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Kühnes Experiment: Meister Toda bastelt Weltraumpapierflieger

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Papierflieger im Windkanal (bei Tokio, Februar 2008): Fliegt der Gleiter bald im All? Zur Großansicht
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Papierflieger im Windkanal (bei Tokio, Februar 2008): Fliegt der Gleiter bald im All?

Weltraumforschung kurios: Japan will einen Papierflieger von der Raumstation ISS zur Erde schicken. Ein Origami-Meister hat den Prototyp des Seglers jetzt in Berlin vorgestellt. Doch wie übersteht das empfindliche Gebilde den Wiedereintritt in die Atmosphäre? Takuo Toda meint, die Antwort zu kennen.

Berlin - Die Verwandlung geschieht in 70 Schritten. In kaum mehr als fünf Minuten erschafft Takuo Toda aus einem quadratischen Stück Papier ein Weltraumfluggerät, ganz allein mit seinen Händen. Hauptberuflich ist Toda Chef einer Werkzeugmaschinenfirma, doch sein Herz hängt an seiner Freizeitbeschäftigung: Als Chef des Japanischen Verbandes für Origami-Papierflugzeuge (Jopa) arbeitet er daran, dass die Besatzung der ISS einen von ihm gebauten Papiergleiter schon bald auf die Reise zur Erde schicken kann.

Im Januar hatte SPIEGEL ONLINE erstmals von den Plänen des Unternehmers berichtet, der sich für das Projekt mit dem Tokioter Universitätsprofessor Shinji Suzuki zusammengetan hat. Im Deutschen Technikmuseum Berlin stellte Toda am Dienstagvormittag nun seinen Prototyp vor. "Orispace" soll in zwei Jahren aus dem All starten: 30 Zentimeter lang, 10 Zentimeter breit und rund 30 Gramm schwer. Vor Museumsmitarbeitern faltete Toda gleich mehrmals sein Modell, hoch konzentriert, die Lippen fest aufeinander gepresst.

Wie schafft es der Papierflieger, nicht zu verglühen?

Die Pläne für den Papiersegler im All gibt es schon seit Jahren. Lange Zeit war das ganze ein Hobbyprojekt, vorangetrieben von Origami-Meister Toda und dem Wissenschaftler Shinji Suzuki von der Universität Tokio. Nun hat die japanische Weltraumbehörde Jaxa ihre Unterstützung für ein dreijähriges Forschungsprojekt zugesichert. Pro Jahr sollen immerhin 300.000 Dollar fließen.

Das wichtigste Problem: Wie übersteht der Papierflieger den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre, ohne dabei zu verglühen? Der entscheidende Punkt ist die Geschwindigkeit. Der gefaltete Raumgleiter stürzt deutlich langsamer als große Raumfahrzeuge auf die Erde zu, quasi in Zeitlupe. So soll die ansonsten mörderische Reibungshitze beim Fall durch die dichteren Schichten der Atmosphäre erträglich ausfallen. Drei Tage nach dem Start in etwa 400 Kilometern Höhe soll "Orispace" wieder auf der Erde sein. "Im Extremfall kann ein Flugzeug aber auch ein Jahr brauchen", sagte Toda. Die Reisedauer hänge von vielen Zufällen ab.

Spezialpapier aus Zuckerrohrfasern, der sogenannten Bagasse, dient Toda als Baumaterial. Es ist schwerer und fester als handelsübliches Büropapier, mit leicht strukturierter Oberfläche, die an Elefantenhaut erinnert. Nach eigener Aussage hat der Japaner bereits 3000 Prototypen seines Weltraumgleiters gefaltet, um das Design zu perfektionieren: ein markantes Leitwerk, Stummelflügel, eine steile Frontpartie, abgerundete Ecken (siehe Fotostrecke).

Rettungstransporter aus Papier

Für die Stabilität begeht Toda sogar ein Origami-Sakrileg: Er verbaut mehrere Klebestreifen in dem Flieger. Durch eine chemische Behandlung wird das Papier außerdem für den Weltraumeinsatz widerstandsfähig gemacht. Silizium verleiht dem Material zusätzlich Härte und Festigkeit.

Widerstandsfähig ist der kleine Gleiter, so viel scheint klar. Bei Tests im Überschallwindkanal der Universität Tokio hatte eine acht Zentimeter große Ausgabe des Papierfliegers gut 10 Sekunden lang eine Geschwindigkeit von Mach 7 ausgehalten - 8600 Kilometer pro Stunde. Das Papier hatte sich dabei auf mehr als 200 Grad erhitzt. Brennen würde es bei 220 Grad.

Extreme Belastungen dieser Art waren nicht zu erwarten, als Toda seinen frisch gefalteten Prototyp von der Terrasse im vierten Stock des Technikmuseums in die Berliner Luft starten ließ, direkt unter dem Erkennungszeichen des Museums, einem "Rosinenbomber". Lange Sekunden segelte "Orispace" durch die Luft, mit geringer Geschwindigkeit, wie von seinem Schöpfer angekündigt. Nur die Landung verlief etwas unsanft. Nach einer Kollision mit einem Bürohaus in der Trebbiner Straße trudelte der Gleiter in einen Baum und verfing sich dort.

Noch sind solche Starts Trockenübungen. Toda hofft, dass sein Flieger schon in zwei Jahren im All zum Einsatz kommt. Die japanische Weltraumbehörde Jaxa habe bereits Zustimmung signalisiert, sagt er. Ein japanischer Astronaut solle gleich 20 "Orispace"-Gleiter auf einmal mit ins All nehmen, vom Origami-Meister auf der Erde vorgefaltet. Sie alle sollen dann von der ISS gestartet werden - idealerweise entgegen der Flugrichtung der Station. So sind sie etwas langsamer - und das Risiko sinkt, dass sie doch verglühen. Im beinahe luftleeren Raum würden die Flieger dann Richtung Erde taumeln, sich in den dichteren Schichten der Atmosphäre selbst stabilisieren und zur Erde gleiten.

Toda hat noch kühnere Pläne

Wissenschaftlich könnte das ungewöhnliche Experiment durchaus von Nutzen sein. Das versprechen jedenfalls Toda und sein Kompagnon Suzuki. Es gehe um neue Designs für Raumfahrzeuge, die zur Erde zurückkehren könnten. Wenn sie ähnlich langsam durch die Atmosphäre gleiten könnten wie der Origami-Segler, könne das einige Vorteile bringen: Man könne beim Hitzeschutz sparen, der bei den US-Spaceshuttles das ewige Sorgenkind ist. Toda hat sogar noch kühnere Pläne. Papierflieger könnten eines Tages als Transporter für kränkelnde Astronauten dienen: "Der Patient würde dann auf dem Papierflugzeug liegen und zur Erde zurückkehren." Japanische Forscher würden dazu gerade erste Studien anstellen.

Doch bis dahin gibt es noch viele Probleme zu lösen. So sind Reisedauer und Landeort des Fliegers unkalkulierbar, den Weg des Gleiters durch die Erdatmosphäre können die Wissenschaftler nicht verfolgen. Deswegen sollen etwa 20 Papierflieger von der Station abgeworfen werden - in der Hoffnung, dass nicht alle von ihnen in den Weltmeeren landen. Sollten einige der Flieger über bewohntem Gebiet niedergehen, dann sollen Aufschriften in mehreren Sprachen vom Sinn und Zweck des wundersamen Flugkörpers künden.

Auf eines aber legt Origami-Großmeister Toda großen Wert: Seine Kreationen stellten unter keinen Umständen eine Gefahr für die Menschen dar. Ganz sanft und langsam würden die Gleiter niedergehen. Außerdem habe er extra darauf geachtet die Spitze abzurunden: "Wenn doch ein Mensch getroffen wird, dann wird er wenigstens nicht verletzt."

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