Weltraumgestützte Solarenergie: Testsatellit überträgt erstmals drahtlos Strom

Ein Testsatellit produziert Energie aus Sonnenlicht im Weltall und kann diese drahtlos übertragen. Auch auf der Erde kommt das Signal an.

Pasadena – Während auf der Erde um die künftige Energieproduktion gerungen wird, gibt es im Weltall unbegrenzt Energie: Die Sonne scheint dort rund um die Uhr – weder Wolken noch Dunkelheit oder Jahreszeiten stören. Solarpanels, die im Weltall eingesetzt werden, könnten potenziell achtmal mehr Energie produzieren als Solarpanels auf der Erde, sagen Fachleute vom California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena.

Doch nicht die Produktion von Strom im Weltall ist die Herausforderung – zahlreiche Raumsonden und auch die Internationale Raumstation ISS sind mit Solarpanels ausgestattet und erhalten so ihre Energie. Die eigentliche Herausforderung ist die drahtlose Übertragung des Stroms im Weltall und hinab auf die Erde. Wie das gelingen kann, hat nun ein Caltech-Forschungsteam mithilfe eines Testsatelliten ausprobiert.

Der Satellit „Space Solar Power Demonstrator“ (SSPD-1) ist am 3. Januar ins Weltall gestartet. An Bord befindet sich das Experiment MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment), eine Reihe flexibler, leichter Mikrowellensender, die dazu genutzt werden, Energie an die gewünschten Stellen zu senden. „Durch die Experimente, die wir bisher gemacht haben, haben wir die Bestätigung erhalten, dass MAPLE Energie erfolgreich zu Empfängern im Weltall übertragen kann“, erklärt Ali Hajimiri, der das Team leitet, das MAPLE entwickelt hat. „Wir waren außerdem in der Lage, die Anordnung so zu programmieren, dass die Energie Richtung Erde gelenkt wurde, was wir hier im Caltech messen konnten“, berichtet Hajimiri weiter.

MAPLE nutzt zwei Empfänger, die sich in etwa 30 Zentimetern Entfernung befinden. Diese empfangen die Mikrowellen-Strahlung, konvertieren sie in Elektrizität und betreiben damit zwei LEDs, um zu zeigen, dass die Energie übertragen wurde. MAPLE ist den extremen Bedingungen im Weltall ausgesetzt – starke Temperaturschwankungen und Strahlung von der Sonne. „Jetzt wissen wir, dass es die Reise ins Weltall überleben und dort funktionieren kann“, freut sich Hajimiri.

Durch ein kleines Fenster kann MAPLE die Energie auch Richtung Erde schicken. Die übertragene Energie wurde von einem Empfänger auf dem Dach des Caltech-Campus in Pasadena empfangen, heißt es in einer Mitteilung der Forschungsgruppe. „Das empfangene Signal erschien zur erwarteten Zeit und mit der erwarteten Frequenz“, berichtet das Forschungsteam um Hajimiri. Strom selbst wurde dabei noch nicht übertragen. „Unseres Wissens hat noch niemand die drahtlose Energieübertragung im Weltraum demonstriert, auch nicht mit teuren starren Strukturen. Wir machen das mit flexiblen Leichtbaustrukturen und mit unseren eigenen integrierten Schaltungen. Das ist ein Novum“, betont Hajimiri.