Alai

Die Erforschung des Weltraums hat einen langen Weg hinter sich. Die ersten Menschen wurden ins All geschickt (und auch ein paar Tiere). Dann betrat der erste Mensch den Mond, gefolgt von einem Rover, der zum Mars geschickt wurde, um herauszufinden, ob der Planet Leben beherbergen kann. Aber die Mission ist noch lange nicht zu Ende, denn die NASA plant die Erforschung anderer Planeten und Monde.

Im Dezember 2011 gab die NASA bekannt, dass sie Europa, den sechstnächsten Mond des Jupiters und den kleinsten seiner vier Galilei-Satelliten, ins Visier nimmt. Der Grund dafür ist, dass Europa mit Eis bedeckt ist. Die NASA geht davon aus, dass sich unter all dem Eis ein großer Ozean befindet, doppelt so viel wie auf der Erde. Diesmal will die NASA jedoch keine Vorbeiflüge oder Fernerkundungen aus der Umlaufbahn nutzen, um Europa zu untersuchen. Dieses nächste Projekt würde ein winziges U-Boot von der Größe zweier Getränkedosen erfordern, um die eisigen Gewässer zu erkunden.

Die Abteilung für Mikrosystemtechnik der Universität Uppsala entwickelt bereits solche U-Boote. „Die Aussicht auf eine künftige weiche Landung auf der Oberfläche von Europa ist verlockend“, schreibt die NASA in der Zusammenfassung des Papiers, „da sie wissenschaftliche Möglichkeiten schaffen würde, die durch Vorbeiflüge oder orbitale Fernerkundung nicht erreicht werden könnten, mit direkter Relevanz für die potenzielle Bewohnbarkeit von Europa.“

Die NASA muss die Mission noch offiziell ankündigen; es könnte ein Jahrzehnt dauern, bis dies geschieht. In der Zwischenzeit sollten wir uns einige der Technologien ansehen, die derzeit für die Erforschung des Weltraums entwickelt werden.

5 Dinge, die wir für die Erforschung des Weltraums brauchen

Raumfahrzeuge mit Sonnensegeln

Es ist eine Sache, Raumfahrzeuge mit Hilfe von Raketen aus der Erdatmosphäre zu bringen; es ist eine andere Sache, sie zur Erforschung des Weltraums anzutreiben. Was Raumfahrzeuge brauchen, sind Sonnensegel, die in der Lage sind, Photonen (winzige, extrem energiereiche Teilchen) zu reflektieren, um sie vorwärts zu treiben, ähnlich wie der Wind Schiffe vorwärts treibt.

Das mag wie etwas klingen, das man nur in Science-Fiction-Filmen sehen würde, aber das italienische Unternehmen Grado Zero Espace hat bereits eine Idee für ein intelligentes Material entwickelt, mit dem diese Sonnensegel aufgezogen werden können. Das Material nennt sich nematisches Elastomer-Nanokomposit; es ermöglicht eine neuartige, elektromechanisch betätigte Membran für die reversible Entfaltung aufblasbarer Strukturen oder Segel.

Superschnelle optische Kommunikation

Eines der Probleme bei der Erforschung des Weltraums besteht darin, von der Erde aus mit dem Team zu kommunizieren, das die Erforschung durchführt. Nicht jeder ist sich bewusst, wie groß der Weltraum ist und dass die Kommunikation von der Erde zum Raumschiff länger dauert. Es geht nicht so schnell, wie zum Beispiel eine SMS an jemanden auf der anderen Seite des Landes oder der Erde zu schicken.

Die NASA arbeitet derzeit an einem Projekt namens Laser Communications Relay Demonstration. Dabei werden Laserstrahlen eingesetzt, um Daten zwischen Raumfahrzeugen und Stationen auf der Erde mit der 10- bis 100-fachen Geschwindigkeit zu übertragen, die derzeit möglich ist. Derzeit dauert die Übertragung eines Fotos vom Mars zur Erde etwa 90 Minuten. Wenn sich dieses NASA-Projekt als machbar erweist, können Fotos in nur fünf Minuten gesendet werden.

Intelligente Roboter

Der Curiosity-Rover ist ziemlich erstaunlich, aber er ist keine autonome Maschine. Er benötigt immer noch menschliches Eingreifen, um Aktionen wie die Erkundung der weiten Marslandschaft durchzuführen. Was wir brauchen, sind Roboter, die selbst entscheiden können, ob ein Gebiet erforschenswert ist und welche Daten wichtig sind.

Wir haben jetzt Roboter, die in Gebäuden oder Schulen eingesetzt werden können und erkennen können, ob eine Person eine Gefahr darstellt. Das Weltraumteam braucht einen Roboter, der erkennen kann, ob es sich lohnt, einen Stein für Tests aufzuheben, ein Loch zu untersuchen oder eine Höhle zu erforschen.

Schwebeanimation für lange Reisen

Sci-Fi-Filme zeigen Weltraumforscher, die in einen Tiefschlaf fallen und erst wieder aufwachen, wenn sie sich ihrem Ziel nähern oder bereits dort sind. Der Grund dafür ist, dass die Reise im Weltraum zu einem Zielort Jahre dauert, und es ist schwer vorstellbar, wie Astronauten die Zeit verbringen, bis sie an ihrem Ziel ankommen. Auch wenn die Erforschung des Weltraums ein spannendes Konzept ist, könnte die Reise einen langweilen oder in den Wahnsinn treiben, wenn man nicht gerade mit der Wartung des Raumschiffs beschäftigt ist.

Dieses Aufwachen erst bei der Ankunft am Zielort werden wir wohl vorerst nur in Hollywood-Filmen sehen. Im Jahr 2006 verwendeten Forscher des Massachusetts General Hospital in Boston jedoch Schwefelwasserstoff, um den Stoffwechsel und das Herz-Kreislauf-System von Mäusen zu verlangsamen. Anschließend kehrten sie den Zustand des Scheintods erfolgreich um, ohne die Körpertemperatur der Versuchspersonen zu senken. Dieses Experiment zeigt, dass der Scheintod beim Menschen in Zukunft möglich sein könnte.

Atomkraftbetriebene Uhren für die Navigation im Weltraum

Wer weiß schon, was einem im Weltraum begegnet. Man könnte auf Trümmer stoßen, die kleiner als ein Kieselstein oder so groß wie ein Auto sind. Und bei der Geschwindigkeit, mit der das Raumschiff unterwegs ist, und der Bewegung der Trümmer ist es etwas ganz anderes, im Weltraum getroffen zu werden, als wenn man bei einer Autofahrt von Käfern in die Windschutzscheibe geknallt wird. Es könnte sehr wohl katastrophale Folgen haben. Und das Problem dabei ist, dass Raumfahrzeuge mit Navigationsuhren ausgestattet sind, die nur bis zu einem gewissen Grad genau sind.

Um dieses Problem zu lösen, plant die NASA für 2015 den Start eines Raumfahrzeugs, das mit der Deep Space Atomic Clock ausgestattet sein wird. Dabei handelt es sich um eine Mini-Version der ultrapräzisen Quecksilber-Ionen-Atomuhr, die 100-mal stabiler ist als bestehende Navigationsuhren. Das bedeutet, dass die Uhr über einen Zeitraum von 10 Tagen auf eine Milliardstelsekunde genau geht, was den Astronauten die Möglichkeit gibt, Frequenzen (die zur Berechnung von Entfernungen verwendet werden) mit viel größerer Präzision zu messen. Dadurch werden sie letztlich von potenziell katastrophalen Kollisionen abgehalten.

Quellen: Science Discovery, Space.com