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Sonnensegel wurden bereits an Raumschiffen (z.B. 2001 bei Cosmos 1) mit mäßigem Erfolg getestet. Dazu werden Segel aus extrem leichten Folien mit verspiegelter Oberfläche verwendet. Die deutsche Entwicklung auf diesem Gebiet sieht zur Zeit aus zwei Schichten Kohlefasermatten zusamengeklebte Rohre vor, die aufgerollt transportiert werden sollen. Zum Entfalten der Segel werden die Rohre mit Gas gefüllt. Dazwischen sind Mylarsegel befestigt. Mylar ist das derzeit leichteste Gewebe bei höchster Festigkeit, das hergestellt werden kann. Es wiegt je nach Beschichtung 10 bis 11 g/m².
Theoretisch besteht die Möglichkeit den Sonnenwind mittels "magnetischer Segel" einzufangen. Damit meint man ein um das Raumschiff erzeugtes starkes Magnetfeld das in einer Plasmablase eingeschlossen ist. Der Vorteil eines solchen Segels wäre die großen Nutzfläche (man denkt hier an einen Durchmesser von bis zu 15 km) fast ohne Materialeinsatz. Diese Methode wird als Mini-Magnetospheric Plasma Propulsion (M2P2) bezeichnet. Siehe auch Raketenantrieb
Gelegentlich werden auch die Solarmodule zur Erzeugung elektrischer Energie als Sonnensegel bezeichnet.