ESA belegt: Objekte aus Graphen lassen sich per Laser bewegen

Ein Experiment der europäischen Raumfahrtagentur ESA ebnet ein Stück des Weges zu einer neuen Antriebsart für bestimmte Satelliten und Sonden: Diese könnten zukünftig einfach mit einem Laserstrahl angeschoben werden.

Antrieb für sehr leichte Sonden

Die Voraussetzung dafür ist natürlich, dass die fraglichen Systeme entsprechend leicht gebaut sind. Um dies zu erreichen, könnte die Grundstruktur beispielsweise aus Graphen bestehen, mit dem sich bei geringem Gewicht stabile Elemente formen lassen. Auch eine Verbindung mit Sonnensegeln wäre denkbar.

In einem Experiment unter Schwerelosigkeit zeigte sich nun bereits, dass sich spezielle Graphen-Strukturen allein durch Lichtstrahlen beschleunigen lassen. Für den Versuch nutzte ein internationales Forschungsteam im Mai 2025 einen Parabelflug der ESA, der kurze Phasen der Schwerelosigkeit simuliert. An Bord befanden sich sogenannte Graphen-Aerogele, dreidimensionale, extrem leichte Strukturen aus Graphen. Während der Schwerelosigkeitsphasen wurden diese mit einem kontinuierlichen Laserstrahl bestrahlt.


Die Reaktion fiel deutlich aus: Drei kleine Würfel aus dem Material beschleunigten sich unmittelbar, sobald sie dem Licht ausgesetzt waren. Laut Projektwissenschaftler Marco Braibanti geschah dies in Bruchteilen einer Sekunde, mit starken Beschleunigungen innerhalb von nur 30 Millisekunden. Hochgeschwindigkeitskameras zeichneten den Effekt auf, während sich die Proben in einer Vakuumkammer bewegten.

Überwindet nicht die Erd-Schwerkraft

Die Ergebnisse, veröffentlicht im Fachjournal Advanced Science, deuten darauf hin, dass Lichtantrieb eine realistische Alternative für zukünftige Raumfahrtmissionen sein könnte. Die Stärke des Laserstrahls beeinflusste dabei direkt die Bewegung. Je intensiver das Licht, desto größer war die Beschleunigung der Aerogele. Nach einem kurzen Schub verlangsamten sich die Objekte jedoch wieder.

Auf der Erde hingegen blieb der Effekt nahezu aus, was ein Hinweis darauf ist, dass Schwerelosigkeit entscheidend für diese Form des Antriebs ist. Für den Start eines entsprechenden Objekts in den Weltraum käme man um einen herkömmlichen Launcher wohl nicht herum. In der Mikrogravitation könnten Geschwindigkeit, Schubkraft und Reichweite hingegen deutlich gesteigert werden.


Die ESA sieht in den Ergebnissen großes Potenzial: Sonnensegel, die Energie direkt aus Sonnenlicht gewinnen, könnten künftig mit Graphen optimiert werden. Auch kleinere Satelliten könnten ihre Lage im All mithilfe lichtbasierter Antriebe präzise steuern.


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