Bis zu 90 Prozent der Satellitenmasse können die flüssigen oder gasförmigen Kraftstoffe je nach Bauart ausmachen. An der TU Dresden wird gemeinsam mit anderen internationalen Universitäten und verschiedenen Unternehmen daher an einer Alternative geforscht. Der neue Antrieb soll elektromagnetisch arbeiten und mit Sonnenenergie betrieben werden. Die neue Technologie, die im Projekt E.T.COMPACT ("Compact and Propellant-Less Electrodynamic Tether System Based on in-Space Solar Energy") entwickelt wird, soll die Kosten für die Inbetriebnahme von Satelliten erheblich senken und den Anteil der nutzbaren Masse der Raumschiffe für Antennen, Kameras oder andere technische Geräte erhöhen.

Lange, leitfähige Bänder, sogenannte elektrodynamische Tether, sind am Satelliten befestigt. Bei der Bewegung durch das Erdmagnetfeld erzeugen diese langen, elektrisch leitfähigen Bänder eine Spannung. So entsteht ein geschlossener Stromkreis zwischen dem Tether und der umgebenden Plasmaatmosphäre. Die dabei auf das leitende Band wirkende Kraft wird als Lorentzkraft bezeichnet. Dieses Prinzip kommt auch in klassischen Elektromotoren zum Einsatz. Tandem-Solarzellen speichern die erzeugte elektrische Energie. Sie bestehen aus zwei photovoltaischen Solarzellen aus den Materialien CIGS (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid) und Perowskit.

Eine besondere Herausforderung für die Wissenschaftler um Martin Tajmar ist es, den Stromkreis zwischen dem Tether und der Plasmaathmosphäre zu schließen. Um das Problem zu lösen, entwickeln die Forschenden des Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik spezielle, treibstofflose Elektronenemitter. Sie sollen den Elektronen ermöglichen, den Tether in Richtung der Atmosphäre zu verlassen und den Kreis zu schließen. Getestet wird die Funktionsweise in einer Weltraumsimulationskammer. Das Projekt E.T.COMPACT läuft zunächst für drei Jahre.

pm/jar