Skyhook

Ein Skyhook ist ein langes, rotierendes Seil (Tether) im niedrigen Erdorbit. Das Seil dreht sich so, dass sein unteres Ende periodisch in die obere Atmosphäre eintaucht und dabei relativ zur Erdoberfläche fast stillsteht. Ein suborbitales Flugzeug oder eine kleine Rakete bringt die Nutzlast auf diese Höhe (ca. 80 bis 150 km), der Skyhook fängt sie ein und schleudert sie beim Aufwärtsschwung in eine höhere Umlaufbahn oder auf eine interplanetare Flugbahn.

Das Konzept spart enorme Mengen Treibstoff. Der energieintensivste Teil eines Raketenstarts ist die erste Phase: von der Erdoberfläche auf orbitale Geschwindigkeit beschleunigen (ca. 7,8 km/s). Ein Skyhook reduziert die benötigte Eigengeschwindigkeit der Nutzlast drastisch, weil das rotierende Seil die fehlende Geschwindigkeit beisteuert.

Die Physik ist elegant: Das System verliert bei jedem Fangeinsatz Bahndrehimpuls und sinkt ab. Es kann sich aber regenerieren, indem es am oberen Ende Nutzlasten abwirft (die den Drehimpuls wieder erhöhen) oder durch elektrodynamisches Tethering Energie aus dem Erdmagnetfeld gewinnt. Ein stromdurchflossenes Seil im Magnetfeld der Erde erzeugt eine Lorentzkraft, die das System wieder anhebt.

Hans Moravec beschrieb das rotierende Skyhook-Konzept 1977. Die technische Hauptherausforderung ist das Seilmaterial: Es muss extremen Zugkräften bei minimalem Gewicht standhalten. Kevlar, Dyneema und Kohlenstoff-Nanoröhren sind Kandidaten, aber für die benötigten Seillängen (50 bis 200 km) reicht die Zugfestigkeit aktueller Materialien noch nicht zuverlässig aus.

NASA hat das Tether-Konzept in mehreren Missionen getestet. Die TSS-1 (1992) und TSS-1R (1996) Missionen erprobten elektrodynamische Tethers mit einem 20 km langen Seil zwischen dem Space Shuttle und einem Satelliten. TSS-1R erzeugte 3.500 Volt Spannung, bevor das Seil durch einen Lichtbogen durchtrennt wurde.

Der Weltraumlift, ein verwandtes Konzept, reicht vom geostationären Orbit bis zur Erdoberfläche (36.000 km Seillänge). Der Skyhook ist die pragmatischere Variante: kürzer, weniger anspruchsvoll beim Material, schneller realisierbar.