Im Zeitalter der Segel bereisten Schiffe die Welt auf Entdeckungs- und Handelsreisen. Diese Ära endete im 18. Jahrhundert, als kohlebetriebene Dampfmaschinen begannen, die Windkraft zu ersetzen. Möglicherweise treten wir jetzt in eine neue Ära des Segelns ein, aber dieses Mal im Weltraum. Umgekehrt könnten Motoren und Treibstoff bei manchen Raumschiffen durch Segel ersetzt werden, die nicht vom Wind, sondern vom Sonnenlicht angetrieben würden.
Die Idee befindet sich noch in der Entwicklung, aber wir wissen, dass sie funktioniert. Erst vor wenigen Wochen stach die NASA mit einem neuen Testschiff in See, einem Satelliten namens Advanced Composite Solar Sail System (ACS3). Es verfügt über ein 9 Meter breites quadratisches Segel, das es ihm ermöglicht, seine Umlaufbahn anzupassen.
Um tatsächlich irgendwohin zu gelangen, bräuchte man ein viel größeres Segel, und der Versuch der NASA, eines mit einer Fläche von 1.650 Quadratmetern zu bauen, wurde 2022 angesichts des Budgets als undurchführbar aufgegeben. Aber es ist ein Umsetzungsproblem, das intelligente Menschen meiner Meinung nach lösen können.
Um es klarzustellen: Es ist nicht so, als würde man Photovoltaikmodule auf dem Dach installieren, um Strom zu erzeugen. Viele Raumschiffe und Planetenrover nutzen sie bereits. Dabei handelt es sich tatsächlich um glänzende und ultraleichte Segel geschoben durch Sonneneinstrahlung. Nun, Sie fragen sich vielleicht: Wie um alles in der Welt kann er das? Licht ein physisches Objekt bewegen?
Kometenschweife
Gute Frage! Wenn jemand sagt, dass er von der Schönheit eines Sonnenaufgangs „überwältigt“ war, können wir uns schließlich nicht vorstellen, dass er wirklich beeindruckt war. Aber Licht, das von einer Oberfläche reflektiert wird, übt tatsächlich eine physikalische Kraft aus, egal wie klein.
Ein Beispiel ist der Schweif eines Kometen. Man könnte meinen, es sei wie ein Kondensstreifen, der entsteht, wenn ein Komet durch den Weltraum rast. NEIN. Sie sehen, Kometen sind im Grunde große, schmutzige Schneebälle. Wenn wir uns der Sonne nähern, verwandelt sich ein Teil dieses Eises in Gas und setzt Staubwolken frei. Das Sonnenlicht drückt diesen Staub dann in einem Strom zurück, der sich über Millionen von Kilometern parallel zur Bahn des Kometen erstrecken kann!
Apropos, gerade nähert sich ein Komet, der im Oktober ein spektakuläres Schauspiel bieten könnte. Es heißt Tsuchinshan-ATLAS und sein Schwanz könnte sogar mit bloßem Auge sichtbar sein.
Elektromagnetische Wellen
Allerdings bewegt sich Licht in Wellen, die eine Art „Verschiebung in Bewegung“ darstellen. Schauen Sie sich eine Meereswelle an: Das Wasser bewegt sich nur auf und ab, aber diese vertikale Bewegung bewegt sich horizontal über die Oberfläche. Es kann Sie definitiv umwerfen, wenn Sie durch das Wasser waten.
Aber Lichtwellen unterscheiden sich von Meereswellen oder Schallwellen. Nehmen Sie das Wasser aus dem Meer und Sie werden keine Wellen mehr haben, auf denen Sie surfen können. Das Gleiche gilt für Schall: Es gibt keine Welle, wenn es keine Atmosphäre gibt, in der sie „wogt“. Deshalb ist der Weltraum so unheimlich still.
Licht wiederum kann sich im Vakuum fortbewegen. Dies liegt daran, dass eine Lichtwelle gewissermaßen ihr eigenes Medium ist. Der Grund ist, dass es tatsächlich aus besteht zwei Wellen: Es gibt eine elektrische Feldwelle und eine magnetische Feldwelle. Deshalb nennen wir es elektromagnetische Strahlung.