Winzige Raumfahrzeuge mit Lichtsegeln haben im Erdorbit ein ungewöhnliches Experiment bestanden. Ein nur handtellergroßer ChipSat übermittelte dabei vollständige Datenpakete aus dem All – nach Angaben der beteiligten Forscher erstmals für ein Raumfahrzeug dieser Größenklasse.
Lichtsegel entfaltet sich im Erdorbit
Wie die Cornell University berichtet, veröffentlichte ihr Space Systems Design Studio am 21. September die Ergebnisse zweier Lichtsegel-Experimente. Die Missionen Alpha CubeSat und „Sailing to the Stars“ waren Ende 2025 zur Internationalen Raumstation ISS gestartet worden.
Die Segel sind nur etwas größer als ein Pizzakarton. Sie nutzen den Impuls von Lichtteilchen, um im All beschleunigt zu werden. Für den Start lassen sie sich zusammenfalten und in einem CubeSat unterbringen. Nach der Freisetzung entfalten sie sich und können sich vollständig vom Träger lösen.
Bei Alpha CubeSat wurde ein solches Segel im niedrigen Erdorbit ausgesetzt. An Bord befand sich ein sogenannter ChipSat – ein extrem kleines Raumfahrzeug mit eigener Elektronik und Kommunikationstechnik. Funkamateure des TinyGS-Netzwerks empfingen seine Signale und vollständige Datenpakete.
Restatmosphäre bremst das Segel ab
Der Erfolg war allerdings kurz. In der niedrigen Umlaufbahn bremste die dünne Restatmosphäre das leichte System stark ab. Das Segel verlor schnell an Höhe. Der CubeSat blieb noch mehrere Monate im Orbit und trat im Mai 2026 wieder in die Erdatmosphäre ein.
Während dieser Zeit testete das Team weitere Technik. Dazu gehörte ein Stabilisierungssystem mit Magnetgebern, also elektromagnetischen Stellgliedern, die mit dem Erdmagnetfeld arbeiten. Die Mission setzte außerdem handelsübliche Elektronik und ein vollständig im 3D-Druck hergestelltes Chassis ein. Hinzu kam ein Iridium-Kommunikationsmodem.
Sechs weitere Segel an der ISS getestet
Das zweite Experiment, „Sailing to the Stars“, blieb zunächst an der ISS. Dort wurden sechs Lichtsegel unter Schwerelosigkeit entfaltet. Kameras und Bewegungssensoren zeichneten auf, wie stabil verschiedene Freisetzungsmechanismen arbeiteten. Zwei unterschiedliche, weitgehend 3D-gedruckte Systeme wurden miteinander verglichen.
Der entscheidende Vorteil des Konzepts liegt in der Masse. Lichtsegel müssen keinen Treibstoff für ihren eigentlichen Antrieb mitführen. Dadurch lassen sich sehr kleine Sonden grundsätzlich über lange Zeit beschleunigen. Die Cornell-Experimente waren noch kein Test für Reisen zu anderen Planeten. Sie sollten zunächst zeigen, ob sich die winzigen Systeme zuverlässig entfalten und stabilisieren lassen. Auch die Kommunikation mit Bodenstationen wurde erprobt.
Weitere Missionen sollen folgen
Die Ergebnisse sollen nun in künftige Missionen einfließen. Cornell nennt unter anderem eine präzisere Steuerung und das Anheben von Umlaufbahnen als mögliche nächste Schritte. Auch lasergetriebene Segel werden genannt. Langfristig könnten extrem leichte Raumfahrzeuge mit Licht- oder Laserantrieb Ziele erreichen, für die konventionelle Sonden wesentlich aufwendigere Antriebssysteme benötigen.
An den Projekten arbeiteten seit 2016 mehr als 150 Studierende mit. Alpha CubeSat wurde über die CubeSat Launch Initiative der NASA unterstützt. Das ISS-Experiment entstand in Zusammenarbeit mit dem ISS National Laboratory und Rhodium Scientific.
Quellen: Cornell University, nif/red.