China erreicht neuen Meilenstein bei Solarstromprojekt im Weltraum

Chinesische Wissenschaftler haben einen bedeutenden Schritt hin zum Bau eines Sonnenkraftwerks im Weltraum getan – eines gigantischen Kraftwerks im All, das eines Tages Strom zurück zur Erde oder an Raumfahrzeuge liefern könnte.

Ein Forschungsteam der Xidian-Universität in der nordwestchinesischen Provinz Shaanxi hat im Rahmen des Projekts „Sun Chasing“ (auf Chinesisch „Zhuri“) bedeutende Fortschritte erzielt. Das Team hat ein bodengestütztes Testsystem für die drahtlose Stromübertragung entwickelt, das in der Lage ist, mehrere bewegliche Ziele gleichzeitig mit Strom zu versorgen.

Bei jüngsten Tests erreichte das System bei der drahtlosen Übertragung von Gleichstrom zu Gleichstrom über eine Distanz von 100 Metern eine Effizienz von 20,8 Prozent. Dabei lieferte es eine Leistung von 1.180 Watt. Zudem hat das Team ein System zur drahtlosen Aufladung von Drohnen entwickelt. In einem Test konnte eine Drohne, die mit einer Geschwindigkeit von 30 Kilometern pro Stunde flog, aus einer Entfernung von 30 Metern stabil 143 Watt an Leistung empfangen.

Ein Sonnenkraftwerk im Weltraum funktioniert genau so, wie sein Name es nahelegt: Es besteht aus einer riesigen Anordnung von Solarzellenplatten, die in einer Erdumlaufbahn platziert sind. Dort im Weltraum, wo die Sonne ununterbrochen scheint, fängt es das Sonnenlicht ein und wandelt diese Energie anschließend in Mikrowellen oder Laserstrahlen um, um sie zur Erde oder direkt an Satelliten und Raumfahrzeuge zu senden. Auf diese Weise könnten zwei wesentliche Probleme gelöst werden: die unterbrechungsfreie Energieversorgung von Weltraummissionen sowie die Linderung von Energieengpässen auf der Erde.

Im Jahr 2018 startete das Forschungsteam die erste Phase des Projekts „Sun Chasing“ mit dem Ziel, ein bodengestütztes Testsystem zu errichten. Bis Juni 2022 hatten sie das weltweit erste bodengestützte Validierungssystem fertiggestellt, das den gesamten Übertragungsweg und alle Systemkomponenten eines Sonnenkraftwerks im Weltraum abbildet. Nun ist das Team in die zweite Phase übergegangen. Das aktuelle Ziel besteht darin, die Herausforderungen zu bewältigen, die mit der Erzeugung hoher Leistungen im Weltraum und deren effizienter Übertragung über große Distanzen verbunden sind.

Laut Duan Baoyan, einem Experten der Xidian-Universität und Mitglied der Chinesischen Akademie für Ingenieurwissenschaften, zählen zu den jüngsten Durchbrüchen die Steigerung der Effizienz bei der Erfassung und Umwandlung von Solarenergie, die Erhöhung der Präzision bei der Steuerung von Mikrowellenstrahlen zur Verringerung von Energieverlusten sowie die Verkleinerung und Gewichtsreduzierung der Sende- und Empfangsantennen – ein Aspekt, der für Anwendungen im Weltraum von entscheidender Bedeutung ist.

Dem Team ist es zudem gelungen, das Problem zu lösen, wie sich mehrere bewegliche Ziele gleichzeitig mithilfe eines einzigen Senders mit Energie versorgen lassen. Dies bedeute, so Duan, dass künftig ein einziges Sonnenkraftwerk im Weltraum potenziell mehrere Satelliten oder Bodenfahrzeuge zeitgleich mit Strom versorgen könnte.

Duan merkte an, dass noch ein langer Weg zurückzulegen sei, bis ein Sonnenkraftwerk im Weltraum zu einer wirtschaftlich tragfähigen Realität werde. Der nächste Schritt bestehe nun darin, Tests im Orbit durchzuführen. Er äußerte die Hoffnung, mit chinesischem Fachwissen und entsprechenden Lösungsansätzen einen Beitrag zur globalen Energiewende und zur nachhaltigen Entwicklung leisten zu können.