Jedes Mal, wenn wir glauben, Konzepte wie „Schwerkraft“ und „Umlaufbahn“ zu verstehen, taucht etwas auf, das uns zwingt, ein zweites Mal hinzuschauen, und ein drittes, und so weiter. Wir wissen, dass wir (viel) Energie benötigen, um ins All zu gelangen, aber sobald wir dort sind, können wir tatsächlich beeindruckende Distanzen fast kostenlos zurücklegen – dank der planetarischen Superautobahn oder dem Interplanetary Transport Network. Was ist der Trick?
Der berühmte Science-Fiction-Autor Robert Heinlein sagte, dass man, wenn man ein Raumschiff in eine Umlaufbahn bringen kann, auf halbem Weg zu jedem Ort ist. Das ist keine leichte Aufgabe: Die Erde verlangt 8 Kilometer pro Sekunde, um eine minimale Umlaufbahn zu erreichen, und mehr als 11, wenn wir ihr entkommen wollen – ganz zu schweigen davon, dass wir auf riesigen Bomben sitzen müssen.
Aber sobald wir unsere Heimat mit purer Muskelkraft hinter uns gelassen haben, eröffnet sich die Möglichkeit, enorme Distanzen zurückzulegen, indem wir die Regeln eines komplexen Effizienzspiels befolgen. Es wäre fabelhaft, zusätzliche Energie zu verbrauchen und schneller anzukommen, aber wir müssten diese Energie mit uns führen (irgendwie). Was ist die Alternative? Der Interplanetary Transport Network, die planetarische Superautobahn.
Die planetarische Superautobahn kennenlernen
Obwohl ihr Ursprung bis in die 1890er Jahre und die Forschungen von Henri Poincaré zurückreicht, wurde das System vom Software-Ingenieur Martin Lo vom Jet Propulsion Laboratory für den Flugplan der Genesis-Mission konzipiert, deren Ziel es war, Teilchen des Sonnenwinds zu sammeln. Die meisten Missionen nutzen die Effekte der Schwerkraft auf das Raumschiff, wenn es sich einem Planeten oder Mond nähert (genannt „Gravitationsassistenz“ oder „Schleudereffekt“), aber die Superautobahn beinhaltet einen zusätzlichen Faktor: den Einfluss der Sonne auf die Planeten oder der Planeten auf ihre nahen Monde.
Jeder Planet und jeder Mond hat fünf Lagrange-Punkte, an denen die Schwerkraft zweier Körper im Gleichgewicht ist. Während sich die Planeten und ihre Monde um die Sonne drehen, nähern sich diese Lagrange-Punkte an und überlappen sich in einigen Fällen. Mit einem präzisen Flugplan könnte ein Raumschiff an einem dieser Punkte warten, bis es in den Einflussbereich eines Planeten fällt, wieder warten und von einer Umlaufbahn zur anderen springen. Das Konzept der Superautobahn verbindet einfach alle diese Punkte, und theoretisch könnte ein Entdecker von Merkur zu Pluto und zurück reisen und dabei minimale Treibstoffmengen verbrauchen.
Überall hin ... mit viel Geduld
Der von Shane Ross veröffentlichte Artikel über die planetarische Superautobahn ist voller fabelhafter Details, aber ein Vergleich sticht hervor: Die Genesis-Mission legte mehr als 30 Millionen Kilometer zurück und verbrauchte dabei 5 Prozent ihrer Masse als Treibstoff. Ein voller Autotank macht ebenfalls (ungefähr) 5 Prozent der Gesamtmasse aus, und damit schafft man unter optimalen Bedingungen nur etwa 500 Kilometer.
Die Superautobahn befindet sich in ständigem Wandel, und die benötigten Berechnungen sind sicherlich komplex, aber diese Routen und Energiesparpunkte zeigen, dass der direkte Weg nicht immer der beste für eine Mission ist. Was ist ihre Schwachstelle? Die Langsamkeit. Eine Reise von der Erde zum Mars mit dieser Methode würde etwa zehntausend Jahre dauern ...
Quellen: NASA, Phys.org, ResearchGate
