Mittwoch, 2. November 2011

Vorbild "Star Trek": NASA entwickelt Traktorstrahl

Künstlerische Darstellung des geplanten Traktorstrahls | Copyright: NASA's Goddard Space Flight Center, Conceptual Image Lab

Greenbelt/ USA - Bislang waren sogenannte Traktorstrahlen, also Laserstrahlen, mit denen Objekte bewegt oder festgehalten werden können, lediglich aus Science- Fiction-Romanen und -Filmen und vornehmlich aus "Star Trek" bekannt. Jetzt finanziert die US-amerikanische Raumfahrtbehörde NASA die Entwicklung genau dieser Technologie, mit der zukünftig aus der Ferne zumindest atmosphärische Partikel und Kleinstteile von der Oberfläche von Planeten, Monden, Asteroiden und Kometen entnommen werden sollen.

Mit 100.000 US-Dollar fördert die NASA die Forschungsarbeiten des Teams um Paul Stysley, Demetrios Poulios und Barry Coyle vom "Goddard Space Flight Center" der NASA, die derzeit drei experimentelle Methoden ergründen, um Partikel - darunter einzelnen Moleküle, Viren, Ribonukleinsäuren (RNA) aber auch funktionsfähige Zellen - zunächst zu binden und dann mit Hilfe von Laserstrahlen zu einem Instrument zu transportieren, wo sie weiterführend analysiert werden können.

www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

"Zunächst hatten wir die Idee, mit Traktorstrahlen die Umlaufbahn der Erde von Weltraumschrott zu entfernen", erläutert Stysley. "Doch derart große Objekte zu bewegen ist - zumindest bislang - nahezu unmöglich. Also kamen wir auf die Idee, die Technologie zunächst für die Probenentnahme kleiner Teile zu nutzen."

Computeranimation der angedachten zukünftigen Nutzung der Traktorstrahlen-Technologie | Copyright: NASA's Goddard Space Flight Center, Conceptual Image Lab

Klicken Sie auf die Bildmitte, um das Video zu starten


Derzeit nutzt die NASA eine Vielzahl von Technologien, um Proben außerirdischer Materialien zu entnehmen. So verwendete die 1999 gestartete "Stardust"-Sonde ein Aerogel, um Proben aus der Koma des Kometen "Wild 2" zu nehmen und diese 2006 in einer Kapsel zurück zur Erde zu schicken. Der nächste Mars-Rover "Curiosity" wird im Rahmen der "Mars Science Laboratory"-Mission (MSL) mit einem Bohrer und einer Schaufel lösen und einsammeln.

"Alle diese Techniken haben sich zwar als sehr erfolgreich erwiesen, werden aber durch hohe Kosten und die Einschränkung der Reichweite und die begrenzte Rate der Probenentnahme eingeschränkt", so Stysley. "Ein optisches System könnte hingegen die begehrten Moleküle aus den oberen Atmosphärenschichten in eine den Planeten oder sonstigen Himmelskörper umkreisende Satellitensonde oder Proben von der Oberfläche in eine Landeeinheit befördern." Entsprechende Systeme könnten also fortwährend und aus der Ferne, Partikel über eine längere Zeitdauer entnehmen und damit die Erfolgschancen einer Forschungsmission in gleichem Maße erhöhen, wie sie das Missionsrisiko minimieren würden.

Eine der bereits im Labor experimentell erprobten Methoden verwendet eine Art "optischen Wirbel", der die die Partikel umgebende Luft erhitzt und dadurch entlang des Strahls transportieren kann. Damit ist das System jedoch an das Vorhandensein einer Atmosphäre auf dem zu beprobenden Körper gebunden.

Eine andere bereist erprobte Technik bedient sich optischer Magnetstrahlen, deren Leistungsspitzen entlang ihrer Ausbreitungsachse rotieren und so Partikel nicht nur binden sondern auch in Richtung der Strahlenquelle transportieren kann. Damit beruht dieser Vorgang einzig und alleine auf elektromagnetischen Effekten und könnte somit auch im luftleeren Raum, etwa auf atmosphärenfreien Monden, zum Einsatz kommen.

Die dritte Methode hingegen existiert bislang nur auf dem Papier - konnte also im Gegensatz zu den beiden bereist genannten Methoden, bislang also auch noch nicht unter Laborbedingungen getestet werden. In der Idee wollen die Forscher einen sogenannten Bessel-Strahl einsetzten. Während ein normaler Laser, auf eine Wand gerichtet, einen einzigen kleinen Punkt zeichnet, umgeben diesen zentralen Punkt bei einem Bessel-Strahl eine Anzahl von Lichtringen, ähnlich den Wellenkreisen um einen ins Wasser gefallenen Stein. In der Theorie der Forscher könnte demnach ein solcher Strahl elektrische und magnetische Felder in den gewünschten Pfad des Objekts eingeleitet werden. Der "Sprühstrahl" des so vorwärts gestreuten Lichts könnte darin befindliche Objekte rückwärts, also entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Strahls und somit zur Strahlenquelle ziehen.

"Wir wollen sicherstellen, dass wir die skizzierten und teilweise schon experimentell erprobten Methoden auch wirklich verstehen", so Coyle. "Wir haben die Hoffnung, dass zumindest eine dieser Technologien im Sinne der Vorgabe funktionieren wird. Erst dann können wir auch weiterführende Technologien ergründen, die dann schlussendlich zu einem praktikablen System führen sollen."

WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA

Vorbild Star Trek: Britische Forscher entwickeln energetisches Schutzschild
22. März 2010
Vorbild Star Trek: Forscher entwickeln Betäubungsphaser
23. November 2009
Transparentes Aluminium: Forscher erzeugen "Star Trek"-Material
28. Juli 2009
Vorbild Star Trek: Deflektorschild soll Mars-Astronauten schützen
20. November 2008
Fast wie Star Trek: Hubble fotografiert den "Nexus"
2. Juli 2008

Bücher zum Thema:

- - -

Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE