Fortschritte bei Lichtsegeln: Neue Technologie für interstellare Reisen

PROVIDENCE / DELFT / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Entwicklung von Lichtsegeln, die Raumschiffe zu anderen Sternen bringen sollen, hat einen bedeutenden Fortschritt gemacht. Forscher aus den USA und den Niederlanden haben ein neues Design vorgestellt, das die Effizienz und Geschwindigkeit dieser Antriebe erheblich steigern könnte.

Die Idee, Lichtsegel für interstellare Reisen zu nutzen, ist nicht neu, doch die jüngsten Fortschritte in der Materialwissenschaft könnten diese Vision bald Realität werden lassen. Ein Team von Wissenschaftlern der Brown University in Providence und der Technischen Universität Delft hat eine neue Generation von Lichtsegeln entwickelt, die durch ihre extrem dünne und hochreflektierende Struktur bestechen. Diese Segel sind nur 200 Nanometer dick, was sie deutlich leichter und effizienter macht als ihre Vorgänger.

Das Prinzip der Lichtsegel basiert auf der Nutzung von Photonen, die vom Sonnenlicht auf das Segel treffen und dabei ihren Impuls übertragen. Diese Methode ähnelt dem Segeln auf Wasser, wo der Wind das Segel eines Bootes antreibt. Im Weltraum übernehmen Photonen diese Rolle, was eine kontinuierliche Beschleunigung ermöglicht, die theoretisch Geschwindigkeiten von bis zu 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit erreichen könnte.

Ein entscheidender Aspekt der neuen Lichtsegel ist ihre Materialzusammensetzung. Die Forscher verwenden einlagiges Siliziumnitrid, das mit einem komplexen Muster von Nanolöchern versehen ist. Diese Löcher reduzieren nicht nur das Gewicht des Segels, sondern erhöhen auch dessen Reflexionsvermögen. Dank der Verwendung von Künstlicher Intelligenz konnten die Wissenschaftler die optimale Form und Platzierung der Löcher bestimmen, um maximale Effizienz zu erreichen.

Die Herstellung dieser Segel ist dank eines neuen gasbasierten Ätzverfahrens, das an der TU Delft entwickelt wurde, sowohl schneller als auch kostengünstiger geworden. Während herkömmliche Methoden bis zu 15 Jahre in Anspruch genommen hätten, kann das neue Verfahren ein Segel in nur einem Tag produzieren. Diese Effizienz könnte den Weg für eine breite Anwendung der Technologie ebnen, insbesondere in Projekten wie der von Yuri Milner initiierten ‘Breakthrough Starshot’.

Das Ziel von ‘Breakthrough Starshot’ ist es, Mini-Raumschiffe mit Lichtsegeln auszustatten und sie mithilfe von bodengestützten Lasern auf hohe Geschwindigkeiten zu beschleunigen. Diese Raumschiffe könnten das vier Lichtjahre entfernte Alpha-Centauri-System in etwa 20 Jahren erreichen. Zum Vergleich: Die Voyager-Sonden benötigten über 35 Jahre, um die Grenzen unseres Sonnensystems zu erreichen.

Die Fortschritte in der Lichtsegeltechnologie könnten nicht nur die Raumfahrt revolutionieren, sondern auch neue Möglichkeiten für die Erforschung des Universums eröffnen. Die Kombination aus geringem Gewicht und hoher Geschwindigkeit macht Lichtsegel zu einer vielversprechenden Option für zukünftige interstellare Missionen. Während die Technologie noch in den Kinderschuhen steckt, sind die jüngsten Entwicklungen ein bedeutender Schritt in Richtung einer neuen Ära der Raumfahrt.

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