Japan bereitet sich darauf vor, im nächsten Jahr Sonnenenergie in Form von Mikrowellen aus dem Weltraum zur Erde zu übertragen.
Simulation einer Solarstromerzeugungsanlage im Weltraum. Foto: AFRL
Japan bereitet sich darauf vor, im nächsten Jahr Solarenergie aus dem Weltraum zur Erde zu übertragen, zwei Jahre nachdem US-Ingenieuren ein ähnliches Kunststück gelungen ist. Die Entwicklung ist ein wichtiger Schritt hin zu einem weltraumgestützten Solarkraftwerk, das der Welt helfen könnte, im Kampf gegen den Klimawandel fossile Brennstoffe zu reduzieren, berichtete Space am 19. April.
Koichi Ijichi, Berater des Forschungsinstituts Japan Space Systems, skizzierte diese Woche auf der International Space Energy Conference einen Ansatz für den Test eines kleinen Solarkraftwerks im Weltraum, das drahtlos Strom aus einer niedrigen Umlaufbahn zur Erde übertragen soll. Er erklärte, es werde sich um einen kleinen, etwa 180 Kilogramm schweren Satelliten handeln, der aus einer Höhe von 400 Kilometern etwa ein Kilowatt Leistung überträgt. Ein Kilowatt entspricht in etwa der Strommenge, die benötigt wird, um ein Haushaltsgerät wie beispielsweise eine kleine Spülmaschine – je nach Größe – etwa eine Stunde lang zu betreiben. Das Experiment ist also noch nicht kommerziell nutzbar.
Die Raumsonde wird ihre Batterie mit einer zwei Quadratmeter großen Solarzelle aufladen. Die gespeicherte Energie wird anschließend in Mikrowellen umgewandelt und an Empfangsantennen auf der Erde gesendet. Da die Raumsonde mit rund 28.000 Kilometern pro Stunde unterwegs ist, müssen die Antennen über 40 Kilometer verteilt sein, wobei der Abstand zwischen den Antennen jeweils fünf Kilometer betragen muss, um genügend Energie übertragen zu können. Laut Ijichi dauert die Übertragung nur wenige Minuten, doch wenn die Batterie leer ist, dauert es mehrere Tage, bis sie vollständig aufgeladen ist.
Die Mission, Teil des OHISAMA-Projekts (japanisch für „Sonne“), soll 2025 starten. Forscher haben bereits die drahtlose Übertragung von Solarenergie von einer stationären Quelle am Boden getestet. Im Dezember dieses Jahres sollen die Übertragungen von einem Flugzeug aus durchgeführt werden. Das Flugzeug wird mit Solarzellen ausgestattet sein, die denen in Raumfahrzeugen ähneln, und Energie über eine Distanz von 5 bis 7 km übertragen.
Die Idee, Solarenergie im Weltraum zu erzeugen, wurde erstmals 1968 vom ehemaligen Apollo-Ingenieur Peter Glaser beschrieben. Im Gegensatz zu den meisten erneuerbaren Energietechnologien auf der Erde ist Solarenergie im Weltraum jederzeit verfügbar, da sie unabhängig von Wetter und Tageszeit ist. Derzeit werden Kernkraftwerke sowie Kohle- oder Erdgaskraftwerke genutzt, um den Bedarf zu decken, wenn der Wind nachlässt oder die Sonne untergeht. Jüngste technologische Fortschritte könnten in Zukunft dazu beitragen, einige dieser Probleme zu lösen. Forscher haben jedoch noch keinen Weg gefunden, bis Mitte des 21. Jahrhunderts eine kontinuierliche, kohlenstofffreie Stromversorgung sicherzustellen.
Fortschritte in der autonomen Technologie und der drahtlosen Energieübertragung, insbesondere die Entwicklung der riesigen Starship-Rakete, könnten Solarenergie aus dem Weltraum Wirklichkeit werden lassen. Im vergangenen Jahr übertrug ein von Caltech-Ingenieuren im Rahmen der Space Solar Power Demonstrator-Mission gebauter Satellit erstmals Solarenergie aus dem Weltraum. Die Mission endet im Januar 2024. Laut einem NASA-Bericht ist der Energiebedarf für Bau, Start und Montage des Orbitalkraftwerks jedoch zu hoch, da der von der Anlage erzeugte Strom mehr als zwölfmal teurer ist als Wind- und Solarenergie auf der Erde.
An Khang (Laut Space )
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