Pentagon-Pläne: Satelliten sollen Sonnenenergie zur Erde beamen

[benjbk]

Pentagon-Plan: Satelliten sollen Sonnenenergie zur Erde beamen - Wissenschaft - SPIEGEL ONLINE - Nachrichten

Was haltet ihr von der Idee? Eine Möglichkeit, unsere Energieprobleme langfristg zu lösen oder doch nur ein Tropfen auf den heißen Stein?
Wird das überhaupt technisch machbar sein(innerhalb eines angemessenen Zeitraums/Kostenbereichs), wenn man die Probleme betrachtet, mit denen sich die amerikanische Raumfahrt allgemein rumschlagen muss?

Ich halte es eher für eine Ente, die gestreut wurde, um von wichtigeren Problemen abzulenken.Alleine schon die wissenschaftlichen Fehler: Wenn das Sonnensegel wirklich geostationär wäre, würde es sich nicht genauso wie der Ort über dem es "schwebt" von der Sonne wegdrehen? Wenn, dann müsste es auf L1 sitzen, aber der ist, glaube ich, schon besetzt, oder?
Aber dann würde sich wieder die Frage der Energieübertragung stellen, wenn der "Empfänger" auf der Erde auf der Nachtseite liegen würde.

[Challenger]

Die Pläne gehen IIRC von der NASA aus, und wollens dem Pentagon zusätzlich schmackhaft machen, um die Finanzierung mit zu sichern.
Der ORF-Artikel spricht von momentan zu geringen Transportkapazitäten irdischer Raketen um so ein Projekt zu verwirklichen..

[benjbk]

Die Pläne gehen IIRC von der NASA aus, und wollens dem Pentagon zusätzlich schmackhaft machen, um die Finanzierung mit zu sichern.

Also doch nur ein Versuch, dem Kongress mehr Budget aus den Rippen zu leiern?

Der ORF-Artikel spricht von momentan zu geringen Transportkapazitäten irdischer Raketen um so ein Projekt zu verwirklichen..

Das kommt ja noch dazu. Wir haben jetzt schon kaum Kapazitäten. Man brauch sich nur den Bau an der ISS ansehen.

[Enas Yorl]

Argh, regelmäßig alle zwei Jahre wird dieser Quatsch wieder aus der Versenkung geholt. Erstens wird es auch für Satelliten irgendwann Nacht, auch die müssen durch den Erdschatten. Und selbstverständlich erzeugt das Sonnenlicht ungestört von der Atmosphäre mehr Energie, als bei Solarzellen auf der Erde. Aber dafür sind die Installations und Betriebskosten auch ungleich teurer. Von den Transportverlusten der Energie (sei es nun durch Mikrowelle oder Laser) zur Erdoberfläche will ich gar nicht reden. Jedes auf der Erdoberfläche installierte Solarkraftwerk wird bei vergleichbarer Leitung, erheblich billiger sein. Von den Vorteilen der besseren Zugänglichkeit, zur Wartung, Reparatur ganz zu schweigen.

[Atahualpa]

Da müssen bei einem ja schon sämtliche Alarmglocken läuten wenn das Militär bei solchen Dingen mitmachen soll.
Wer die Satelliten dann kontrolliert ist ja klar.

[Dalek]

Ich finde das Ganze recht interessant. Ist imho nicht die schlechestete Idee, wenn das Ganze denn über das Planstadium hunauskommt zbd funktioniert.

Aber dann würde sich wieder die Frage der Energieübertragung stellen, wenn der "Empfänger" auf der Erde auf der Nachtseite liegen würde.

Wenn man die Energie vom Orbit auf die Erde transportieren kann, müsste es auch möglich sein, sie von Satellit zu Satellit zu senden. Die Energieverluste, die dabei auftreten wären imho verschmerzbar.



mfg
Dalek

[Dax]

Da müssen bei einem ja schon sämtliche Alarmglocken läuten wenn das Militär bei solchen Dingen mitmachen soll.
Wer die Satelliten dann kontrolliert ist ja klar.

Die USA. Genauso wie wenn es die NASA alleine machen würde. Und?

[Enas Yorl]

Wenn man die Energie vom Orbit auf die Erde transportieren kann, müsste es auch möglich sein, sie von Satellit zu Satellit zu senden. Die Energieverluste, die dabei auftreten wären imho verschmerzbar.

Das würde bedeuten das jeder Satellit zusätzlich zum Energiesender, auch noch eine Empfangseinrichtung besitzen müsste. Wir reden hier von mindestens 100 MegaWatt Leistung (sonst kann man sich das gleich sparen), solch eine Vorrichtung wäre ziemlich groß und die Extrakosten erheblich.
Wie Effizient sind drahtlose Energieübertragungen auf Entfernungen von 35000 km den eigentlich? Ich wäre schon sehr positiv überrascht, wenn auf der Erde überhaupt 15% der abgestrahlten Energie tatsächlich verwertbar sein wird.

[benjbk]

Erstens wird es auch für Satelliten irgendwann Nacht, auch die müssen durch den Erdschatten.

Nicht unbedingt, wenn man den Satelliten auf den L1 setzt. Aber an dieser Stelle befindet sich schon ein Satellit für Solare Beobachtung, glaub ich, und ich weis nicht wieviel Material man auf so einem L-Punkt "parken" kann. Außerdem wäre durch die relativ große Entfernung der Energieverlust ungleich höher als bei einem "normalen" Orbit und man müsste überall auf der Erde Empfangsstationen für die Energie bauen(oder sie über mehrere Sateliten schicken), um sie überhaupt nutzen zu können. Die NASA müsste also ihre Prioritäten klären: Entweder ständiger Energiefluss oder geringerer Energieverlust.

[Enas Yorl]

Nicht unbedingt, wenn man den Satelliten auf den L1 setzt. Aber an dieser Stelle befindet sich schon ein Satellit für Solare Beobachtung, glaub ich, und ich weis nicht wieviel Material man auf so einem L-Punkt "parken" kann. Außerdem wäre durch die relativ große Entfernung der Energieverlust ungleich höher als bei einem "normalen" Orbit und man müsste überall auf der Erde Empfangsstationen für die Energie bauen(oder sie über mehrere Sateliten schicken), um sie überhaupt nutzen zu können. Die NASA müsste also ihre Prioritäten klären: Entweder ständiger Energiefluss oder geringerer Energieverlust.

Der Transport eines solchen Satelliten zum Lagrange-Punkt L1, wäre geradezu unverantwortlich teuer. Im Vergleich dazu ist ein geostationärer Satellit ein Schnäppchen. Nur zum Vergleich: Geostationär 35000 Km Entfernung, Lagrange L1 1,5 Millionen Km Entfernung. Der Energietransport über die Entfernung wäre nun wirklich eine echte Herausforderung . Nebenbei gesagt die größte heute startbare Nutzlast für ein geostationäres Orbit liegt bei etwa 6 bis 7 Tonnen. Das ist viel zu wenig für solch einen Solarenergiesatelliten. Bin ich eigentlich der Einzige der sich Gedanken um Kosten und Effizienz macht? Oder hat man das einfach nur cool zu finden, weil es sich so schön nach SciFi anhört?

[Bynaus]

Prinzipiell muss man sagen: sehr viel Geld für vergleichsweise wenig Energie. Solche "Solarsatelliten" wird es erst geben, wenn ein billiger Zugang zum Weltraum gefunden ist (etwa Orbitalseile oder einstufige, wiederverwendbare Raketen).

Auch im geostationären Orbit muss ein Satellit nicht durch den Erdschatten, zumindest nicht, wenn er in der Äquatorebene kreist, weil die Äquatorebene ja um 23.5° gegen die Ekliptik und damit den Schatten geneigt ist. Und selbst dann, der Durchflug durch den Erdschatten ist sehr schnell geschafft. Bei einem geostationären Orbit stellt sich übrigens die Frage nach der Position des Empfängers nicht: der befindet sich ja immer direkt unter dem Satelliten, weil der Satellit die Erde in der gleichen Zeit umkreist, wie diese sich um ihre eigene Achse dreht. Auch die Frage der Ausrichtung der Solarzellen ist schnell gelöst: der Satellit muss einfach leicht angeschubst werden, so dass er sich in 24 Stunden einmal um seine Achse dreht. Das ist auch bei der ISS so: die dreht sich in 1.5 Stunden (so lange braucht sie etwa für eine Umkreisung der Erde) um ihre eigene Achse, so dass die Solarzellen immer in Richtung Sonne zeigen.

Einen Satelliten in den L1 zu bringen braucht kaum mehr Energie als ihn in den geostationären Orbit zu bringen. Distanzen sind im Weltraum völlig irrelevant, nur die relativen Positionen im Schwerefeld eines Körpers ("Potentialunterschiede") spielen eine Rolle. L1 ist darüber hinaus nicht einfach ein einziger Punkt im Raum: genau genommen umkreisen Satelliten im L1 den eigentlichen L1-Punkt wie einen massiven Himmelskörper: weichen sie zu weit von L1 ab, werden sie von den Gravitatonskräften von Erde und Sonne wieder zurück in Richtung L1 bugsiert.

Die Effizienz der Energieübertragung hängt davon ab, wie stark der Strahl auffächert (dies lässt sich durch Linsen relativ stark begrenzen) und wie stark er von der Erdatmosphäre gestreut wird (dies lässt sich durch die Wahl einer geeigneten Frequenz, für die die Erdatmosphäre "durchsichtig" ist, umgehen), zuletzt spielt dann noch die Umwandlungseffizienz von Mikrowellenstrahlung zu Strom eine Rolle - das könnte der grösste Knackpunkt bei der Energieübertragung sein.

Bin ich eigentlich der Einzige der sich Gedanken um Kosten und Effizienz macht?

Da hast du schon recht - mit der heutigen Transportstruktur kann sich das niemals lohnen. Wenn die Kosten aber stark herunterkämen, sagen wir, einige 100 Dollar pro Kilogramm, wäre das durchaus eine Option.

[Makrovirus]

Da müssen bei einem ja schon sämtliche Alarmglocken läuten wenn das Militär bei solchen Dingen mitmachen soll.
Wer die Satelliten dann kontrolliert ist ja klar.

Zu den Aufgaben der NASA gehört militärische Forschung, da dürfte eine Zusammenarbeit mit dem Militär nichts besonderes sein.

Auf Spiegel Online stand neulich auch was dazu. Die angedachte militärische Nutzung besteht schlicht und ergreifend darin, dass man damit Soldaten überall auf der Welt mit Strom versorgen will. Und dafür würde das ja wohl eingesetzt, egal ob das Militär die Entwickung mitbezahlt oder nicht.
Die Möglichkeiten zur Energieübertrageung wollen sie vernünftigerweise erstmal von der ISS aus testen.
Außerdem sollen die Satelliten auf eine geostationäre Umlaufbahn.
Hab gerade nochmal die Nutzlastkapazität der Ares V nachgeguckt. Das sind 130t, was bei einem Gewicht von ca. 3000t und optimaler Ausnutzung immernoch 24 Flüge bedeuten würde. Außerdem hat man dann immernoch das Problem, dass diese Ares Version unbemannt ist und sich alles automatisch zusammenbauen müsste, wenn man nicht noch zusätzlich Astronauten hochschießen will. Möglicherweiße wäre die Ares IV da nutzbar, aber zu der gibts nicht viele Infos.

[bozano]

Auf Spiegel Online stand neulich auch was dazu. Die angedachte militärische Nutzung besteht schlicht und ergreifend darin, dass man damit Soldaten überall auf der Welt mit Strom versorgen will.

Wenn es möglich ist, mit solchen Systemen große Mengen an Energie zu senden, dann ist es auch möglich, elektronische Systeme damit zu stören oder auch lahm legen.

[Dalek]

Wenn es möglich ist, mit solchen Systemen große Mengen an Energie zu senden, dann ist es auch möglich, elektronische Systeme damit zu stören oder auch lahm legen.

Könnte funktionieren. Ob es sich lohnt ist eine andere Frage.


mfg
Dalek

[Enas Yorl]

Wenn es möglich ist, mit solchen Systemen große Mengen an Energie zu senden, dann ist es auch möglich, elektronische Systeme damit zu stören oder auch lahm legen.

Das macht keinen Sinn, Mikrowellenstrahlung lässt sich recht leicht abschirmen. In aller Regel sollte da schon Alufolie und ein Erdungskabel reichen. Da haben die Militärs heutzutage wohl schon bessere EMP-Waffen auf Lager.
Nebenbei gesagt, das wohl beste Argument gegen die zivile Nutzung solcher Energiesatelliten liegt ihn hohen Investitionsrisiko. Geostationäre Satelliten sind für Wartung und Reparatur nur sehr schwer zugänglich. Auch stellt sich die Frage, wie empfindlich so große orbitale Strukturen im Falle einer Sonneneruption sind. Bei solchen Systemen kann ein einziger Fehler zum Verlust von Milliardenwerten führen. Bei Erdgebundenen Sonnenkraftwerken lassen sich Schäden wesentlich günstiger und schneller beheben.