Studie<\/a>, auf die mich Klimper aufmerksam machte, möglich sein.<\/p>\nMan benötigt fürs äußere Sonnensystem spezielle Tieftemperaturzellen. Leider ist deren Wirkungsgrad kleiner als in Erdnähe, selbst wenn man berücksichtigt, dass sich Solarzellen in Erdnähe durch ihren geringen Reflexionsgrad stark aufheizen. Die Lösung ist es das Sonnenlicht zu konzentrieren. Entweder man bringt auf die Panels Linsen auf, und sammelt das Licht so (man bedeckt dann natürlich nicht die ganze Fläche sondern platziert nur eine Zelle im Brennpunkt der Linse). Die zweite Möglichkeit, etwas schwieriger mechanisch umzusetzen, aber erheblich leichter ist es neben die Panels dünne Spiegel zu platzieren und dann mit diesen das Licht auf die Solarzellen zu spiegeln. "Spiegel" ist ein vornehmer Ausdruck, denn die Fläche kann sehr dünn sein. Eine ESA Studie für einen Jupiter-Europa Orbiter geht z.B. nur von einem Flächengewicht von 0.15 kg\/m? aus, also so schwer wie 2 Blatt Papier.<\/p>\n
Immerhin soll mit diesem Trick die Leistung pro Kilogramm von 2.2 auf 4.7 Watt\/kg ansteigen. Zum vergleich: Ein GPHS RTG erreicht 4.9 Watt\/kg und die neueren RTG, mit Sterling Motoren, sollen bis zu 8.0 Watt\/kg erreichen. <\/p>\n
Die Studie zeigt deutlich wo man heute ist. Das derzeit leistungsfähigste erprobte leichtgewichtige Panel ist SLASR mit Massen von 179 kg für 211 m?. Doch selbst damit bräuchte man 4 Panels mit 237 kg Masse um bei Saturn 335 W Strom zu bekommen (nach 15 Jahren). Entsprechend ist die Masse des Raumfahrzeugs kleiner. Anstatt 1000 kg wie bei RTG sind es nur 550 kg – Das Mehrgewicht bewirkt natürlich auch dass man mehr Treibstoff braucht um in einen Orbit einzuschwenken.<\/p>\n
Die Studie meint, dass man bei Saturn mit Verbesserungen auf 420 Watt bei 233 kg Masse kommen kann – aber das ist immer noch 4 mal schlechter als RTG.<\/p>\n
Warum untersucht man es trotzdem? Nun es gab ja eine Verbesserung in den letzten Jahren. Vor Rosetta hätte man nicht gedacht, dass man bis Jupiter mit Solarzellen kommt und Rosetta verwendet sie bis in diese Entfernung auf einer elliptischen Umlaufbahn. Juno und Dawn verwenden sie bis in 3 beziehungsweise 5 AE Entfernung bei kreisförmigen Umlaufbahnen und bei Jupiter ist man heute schon fast so gut wie RTG. <\/p>\n
Es gibt natürlich eine Reihe von Gründen die für Solarpanels sprechen. Gegen die RTG sprechen vor allem die hohen Kosten. Sie waren nie wirklich preiswert, doch in den letzten beiden Jahrzehnten sind sie richtig teuer geworden. Das Plutonium wird in Brutreaktoren erzeugt, die primär nicht der Stromerzeugung dienen, im Gegenteil, das Uran wird so kurz darin verwendet, dass man kaum Energie aus ihm zieht. Das wichtigste ist es, Spaltisotope zu erzeugen und diese aus den Brennstäben zu extrahieren. Diese Reaktoren wurden nicht für die Produktion von Pu-238 gebaut, sondern für die Produktion von Pu-239 für Atombomben. Das dabei auch entstehende Np-237 wird abgetrennt und dann in anderen Kernreaktoren durch Neutronenstrahlung zu Pu-238 umgewandelt. Die Abrüstungsverhandlungen haben dazu geführt, dass man die beiden Reaktoren welche die USA dafür haben nun nicht mehr in diesem Maße benötigt und so wird die Produktion von RTG recht teuer. Als Voyager 1977 startete, kosteten die RTG 17.736 Millionen Dollar. (Mit Entwicklungskosten 23.6 Millionen Dollar). Ein neuer GPHS RTG kostet dagegen heute 90 Millionen Dollar, obwohl man dafür nur ein Drittel des Plutoniums braucht. Pro Kilogramm Pu-238 sind die RTG also in 30 Jahren um den Faktor 15 teurer geworden – weitaus stärker als die Kosten von Raumsonden angestiegen sind.<\/p>\n
Es ist daher nur eine Abwägung was billiger kommt: Eine schwerere Raumsonde mit einer stärkeren Trägerrakete zu starten, oder eine kleinere mit einer preiswerteren Trägerrakete und einem RTG. Darüber hinaus arbeitet man ja auch wie schon erwähnt an Sterling-RTG, die zwar nicht leichter sind, aber nur ein Viertel des Plutoniums eines Thermoelektrischen Wandlers brauchen, weil der Wirkungsgrad bei ihnen etwa 25 % beträgt, anstatt etwa 6 %.<\/p>\n
Eventuell kann man aber noch einen weiteren Vorteil ausnutzen: Bedingt durch die große Fläche liefern Solarzellen in Erdnähe sehr hohe Leistungen. Ein Panel das 300 Watt bei Saturn liefet z.B. 33 kW in Erdentfernung. Dies kann man nutzen, um über einige Monate lang die Sonde mit Ionentriebwerken zu beschleunigen und so mit einer geringeren Energie zu starten. Das erlaubt dann wieder eine größere Sonde. Doch derartige Pläne habe ich noch nicht gesehen.<\/p>\n
Vor allem aber: Es gibt keinerlei Pläne ins äußere Sonnensystem. Schon der Nachbau von New Horizons zu einem Uranus \/ KBO Kurs war zu teuer, obwohl man damit die Möglichkeit verpasste zur Tag\/Nachtgleiche Uranus zu passieren und damit den einzigen Zeitpunkt in den nächsten 42 Jahren, in denen man die ganze Oberfläche der Monde fotografieren kann. Wenn es nicht mal reicht eine Sonde 1:1 nachzubauen, für eine einmalige Gelegenheit, wer glaubt dann an Saturn\/Enceladus Orbiter?<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Das war die Frage dich ich gestern in einem Kommentar fand. Heute gibt es einen Doppelblog, weil ich den gestrigen zwar in der Mittagspause geschrieben habe, aber dann nicht mehr Zeit hatte ihn aufzuspielen, da unsere Weihnachtsfeier anstand. Ich stelle auch an den Kommentaren fest, dass ich mich wohl immer mehr wiederhole und vielleicht weniger […]<\/p>\n","protected":false},"author":169,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-77","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-raumfahrt","entry"],"a3_pvc":{"activated":false,"total_views":551,"today_views":0},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack-related-posts":[{"id":18511,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/01\/27\/musks-ki-rechenzentren-im-orbit\/","url_meta":{"origin":77,"position":0},"title":"Musks KI-Rechenzentren im Orbit","author":"Bernd Leitenberger","date":"27. Januar 2026","format":false,"excerpt":"Bei meinem regelm\u00e4\u00dfigen Besuch des Space Reviews stie\u00df ich auf diesen Artikel: SpaceX, orbital data centers, and the journey to Mars. Ich hatte in meiner Nachlese schon erw\u00e4hnt das Elon Musk, nachdem er dies lange verschoben hat nun plant SpaceX an die B\u00f6rse zu bringen. Ich meinte aber, das l\u00e4ge\u2026","rel":"","context":"In "SpaceX"","block_context":{"text":"SpaceX","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/raumfahrt\/spacex\/"},"img":{"alt_text":"","src":"https:\/\/vg06.met.vgwort.de\/na\/0ee72da693054bc3b5c3f00214a7e2b3","width":350,"height":200},"classes":[]},{"id":18524,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/02\/06\/elon-musks-ki-rechenzentren-im-orbit-nochmals-nachgerechnet\/","url_meta":{"origin":77,"position":1},"title":"Elon Musks KI-Rechenzentren im Orbit – nochmals nachgerechnet","author":"Bernd Leitenberger","date":"6. Februar 2026","format":false,"excerpt":"Ich habe mich ja schon mal mit diesem Thema besch\u00e4ftigt, in dem es vor allem um die Kosten und den wirtschaftlichen Unsinn ging - warum sollte ich ein Rechenzentrum in den Orbit bringen, wenn ich es billiger auf der Erde bauen kann und es auch gen\u00fcgend Gegenden gibt in denen\u2026","rel":"","context":"In "Raumfahrt"","block_context":{"text":"Raumfahrt","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/raumfahrt\/"},"img":{"alt_text":"","src":"https:\/\/vg06.met.vgwort.de\/na\/78014052fde04012a2be60bd108cd4bb","width":350,"height":200},"classes":[]},{"id":12013,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2016\/09\/27\/entstehung-von-leben-auf-der-erde-und-im-sonnensystem\/","url_meta":{"origin":77,"position":2},"title":"Entstehung von Leben auf der Erde und im Sonnensystem","author":"Bernd Leitenberger","date":"27. September 2016","format":false,"excerpt":"Eines der Dauerbrennerthemen bei Sendungen \u00fcber Astronomie ist es, wo es noch Leben geben k\u00f6nnte. Man kann ja viel spekulieren \u00fcber fremde Planeten, doch am meisten wird nat\u00fcrlich \u00fcber Leben in unserem Sonnensystem spekuliert. Die NASA n\u00e4hrt das sehr gut, vor allem beim Mars. Auch wenn sie von \"Der Suche\u2026","rel":"","context":"In "Allgemein"","block_context":{"text":"Allgemein","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/allgemein\/"},"img":{"alt_text":"","src":"http:\/\/vg02.met.vgwort.de\/na\/4e11b05707214a29aee07687a953aec8","width":350,"height":200},"classes":[]},{"id":18614,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2026\/03\/29\/galileos-cds-teil-3\/","url_meta":{"origin":77,"position":3},"title":"Galileos CDS – Teil 3","author":"Bernd Leitenberger","date":"29. M\u00e4rz 2026","format":false,"excerpt":"So nun zum dritten Teil \u00fcber das prim\u00e4re Computersystem von Galileo, das CDS. Nachdem sich die ersten beiden Teile nur mit dem RCA 1802, warum er gew\u00e4hlt wurde und seiner Architektur befassten geht es heute um das Computersystem selbst. Der Artikel schlie\u00dft so an seine beiden Vorg\u00e4nger gestern und vorgestern\u2026","rel":"","context":"In "Raumfahrt"","block_context":{"text":"Raumfahrt","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/raumfahrt\/"},"img":{"alt_text":"","src":"https:\/\/vg07.met.vgwort.de\/na\/6e7f572a246b4ac395de9c260733b707","width":350,"height":200},"classes":[]},{"id":18406,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2025\/09\/23\/der-blogautor-von-der-ki-beurteilt\/","url_meta":{"origin":77,"position":4},"title":"Der Blogautor von der KI beurteilt","author":"Bernd Leitenberger","date":"23. September 2025","format":false,"excerpt":"Ich nutze inzwischen auch eine KI. Prim\u00e4r zu Recherche, im Browser https:\/\/www.perplexity.ai die f\u00fcr Recherchen (nach Eigenauskunft) spezialisiert ist. Seit ich vor mehr als zwei Jahren die KI zum ersten Mal getestet habe, hat diese sich enorm gebessert. Sie fabuliert weniger und ist intelligenter. Damals konnte man noch die AI\u2026","rel":"","context":"In "Allgemein"","block_context":{"text":"Allgemein","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/allgemein\/"},"img":{"alt_text":"","src":"https:\/\/vg01.met.vgwort.de\/na\/c334c52e97b74da9b82424a9e80c6d97","width":350,"height":200},"classes":[]},{"id":18385,"url":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2025\/09\/07\/spacex-splitter\/","url_meta":{"origin":77,"position":5},"title":"SpaceX-Splitter","author":"Bernd Leitenberger","date":"7. September 2025","format":false,"excerpt":"Der heutige Blog ist nicht neu, das, was ich schreibe habe ich schon einige Male geschrieben, aber ebenso wie ich zum wiederholten Male Artikel \u00fcber den Fortschritt oder fehlenden Fortschritt in anderen Webseiten lese, denke ich kann man einiges noch mal aufkochen. Ich will das als eine Folge von fiktiven\u2026","rel":"","context":"In "SpaceX"","block_context":{"text":"SpaceX","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/category\/raumfahrt\/spacex\/"},"img":{"alt_text":"","src":"https:\/\/vg02.met.vgwort.de\/na\/b2e94ef07fec4d7190886846bcbb4589","width":350,"height":200},"classes":[]}],"jetpack_sharing_enabled":true,"amp_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/77","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/169"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=77"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/77\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=77"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=77"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=77"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}