Beamrider

Das Treibstoffproblem der Raumfahrt hat eine elegante theoretische Lösung: Man lässt den Treibstoff einfach zu Hause. Beim Beamrider-Konzept (auch Beamed Energy Propulsion) treibt ein stationärer Laser oder Mikrowellensender das Raumschiff von außen an. Die Energie wird über große Distanzen übertragen, das Schiff selbst braucht nur ein Segel oder einen Empfänger mitzuführen.

Robert Forward, Physiker bei Hughes Research Laboratories, entwickelte in den 1980er Jahren das detaillierteste Beamrider-Konzept. Sein Starwisp-Entwurf beschreibt ein 20 Gramm leichtes Segel aus Mikrowellendrahtgeflecht, das von einem 10-Gigawatt-Mikrowellensender auf 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird. Für bemannte Missionen skizzierte Forward ein Lichtsegel von mehreren hundert Kilometern Durchmesser, angetrieben von einem solarbetriebenen Laser im Sonnensystem.

Das Breakthrough Starshot Projekt, finanziert vom russisch-israelischen Milliardär Juri Milner, verfolgt seit 2016 eine abgespeckte Variante: Ein Schwarm von Nano-Sonden (StarChips), jeweils nur wenige Gramm schwer, soll per 100-Gigawatt-Laserarray auf 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Ziel ist Alpha Centauri, Reisezeit etwa 20 Jahre. Die technischen Hürden sind enorm: der Laserarray bräuchte eine Leistung, die der gesamten weltweiten Stromerzeugung entspricht, die Sonden müssten die Beschleunigung von 60.000 g überstehen, und die Kommunikation über 4,37 Lichtjahre erfordert extrem empfindliche Empfänger.

Das zentrale Problem aller Beamrider-Konzepte ist das Abbremsen. Der Laser beschleunigt das Schiff zwar effizient, aber am Ziel angekommen gibt es keinen Sender, der das Schiff wieder verlangsamt. Forward schlug ein mehrstufiges Segel vor: Der äußere Ring löst sich und reflektiert den Laserstrahl zurück auf den inneren Ring, der dadurch abgebremst wird. Die Physik funktioniert, aber die Ingenieursanforderungen sind extrem.

In der Science Fiction erscheinen Beamrider-Systeme bei Autoren, die Wert auf physikalische Plausibilität legen. Vernor Vinges A Deepness in the Sky beschreibt ein interstellares Handelsnetzwerk, das auf Beamrider-Routen basiert. Gregory Benfords und Larry Nivens Schüsselwelt nutzt Laser-getriebene Segel für den Kontakt zwischen Sternsystemen. Charles Stross' Accelerando enthält ein Beamrider-Netzwerk, das von einer postbiologischen Zivilisation betrieben wird.