen Countdown. Sobald es Null erreicht, wird es boomen - das heißt, vier Booms springen aus dem kleinen Satelliten heraus und innerhalb von fünf Sekunden wird das Segel vollständig auf seine Segelspanne von 10 Quadratmetern ausgefahren.
Dean Alhorn, leitender Ermittler und Luft- und Raumfahrtingenieur von NanoSail-D im Marshall Space Flight Center, erklärt auf der Missionsseite: „Der Einsatz funktioniert genau entgegengesetzt zum Maßband des Zimmermanns. Mit einem Maßband ziehen Sie es heraus, wodurch eine Feder aufgezogen wird, und wenn Sie es loslassen, wird es schnell wieder eingezogen. Mit NanoSail-D wickeln wir die Ausleger um die Mittelspindel auf. Diese aufgewickelten Ausleger wirken wie die Feder. Ungefähr sieben Tage nach dem Start wird das Segel von der Mittelspindel entfernt. “
Es gab bereits andere Versuche, Sonnensegel zu starten und einzusetzen, aber nach dem Einsatz wird Nanosail D das am längsten laufende Sonnensegelexperiment sein, das bisher versucht wurde. Sowohl JAXA als auch die russische Raumfahrtbehörde haben erfolgreiche Sonnensegelversuche durchgeführt.
JAXA startete 2004 ein kleeförmiges Segel an Bord einer Rakete, und das Experiment dauerte etwa 400 Sekunden. Sie starteten im Mai 2010 auch das IKAROS-Raumschiff, das derzeit auf dem Weg zur Venus ist und von der Erde auf die gegenüberliegende Seite der Sonne fliegen wird. Die Russen setzten 1993 erfolgreich einen Spiegel mit einem Durchmesser von 20 Metern an Bord der Nachschubmission Progress M-15 nach Mir ein. Der Spiegel mit dem Namen Znamya 2 warf einen 5 km breiten Lichtblick auf den Boden, der über Südfrankreich nach Westen fegte Russland und umkreiste mehrere Stunden, bevor es verbrannte.
Die Planetary Society ist wahrscheinlich die lautstärkste und enthusiastischste Organisation zur Unterstützung der Sonnensegeltechnologie. Derzeit entwickeln sie ein Sonnensegel ähnlich dem von Nanosail-D namens Lightsail-1. Die Gesellschaft versuchte 2005 den Start eines Sonnensegels namens Cosmos 1, aber die Rakete mit dem Satelliten feuerte in der zweiten Phase nicht und das Fahrzeug ging verloren.
Nanosail-D befindet sich in seiner zweiten Iteration. Das erste Raumschiff wurde Anfang 2008 in Betrieb genommen, und das Team - Astrophysiker und Ingenieure im Marshall Space Flight Center und im Ames Research Center - hatte vier Monate Zeit, um einen funktionsfähigen Satelliten zusammenzustellen. Es wurde im August 2008 an Bord einer Falcon 1-Rakete gestartet, aber die Rakete brannte in der Atmosphäre ab. Wenn Ingenieure in einer Sache gut sind, ist es Redundanz - das Team hatte ein zweites Nanosail-D gebaut und hatte ausreichend Zeit, um einige der Fehler zu beheben und die Technologie noch weiter zu entwickeln.
Die Planetary Society hatte fast die Chance, Nanosail-D zu starten. Laut Louis Friedman, Executive Director der The Planetary Society, wurden sie vom Team, das Nanosail-D entwickelt, nach dem fehlgeschlagenen ersten Startversuch kontaktiert und gefragt, ob sie dies möchten Helfen Sie mit, das zweite Nanosail-D-Raumschiff zu starten. Die Planetary Society stimmte zu, aber das Team fand dann Platz an Bord des FASTSAT-Starts. Folglich wurde Lightsail-D aus dieser kurzen Zusammenarbeit heraus getragen.
Der Timer zählt lautlos herunter, was eine aufregende Mission und einen möglichen Meilenstein für die Zukunft der Raumfahrt verspricht. In diesem Bereich finden Sie weitere Entwicklungen zur Mission.
Quellen: NASA-Pressemitteilung, The Planetary Society, NASA Science, NASA Nanosail-D-Informationsblatt
