Mit dem Fahrstuhl ins All?

Der Fahrstuhl ins All: Von der Utopie zur Wirklichkeit
17 Januar 2005

Ein neuer Science-Fiction-Wettbewerb der Europäischen Weltraumorganisation ESA bietet Wissenschaftlern, Schriftstellern, Künstlern, Querdenkern sowie allen Technikbegeisterten vom Schüler bis zum Senioren die Chance, ihre Visionen für die Welt von Morgen vorzustellen.

Zum zweiten Mal findet unter Schirmherrschaft der ESA die „Clarke-Bradbury International Science Fiction Competition“ statt. Der nach zwei Starautoren des Zukunftsromans benannte Wettbewerb soll innovative Ideen für künftige Weltraumtechnologien fördern und die Jugend für Wissenschaft und Technik begeistern. „Anlässlich des ersten Wettbewerbs gingen viele sehr gute Stories bei uns ein“, erklärt David Raitt von der ESA in den Niederlanden, der den Wettbewerb mitorganisiert und in der Jury sitzt. „Und die Geschichten der jungen Autoren zeichneten sich allesamt durch erstaunliche Ideenvielfalt aus.“

Wettbewerbsthema Weltraumlift

Der diesjährige SF-Wettbewerb gibt ein Thema vor. Die eingereichten Arbeiten sollen den Fahrstuhl ins All und dessen Technologien in den Mittelpunkt stellen. Neben Autoren sind diesmal auch Künstler zur Teilnahme aufgerufen. Bis zum 28. Februar 2005 haben sie Zeit, unveröffentlichte Kurzgeschichten und/oder Bilder (Gemälde, Zeichnungen oder digitale Grafiken) zum Thema einzureichen.
Kurzgeschichten müssen in englischer Sprache abgefasst sein und dürfen aus nicht mehr als 2500 Worten bestehen. Die Bilder sollten zunächst elektronisch im JPEG-Format übermittelt werden und 75 kb nicht überschreiten.
Den Gewinnern des Wettbewerbs winken Geldpreise. Außerdem ist die Veröffentlichung ihrer Werke in einem Buch zum Thema Weltraumlift vorgesehen.

Abenteuerliche Idee mit Tradition

Russian scientists Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935)
Urvater der Spacelift-Idee: der russische Raketenpionier Ziolkowski

Die Idee, per Lift, einen Turm oder über eine Art Brücke in den Weltraum aufzusteigen, ist nicht neu. Schon 1895 dachte der russische Raketenpionier Konstantin Ziolkowski, inspiriert vom Pariser Eiffelturm, über einen Turm ins All nach.
1960 formulierte der russische Ingenieur Juri Artsutanow in der Zeitung „Prawda“ zum ersten Mal den Gedanken, im geostationären Orbit einen Erdbegleiter zu platzieren. Dort – in 36 000 Kilometern Höhe über der Äquatorebene – würde der Satellit in der gleichen Zeit um die Erde kreisen, wie diese sich um die eigene Achse dreht. Die Folge: Der Satellit steht über einem bestimmten Punkt der Erde scheinbar still. Jetzt noch ein Seil zwischen den beiden Punkten gespannt und schon könnte man bequem per Lift ins All aufsteigen.
Breitere Popularität erlangte das Konzept des Weltraumlifts schließlich 1979 durch einen Roman des Science-Fiction-Starautors Arthur C. Clarke. In seinen „Fountains of Paradise“ (in Deutschland 1979 erschienen unter dem Titel „Fahrstuhl zu den Sternen“) beschreibt Clarke eine Welt, in der Astronauten und Nutzlasten per Lift ins All befördert werden.
Und in der berühmten Mars-Trilogie des SF-Autors Kim Stanley Robinson reisen die Marskolonisten mit einem Spacelift zum Roten Planeten hinab.

Weltraumfahrstühle – das Prinzip

Earth as seen from a space elevator
Blick vom Weltraumlift zur Erde

Der Weltraumlift ist aber nicht nur SF-Thema. Seit den Neunziger Jahren arbeiten Forscher an der Realisierung des Konzeptes.
Wesentliche Komponente eines jeden Weltraumlifts wäre ein unvorstellbar langes Kabel oder Band, das von seiner Verankerung auf der Erdoberfläche bis ins All reicht. Das Kabel müsste rund 100 000 Kilometer lang sein, damit der Schwerpunkt der Konstruktion über dem geostationären Orbit liegt, so dass die Fliehkraft stärker wirkt als die Erdanziehungskraft.
Deutlich kürzer könnte das Kabel sein, wenn im All als „Gegengewicht“ eine Raumstation oder – wie in Robinsons Mars-Erzählung – ein eingefangener Asteroid befestigt wäre. Das auf einer Plattform am Erdäquator verankerte Kabel würde sich so selbst spannen. Gondeln könnten daran aufsteigen sowie Personen und andere Nutzlasten in den Orbit befördern. Ein Laser auf der Erdoberfläche könnte die auch „Climber“ genannten Gondeln über photovoltaische Zellen an ihrer Unterseite mit der Energie versorgen, die sie für den Aufstieg benötigen.

Achillesferse Kabelmaterial

Space Elevator
Ein Lift "klettert" an speziellem Kabel aus Nanoröhrchen in den Weltraum

Das Konzept des Weltraumlifts steht und fällt jedoch mit der Entwicklung eines superstarken Kabels. Das mehrere 10 000 Kilometer lange Fahrstuhlkabel müsste aus einem extrem reißfesten Material bestehen. Ein Stahlseil beispielsweise würde bereits bei einer Länge von 9 Kilometern unter seinem Eigengewicht reißen.
Der amerikanische Wissenschaftler Bradley Edwards setzt hier auf einen neuen superstabilen Stoff, die so genannten Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT). Unter CNT muss man sich superdünne, atomdicke Graphitfolien vorstellen, die zu einem Röhrchen gerollt werden. Die Zugfestigkeit dieser neuartigen Kohlefasern übertrifft nach Angaben von Edwards die von Stahl um ein Hundertfaches.
Seit mehreren Jahren entwickelt Edwards – gemeinsam mit den US-Firmen Highlift Systems und LiftPort – einen Weltraumlift und dessen Komponenten. Glaubt man Edwards, so wird es nur noch wenige Jahre dauern, bis sich die Nanoröhrchen zu einem praktisch unzerstörbaren Kabelmaterial aus Kohlefasern verarbeiten lassen.

Quantensprung für die Raumfahrt

Space Elevator platform
Ankerplattform des Lifts in Äquatornähe

Optimisten wie der NASA-Berater Bradley Edwards sind sicher, dass der Weltraumfahrstuhl noch vor 2050 in Betrieb geht. „Schon in 15 Jahren können wir Astronauten per Knopfdruck ins All befördern“, so Edwards. Ein Weltraumlift würde das Gesicht der Raumfahrt drastisch verändern. Nutzlasten könnten für ein Hundertstel der derzeitigen Kosten, die zwischen 14 000 bis 32 000 Euro/kg liegen, in den Orbit befördert werden. Viele Nationen, die heute noch chancenlos sind, hätten Zugang zum Weltraum. Große Raumstationen und orbitale Hotelkomplexe würden entstehen, verbunden mit einem Aufblühen des Weltraum-Vergnügungstourismus. Und vermutlich werden dann im Orbit die interplanetaren Raumsonden und -schiffe zusammengebaut, die anschließend – unbeschwert von der Erdgravitation – zu den Planeten, Monden, Asteroiden und Kometen unseres Sonnensystems starten könnten.

Impulsgeber Science Fiction

Noch ist der Fahrstuhl zu den Sternen Zukunftsmusik. Aber vielleicht liefern ja die Teilnehmer der „Clarke-Bradbury International Science Fiction Competition“ der ESA bahnbrechende Ideen für den Weltraumlift. Vielleicht tragen sie mit ihren Geschichten und Bildern dazu bei, dass es für Astronauten bald heißt: „Obergeschoss – Reisende zur Orbitalstation, zum Mond und zu den Planeten bitte hier aussteigen“.

Weitere Informationen zum Wettbewerb:

Homepage des ESA-Projekts „Innovative Technologien aus der Science Fiction für Anwendungen im Weltraum“ - www.itsf.org

Dr. David Raitt
Technology Transfer and Promotion Office
European Space Agency – ESTEC
Keplerlaan 1, PO Box 299, NL-2200 AG Noordwijk, Niederlande
E-Mail: david.raitt@esa.int

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