Tüftelwettbewerb - Fahrstuhl soll Lasten ins All hieven
26.10.2005 um 23:21Von Holger Dambeck
Spätestens in 15 Jahren wird der erste Aufzug ins All fahren, glauben US-Forscher. Das ehrgeizige Vorhaben soll nun per Wettbewerb vorangebracht werden. An den ersten beiden Aufgaben scheiterten die Teams jedoch.
Der Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke weiß genau, welche Phasen neue Ideen durchlaufen. Zuerst heißt es: "Das ist nicht machbar." Später dann: "Es ist wahrscheinlich machbar, aber es lohnt sich nicht." Und zum Schluss meinen die anfänglichen Zweifler, schon immer gewusst zu haben, dass es eine gute Idee war.
Clarkes Worte, die auf der Website der Spaceward Foundation stehen, sollen allen Mut machen, die einen Fahrstuhl ins Weltall bauen wollen. Einen Lift, der Astronauten, tonnenschwere Ausrüstung und ganze Satelliten Zehntausende Kilometer nach oben zieht und teure Raketenstarts überflüssig macht. Spätestens 2020 soll es soweit sein, glauben die Wissenschaftler der Stiftung.
Das Konzept eines Lifts ins All ist schon über hundert Jahre alt. 1895 dachte der russische Raketenpionier Konstantin Ziolkowski, inspiriert vom Pariser Eiffelturm, über einen Turm ins All nach. 1960 beschrieb der russische Ingenieur Juri Artsutanow in der Parteizeitung "Prawda" das Konzept des Weltraumlifts. Autor Clarke verarbeitete die Idee 1979 in seinem Roman "Fahrstuhl zu den Sternen".
Am Wochenende versuchten sich im kalifornischen Mountain View nun sieben Wissenschaftler-Teams an einem Minifahrstuhl. Bis zu 61 Meter sollten die kleinen Gefährte an einem Stahlseil nach oben klettern - mit einer Mindestgeschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde. Die nötige Energie lieferte ein 10.000-Watt-Strahler am Boden; im Lift eingebaute Solarzellen wandelten das Licht in Strom um. Beim Weltraumlift soll die Energie mit einem Laserstrahl übertragen werden.
Antrieb mit Licht
Immerhin 12 Meter hoch kletterte das Gefährt vom Team der kanadischen University of Saskatchewan. Das war Tagesrekord, reichte aber nicht für das 50.000-Dollar-Preisgeld, weil der Lift zu langsam fuhr.
Auch beim zweiten Wettbewerb, in dem ein zwei Gramm schweres Seil mit vorgegebener Reißfestigkeit gebaut werden sollte, gab es keinen Preisträger. "Wir wären eher überrascht gewesen, wenn jemand gewonnen hätte", sagte ein Nasa-Sprecher, "schließlich haben wir nur sechs Monate Vorbereitungszeit gegeben." Die US-Weltraumbehörde finanziert den Wettbewerb mit.
Aber schon im nächsten Jahr könnte es einen oder mehrere Preisträger geben. Dann geht es um jeweils 100.000 Dollar. Beim Liftwettbewerb haben sich schon wesentlich mehr Teams angemeldet als in diesem Jahr. Allerdings gelten dann auch andere Anforderungen. Die Energiequelle können die Bastler frei wählen, etwa Laser oder Mikrowelle.
Die Lift-Visionäre träumen davon, eines Tages die teuren Raketenstarts überflüssig zu machen. Die Transportkosten sollen von derzeit mehreren zehntausend Dollar auf unter 200 Dollar pro Kilogramm sinken.
"Ich halte das in naher Zukunft für nicht machbar", sagt Volker Schmid, der beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unter anderem am unbemannten Transportraumschiff ATV arbeitet. In der Tat ist das Projekt eines Weltraumfahrstuhls äußerst ambitioniert, das wissen auch seine Verfechter.
Das größte Problem dürfte das Seil darstellen, an dem sich der Lift nach oben hangelt. Es müsste mindestens 36.000 Kilometer lang sein, damit das daran befestigte Gewicht, etwa eine kleine Raumstation, geostationär um die Erde kreisen kann - also von der Erde aus gesehen immer am gleichen Punkt steht. "Allein die Masse des Seils ist so groß, dass es bei allen heute verfügbaren Materialien reißen würde", erklärt Schmid.
Hält das Seil?
Lösen sollen das Problem sogenannte Nanoröhren. Sie bestehen aus einem einschichtigen, zusammengerollten Kohlenstoffnetz und sind hundertmal fester als Stahl und doppelt so stabil wie Diamant. Allerdings sind Nanotubes nur in viel zu kurzen Längen von einigen Zentimetern verfügbar.
Das ist nur eines der vielen Probleme, vor denen die Fahrstuhl-Enthusiasten stehen. Beispielsweise könnte um die Erde kreisender Raumfahrtmüll das Seil durchtrennen. Das wollen Wissenschaftler verhindern, indem sie das Seil auf einer schwimmenden Plattform befestigen, die bei Bedarf verschoben wird, um Kollisionen zu vermeiden. Das werde bei der Raumstation ISS ganz ähnlich gehandhabt, heißt es auf der Website elevator2010.org. Kleinere Partikel könnten das Seil nicht zum Zerbersten bringen, weil es extrem stabil sei.
Sollte die tausend Tonnen schwere Verbindung trotzdem reißen, dann prognostizieren die Forscher eine Art Konfettiparade - weltweit natürlich.
DLR-Forscher Schmid hat jedoch große Zweifel am Konzept: "Man weiß nicht, wie das Seil sich dynamisch verhält." Unter anderem wirke darauf auch die Gravitationskraft des Mondes, die auch Ebbe und Flut hervorruft. Auch Sonnenwinde und Corioliskräfte könnten das Seil, das als papierdünnes Band konstruiert werden soll, beeinflussen.
Wissenschaftler fordern Paradigmenwechsel
Selbst einen Vorteil gegenüber Raketen will Schmid kaum erkennen: Eine Konkurrenz zu den üblichen Raumfahrttechniken besteht in seinen Augen nicht.
Die Initiatoren des Lift-Projekts glauben hingegen, dass in erster Linie die mächtige Raumfahrtindustrie ihr Konzept ablehnt, um sich das Geschäft mit Raketen nicht zu vermasseln. Es müsse einen Paradigmenwechsel geben, verlangen die Wissenschaftler um Brad Edwards.
Die europäische Raumfahrtagentur Esa hat sich in diesem Jahr ebenfalls mit dem Weltraumfahrstuhl beschäftigt - allerdings unter einem etwas anderen Aspekt. Sie rief zu einem Science-Fiction-Schreibwettbewerb auf. Gewonnen hat ihn der Australier Christian Doan mit der Geschichte "Clever".
SPIEGEL
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unglaublich wie weit schon die technik vorgeschriten ist
Spätestens in 15 Jahren wird der erste Aufzug ins All fahren, glauben US-Forscher. Das ehrgeizige Vorhaben soll nun per Wettbewerb vorangebracht werden. An den ersten beiden Aufgaben scheiterten die Teams jedoch.
Der Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke weiß genau, welche Phasen neue Ideen durchlaufen. Zuerst heißt es: "Das ist nicht machbar." Später dann: "Es ist wahrscheinlich machbar, aber es lohnt sich nicht." Und zum Schluss meinen die anfänglichen Zweifler, schon immer gewusst zu haben, dass es eine gute Idee war.
Clarkes Worte, die auf der Website der Spaceward Foundation stehen, sollen allen Mut machen, die einen Fahrstuhl ins Weltall bauen wollen. Einen Lift, der Astronauten, tonnenschwere Ausrüstung und ganze Satelliten Zehntausende Kilometer nach oben zieht und teure Raketenstarts überflüssig macht. Spätestens 2020 soll es soweit sein, glauben die Wissenschaftler der Stiftung.
Das Konzept eines Lifts ins All ist schon über hundert Jahre alt. 1895 dachte der russische Raketenpionier Konstantin Ziolkowski, inspiriert vom Pariser Eiffelturm, über einen Turm ins All nach. 1960 beschrieb der russische Ingenieur Juri Artsutanow in der Parteizeitung "Prawda" das Konzept des Weltraumlifts. Autor Clarke verarbeitete die Idee 1979 in seinem Roman "Fahrstuhl zu den Sternen".
Am Wochenende versuchten sich im kalifornischen Mountain View nun sieben Wissenschaftler-Teams an einem Minifahrstuhl. Bis zu 61 Meter sollten die kleinen Gefährte an einem Stahlseil nach oben klettern - mit einer Mindestgeschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde. Die nötige Energie lieferte ein 10.000-Watt-Strahler am Boden; im Lift eingebaute Solarzellen wandelten das Licht in Strom um. Beim Weltraumlift soll die Energie mit einem Laserstrahl übertragen werden.
Antrieb mit Licht
Immerhin 12 Meter hoch kletterte das Gefährt vom Team der kanadischen University of Saskatchewan. Das war Tagesrekord, reichte aber nicht für das 50.000-Dollar-Preisgeld, weil der Lift zu langsam fuhr.
Auch beim zweiten Wettbewerb, in dem ein zwei Gramm schweres Seil mit vorgegebener Reißfestigkeit gebaut werden sollte, gab es keinen Preisträger. "Wir wären eher überrascht gewesen, wenn jemand gewonnen hätte", sagte ein Nasa-Sprecher, "schließlich haben wir nur sechs Monate Vorbereitungszeit gegeben." Die US-Weltraumbehörde finanziert den Wettbewerb mit.
Aber schon im nächsten Jahr könnte es einen oder mehrere Preisträger geben. Dann geht es um jeweils 100.000 Dollar. Beim Liftwettbewerb haben sich schon wesentlich mehr Teams angemeldet als in diesem Jahr. Allerdings gelten dann auch andere Anforderungen. Die Energiequelle können die Bastler frei wählen, etwa Laser oder Mikrowelle.
Die Lift-Visionäre träumen davon, eines Tages die teuren Raketenstarts überflüssig zu machen. Die Transportkosten sollen von derzeit mehreren zehntausend Dollar auf unter 200 Dollar pro Kilogramm sinken.
"Ich halte das in naher Zukunft für nicht machbar", sagt Volker Schmid, der beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unter anderem am unbemannten Transportraumschiff ATV arbeitet. In der Tat ist das Projekt eines Weltraumfahrstuhls äußerst ambitioniert, das wissen auch seine Verfechter.
Das größte Problem dürfte das Seil darstellen, an dem sich der Lift nach oben hangelt. Es müsste mindestens 36.000 Kilometer lang sein, damit das daran befestigte Gewicht, etwa eine kleine Raumstation, geostationär um die Erde kreisen kann - also von der Erde aus gesehen immer am gleichen Punkt steht. "Allein die Masse des Seils ist so groß, dass es bei allen heute verfügbaren Materialien reißen würde", erklärt Schmid.
Hält das Seil?
Lösen sollen das Problem sogenannte Nanoröhren. Sie bestehen aus einem einschichtigen, zusammengerollten Kohlenstoffnetz und sind hundertmal fester als Stahl und doppelt so stabil wie Diamant. Allerdings sind Nanotubes nur in viel zu kurzen Längen von einigen Zentimetern verfügbar.
Das ist nur eines der vielen Probleme, vor denen die Fahrstuhl-Enthusiasten stehen. Beispielsweise könnte um die Erde kreisender Raumfahrtmüll das Seil durchtrennen. Das wollen Wissenschaftler verhindern, indem sie das Seil auf einer schwimmenden Plattform befestigen, die bei Bedarf verschoben wird, um Kollisionen zu vermeiden. Das werde bei der Raumstation ISS ganz ähnlich gehandhabt, heißt es auf der Website elevator2010.org. Kleinere Partikel könnten das Seil nicht zum Zerbersten bringen, weil es extrem stabil sei.
Sollte die tausend Tonnen schwere Verbindung trotzdem reißen, dann prognostizieren die Forscher eine Art Konfettiparade - weltweit natürlich.
DLR-Forscher Schmid hat jedoch große Zweifel am Konzept: "Man weiß nicht, wie das Seil sich dynamisch verhält." Unter anderem wirke darauf auch die Gravitationskraft des Mondes, die auch Ebbe und Flut hervorruft. Auch Sonnenwinde und Corioliskräfte könnten das Seil, das als papierdünnes Band konstruiert werden soll, beeinflussen.
Wissenschaftler fordern Paradigmenwechsel
Selbst einen Vorteil gegenüber Raketen will Schmid kaum erkennen: Eine Konkurrenz zu den üblichen Raumfahrttechniken besteht in seinen Augen nicht.
Die Initiatoren des Lift-Projekts glauben hingegen, dass in erster Linie die mächtige Raumfahrtindustrie ihr Konzept ablehnt, um sich das Geschäft mit Raketen nicht zu vermasseln. Es müsse einen Paradigmenwechsel geben, verlangen die Wissenschaftler um Brad Edwards.
Die europäische Raumfahrtagentur Esa hat sich in diesem Jahr ebenfalls mit dem Weltraumfahrstuhl beschäftigt - allerdings unter einem etwas anderen Aspekt. Sie rief zu einem Science-Fiction-Schreibwettbewerb auf. Gewonnen hat ihn der Australier Christian Doan mit der Geschichte "Clever".
SPIEGEL
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unglaublich wie weit schon die technik vorgeschriten ist
