Die japanische Weltraumbehörde könnte Asimovs Weltraum-Solaranlage realisieren

„Unsere Strahlen senden diesen Welten Energie von einer riesigen, gar nicht weit entfernten, leuchtenden Kugel. Wir nennen diese Kugel Sonne." So erklärt Donavan dem Roboter Cutie die Funktion der Weltraumsolaranlage in Asimoves Kurzgeschichte Vernunft aus dem Jahre 1941. Dort sammelt die im Erdorbit schwebende Anlage mit riesigen Kollektoren Sonnenenergie, die dann als Mikrowellenstrahlung zur Erde gebeamt wird. Genau diese frühe Vision könnte dank japanischer Forschung schon in naher Zukunft Wirklichkeit werden.

Im politischen Fahrwasser des Fukushima-Desasters hat die japanische Raumfahrbehörde JAXA nun ein Projekt angekündigt, bei dem in den 2030ern eine solche Weltraumsolarstation gebaut werden soll. Und die Entwickler haben ehrgeizige Ziele, wie sie auf ihrer Webseite erklären: „1 Gigawatt Sonnenenergie (ähnlich dem Output eines Kernkraftwerks) aus dem Weltall kostengünstig der Erde zu übertragen und dort in Elektrizität umzuwandeln."

Es gibt mehrere Entwürfe für den Bau einer solchen Station, aber zwei Dinge teilen alle Pläne: Erstens soll die Kollektorstation in 36400 Kilometern Höhe auf einem geostationären Orbit gebaut werden. Und zweitens würde sie unfassbar riesig sein—mit einer Kollektorfläche von etwa 4 Quadratkilometern wäre sie grösser als das Gelände des Tempelhofer Flughafens in Berlin.

In einem der Umsetzungspläne würde Sonnenstrahlung von der Oberseite des raumgreifenden Sonnenpanels aufgefangen und mit einem Beamer auf der Unterseite des Panels zur Erde gesendet. Dieses Konzept hätte aber den Nachteil, dass die Sonneneinstrahlung wenigstens für ein paar Stunden unterbrochen wäre—entweder weil die Anlage durch Erdschatten schwebt oder der Sonne die Rückseite zukehrt.

Ein zweites Konzept könnte das Problem umgehen: die Solarpanele befinden sich auf einem zentralen Satelliten und zwei Spiegel von der Grösse der Innenstadt Bielefelds lenken rund um die Uhr das Sonnenlicht zu den Panelen im Zentrum.

In jedem Fall wird das Sonnenlicht wohl per Mikrowellenstrahlung zur Erde gebeamt werden. Denn die durchdringt, im Gegensatz etwa zur Alternative Laserlicht, auch die Wolken. Die Empfängerstation auf der Erdoberfläche würde mit einem Durchmesser von 3 Kilometern auch nicht gerade klein ausfallen— vielleicht ja in Form einer eigens aufgeschütteten Insel.

Erst in der irdischen Empfängerstation werden die Mikrowellen in Gleichstrom (DC) verwandelt. Ein weiterer Wandler leitet dann Wechselstrom (AC) über ein Unterseekabel zum japanischen Festland. Fast die gesamte Insel wäre mit etwa 5 Milliarden kleinen Mikrowellenantennen gepflastert.

Eine der grossen Herausforderungen wird es sein „die Effizienz der Energieübertragungseinheiten [Kollektoren und Antennen] zu steigern und die Richtung des Strahls präzise zu kontrollieren. Die Empfangsinsel auf 10 Meter genau zu treffen ist ungefähr vergleichbar mit dem Versuch einen Laserpointer auf einer 60 Meter entfernten Zielscheibe um weniger als ein sechzigstel Millimeter zu verwackeln.

Die Japaner scheinen auf Asimovs Visionen zu stehen. Schon 2006 hat das japanische Wirtschaftsministerium Asimovs erste Regel für Roboter als Gesetz übernommen und Honda haben ihren bekannten Humanoiden ASIMO nach Asimov benannt. Auch wenn das Ziel eines Baubeginns in den 2030er Jahren sehr ehrgeizig erscheint—Asimov sah schon 1964 voraus, dass wir im Jahr 2014 Elektrolumineszenz-Bildschirme, Bildtelefone und Ebooks nutzen würden. Vielleicht wird er ja auch mit der ultimativen Energierevolution recht behalten.