Visionäre Idee: China will Solarkraftwerke im Weltall um die Erde fliegen lassen

Visionäre Idee: China will Solarkraftwerke im Weltall um die Erde fliegen lassen

Die Solarkraftwerke der Zukunft könnten durchs All schweben. Die Idee aus der Science-Fiction wird von der Wissenschaft ernsthaft erforscht. Auch von der neuen Weltraummacht China.

Niklaus Salzmann
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Solarstrom hat einen Nachteil: Die Sonne scheint nicht immer, zumindest nicht auf der Erde. Im All sind die Voraussetzungen besser. Da gibt es keine Wolken, und auch keine Nacht. Der ideale Standort für Solarzellen ist also auf einem Satelliten, der in grosser Höhe die Erde umkreist. Vorausgesetzt, es gelingt, die Energie von dort aus auf die Erde zu bringen.

Das klingt nach Science-Fiction – und das war es einst auch. Der russische Schriftsteller Isaac Asimov hatte die Idee im Jahr 1941 in einer Kurzgeschichte beschrieben. Doch seit mehr als einem halben Jahrhundert beschäftigt sich auch die Wissenschaft damit, unter anderem in den USA, in Russland und Japan. Im vergangenen Jahr hat nun China einen Zeitplan präsentiert: Im Jahr 2035 soll ein erstes Solarkraftwerk die Erde umkreisen.

Das Ziel ist ehrgeizig. Doch China meint es ernst mit der Raumfahrt, das Land hat gerade im vergangenen Jahr mit der ersten Landung auf der Rückseite des Mondes wieder seine Stärke demonstriert. Doch ein Solarkraftwerk im All ist ein Projekt einer anderen Grössenordnung – buchstäblich.

Zukunft des Projekts steht in den Sternen

Wie soll ein Objekt von der Grösse eines Solarkraftwerks überhaupt ins All gebracht werden? Mit der Frage hat sich ein Team der Universität Caltech in Los Angeles auseinandergesetzt. Sonnenlicht einzufangen, könnte gemäss ihnen ein bis zu drei mal drei Kilometer grosses System voraussetzen. Doch es könnte aus Modulen von 60 mal 60 Metern bestehen. Das ist immer noch gross, geschickt zusammengefaltet lässt es sich aber in eine Rakete packen.

Die Sonnenenergie könnte von einem Satelliten als Laserstrahl auf die Erde gestrahlt werden.

Die Sonnenenergie könnte von einem Satelliten als Laserstrahl auf die Erde gestrahlt werden.

Bild: Getty Images

Strukturen, die sich Platz sparend verpacken und automatisch entfalten lassen, sind in der Raumfahrt ein wichtiges Forschungsthema. Auch auf der Erde können sie zum Einsatz kommen, beispielsweise für ein Stadiondach, das sich je nach Wetter öffnen und schliessen lässt, oder für temporäre Bauten an Messen. Die Investitionen in die Forschung sind also nicht nur für Solarkraftwerke im All von Nutzen. Ob ein solches überhaupt je realisiert wird, steht ohnehin in den Sternen.

Volker Gass, Direktor des Swiss Space Center und Professor an der ETH Lausanne, sagt zu den Plänen Chinas:

«Wo ein Wille und viel Geld ist, gibt es auch einen Weg.»

Was aus heutiger Sicht unvorstellbar wirke, könne in einigen Jahrzehnten dank technologischer Entwicklungen möglich werden. Die Verluste durch die vielen Umwandlungsschritte würden aber gross bleiben. Die entscheidende Frage sei letztlich, ob es irgendwann rentabel werde.

Strompreis bestimmt den Projektfortschritt

Die Antwort hängt nicht zuletzt davon ab, wie schwer die Konstruktion ist. Die Kosten für Raketenflüge sind zwar gesunken, seit Elon Musk mit seiner Firma Space X ins Geschäft eingestiegen ist, doch noch immer muss mit einem vierstelligen Dollarbetrag pro Kilogramm Nutzlast gerechnet werden.

Sonst ist er für visionäre Einfälle bekannt, doch die Idee für fliegende Solarkraftwerke stammt nicht von ihm: Tesla-Gründer Elon Musk.

Sonst ist er für visionäre Einfälle bekannt, doch die Idee für fliegende Solarkraftwerke stammt nicht von ihm: Tesla-Gründer Elon Musk.

Bild: Keystone

Das Forschungsteam bei Caltech verwendete für seine Experimente ein Material einer Schweizer Firma, das nur 16 Gramm pro Quadratmeter wiegt – fünfmal weniger als dünnes Büropapier. Eine optimistische Abschätzung hat ergeben, dass für den Bau eines solchen Kraftwerks 19 Raketenflüge nötig wären.

Der Strompreis könnte laut Abschätzung des Caltech-Teams bei ungefähr zwei Dollar pro Kilowattstunde liegen. Das ist rund zehnmal mehr, als auf der Erde produzierter Strom normalerweise kostet. Doch laut Caltech-Professor Sergio Pellegrino wurde den amerikanischen Streitkräften in Afghanistan und Irak um 15 Dollar pro Kilowattstunde abgeknöpft. Und das US-Energiedepartement schreibt auf seiner Website, die Energie könnte vom All aus direkt in entlegene Gegenden gesendet werden.

Allerdings hat das gezielte kabellose Versenden und Empfangen von Energie seine Tücken. Zwar ist das Prinzip nicht neu, so lassen sich bekanntlich Smartphones und Elektrofahrzeuge der Oberklasse kabellos aufladen. Doch bei einem Solarkraftwerk, wie es China vorschwebt, gilt es nicht nur ein paar Zentimeter, sondern 36 000 Kilometer zu überwinden.

Superlaser könnte der Schlüssel zum Erfolg sein

Eine Möglichkeit wäre, das Sonnenlicht in einen Laserstrahl umzuwandeln. Es lässt sich punktgenau über riesige Strecken senden. Allerdings nur, solange keine Wolken dazwischen sind. Und die Wetterunabhängigkeit sollte ja gerade einer der grossen Vorteile eines Weltraumkraftwerks sein. Zudem wäre ein derartiger Laserstrahl für Mensch und Tier gefährlich – ein hindurch fliegender Vogel könnte verbrennen.

Möglicherweise wäre deshalb ein Mikrowellenstrahl die bessere Variante. Jürg Leuthold, Leiter des Instituts für elektromagnetische Felder der ETH Zürich, erklärt: «Mikrowellen gehen durch Wolken hindurch. Jedoch erfordern sie viel grössere Geräte als ein Laserstrahl. Ein Empfänger auf der Erde hätte vielleicht die Dimension eines Fussballfeldes.» Trotzdem will Leuthold nicht ausschliessen, dass irgendwann ein solches Projekt realisiert wird.

«Der Fortschritt der Technik wird oft unterschätzt»

, sagt er. Ohnehin sei es Aufgabe der Wissenschaften, sich auch Gedanken zu anscheinend verrückten Projekten zu machen. Strom aus der Erdumlaufbahn

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