Gesundheit: Mit dem Fahrstuhl ins All

Einsteigen, Knopf drücken – nächster Halt: Erdumlaufbahn. An einem 36 000 Kilometer langen Seil klettert die Kabine des Weltraumfahrstuhls vom Äquator bis hinauf in den Orbit. Was wie ein Zukunftsmärchen klingt, nimmt die Nasa ernst: Ende dieses Monat veranstaltet die US-Raumfahrtbehörde schon zum zweiten Mal einen Wettbewerb für Weltraumfahrstühle. Und das amerikanische Unternehmen Lift-Port plant bereits einen kommerziellen Himmelslift, der in 25 Jahren in Betrieb gehen soll. Die Transportkosten ins All könnten damit von heute 20 000 auf 200 Dollar pro Kilogramm sinken.

Den ersten bescheidenen Schritt Richtung Weltall unternahm Lift-Port im Februar. Mittels mehrerer Heliumballons spannte das Unternehmen ein 1,6 Kilometer langes Seil in den Himmel von Arizona, an dem ein kleiner, batteriebetriebener Roboter nach oben kletterte. Das fünf Zentimeter breite, aber kaum einen halben Millimeter dicke Seil aus kohlenstoff- und glasfaserverstärkten Verbundstoffen hielt der Belastung stand – aber der Roboter blieb nach 460 Metern aus unbekannten Gründen stecken.

Immerhin übertraf Lift-Port damit die Ergebnisse des Vorjahres-Wettbewerbs „Beam Power Challenge“. Der alte Rekord lag bei zwölf Metern – die Nasa hatte 61 Meter gefordert. Allerdings ging es im Vorjahr auch nicht in erster Linie um Höhe, sondern um die Erprobung der externen Energieversorgung, ohne die ein Weltraumlift zu schwer werden würde: Die Kletterroboter wurden also im Test per Photozellen und Scheinwerfern vom Boden aus angetrieben. Auch beim „Tether Challenge“, der zweiten Sparte des Wettbewerbs, konnte keines der vier Teams die Bedingungen der Nasa erfüllen: Alle speziell gefertigten Tragseile („Tether“) waren einem herkömmlichen Seil aus Standardmaterialien unterlegen. So konnte die Nasa die Preisgelder von insgesamt 50 000 Dollar einbehalten. Trotz des enttäuschenden Ergebnisses wollen die Teams auch diesmal wieder dabei sein – nicht zuletzt, weil die Nasa die Preisgelder vervierfacht hat. Zwei Dutzend Teams aus den USA, Kanada, Deutschland und Spanien haben sich angemeldet.

Die Idee für einen Fahrstuhl ins All geht auf den russischen Raumfahrtpionier Konstantin Ziolkowski zurück. Inspiriert vom Eiffelturm entwarf er 1895 die Vision eines 36 000 Kilometer hohen Turms am Äquator. Da sich an der Spitze Schwerkraft und Fliehkraft aufheben würden, könnte man von dort aus frei ins All entschweben. Ein Lift sollte die Menschen zur Turmspitze befördern.Den entscheidenden Gedanken hatte 1960 der russische Wissenschaftler Juri Artsutanov: Warum nicht das – ohnehin unmögliche – Gebäude weglassen? Das Tragseil des Fahrstuhls könnte man von einem Satelliten aus zur Erde herablassen und dort verankern. Natürlich müsste der Satellit geostationär sein, sich also synchron zu einem Punkt auf der Erde bewegen. Populär wurde diese Idee 1978 durch den Roman „Fountains of Paradise“ (Deutscher Titel: „Fahrstuhl zu den Sternen“) von Arthur C. Clarke. Doch um sie zu realisieren, braucht es ein extrem reißfestes und leichtes Tragseil. Ein gewöhnliches Stahlseil würde schon bei einer Länge von neun Kilometern unter der Last seines Eigengewichts zerreißen.

Die Hoffnung der Visionäre ruht heute vor allem auf mikroskopisch kleinen Kohlenstoff-Nanoröhrchen aus wabenförmig angeordneten Kohlenstoff-Atomen. Denn deren Zugfestigkeit übertrifft jene von Stahl um etwa das Hundertfache. Doch im Mai dieses Jahres versetzte ein italienischer Forscher der Vision einen herben Dämpfer. „Mit der heute verfügbaren Technologie ist der Bau eines Weltraumfahrstuhls nicht möglich“, befand Nicola Pugno von der Polytechnischen Universität Turin. Denn bei der Herstellung des Materials lassen sich Strukturfehler nicht vermeiden. Das Fehlen eines einzigen Atoms vermindere die Festigkeit bereits um 30 Prozent, so Pugno. Und solche Fehler treten im Durchschnitt alle vier Tausendstelmillimeter auf. Wenn mehrere Atome fehlen – was zwar selten, aber über die enorme Länge eines Weltraumlifts häufig genug vorkommt – verschlechtert sich die Tragfähigkeit sogar um 70 Prozent. Doch davon lässt man sich bei Lift-Port nicht entmutigen. „Die maximale Zugfestigkeit, die sich aus Pugnos Analyse ergibt, macht einen Weltraumlift keineswegs unmöglich“, entgegnet der Technische Direktor Tom Nudgent. „Wir benötigen nur ein erheblich dickeres Seil, was eher die finanziellen als die technischen Schwierigkeiten erhöht.“

Und wer weiß, was für Materialien die Nanotechnologie noch hervorbringt? Vielleicht Fasern aus reinem Diamant, wie es sich Arthur C. Clarke in seinem Roman vorstellte. Wenn niemand mehr über die Idee lacht, dauere es noch 50 Jahre bis zur Realisierung, meinte Clarke einst. Kein Zweifel: Die Teams, die sich auf den Wettbewerb am 20. und 21. Oktober in New Mexico vorbereiten, meinen es ernst – die Zeit des Lachens ist vorbei.