Innovation & Forschung

Künftig Solarenergie aus dem Weltraum?

Zwei an der TU Wien entwickelten Weltraumroboter haben ihre Feuertaufe im All bestanden: Ihre Aufgabe war es, sich auf einem zwischen Satelliten gespannten Netz fortzubewegen. "Der Hintergrund dieses Testprojektes ist eine Zukunftsvision zur Energiegewinnung im Weltraum", erklärte Projektleiter Peter Kopacek. "In 20 bis 30 Jahren sollen im All zwischen Satelliten fünf mal fünf Kilometer große Netze gespannt werden, auf denen sich Solarkollektoren befinden."

23.01.2006

Roboter sind dann dafür zuständig, die Kollektoren nach der Sonne auszurichten, um eine möglichst hohe Energieeffizienz zu erreichen. Die gewonnene Energie soll zu einem Mikrowellengenerator weitergeleitet werden, der diese dann drahtlos zur Erde überträgt.  Das internationale Projektteam unter japanischer Leitung wurde durch den Gewinn des Weltmeistertitels im Roboterfußball auf das österreichische Ingenieurteam aufmerksam. "Nachdem überaus erfolgreichen Abschneiden unseres Fußballroboters in Korea ist die ESA 2004 an uns heran getreten. Für die Mission sollten wir einen Testroboter bauen. Dafür konnten wir 70 Prozent der Hard- und Software von unserem Fußballroboter übernehmen, so dass wir schlussendlich gleich zwei Roboter bei dem Testflug zum Einsatz gekommen sind", meinte Kopacek.

Der nun durchgeführte Parabolflug war die Bewährungsprobe der Roboter. Die Rakete startete in einem Winkel von 80 Grad. In 50 Kilometer Höhe, nach etwa 40 Sekunden Flugzeit, wurde die Umhüllung der Raketenspitze abgesprengt und das Netz durch die drei Tochtersatelliten ausgefahren. Nachdem sich das Netz in 80 Kilometer Höhe stabilisiert hatte, wurden die beiden Roboter losgeschickt. Nun hatten sie bis zum Wiedereintritt etwa 200 Sekunden Zeit um sich am Netz soweit wie möglich zu bewegen.

"Roby II wurde von einer Kamera, die am Muttersatelliten montiert war, gefilmt. Er krabbelte problemlos über das Netz, womit die Vorgaben der ESA erfüllt wurden", meinte Kopacek. Über das Schicksal des zweiten Roboters ist derzeit noch nichts bekannt. "Wir müssen erst die Auswertung der Telemetriedaten abwarten. Das wird bis Ende Februar dauern." Kopacek gab sich jedoch sehr zuversichtlich und rechnet mit Folgeprojekten. "Es ist großartig, dass sich ein kleines Entwicklerteam aus Österreich auf diese Art international bewähren konnte", so Kopacek.

Müllt das Weltall zu?

Die unermesslichen Weiten des Alls beherbergen auch eine unermessliche Anzahl an Schrott. Kümmert man sich nicht bald um die schwerelose Müllhalde, könnte dies negative Konsequenzen für die Raumfahrt haben. Schätzungsweise 330 Mio. vom Menschen geschaffene Objekte kreisen um die Erde, ohne eine Funktion zu erfüllen. Ein Großteil dieses Weltraummülls sind ausgediente Satelliten bzw. Bauteile, die bei operationellen Vorgängen freigesetzt wurden, Schlacke und Staub von Feststofftriebwerken und Fragmente von Explosionen.

Weltraummüllobjekte mit einer Größe von nur einem Millimeter können bereits einen Satelliten beschädigen, ein Objekt von einem Zentimeter Größe setzt im Falle einer Kollision die Energie einer Handgranate frei. "Der meiste Müll befindet sich auf niedrigen Umlaufbahnen in 900 bis 1000 km Höhe", erklärt Carsten Wiedemann vom Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme der TU Braunschweig im Gespräch. "Das ist die Höhe, die vor allem für die Erdbeobachtung genutzt wird."

Mit dem europäischen Projekt "Master", an dem die Forscher der TU Braunschweig mitgearbeitet haben, kann man das Risiko der Kollision von Weltraummüll mit Satelliten berechnen. Dazu haben die Forscher alle Ereignisse, bei denen Weltraummüll entstanden ist, akribisch aufgezeichnet und können so vorhersagen, wo sich der Müll gerade befindet. Die NASA hat nun die Software "Legend" entwickelt, mit der sich die Bewegungen des Weltraumschrotts für die nächsten 200 Jahre vorhersagen lassen. Nach den Berechnungen der US-Forscher wäre die Situation im All bis 2055 stabil, wenn ab sofort keinerlei Objekte mehr in den Weltraum geschickt würden. Doch selbst bei dieser utopischen Annahme sieht die Zeit nach 2055 schlecht aus: Dann kollidiert der Weltraummüll miteinander und setzt dadurch noch weiteren Schrott frei. Im Extremfall könnte dies dazu führen, dass keine Satelliten mehr in diese Umlaufbahn geschickt werden können.

"Wir müssen unbedingt vermeiden, dass noch weiterer Müll im All produziert wird", meint Wiedemann. "Vor allem Explosionen müssen in Zukunft vermieden werden." Zu solchen Explosionen kommt es, wenn sich die Resttreibstoffe eines ausgedienten Satelliten selbst entzünden oder die Batterien platzen, so der Braunschweiger Wissenschaftler. Seit etwa zehn Jahren sei man sich des Problems mit dem Weltraummüll schon bewusst. Konkrete Maßnahmen würden aber nur langsam umgesetzt. Dabei gibt es durchaus Möglichkeiten, den Weltraummüll zu verringern. "Ein Satellit lebt im Durchschnitt sieben Jahre", berichtet Wiedemann. "Nach Ablauf dieser Zeit kann man den restlichen Treibstoff dazu nutzen, den Satelliten zu bremsen. Dadurch verlässt er seine Umlaufbahn und verglüht letztendlich beim Eintreten in die Erdatmosphäre." Den Müll zu beseitigen, der jetzt bereits führerlos im All herumschwebt, sei dagegen sehr schwierig und kostspielig. Am 27. Februar will der Amerikaner Nicholas Johnson, der bei der Entwicklung von "Legend" beteiligt war, das Problem Weltraummüll bei den Vereinten Nationen in Wien zur Sprache bringen.
Quelle: UD / pte
 
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