Solarstrom aus dem All könnte unabsichtlich Satelliten rösten

Die Atmosphäre gibt uns Erdbewohnerinnen und -Bewohnern nicht nur Luft zu atmen, sondern schützt uns auch vor kosmischer Strahlung und übermäßiger Sonnenstrahlung. Zur Gewinnung von Solarstrom ist möglichst viel ungefilterte Sonnenergie jedoch hilfreich, weshalb bereits in den 1970er Jahren Konzepte für entsprechende Konstruktionen im Weltall diskutiert wurden. Im Gegensatz zu irdischen Solaranlagen würden jene im All unabhängig vom Wetter und auch nachts funktionieren.

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In den vergangenen Jahren lieferten sich China und die USA einen Wettlauf um weltraumgestützte Infrastruktur für Solarenergie, auch die ESA arbeitet mit SOLARIS an einem entsprechenden Projekt.

Doch eine neue Studie in der chinesischen Fachzeitschrift High Power Laser and Particle Beams warnt nun vor großen Gefahren dieses Vorhabens: Die Laser, die die gewonnene Energie auf die Erde schicken sollen, könnten vorbeiziehenden Satelliten schaden. Das könnte negative Auswirkungen auf die Services, die darüber laufen – von Kommunikation und Navigation bis TV-Übertragung.

Geosynchroner Orbit

Die meisten Konzepte für Weltraum-Solaranlagen sehen vor, diese in einem höheren, geosynchronen Orbit (GSO) zu platzieren, um nicht vom Erdschatten getroffen zu werden. Dort würde deren Umlaufzeit mit der Rotationsdauer der Erde übereinstimmen.

Auf dem Weg zur Erdoberfläche, wo die Solarenergie gebraucht wird, müsste ein Laserstrahl dann durch den Low-Earth Orbit (LEO). Dort ist allerdings sehr viel los: Sowohl die ISS, das Hubble-Teleskop, Wettersatelliten als auch tausende Kommunikationssatelliten umkreisen auf diesen Höhen die Erde.

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Simulation: Laser trifft Satellit

Das Team vom Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering hat daher simuliert, was passieren würde, wenn ein Energie-Übertragungs-Laserstrahl einen Satelliten im LEO treffen würde. Mit steigender Zahl an Raumflugkörpern steigt auch das Risiko für so einen versehentlichen Treffer.

Die Forscherinnen und Forscher verglichen systematisch verschiedene Energiemengen und Wellenlängen der Laser. Demnach steigt das Risiko, Satelliten zu beschädigen, mit kürzeren Wellenlängen und höherer Energie signifikant.

Satelliten außer Betrieb

Dabei zeigte sich auch, das selbst kurze Laserimpulse elektrische Entladungen auslösen. Das könnte empfindlicher Elektronik auf Satelliten schaden oder diese sogar außer Betrieb setzen, heißt es in der South China Morning Post (SCMP). Solarpaneele von Satelliten könnten durch den Laserstrahl überhitzen.

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Das Forschungsteam ruft deshalb beim Festlegen von Laserstandards für Energieübertragungen aus dem All zu äußerster Vorsicht auf. Zudem empfehlen sie, resilientere Abschirmungstechnologien für Satelliten zu entwickeln, die irgendwann in Kontakt mit großen weltraumbasierten Solarkraftwerken in Kontakt kommen könnten.