Sonne ohne Sperrstunde: Solarstrom aus dem All

Was jahrzehntelang wie eine kühne Vision aus der Zukunft klang, wird plötzlich erstaunlich konkret. Raumfahrtagenturen, Forschungsinstitute und junge Unternehmen arbeiten daran, Sonnenenergie direkt im All zu gewinnen und drahtlos zur Erde zu senden. Der Reiz ist offensichtlich: Strom, der unabhängig von Wolken, Nacht und Jahreszeiten nahezu ununterbrochen verfügbar wäre. Noch ist der Weg lang, doch reine Science-Fiction ist die Idee auch nicht mehr. Ein Beitrag aus der HRK LUNIS-Denkfabrik.

Stellen wir uns einen Moment lang vor, das größte Problem der erneuerbaren Energien wäre gelöst. Keine Flauten, keine dunklen Wintertage, keine tristen Wochen im November. Stattdessen Solarstrom aus dem All, weit oberhalb der Wolken, dort, wo die Sonne immer scheint. Genau diese Idee steht hinter dem Konzept einer weltraumbasierten Solarenergie, international als Space Based Solar Power (SBSP) bezeichnet. Die Idee ist so simpel wie genial: Solarpaneele im All sammeln Sonnenlicht, wandeln es in Strom um und schicken diese Energie per Mikrowelle oder Laser zur Erde, wo sie erneut in Elektrizität umgewandelt und ins Netz eingespeist wird.
Der besondere Charme der Technologie: Die Sonneneinstrahlung im All ist etwa 40 Prozent stärker als am Boden. Solarzellen im All arbeiten nicht unter bewölktem Himmel und sie kennen keine Dunkelheit durch Nacht. Erneuerbarer Strom wäre somit zu jeder Stunde des Tages verfügbar.

Aus Science-Fiction wird Ingenieurarbeit

Lange lebte die Idee vor allem von Zeichnungen und Zukunftsentwürfen. In den vergangenen Jahren ist daraus erstmals echte Ingenieurpraxis geworden. Bereits Anfang 2023 schickte das California Institute of Technology (Caltech) ein 50 Kilogramm schweres Objekt ins All, um verschiedene Technologien zu untersuchen. So wurden 32 verschiedene Solarzellentypen unter realen Weltraumbedingungen getestet, ebenso die drahtlose Energieübertragung per Mikrowelle. Auch das entfalten leichter Strukturen als Simulation ausklappbarer Solarpaneele war erfolgreich. Caltech sprach deshalb von einem Meilenstein. Zugleich betonen die Forscher, dass zwischen einem erfolgreichen Technologietest und einem kommerziellen Kraftwerk noch ein weiter Weg liegt.

Wie ein solches Solarsystem im All letztlich aussehen könnte, ist bislang offen. Grundsätzlich zeichnen sich zwei unterschiedliche Ansätze ab. Beim sogenannten „Innovative Heliostat Swarm“ arbeiten zahlreiche kleinere, bewegliche Spiegel zusammen. Diese Heliostaten richten sich kontinuierlich nach der Sonne aus und reflektieren das Licht gezielt auf einen festen Sammelpunkt, an dem die Energie des gesamten Schwarms gebündelt wird. Der alternative Ansatz, das sogenannte Planar Array, folgt eher den vertrauten Prinzipien aus der heutigen Solartechnik. Dabei werden große Mengen von Solarmodulen flächig nebeneinander angeordnet und bilden eine ausgedehnte, ebene Solarstruktur. Beide Konzepte bieten spezifische Chancen und Herausforderungen.

Zu den größten Herausforderungen zählen die enormen Dimensionen. Berechnungen der NASA verdeutlichen dies: Ein Ein-Gigawatt-Kraftwerk würde eine Kollektorfläche von sechs bis neun Quadratkilometern beanspruchen. Das sind Größenordnungen, die deutlich über allem liegen, was bislang jemals jenseits der Erdatmosphäre realisiert wurde. Solche Systeme müssten nicht nur gebaut und gestartet, sondern im Orbit automatisiert montiert, gewartet und am Lebensende sicher entsorgt werden. Das bedeutet: Ohne Fortschritte in der robotischen Montage, in ultraleichten Verbundstoffen und in autonomen Systemen bleibt die Vision zwar technisch denkbar, aber industriell nicht skalierbar.

Das Rennen hat begonnen

Dennoch wird an dem Thema weiter gefeilt, geforscht und gearbeitet. In Europa treibt die ESA das Thema voran, auch mit dem Ziel einer größeren Energieunabhängigkeit. Japan forscht seit Jahren in den Bereichen Mikrowellen und Lasertechnologie, aber auch an der robotischen Montage großer Strukturen im Orbit. Und in den USA laufen verschiedene Entwicklungspfade nebeneinander. Neben Caltech spielen auch andere Forschungseinrichtungen wie das Air Force Research Laboratory eine zentrale Rolle. Gemeinsames Ziel ist, mehrere Schlüsseltechnologien Schritt für Schritt zu erproben. Dahinter steckt auch eine militärische Motivation: Wer Energie in entlegene oder gefährliche Einsatzgebiete liefern kann, ohne Konvois oder lange Leitungswege zu benötigen, erschließt einen strategischen Vorteil.
Private Start-ups mischen ebenfalls mit. Das britische Unternehmen Space Solar hat 2024 ein System demonstriert, das einen Energiefunkstrahl elektronisch in alle Richtungen steuern kann. 2025 meldete das Unternehmen weitere Fortschritte bei Power Beaming, Orbitalmontage und Bodensystemen. Ambitionierte Pläne hat auch Aetherflux aus den USA. Das Unternehmen setzt auf viele kleinere Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen, die Energie per Infrarotlaser an kompakte Bodenstationen übertragen sollen.

Das Nadelöhr heißt Wirtschaftlichkeit

Die technologischen Herausforderungen sind das eine, die finanziellen das andere. Die NASA hat 2024 erstmals eine ausführliche Lebenszyklusrechnung für Systeme mit zwei Gigawatt Leistung vorgelegt. Das Ergebnis ist ernüchternd. Für das Heliostat Design werden Gesamtkosten von rund 276 Milliarden US-Dollar veranschlagt, für das Planar Array sind es 434 Milliarden. Die Stromgestehungskosten liegen bei 0,61 beziehungsweise 1,59 Dollar je Kilowattstunde und damit weit über den erwarteten Kosten terrestrischer Alternativen. Der wichtigste Kostentreiber ist der Zugang zum All. Je nach Konzept entfallen über 70 Prozent der Kosten auf Raketenstarts, Transport und die dazugehörige Logistik.
Immerhin fällt die Klimabilanz besser aus. Die NASA kommt in ihren Modellrechnungen auf rund 26,6 bis 40,4 Gramm CO2-Äquivalent je Kilowattstunde. Das ist deutlich niedriger als bei fossilen Kraftwerken (Kohle- und Gaskraftwerke liegen lebenszyklusweit typischerweise bei mehreren hundert Gramm CO₂‑Äquivalent) und bewegt sich in der Größenordnung anderer emissionsarmer Technologien.

Solarstrom aus dem All ist also kein ökologischer Freifahrtschein, aber er könnte langfristig ein klimaverträglicher Energieträger sein, wenn die Technik wirklich skaliert. Sinkende Startkosten, effizientere Solarzellen, längere Hardwarelebensdauer und eine effiziente, roboterautomatisierte Montage im All könnten die Kosten dramatisch senken.
Dabei wäre eine flächendeckende Versorgung ganzer Volkswirtschaften zunächst wohl gar nicht das Ziel. Viel wahrscheinlicher sind Anwendungen mit besonders hohem Wert, also entlegene Militärstandorte, Katastrophengebiete, Inseln oder schwer erschließbare Regionen. In solchen Märkten konkurriert Strom aus dem All nicht mit der billigsten Kilowattstunde aus einem Solarpark, sondern mit sehr teurer, riskanter oder unzuverlässiger Versorgung vor Ort. Für eine junge Technologie ist das oft der entscheidende Eintrittspunkt.

Die Einordnung

Solarstrom aus dem All ist mehr als pure Science-Fiction. Es ist eine reale Zukunftstechnologie mit noch unklarem Zeithorizont. Zu viele Programme, Experimente und Investitionen sprechen dafür, dass die Idee weiter vorangetrieben wird. Aber zwischen geglückten Test im All und einem gigawattstarken Beitrag zur Energieversorgung liegt eine ganze industrielle Epoche. Robotische Montage, Massenfertigung, Energieübertragung, Frequenzmanagement, Bodensysteme, Genehmigungen und vor allem Kosten müssen gemeinsam reifen. Es ist daher weder das schnelle Wunder noch das vorschnelle Scheitern zu erwarten. Wahrscheinlicher ist ein sehr langer, mehrstufiger Entwicklungsweg – an dessen Ende die Hoffnung steht, die Sonne für unsere Energieversorgung so zu nutzen, wie es nur im All möglich ist: als eine Kraftquelle, die niemals untergeht.