Drahtlose Energieübertragung Laserstrahlen versorgen Satelliten mit Energie

Forscher der University of Surrey und das Unternehmen Space Power wollen Satelliten über Laserstrahlen mit Strom versorgen.

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University of Surrey

Den Strom für Satelliten liefern normalerweise deren Solarpanels. Wenn aber Satelliten im erdnahen Orbit in den Erdschatten geraten, ist für sie erst einmal Pause. Im Rahmen eines Weltrauminfrastrukturprojekts entwickelt ein Team von Forschern der University of Surrey und Space Power nun gemeinsam eine Technologie, die Satelliten im Erdschatten mithilfe von Laserstrahlen mit Energie versorgen soll. Die Laser befinden sich an großen Satelliten, die ständig von der Sonne bestrahlt werden. Der Prototyp für die drahtlose, laserbasierte Energieübertragung wird der erste sein, der außerhalb von Regierungsorganisationen entwickelt wird, und soll bis 2025 auf den Markt kommen.

Erdnahe Kleinsatelliten werden effizienter

Die drahtlose Energieübertragung ist eine kritische und bahnbrechende Technologie für die Weltrauminfrastruktur und wird Hilfsenergie liefern, um die Basiseffizienz von Kleinsatelliten im erdnahen Orbit (LEO) zu erhöhen. Für die technische Seite des Projekts werden die hochspezialisierten Laserlabors und optischen Systeme genutzt, die am Department of Physics and Advanced Technology Institute der University of Surrey entwickelt wurden. Das erste Produkt von Space Power wird als Plug-and-Play-System für Satellitenhersteller konzipiert, die es in ihr Angebot für ihre LEO-Konstellationskunden aufnehmen können.

Ohne neue Energietechnologien wie diese, die den ständigen Betrieb von Kleinsatelliten ermöglichen, werden mehr Satelliten benötigt, mit den daraus resultierenden Kosten, Startemissionen und dem Beitrag zum Weltraummüll. Je mehr anspruchsvolle und nützliche Aufgaben die Menschheit für Kleinsatelliten findet, desto größer wird das Problem.

Mit 7,4 Millionen Pfund gefördertes Programm

Das Projekt ist Teil des mit 7,4 Millionen Pfund dotierten nationalen Sprint-Programms (Space Research and Innovation Network for Technology). Sprint bietet Zugang zu universitärem Raumfahrt-Knowhow und -Einrichtungen und unterstützt Unternehmen bei der kommerziellen Nutzung von Raumfahrtdaten und -technologien. Die Arbeit am Power-Beaming-Prototyp schließt sich an eine erste Machbarkeitsstudie von Space Power und der University of Surrey an, die über das KMU-Innovationsgutscheinprogramm finanziert wurde. Nun wird das Team die Effizienzvorteile des laserbasierten Power-Beamings untersuchen und verifizieren, die neue Technologie entwickeln und Daten sammeln, um einen Prototyp für Kleinsatelliten im Weltraum zu entwickeln.

Erfolge in der Photonik- und Weltraumforschung

„Die Universität Surrey kann auf eine lange Erfolgsgeschichte in der Photonik- und Weltraumforschung zurückblicken und verfügt über einzigartiges Fachwissen sowohl im Bereich der Hochleistungslaser als auch der Photovoltaik“, erklärt Professor Stephen Sweeney, Professor für Physik an der Universität von Surrey. „Wir verfügen über langjährige Erfahrung im Bereich der optischen drahtlosen Stromversorgung und freuen uns, gemeinsam mit Space Power an der Entwicklung solcher Technologien für weltraumgestützte Anwendungen mitzuwirken.“

Konzentration auf Lichtoptik und Energieübertragung

„Das Sprint-Projekt ist eine wichtige Entwicklung aus unserer Machbarkeitsstudie mit der University of Surrey, die es uns ermöglicht, mit Zuversicht auf Kunden zuzugehen und die verbesserte Effizienz zu demonstrieren, die durch den Einsatz von Hilfsenergiesystemen möglich ist“, so Keval Dattani, Direktor von Space Power. „Indem wir uns auf Lichtoptik und Energieübertragung konzentrieren, wollen wir die Betriebseffizienz von Kleinsatelliten um einen Faktor von zwei bis fünf erhöhen. Wir haben die Vorteile der Laserenergieversorgung von Satelliten erkannt, die kleinere Satelliten, einfachere Systeme und weniger Ressourcen ermöglicht, während sie gleichzeitig mehr Arbeit leistet, um uns zu helfen, unseren Planeten besser zu verstehen. Für uns ist das eine saubere Lösung mit langfristigen Vorteilen, nicht zuletzt für Mondaußenposten und Asteroidenbergbau, sondern auch hier auf der Erde.“

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