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Superschneller Raumantrieb: Per Laser zum Mars?

  • Veröffentlicht: 16.03.2022
  • 12:00 Uhr
  • Peter Schneider

Um schneller zum Mars zu reisen, haben Wissenschaftler:innen die Idee entwickelt, Raumschiffe mit Lasern anzutreiben - von der Erde aus. Selbst die NASA forscht an dem Konzept. Wir erklären dir, wie das Prinzip funktioniert. Im Clip: So könnten wir auf dem Mars leben.

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Das Wichtigste zum Thema Laserantrieb

  • Eine Reise zum Mars ist das große Abenteuer des 21. Jahrhunderts. Problem: Der Hunderte Millionen Kilometer lange Weg macht die Mission kompliziert, teuer und gefährlich.

  • Mit herkömmlichen Raketenantrieben rechnet die NASA mit 200 Tagen Hinreise. Damit die Erde für die Rückreise günstig steht, müssen die Astronauten fast 500 Tage auf dem Mars überleben - und dann wieder 200 Tage zurückfliegen.

  • Kanadische Wissenschaftler:innen haben in einer Studie die Idee für einen Super-Raumantrieb ausgearbeitet, der die Antriebsenergie per Laser von der Erde auf Raumschiffe im Weltall überträgt.

  • Statt etwa in 2 Jahren könnte ein Raumschiff auf diese Weise in nur 45 Tagen zum Mars düsen.

  • Es gibt noch weitere Ideen für superschnelle Raumschiffe, darunter mit Nuklear-Antrieb. Bisher sind sie aber sie nicht gebaut worden, weil sie zu gefährlich erscheinen.

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Raumschiff mit irdischer Energiequelle

Ein aufblasbarer Schirm würde den Laserstrahl von der  Erde sammeln und bündeln. Allerdings gibt es die Idee bisher nur als Studienkonzept.
Ein aufblasbarer Schirm würde den Laserstrahl von der Erde sammeln und bündeln. Allerdings gibt es die Idee bisher nur als Studienkonzept.© Emmanuel Duplay / Creative Commons Attribution 4.0 International License

Die Basics zum Laser-Superantrieb

🔦 Irre: Statt wie in Sci-Fi-Filmen Raumschiffe abzuschießen, könnten Laser sie stattdessen antreiben. Dabei dient der Laser aber nicht als Antrieb selbst. Er wird nur dafür genutzt, Energie von der Erde auf ein Raumfahrzeug zu übertragen.

🚀 So ein "Laser-thermaler Antrieb" wäre etwa 10-mal effektiver als Antriebe mit chemischen Treibstoffen. Außerdem: Das Raumschiff ließe sich sehr leicht bauen, weil es kaum Treibstoff bräuchte, so die Wissenschaftler:innen in ihrer Studie.

👨‍🏫 Der Haken: Bisher steht das alles nur auf dem Papier. Die Wissenschaftler:innen arbeiteten ihr Konzept anlässlich eines NASA-Wettbewerbs aus. Die US-Weltraumbehörde sucht nach neuen Ideen, wie sich eine 1.000 Kilogramm schwere Nutzlast in nur 45 Tagen zum Mars transportieren ließe.

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So funktioniert ein Raumschiff mit Laserantrieb

Die Idee:  Ein 10 Meter großer und 100 Megawatt (= 74.000 PS) starker Laser auf der Erde zielt auf einen großen Schirm, der an einem Raumschiff montiert ist. Die so eingesammelte Laserenergie würde dabei gebündelt auf eine Kammer mit Wasserstoff geleitet. Das darin aufgeheizte Gas dehnt sich aus und schießt dann aus einer Düse.
Die Idee: Ein 10 Meter großer und 100 Megawatt (= 74.000 PS) starker Laser auf der Erde zielt auf einen großen Schirm, der an einem Raumschiff montiert ist. Die so eingesammelte Laserenergie würde dabei gebündelt auf eine Kammer mit Wasserstoff geleitet. Das darin aufgeheizte Gas dehnt sich aus und schießt dann aus einer Düse.© Emmanuel Duplay / Creative Commons Attribution 4.0 International License

Laserantrieb mit begrenzter Reichweite

Der Laser könnte ein Mars-Raumschiff nur bis in eine Entfernung von 50.000 Kilometern von der Erde mit Energie versorgen. Für die Landung müssten Raumschiffe daher in der dünnen Mars-Luft abbremsen - wie schon die Mars-Rover Curiosity und Perseverance.
Der Laser könnte ein Mars-Raumschiff nur bis in eine Entfernung von 50.000 Kilometern von der Erde mit Energie versorgen. Für die Landung müssten Raumschiffe daher in der dünnen Mars-Luft abbremsen - wie schon die Mars-Rover Curiosity und Perseverance.© NASA/JPL-Caltech
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Booster auch für Saturn und Jupiter?

Der Antrieb könnte laut der Studien-Autor:innen auch genutzt werden, um Raumschiffe in weniger als 5 Jahren zu den äußeren Planeten Jupiter und Saturn zu schicken.
Der Antrieb könnte laut der Studien-Autor:innen auch genutzt werden, um Raumschiffe in weniger als 5 Jahren zu den äußeren Planeten Jupiter und Saturn zu schicken.© NASA/JPL-Caltech

Mit Laser zum nächsten Stern?

Per Laser angetriebene Raumschiffe kommen auch für die interstellare Raumfahrt in Betracht. Ein Konzept sieht dabei vor, einen riesigen Laser von der Erde aus auf das Segel eines Raumschiffs zu schießen und es so voranzutreiben.

Rechnerisch ließen sich damit kleine Raumschiffe auf bis zu 30 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen - das sind fast 100.000 Kilometer pro Sekunde! Damit ließen sich die benachbarten Sterne wie Alpha Centauri in der Milchstraße in schon 15 Jahren besuchen.

Problem: Es ist schwierig, den Laserstrahl auf große Distanzen auf ein kleines Segel zu fokussieren - beziehungsweise überhaupt zu treffen.

Trotzdem unterstützt der russische Super-Reiche Juri Milner die Initiative "Breakthrough Starshot" mit 100 Millionen Dollar, um einen solchen Antrieb zu konzeptionieren. Die NASA hat das Konzept 2020 bereits erfolgreich im Labor erprobt.

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