Das Sternsystem Alpha Centauri ist mit 4,2 Lichtjahren Entfernung das nächste Nachbarsystem der Sonne. Herkömmliche Raumfahrzeuge würden für diese Distanz zehntausende Jahre benötigen. Ein Konzept des Breakthrough Starshot-Projekts sieht hingegen eine Flugzeit von nur 20 Jahren vor.
Herausforderungen interstellarer Raumfahrt
Alpha Centauri besteht aus drei Sternen: Alpha Centauri A und B bilden ein Doppelsternsystem, während Proxima Centauri als roter Zwergstern der Sonne am nächsten liegt. Die Entfernung beträgt etwa 40 Billionen Kilometer. Zum Vergleich: Die Raumsonde Voyager 1 verlässt das Sonnensystem mit 17 Kilometern pro Sekunde. Bei dieser Geschwindigkeit würde eine Reise zu Proxima Centauri rund 75.000 Jahre dauern.
Das Hauptproblem konventioneller Antriebe liegt in der Masse. Raketen müssen nicht nur die Nutzlast, sondern auch den Treibstoff beschleunigen. Die erforderliche Treibstoffmenge steigt exponentiell mit der Zielgeschwindigkeit.
Das Starshot-Konzept
Breakthrough Starshot schlägt einen grundlegend anderen Ansatz vor: Eine bodengestützte Laseranlage mit einer Leistung von mehreren Gigawatt soll ein nur grammleichtes Sondenmodul beschleunigen. Anstatt Treibstoff mitzuführen, reflektiert ein extrem dünnes Segel den Laserstrahl und nutzt den Strahlungsdruck zur Beschleunigung.
Die Nanosonde könnte so auf etwa 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit (60.000 km/s) beschleunigt werden. Die reine Flugzeit zum Ziel würde damit etwa 21 Jahre betragen. Hinzu kommen jedoch Entwicklungszeit, Aufbau der Laserinfrastruktur und die 4,2 Jahre, die Funksignale für die Rückkehr zur Erde benötigen.
Technische Herausforderungen sind unter anderem:
- Materialien für das Segel, das nahezu perfekt reflektieren muss
- Stabilisierung des Segels während der Beschleunigung
- Autonome Steuerung der Sonde während des Vorbeiflugs
- Miniaturisierung aller Systeme auf Grammgewicht
Forschungsteams arbeiten weiter an Grundlagen wie Nanophotonik und Strahlungsdruckmessungen. Ein konkretes Startdatum steht nicht fest, da es sich bisher um ein Konzept ohne vollständige Finanzierung handelt.
- Quelle: Breakthrough Starshot Projektbeschreibung
- Quelle: European Southern Observatory Daten zu Alpha Centauri
- Quelle: NASA Angaben zu Voyager 1
- Quelle: Caltech Forschungsarbeiten zu Lichtsegeln