Wie erhält man im Weltall Energie?
Täglich sind wir von spannenden Wissenschaftsthemen umgeben. Mit dem neuen regelmäßigen Format „Wissenssnack“ möchten wir aktuelle wissenschaftliche Themen näher beleuchten und durch gezielte Fragen an unsere unterschiedlichen Expert*innen am Campus Lingen aufklären.
Kürzlich wurde in den Medien über die dreijährige Mission der Raumsonde „Osiris-Rex“ der NASA berichtet. In diesem Zusammenhang ist die Frage für den ersten „Wissenssnack“ entstanden: Wie erhält man eigentlich im Weltall Energie? Im nachfolgenden Interview mit Hochschul-Redakteurin Miriam Kronen erklärt Matthias Kuhr, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Maschinenbauingenieurwesen mit Schwerpunkt Energietechnik sowie Mitglied im Solarenergieverein Osnabrück, grundlegende Fragen zur Energieversorgung im Weltall.
Herr Kuhr, wie erhält man im Weltall Energie?
In der Regel gibt es zwei Methoden. Die erste Methode ist durch solare Strahlung von unserer Sonne. Das geht nur nahe den inneren Planeten (Merkur, Erde, Venus, Mars). Außerhalb von den inneren Planeten sind Radionuklidbatterien verbaut. Also, man hat einen radioaktiven Stoff, der zerfällt. Das könnte z.B. Plutonium 238 sein. Das ist der meistgenutzte Stoff dafür. Und da erhält man eine Wärmeleistung durch den Zerfall von ungefähr 500 Watt pro Kilogramm. So viel Leistung braucht man meist nicht. Man kann die Energie auch mit einem Akku puffern bzw. kleine Kraftwerke bauen, die aus Wärmeenergie elektrische Energie machen. Eine Alternative dazu wäre der Stirlingmotor (Wärmekraftmaschine), an dem wird dann ein elektrischer Generator angeschlossen. Das gibt es beispielsweise für die chinesische Raumfahrttechnik und damit erreicht man höhere Wirkungsgrade.
Wie wird die Energie gespeichert?
Man braucht für die Elektronik an Bord mal mehr und mal weniger Energie. Also muss man die Energie puffern und da kommen Akkumulatoren zum Einsatz. Speziell bei der Raumsonde „Osiris-Rex“. Dafür nimmt man die Lithium-Ionen-Akkus, also die gleiche Technologie, die wir auch im Handy haben.
In diesem Zusammenhang hört man oftmals von Sonnensegeln oder Solarsegeln, was hat es damit auf sich?
Das sind Photovoltaikmodule. Module sind in Reihe geschaltete Solarzellen, die elektrischen Strom erzeugen. Das funktioniert dann gut, wenn man dicht genug an der Sonne ist. Wir wissen aus dem Abstandsgesetz, dass die Energie, die die Sonne uns liefern kann mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt. Man darf sich die Segel auch nicht flatternd vorstellen, die sind schon ziemlich starr. Da oben gibt es eben auch keine Luft und deshalb wirken auch keine Kräfte durch irgendeinen Fahrtwind oder Flugwind darauf.
Vielen Dank, dass Sie sich Zeit für den "Wissenssnack" genommen haben.
Sehr gerne!
Von: Miriam Kronen
