Elektrische Energie aus dem All für die Erde

Empfangsstation auf dem Dach eines Caltech-Gebäudes (Foto: Ali Hajimiri, caltech.edu)

Pasadena (pte019/05.06.2023/11:40) - Forschern des California Institute of Technology ( https://www.caltech.edu ) (Caltech) ist mit "MAPLE" im Zuge des "Space Solar Power Project" (SSPP) erstmals gelungen, elektrische Energie, die von Solarzellen im Weltall produziert wurde, drahtlos auf die Erde zu übertragen. Damit nähert sich ein Menschheitstraum der Verwirklichung, eine unterbrechungsfreie umweltneutrale Stromversorgung der Erde zu realisieren. Satelliten mit Solarzellen könnten so positioniert werden, dass sie rund um die Uhr Strom erzeugen.

Irdische Antennen fangen Energie

MAPLE besteht aus einer Reihe flexibler, leichter Mikrowellensender mit hoher Leistung, die auf die Erde gerichtet sind. Dort wird der Strom von Antennen eingefangen und kann direkt genutzt oder in das Stromnetz eingespeist werden. Auf diese Weise sollen auch abgelegene Regionen mit Strom versorgt werden, die kein Netz haben. Mikrowellen lassen sich auch von Wolken, Regen oder Schnee nicht aufhalten, heißt es. Wie viel Energie die Empfangsanlage auf dem Dach eines Gebäudes auf den Caltech-Campus empfangen hat, verraten die Forscher vorerst nicht.

"Wir hatten MAPLE natürlich schon auf der Erde getestet, aber jetzt wissen wir, dass es die Reise ins All überleben und dort operieren kann", sagt Forscher Ali Hajimiri. Damit die Energieübertragung aus dem Weltraum realisierbar wird, müssten die dazu nötigen Anlagen leicht sein, um die Menge an Treibstoff zu minimieren, die benötigt wird, um sie ins All zu schicken. Auch hohe Flexibilität sei nötig, damit sie sich zu einem Paket zusammenfalten lassen, das in einer Rakete transportiert werden kann. All diese Voraussetzungen erfüllt das Caltech-Experiment, so Hajimiri.

Ein Modul 250 Quadratmeter groß

"Die Demonstration der drahtlosen Energieübertragung aus dem Weltraum mithilfe von Leichtbaustrukturen ist ein wichtiger Schritt in Richtung Stromversorgung der Erde. Solarzellen werden im Weltraum bereits eingesetzt, um beispielsweise die Internationale Raumstation mit Strom zu versorgen. Aber um Arrays zu starten und einzusetzen, die groß genug sind, um die Erde mit Strom zu versorgen, sind Solarenergie-Übertragungssysteme nötig, die ultraleicht, billig und flexibel sind", so Hajimiris Kollege Harry Atwater.

Einzelne SSPP-Einheiten lassen sich den Wissenschaftlern nach zu Paketen mit einem Volumen von etwa einem Kubikmeter zusammenfalten. Im Weltraum entstehen daraus dann flache Quadrate mit einer Kantenlänge von etwa 50 Metern, die auf der einen Seite Solarzellen und auf der anderen Seite Energiesender tragen, die auf die Erde gerichtet sind.

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