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Mit fliegenden Teppichen die Welt erleuchten

Mit fliegenden Teppichen die Welt erleuchten

[Bildquelle: NASA / Bob Silberg / Viktor Vasnetsov]

Die Forscher haben gerade eine "ganz neue Welt" der Energieeffizienz entwickelt - fliegende Teppiche.

Ein Team von Caltech und Northrup Grumman will solare Teppiche entwickeln und 2.500 davon in die Erdumlaufbahn schicken.

Laut dem U.N.-Entwicklungsprogramm hat ein Viertel der Erdbevölkerung keinen Zugang zu einer zuverlässigen Stromquelle. Von diesen Menschen hat mehr als die Hälfte überhaupt keinen Strom. Diese Forscher hoffen, dass ihre fliegenden Sonnenkollektoren die Lösung sein könnten.

Die Sonnenkollektoren umkreisen die Erdatmosphäre und wandeln die Sonnenenergie in Mikrowellen um. Der Strahl wird dann zurück zur Erde gerichtet, wo die Mikrowellen in Elektrizität umgewandelt werden.

Die Idee wurde von Harry Atwater vorgeschlagen, einem der Caltech-Professoren, der die SSPI (Space Solar Power Initiative) leitet. Die Energiegewinnung im Weltraum wird seit langem diskutiert. Es scheint jedoch, dass das SSPI-Team die Organisation sein wird, die die Initiative leitet.

Das Kraftwerk wird sich aus einem Zylinder mit einem Durchmesser von 3 Fuß und einer Länge von 5 Fuß entfalten. Sobald es von der Trägerrakete befreit ist, erreicht es seine volle Größe: zwei Drittel der Größe eines Fußballfeldes und nur 1 Zoll dick.

"Wir schlagen etwas kühn vor, die Technologie zu entwickeln, mit der man die größten jemals gebauten Weltraumstrukturen bauen kann", sagte Harry Atwater gegenüber der NASA, einem von drei Caltech-Professoren, die das SSPI führen.

Das weltraumgestützte Kraftwerk wird aus Tausenden von Kacheln bestehen, die die Kraft der Sonne nutzen. In der aktuellen Ausführung messen die Fliesen 10 x 10 cm und sind etwa 3 cm dick. Es kann auch in einen Zylinder mit einem Durchmesser von nur einem Meter und einer Länge von etwa eineinhalb Metern gerollt werden, während eine Fläche von etwa zwei Dritteln der Größe eines Fußballfelds erhalten bleibt. Jedes unabhängige Raumschiff besteht aus 360,000 dieser Fliesen. Bei 0,8 Gramm pro Fliese, Es ist extrem leicht und ermöglicht die Realisierung der Initiative in einer realen Anwendung. Das gesamte Array in einem Raumschiff wiegt nur 370 Kilogramm.

"Unser Ansatz verwendet ultraleichte integrierte Schaltkreise, Photovoltaik und Strukturen", sagt Hajimiri, "die es um zwei Größenordnungen leichter machen als jede mir bekannte Konkurrenz."

Das gesamte Array wird aus 900 Millionen unabhängigen Kacheln bestehen, die von über 2.500 „formationsfliegenden Raumfahrzeugen“ installiert werden. Das Gerät ist außerdem mit einem hohen Grad an Redundanz ausgestattet, um sicherzustellen, dass alle anderen funktionsfähig bleiben, wenn eine Kachel offline geschaltet wird. Jede Kachel überträgt unabhängig die von ihr erzeugte Energie. Der Verlust einiger Kacheln aufgrund großer Sonnenaktivität oder Mikrometeoriten hat einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Funktionalität des Systems.

Bildung der "Fliegenden Teppiche"
[Bildquelle: NASA]

Gebiete ohne Kraftwerke oder ohne größere Übertragungskapazitäten wären ideale Kandidaten für die Aufnahme massiver Bodenstationen zur Erfassung der Mikrowellenstrahlung. Die Bodenstationen würden dann Strom von den umlaufenden Sonnenkollektoren erhalten, der dann an die örtlichen Gemeinden übertragen wird. Die Paneele werden in geostationären Umlaufbahnen eingesetzt, um sicherzustellen, dass das Weltraumkraftwerk einen bestimmten Ort auf der Erde mit Energie versorgen kann.

„Sie sehen sich die Jahreszeiten, den Tag-Nacht-Zyklus und all das an, anstatt sie im Weltraum auf der geostationären Umlaufbahn (einer Umlaufbahn, auf der ein Satellit über einem Punkt auf der Erdoberfläche zu schweben scheint) zu haben, und es gibt einen Vorteil im Weltraum, Faktor 9 “, sagt Pellegrino.

Im Wesentlichen nutzt die Empfangsantenne auf der Erde bis zu neunmal so viel Energie wie bodengestützte Solarmodule ähnlicher Größe.

Einige mögen skeptisch oder besorgt darüber sein, dass das Strahlen von Energie in Form von Mikrowellenstrahlen auf die Erde möglicherweise ein Sicherheitsrisiko darstellt. Atwater stellt jedoch sicher, dass „die Energiedichte, die Sie übertragen, nicht höher ist als die, die Sie erhalten, wenn Sie draußen stehen in der Sonne oder mit dem Handy “.

Das Projekt ist mehr als nur ein Traum. Das Unternehmen entwickelt bereits eine großtechnische Produktion der Fliesen. Darüber hinaus wird das Projekt jetzt von Northrop Grumman unterstützt, der der Initiative über einen Zeitraum von drei Jahren bis zu 17,5 Millionen US-Dollar zur Verfügung stellen wird.

Trotz seines ehrgeizigen Charakters scheint das Projekt angesichts der ständig aktualisierten Technologie von Tag zu Tag praktikabler zu sein. Der Weltraum bietet ideale Bedingungen für die Ernte von roher Sonnenenergie. Über der Erdatmosphäre absorbiert sehr wenig Strahlung. So würden Sonnenkollektoren erste Dibs auf immense Mengen an Strahlen haben. Zweifellos wird das Unternehmen während der gesamten Produktion vor Hürden stehen. Magische fliegende Teppiche könnten jedoch eine andere Antwort auf die Suche nach sauberer Energie sein.

Geschrieben von Maverick Baker

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