Forscher entwickeln aufblasbaren Weltraumaufzug

Kanadische Forscher haben ein Design für einen aufblasbaren Weltraumaufzug entwickelt. Ein erster Prototyp soll es möglich machen, Ausrüstung und Personen 20 Kilometer (km) über die Erdoberfläche zu bringen. „Langfristig könnten wir uns vorstellen, auf bis zu 200 km vorzustoßen“, sagt Projektleiter Brendan Quine, Associate Professor of Space Physics an der York University.

Das Konzept könnte deutlich leichter zu realisieren sein als die gängige Vision eines „Space Elevators“. Denn diese erfordert ein hochreißfestes Kabel, dass vom Boden bis in die geostationäre Umlaufbahn – 35.786 km über der Erdoberfläche – reicht.

„Prinzipiell spricht aus heutiger Sicht nichts dagegen, dass auch ein solcher Space Elevator realisierbar ist“, meint Andreas Hein, Gründer des Space Elevator Teams bei der Wissenschaftlichen Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt http://www.warr.de , im Gespräch mit pressetext.

Die kanadische Entwicklung setzt auf eine frei stehende Kevlar-Konstruktion aus einer Reihe von pneumatisch aufgeblasenen Elementen, gefüllt mit leichten Gasen wie Wasserstoff oder Helium. Das Design wurde kürzlich in der Fachzeitschrift Acta Astronautica vorgestellt. „Interessant sind dabei besonders die vorgeschlagenen Stabilisierungsmethoden, denn die Idee selbst ist nicht mehr neu“, meint Hein. Die Kanadier haben bereits ein sieben Meter hohes Maßstabsmodell aus sechs Modulen gebaut, berichtet NewScientist.

Ein Turm mit 20 km Höhe – die mit einem Prototypen erreicht werden sollen – könnte eine spektakuläre Aussichtsplattform ergeben und mit 200 km würde immerhin die Untergrenze des sogenannten Low Earth Orbit erreicht, der sich bis etwa 1.200 km Höhe erstreckt. In diesem Höhenbereich befinden sich etwa die Internationale Raumstation ISS (350 km mittlere Höhe) und eine Reihe von Forschungs- oder Spionagesatelliten.

„Für echte Raumfahrt sind 200 km Höhe immer noch nahezu irrelevant, weil man damit hauptsächlich Verluste durch den atmosphärischen Luftwiderstand einspart“, betont Hein. Die erreichte Geschwindigkeit von Objekten wäre aber immer noch ein relativ geringer Teil jener, die für einen geostationären Orbit erforderlich ist – jene Art der Umlaufbahn in fast 36.000 Kilometern Höhe, in der sich etwa TV- und viele Kommunikationssatelliten befinden. Vom wirklichen Verlassen des Erdschwerefeldes für Raumflüge in die Tiefen des Sonnensystems wäre auch aus 200 km Höhe noch ein massiver Energieaufwand nötig. Für solche Anwendungen wäre ein Weltraumaufzug mit einem Kabel bis in den geostationären Orbit wesentlich interessanter, da er Material deutlich günstiger in zehntausende Kilometer Höhe bringen könnte als Raketen.

Das Kabel für einen solchen Space Elevator müsste eine deutlich höhere Zugfestigkeit aufweisen, als es mit derzeitigen Materialien möglich. In der Forschung wird speziell auf Entwicklungen auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren gesetzt. Das war im Dezember 2008 ein Thema der 2nd International Conference on Space Elevator and Carbon Nanotube Tether Design der European Spaceward Association http://eurospaceward.org . „Die Materialwissenschafter waren dort zuversichtlich, dass die erforderliche Zugfestigkeit erreichbar ist“, meint Hein. Allerdings gäbe es noch viele Fragen rund um das Konzept eines solchen Weltraumaufzugs, die noch genauer untersucht werden müssten.

Ein Beispiel dafür sei der Einfluss anderer Himmelskörper, beispielsweise des Mondes, auf das lange Kabel. Wann ein Space Elvator Realität werden könnte, ist noch unklar. „Bei einer derart komplexen Entwicklung sind zuverlässige Prognosen sehr schwer. Da geht es um recht lange Zeithorizonte – ähnlich wie bei kommerziellen Fusionskraftwerken, die trotzt jahrzehntelanger Forschung nur langsam näherrücken“, meint Hein abschließend.