Wie versorgt man eine Mondstation mit Strom? Das Ganze Gespräch

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00:00:12: Wie erzeugt man Strom an einem Ort, an dem es keine Infrastruktur gibt?

00:00:17: Keine Steckdosen, keine Absicherung durch Atmosphäre.

00:00:20: Stattdessen extreme Strahlung, feiner Staub, enorme Temperaturschwankungen und lange Phasen ohne Sonnenlicht!

00:00:27: Willkommen auf den Mond.

00:00:29: Genau vor dieser Frage stehen Forschende, wenn sie darüber nachdenken wie wir in Zukunft dort leben und arbeiten könnten.

00:00:36: Und Sie entwickeln dafür gerade ganz konkret Lösungen – neue Solarzellen, neue Energiesysteme und ganz neue Ansätze, wie Energie überhaupt organisiert wird!

00:00:44: Ich spreche heute mit Professor Eva Unger vom Helmholtz-Zentrum Berlin und Dr.

00:00:48: Felix Lang von der Universität Potsdam die genau an diesen Fragen arbeiten.

00:00:54: Forschende bauen genau jetzt ein System, mit dem wir eine Mondwege zum Laufen bringen können.

00:00:58: Sie verraten uns, warum das für uns auf der Erde mega spannend sein kann.

00:01:02: Heute bei Übermorgen mit Professor Eva Unger vom Helmholtz-Zentrum in Berlin und dem Physiker Dr.

00:01:07: Felix Lang von der Uni Potsdam.

00:01:09: Hallo ihr zwei!

00:01:09: Schön, dass ihr über Morgen dabei seid.

00:01:16: Eva, du forscht in Berlin ja an neuen Materialien und Herstellungsverfahren für Solarzellen mit dem Ziel besonders effiziente und anpassungsfähige Photovoltaiksysteme zu entwickeln.

00:01:25: Und Felix?

00:01:25: Du entwickelst neuartige extreme dünne Solarzelle und untersuchst wie diese auch unter extremen Bedingungen im Weltraum zuverlässig zu funktionieren.

00:01:33: Das ist schon mal die Basis!

00:01:35: Und dann brauchen wir noch die Basiss was ihr genau entwickelt oder für was ihr Genau entwickelt weil... Zum Setting in Köln steht ein Container beim Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum, der so was wie einen Testlof für eine Mondstation ist.

00:01:47: Das heißt Flexhab.

00:01:48: Eva, kannst du uns da mal reinnehmen?

00:01:51: Was passiert dort genau?

00:01:53: Wie sieht das aus?

00:01:54: Es geht darum, dass es Pläne gibt, wie man langfristig auch auf dem Mond Raumstationen aufbauen kann.

00:02:01: Da gibt's erste Konzepte, dass man kleinere Einheiten hat.

00:02:05: In diesem Fall gehts ganz konkret um einen Container.

00:02:10: Es ist ähnlich wie ... Also, es ist im Prinzip so eine Art Weltraumcontainer mit Schlafstätten.

00:02:18: Aber auch Arbeitsbereichen, Sozialbereichen wo Menschen zukünftig oder eben Astronauten zukünftig während sie auf dem Mond stationiert sind leben könnten.

00:02:27: und dieses Habitat also diese Weltraum-WG die soll eben ihre eigene und autake Energieversorgung bekommen.

00:02:35: Und da gibt es jetzt eben einen Wettbewerb, das wir in denen entwickeln und auch evaluieren wollen.

00:02:42: Welche Art von Technologien man dort kombinieren müsste damit so was autark auf dem Mond betrieben werden kann?

00:02:49: Also eine Art Bauglötzchen-Habitat mit Labor, ein paar Schleusen, privaten Räumen wo man dann auch wirklich leben kann Wenn man das praktisch denkt.

00:03:00: Was braucht denn so ein Habitat an Energie also für Licht Luft Geräte.

00:03:06: Dazu haben wir jetzt erste Informationen bekommen.

00:03:10: Es geht erst mal darum, dass man basierend auf der Auslegung des Habitats ... Man muss dann eben genau überlegen was sind kritische Infrastrukturen?

00:03:18: Also was muss wirklich permanent laufen können und mit Energie versorgt sein?

00:03:23: Was sind eventuell auch weniger kritische Infrastrukturen wie zum Beispiel Messlaborgeräte oder Dinge die man vielleicht zusätzlich noch betreiben wollen würde also elektrische Verbraucher?

00:03:34: Da muss man sich einen Konzept überlegen.

00:03:37: Und da gibt's auf einmal völlig andere Anforderungsprofile an ein Energiesystem im Vergleich zu einem terrestrischen Energesystem, wir haben natürlich schon so Kleinigkeiten wie

00:03:49: z.B.,

00:03:49: dass wir Tag-Nachtzyklen haben von ... vierundzwanzig Stunden ungefähr also zwölf Stunden wenn man ungefähr am Aquator ist.

00:03:59: aber auf dem Mond hat man dann auf einmal Tage Ich glaube, bis zu ne, so, ne?

00:04:05: So, ne.

00:04:06: Und dann ist es auch ganz lange dunkel.

00:04:08: und da ist eben die Frage, wie konzipiert man ein Energieversorgungssystem?

00:04:14: Es muss völlig anders ausgelegt sein als was wir auf der Erde konzipieren würden.

00:04:19: In meinem Kopf blinkt gerade nur das große Stichwort Akku auf aber da kommen wir bestimmt später auch noch falsch zu.

00:04:24: Genau!

00:04:26: Wie viel Strom braucht denn so ein Mondhaushalt pro Tag?

00:04:31: Ist das überhaupt die erste Frage, die ihr euch gestellt habt.

00:04:33: Wie seid ihr da grundsätzlich an die Energieversorgung rangegangen?

00:04:37: Die Energieversorgung, also das Anforderungsprofil wurde eben von der ESA oder den Projektleitern definiert.

00:04:43: Das heißt wir gehen vom Anforderungsprofil was ausgerechnet wurde, gehen wir aus müssen dann aber natürlich berücksichtigen.

00:04:52: Also täglicher Verbrauch.

00:04:54: Aber wie deckt man diesen täglichen Verbraucht auf eine längere Periode?

00:04:59: weil man eben nicht diesen gewöhnlichen Tag nach Zyklen hat.

00:05:02: Das ist schon mal das Erste, wo man einfach rechnen muss was bedeutet das?

00:05:06: und man muss im Prinzip dass die Energieversorgung aus einer Photovoltaikanlage muss man entsprechend skalieren.

00:05:13: also man muss einfach mehr Energie als zum Beispiel im Vergleich zur Erde generieren und das muss natürlich dann auch viel länger zwischengelagert werden.

00:05:22: durch einen Energiespeichel

00:05:24: lässt sich das mit irgendwas vergleichen, was wir jetzt auf der Erde gerade betreiben.

00:05:28: Weiß nicht, Felix?

00:05:28: Hast du da irgendwie so einen Vergleich, den man irgendwie anbringen kann, dass man sich das vorstellen kann, okay, wir betreiben da jetzt etwas so groß wie zwei Familienhäuser und nur auf dem Mond.

00:05:38: oder kann man es überhaupt vergleiche?

00:05:41: Was würdest Du denn sagen Eva?

00:05:42: Zwei Familienhäusern würde ich glaube schon treffen mit den ganzen Lebenserhaltungssystemen, Wärme die man braucht wenn's in der Montenacht sehr kalt wird.

00:05:53: Das kommt noch hinzu.

00:05:54: Es gibt an die Technik dieses Mondhabitats Anforderungen, wir haben sehr große Temperaturschwankung auf dem Mond.

00:06:03: Das hat auch direkt Konsequenzen auf die Materialien und auf die Energieversorgungssysteme, die wir anwenden.

00:06:11: D.h.,

00:06:13: der Innenraum, wo Menschen leben können sollen, muss sowohl gewärmt werden als auch gekühlt werden können ...

00:06:20: Wollte grad sagen?

00:06:21: Ja!

00:06:21: Der Mond ist kein freundlicher Ort.

00:06:25: Wir haben keine ... Die Erde hat eine Atmosphäre, der Mond ist nackt dazwischen.

00:06:31: Proton, Gamma-Strahlen, Temperaturschwankung von wirklich Minus, habe ich gelesen, minus zwei Hundert bis plus hundertzwanzig Grad?

00:06:39: Es ist nicht so freundlich!

00:06:41: Was bedeutet das für die Solartechnologie?

00:06:44: Solarzellen mögen das im Prinzip eigentlich gar nicht.

00:06:47: Also UV, Protonen, Gamma Strahlung macht die Halbleiter, ja die Basis von der Solarzelle sind im Prinzip ganz langsam kaputt und die Effizienz nimmt ab.

00:06:58: Und das ist alles müssen wir im Prinzip mit einrechnen.

00:07:02: Ja also ich wollte gerade sagen Haushalts-Pv-Paneele könnt ihr nicht mit hoch schicken?

00:07:06: Das geht nicht!

00:07:07: Welche Kriterien hast du da mitgenommen Felix?

00:07:10: Geht es ums Gewicht, um die Dünne?

00:07:12: Geht's um die Flexibilität.

00:07:14: Was sind so Faktoren, die bei euch auf dem Brainstorming-Bord

00:07:17: landen?

00:07:18: Genau.

00:07:19: Es geht viel um Gewicht weil alles muss zum Mond transportiert werden und ein Kilogramm zum Mond kostet durchaus viel.

00:07:28: Kann man sich das vorstellen in der Unterbreche?

00:07:31: wie teuer ist sowas?

00:07:34: Die letzte Zahl, die im Kopf rumgeisterte war eine Million Euro ... Aber ich denke, das ändert sich auch sehr schnell jetzt.

00:07:42: Mit den neuen Raketen von USA

00:07:45: etc.,

00:07:45: also könnte der Preis durchaus fallen?

00:07:48: Alles klar!

00:07:49: Gewicht ist ein großer Punkt.

00:07:52: Auf jeden Fall teuer ja.

00:07:53: Ein Faktor.

00:07:55: Genau!

00:07:56: Gewichts ist ein Punkt wie haltbar die Solarzellen sind.

00:07:59: Eva Unger hat es vorhin schon angesprochen... Lebenserhaltungssysteme sind kritisch für die Astronauten dort, das heißt es muss funktionieren.

00:08:07: Wir müssen Strom bereitstellen, den brauchen wir unbedingt.

00:08:11: Dann haben wir die Dekradation, die extreme Umgebung auf dem Mond mit den extremen Temperaturschwankungen der Strahlung.

00:08:19: aber wir haben auch Mikromethoriten zum Beispiel, die mal schnell pro Quadratmeter durchaus ein paar Einschläge pro Tag machen können, auch von größeren.

00:08:30: Und auch das müssen die Solarzellen irgendwie abkönnen.

00:08:33: Okay, also sie müssen gleichzeitig irgendwie stabil sein alles mögliche abhalten können.

00:08:38: Die Super-Solarzellen ich denke an beim Mond auch sofort irgendwie einen Mondstaub der sich dann überall absetzt.

00:08:43: eine Solarzelle die verstaubt Das ist für die Leistung ja auch nicht besonders gut.

00:08:49: Genau vor allem ist der Mondstaup wahrscheinlich auch sehr elektrostatisch aufgeladen und würde sich eigentlich an der Solarzelle eventuell sogar festsetzen.

00:08:59: Und wir bräuchten vielleicht Astronauten, die einmal am Tag die Solarzellen putzen?

00:09:04: Oder kleine Roboter!

00:09:08: Aber es ist durchaus ein sehr feiner Staub.

00:09:10: Und das war so spannend, das Realabor Luna auf der ESA besuchen zu dürfen, weil man dann eben erst mal einen Gefühl dafür bekommt wie feinstaubig das ist.

00:09:21: und zusätzlich mit dieser elektrostatischen Aufladung kann sich diese ganz winzigen kleinen Staubkörner überall reinsetzen.

00:09:29: Und da muss man eben auch mitrechnen.

00:09:31: Nicht nur an die Beschattung, das ist das erste größere Problem, dass man dann vielleicht überall immer eine Schicht Mondstaub noch oben auf den Solarzellen hätte, aber auch, dass es sich in elektrische Leiter und in die kleinsten Ritzen von irgendwas kann sich das über die Zeit alles ablagern.

00:09:51: Das könnte natürlich zu technischen Problemen führen, dass mal mit diesem Mondstaum zusätzliche Probleme reinbekommt.

00:09:59: Da frage ich mich auch direkt, wie simuliert man so was?

00:10:01: Es gibt jetzt in Köln tatsächlich eine große Handel wo man ein bisschen den Mond betreten kann.

00:10:07: Also da sieht es ein bisschen aus wie ein Filmset aber das ist einfach dem Mond nachempfunden und sogar auch ein bisschen dunkel hinten ein paar Lichter dabei.

00:10:15: Sieht total abgefahren aus!

00:10:17: Was war das für ein Gefühl da reinzugehen und sich zu überlegen okay hier dafür baue ich gerade etwas oder hier soll ich was entwickeln.

00:10:26: Wir waren jetzt nicht auf dem Mondstaub, aber wir durften von oben draufgucken.

00:10:31: Aber das Spannende ist wirklich, dass man in dem Moment merkte ... Ich nenne es ein Real-Labor, wo einfach die Bedingungen so versucht werden nachzuempfinden, dass dort auch erste Tests und Prüfung machen kann.

00:10:45: Man muss die Experimente nicht aufm Mond machen.

00:10:49: Das ist schon mal wahnsinnig toll!

00:10:51: Und in sich ist eben diese, also das Luna-Labor auch ziemlich einzigartig bisher.

00:10:59: Dass sie so was aufgebaut haben und da kommen ganz schnell konkrete Ideen.

00:11:03: Da könnte man tatsächlich unter Bedingung dem Monat nachempfunden, könnte man Solarzellen aufbauen um dann wirklich zu testen wie verändert sich oder wie schnell lagern sich Staubschichten ab?

00:11:17: Wie wirkt sich das auf die Solarzellperformance ab?

00:11:20: Es soll in diesem Labor sogar auch ein ganz großer Sonnensimulator, wo dann die Lichtbedingungen auf dem Mond nachempfunden werden sollen.

00:11:27: Sowohl um Astronauten zu trainieren, das bedeutet aber auch wir haben dort eigentlich eine Situation, wo man vor Ort Tests machen kann.

00:11:36: Die man im Vorfeld eben evaluieren kann was man in dieser Facility nicht sofort direkt hat während ich sage jetzt mal die klimatischen Bedingungen die Temperaturunterschiede, aber aus einem Beispiel Protonenbestrahlung oder Bestrahlung mit anderen Partikeln oder Hochenergiepartikeln.

00:11:55: Das müssen wir dann noch durch andere Referenz-Experimente überprüfen um abschätzen zu können wie verändert sich zum Beispiel der Wirkungsgrad einer Solarzelle?

00:12:05: Welche unter Dauerbelastung unter ich sage mal Dauereinstellationen verändern sich die Eigenschaften der Solarzellen über die Zeit sowohl des Materials als auch der Gesamtinstallation.

00:12:17: Wie solche Tests aussehen können, da will ich auf jeden Fall später auch noch mal hin.

00:12:20: Aber vorher wird ja erst einmal was entwickelt weil Sonnenlicht, Elektronenstrom so normal in Anführungsstrichen würde es wahrscheinlich nicht funktionieren.

00:12:28: deswegen gibt es neue Materialien und Felix an denen arbeitest du.

00:12:31: also kannst du uns mal ganz kurz erzählen Was sind das für Materialien?

00:12:35: Was ist der Unterschied zu einer klassischen Solarzelle die wir alle kennen?

00:12:39: Klassische Solarzellen aus Silizium wie sie jeder auf dem Dach hat werden im Prinzip geschmolzen bei tausend Grad und dann zieht man einen Einkrastal, den man in ganz dünne Scheiben schneidet.

00:12:51: Das sind diese Wafer die dann einzeln in den Modulen zusammengesetzt werden.

00:12:56: Woran Eva und ich forschen sind im Prinzip Pyroskite auch Halbleiter, die man aber auflösen kann wie eine Tinte, wie ein Lack, wie eine Farbe und dann im Prinzip drucken kann.

00:13:10: das macht zum Beispiel Eva

00:13:11: Unger

00:13:12: oder durch Spincoating, ganz einfach bei uns im Blobore als dünne Dünneschicht auftragen

00:13:17: kann.

00:13:18: Okay das heißt die sind auf jeden Fall deutlich leichter.

00:13:21: erstmal auch also Stichwort Gewicht?

00:13:23: Was für Vorteile haben sie noch?

00:13:25: Also der Perovskid alleine ist so dick oder dünner als ein Haar wiegt eigentlich quasi nichts und bei uns es tatsächlich so dass das Gewicht dann vom Substrat kommt.

00:13:35: Und dann hat man die Entscheidung nehmen wir eine Dünnepolie Nehmen wir ein dickes Glas, was die ganzen Protonen und die Mikromituriten abhalten kann oder nicht?

00:13:44: Das sind dann so Entscheidungen zum Beispiel.

00:13:48: Ich nenn's jetzt mal eine Dünnefolie.

00:13:50: also, die da entsteht ist das... Die ist nicht nur leichter, die ist wahrscheinlich ja aber auch deutlich effizienter, oder?

00:13:57: Von der Effiziente?

00:13:58: erst einmal gleich würde ich sagen.

00:14:00: Ah okay!

00:14:01: Und wenn ihr jetzt das Material habt und jetzt überlegt, was könnte da noch?

00:14:05: Brauchen wir das Glas, brauchen wir etwas anderes um vor Meteoriten, Strahlung etc.

00:14:10: zu schützen?

00:14:10: wie wird es getestet?

00:14:12: also habt ihr ja gibt es Labore in denen das nachempfunden werden kann?

00:14:16: so kann man die.

00:14:18: Wie genau funktioniert das?

00:14:20: Also es gibt Beschleuniger, Protonen-Beschleunige sowie so ein Teilchenbeschleunigen zu denen wir hin und wieder hingehen können.

00:14:28: Und da unsere Solarzellen im Prinzip einfach in diesen Protonenstall reinhalten und dann während wir sie mit Protonem beschießen testen gehen Sie kaputt halten Sie die Strahlung aus im Vergleich zu anderen Materialien.

00:14:41: und was uns auch total interessiert können sich die Materialien danach irgendwie wieder reparieren?

00:14:47: Ich hatte ja schon gesagt, dieser Perovskit ist so ein bisschen weicher.

00:14:50: Der kann sich selber reparieren wenn man ihn nur genügend Zeit...

00:14:56: Okay!

00:14:57: Genau.

00:14:57: also ich nenne das jetzt momentan immer auch so einen Paradigmenwechsel in der Materialforschung.

00:15:03: Also geradebei und das betrifft nicht nur Solarzelmaterialien sondern auch interessanterweise Katalysatoren und Batterien Denkt man in der Forschung sehr viel darüber nach, Systeme und Bauteile zu konzipieren, die gewisse Selbstregenerationsmechanismen haben.

00:15:21: Man geht also von dem Gedanken weg, dass ein Material unkaputtbar sein muss um besonders haltbar zu sein, sondern wir gehen eher und versuchen herauszufinden wie sich Materialien regenerieren, diese selbstheilenden Effekte aufweisen.

00:15:35: Und das ist ein völlig andere Design-Prinzipchen.

00:15:39: Ich vergleiche das immer gerne mit einem Stein und einem Blatt, also meine Bäume regenerieren sich einmal in der Saison.

00:15:45: Und nur ziehen dann auch die wertvollen Farbstoffer aus dem Blatt raus.

00:15:49: Deswegen werden die Blätter schön rot und gelb im Herbst.

00:15:53: Und Steine sind halt sehr brechbar.

00:15:56: Das heißt ich meine zwar hart aber wenn sie mal kaputt gehen kann man sie nicht einfach wieder so zusammenfügen.

00:16:02: Und das ist einfach so.

00:16:02: diese Vorstellung von dynamisch regenerierbaren Systemen und welche Materialeigenschaften das begünstigen.

00:16:10: Da merkt man, es ist auf einmal eine völlig andere Chemie oder eine andere Physik, die da eine Rolle spielt.

00:16:18: Das ist aus meiner Sicht deswegen gerade in der jetzigen Phase der Materialforschung, sind das ganz neue Konzepte mit denen wir uns auch beschäftigen.

00:16:30: Eine neue Technologie wie Perowski Solarzellen, die selbst regenerierend ist.

00:16:36: Die selbstteilende Eigenschaften hat.

00:16:38: Wie sie sich im Vergleich zum Beispiel zu einer klassischen Solarzeittechnologie wie Silizium unter extremen Bedingungen wie Weltall.

00:16:46: Wie die sich dann vergleichen ließen um abzuschätzen können was sind die Vorteile und Nachteile?

00:16:53: Und was bedeutet das für den Langzeitbetrieb?

00:16:56: Felix hatte schon gesagt, im Idealfall würde man natürlich auch Solarzellen also statt Kilogramm irgendwie auf den Mond zu bringen.

00:17:06: Wäre das natürlich toll wenn man aus dem Mond Staub und Sand selber auch irgendwelche Materialien extrahieren könnte?

00:17:13: Und zumindest ein Teil dieser Solarzellen auf dem Mond prozessieren könnte.

00:17:18: Das stelle ich mir total abgefahren vor.

00:17:20: Also sozusagen so ja wir fahren mit Werkzeug hoch

00:17:24: Anführungsstrichen

00:17:25: und gucken, was wir oben machen können.

00:17:27: Da waren jetzt so viele Stichpunkte drin auf die ich unbedingt noch eingehen will.

00:17:30: gerade das Thema Langlebigkeit da kommen wir zu Batterien und Akkuse.

00:17:33: haben wir auch schon darüber gesprochen aber auch das verändernde Material wie viel das vielleicht für uns auf der Erde dann noch bedeuten könnte?

00:17:39: Das ist auch ein ganz großes Stichwort.

00:17:42: ganz spannend zu sehen, dass es irgendwie am Ende vielleicht nicht unbedingt wichtig ist wie viel Gewicht, wie leicht die Satellarzelle ist oder bzw.

00:17:49: dass das wichtiger ist als die Tatsache, wie lang sie hält weil sie sich eben verändern.

00:17:53: das Material hat total spannend.

00:17:56: aber vielleicht mal zu dem Akkubatteriepunkt.

00:17:57: bei Sonne allein ja reicht nicht auf den Mond.

00:17:59: wir haben schon gesagt gibt es extrem lange Phasen auch ohne Sonne.

00:18:02: das heißt man braucht Speichermöglichkeiten.

00:18:04: also Wie plant ihr das?

00:18:07: Wir brauchen so viel Kilowattstunden am Tag, wie groß muss ein Akku sein.

00:18:12: Wo passt das hin?

00:18:12: Muss es auch in den Container hin?

00:18:14: Gibt es dafür ein Speicherkontainer neben der Mond-WG?

00:18:18: Das sind ganz viele Fragen.

00:18:21: Wahrscheinlich geht's genau in diese Richtung und wurde uns angedeutet, dass das Energiemodul ein eigenes Modul wird.

00:18:29: Es muss nicht alles noch in den Kontainer rein.

00:18:32: Sondern es würde wahrscheinlich, ich sag mal ein zweiter Container oder ein zweites Modul aufgestellt.

00:18:36: Vor allem mit den Energiespeichern.

00:18:38: die Solarzellen würden ja wahrscheinlich neben dran auf einer Freifläche stehen.

00:18:42: Ich meine da haben wir auf dem Boden wahrscheinlich keine Dispute.

00:18:48: Aber natürlich müssten dann ... Die Photovoltaik müsste eben mit dem Speicher verbunden werden und das wiederum müsste natürlich dann mit dem Habitat selber elektrisch verbunden sein.

00:18:57: Ja also im Endeffekt muss man Die Gesamtheit ausrechnen.

00:19:00: An dem Speicher wird ein Team von der RWTH Aachen arbeiten, das heißt wir sind in gewisser Weise ... Zwei komplementäre Teams.

00:19:07: Es heißt zwar Wettbewerb, aber PV und Speicher braucht man gemeinsam.

00:19:14: Wir brauchen sie, die brauchen uns.

00:19:16: Also es ist ja eigentlich in dem Sinne kein Konkurrenzkampf sondern wir werden das wahrscheinlich sehr viel auch in gemeinsamer Arbeit abschätzen.

00:19:23: wenn's natürlich dann um die einzelnen Technologien geht also die Auslegung und auch die Auswahl der Technologie selber da sind natürlich dann die entsprechenden Forscherteams jene die die Entscheidung treffen.

00:19:35: Aber wir haben dann für das gesamte Energiesystem, da arbeiten wir Hand in Hand.

00:19:41: Total spannend!

00:19:42: Also es ist quasi so die perfekte Symbiose wenn wir haben eure Solarfolie Wir haben den perfekten Akku und am Ende braucht eben beides sich gegenseitig Und ihr habt ja vor eben schon ein bisschen weiter gedacht wie Wie sinnvoll ist es, am Ende die Solarzellen direkt auf dem Mond zu produzieren anstatt sie von der Erde mitzunehmen?

00:20:00: Wie würde das in der Realität aussehen?

00:20:02: oder wie würde man sich das vorstellen.

00:20:04: Ist da oben noch ein weiteres Werk-Stadtlabor?

00:20:08: Oder hätten werner Astronauten dabei, die gleichzeitig auch Forschende sind?

00:20:14: Also wie würde das aussehen?

00:20:17: Im Idealfall wäre es natürlich so eine kleine ... Factory, die eigentlich voll automatisch funktioniert.

00:20:25: Mit Robotern, die erstmal den Regulit, also diese sandartige Material was eigentlich dem ganzen Mond zu bedeckt und relativ feines einsammeln dann schmelzen und man würde es schmelzten und dann daraus eine Glasplatte machen.

00:20:43: Und auf dieser Glasplatten könnten wir dann im zweiten Schritt den Pirovskid auftragen, zum Beispiel auf Dampfen indem wir auch das Vakuum was wir eh vor free auf dem Mond kostenlos bekommen benutzen und da unsere Solarzellen drauf abzuscheiden.

00:20:58: Und dann mit einem zweiten Mondglas sage ich mal das Ganze zu verkapseln.

00:21:03: Das Problem ist so ein bisschen dieser Regulit oder Mondstaub Ist nicht super rein, dass sind unterschiedlichste Elemente drin.

00:21:12: Da sind zB Eisenverunreinigungen drinnen.

00:21:16: Das heißt, man kann gut Glas herstellen.

00:21:18: Aber das Glas, dass man bekommt ist eher wie so eine Weinflasche von der Farbe her, also so braun.

00:21:25: Und es ist natürlich schlecht für unsere Solarzellen, weil sie dann weniger Licht bekommen.

00:21:30: Was wir aber schon gezeigt haben, ist, wir können Solarzelle mit zehn Prozent Effizienz machen und wenn wir dadurch jetzt so viel Gewicht einsparen, ist uns eigentlich die Effizience komplett egal?

00:21:43: Ich mein genug Platz für ... Entsprechend mehr Solarzellen auf dem Rund haben wir, ja.

00:21:47: Und wie gesagt hat Nachbarn diese Beschwerden dann auch noch nicht in Anführung

00:21:50: strechen?

00:21:52: Also so spannend zu überlegen wo es denn hingehen könnte.

00:21:55: Wo seid ihr denn aktuell an?

00:21:57: also wie ist der aktuelle Stand des Wettbewerbs und wie würde das dann weitergehen, sobald ihr alles eingereicht habt?

00:22:03: Ist es dann so Jahr zwanzig dreißig steht das dann oder kann man das überhaupt schon irgendwie festmachen?

00:22:11: Das ist ja erstmal ich sage mal Kurzfristiger Wettbewerb bis Juni, wo dann?

00:22:15: auf der EES werden die Konzepte vorgestellt.

00:22:18: Und auch vor Ort werden wir als Forscher-Teams uns noch mit einer Akutschallenge auseinandersetzen.

00:22:26: Wir planen erst mal vor und konzipieren was.

00:22:28: Wir stellen unsere Konzepten vor und müssen dann aber vielleicht ein Szenario durchspielen.

00:22:36: Das weiß ich nicht ... Ich könnte Meteoriten einschläge oder was auch immer sein!

00:22:40: Und diese Konzepte werden wir erst mal mit der ESA kommunizieren.

00:22:46: Es kann natürlich sein, dass da sich auch längerfristige Projekte draus ergeben.

00:22:50: Also zum Beispiel Felix hat jetzt schon seit einigen Jahren sich mit WeltraumPV beschäftigt.

00:22:56: Unsere Gruppe spezialisieren uns auf Prozessierung und für uns ist es eben auch ein ganz spannendes Thema zu überlegen Welche Rohmaterialien, welche Prozesse mit welchen Prozessen könnte man auf dem Mond prozessieren?

00:23:08: Wir machen uns sehr viele Gedanken auch hier auf der Erde über autonome Materialscreening und Herstellungsplattformen.

00:23:17: Auch wir in unseren Laboren fangen immer mehr an zu automatisieren und Dinge per Roboter machen zu lassen.

00:23:23: Das sind diese Ansätze wo man denkt das ist genau das was man dann brauchen würde wenn es irgendwann zum Thema wird auf dem Mond vielleicht auch Solarzellen prozessiert.

00:23:34: Und mit diesen Gedanken würde ich Felix noch mal den Ball zu spielen, also Felix hat schon seit einigen Jahren sich in vielen verschiedenen Projekten im Bereich der Weltraum-PV beteiligt und gerade jetzt wartet er darauf dass ja in Norwegen eine Rakete startet.

00:23:51: Genau ne, ein Experiment von uns fliegt auf der zweiten Rakete von ESA Aerospace.

00:23:59: Es ist ein ganz kleiner One-Unit Cube Satellite, also zehn auf zehn auf Zehn Zentimeter.

00:24:05: Wow!

00:24:06: Und eine Seite sind komplett Perovski-Solarzellen für unterschiedliche Typen wo wir erst mal gucken wollen wie halten die denn Weltraum überhaupt aus?

00:24:16: Wir testen in diesem Protonenbeschleuniger, wir testen bei heißen kalten Temperaturen und wir machen Temperaturzyklen aber am Ende im Weltraum haben wir alles gleichzeitig.

00:24:28: Protonen, wir haben Temperatur.

00:24:29: Wir haben Temperaturzyklen, UV-Strahlung.

00:24:33: Das heißt all diese Boden-Tests wie die dann im Weltraum zusammenkommen ist nochmal ein großes Fragezeichen für uns was wir auch einfach dort mal testen wollen.

00:24:42: und im Prinzip wollen wir die Solarzellen im Weltraum messen und dann hoffentlich zwei Jahre lang begleiten und gucken wie sie degradieren ob sich in den Schatten selber reparieren oder ob es vielleicht zu kalt ist für diese Reparaturmechanismen.

00:24:58: Genau, das sind so Fragen die uns als Wissenschaftler irgendwie beschäftigen.

00:25:02: Das ist

00:25:03: so spannend!

00:25:03: Ich habe das Gefühl ich bin irgendwie kurz in einen kleinen Science-Fiction Film und darf mal kurz ins Labor gucken.

00:25:10: Du hast Eva eben auch schon kurz gesagt was dich dann irgendwie oder was dass für Auswirkungen ja auf der Erde hat bzw wie das auch auf der Erde in Laboren funktioniert und wie es eurer Arbeit verändert.

00:25:19: deswegen Ich finde auch so Staubschutz, Strahlungsfestigkeit.

00:25:23: Wenn ich an Wüsten so ein Abhacks denke, überlege ich mir, dass das vielleicht dort gut funktionieren könnte.

00:25:28: Sehen wir solche Technologien irgendwann bei uns im Alltag?

00:25:32: Zum Beispiel auf Dächern in Wüste oder irgendwie in mobilen Anwendungen?

00:25:36: Ja, spannend ist ... Das war ein Thema, was ich letztes Jahr als ich in Indien eine Delegationsreise gemacht habe gemerkt hab.

00:25:44: Dort ist eines der wichtigsten Themen bei Photovoltaik, es tatsächlich Soilinge also die der Performance Verlust durch Staub, der sich auf Solarpanilen absetzt und da wird dann sehr viel auch an Beschichtungen gearbeitet wo man eben so eine Besichtigene spezielle Beschichtung macht wo Staub sich nicht unbedingt so leicht ablagern kann.

00:26:04: Wenn ich mich an die Konzepte erinnern, merke ich aber ja.

00:26:06: Aber da geht es meistens drum, dass das nicht zu fest sitzt und durch Regenwasser sich irgendwann abwischt oder abwaschen lässt.

00:26:13: Also so selbst, ich sag mal, nicht bestaubbare Oberflächen.

00:26:16: Das wäre vielleicht nochmal auch ein wichtiges Thema was man aufgreifen könnte?

00:26:20: Die Frage ist natürlich dann... funktioniert das auch beim Mondstaub.

00:26:23: Das sind nicht nur Partikel, sondern die sind zum Teil geladen und durch diese elektrostatische Anziehung kann es sein, dass diese Konzepte, die vielleicht mit Wüstenstaub funktionieren würden, die dann doch nicht unter Mutbedingungen funktionieren.

00:26:37: Aber wie gesagt, das sind so Fragen wo man merkt, muss man diese Experimente machen?

00:26:42: Man kann viel natürlich erst mal theoretisch abschätzen aber in der Wissenschaft ist es so, Das kann manchmal auch bedeuten, dass die Antwort auf die Hypothese sein kann.

00:26:54: Es funktioniert nicht und man lernt dann ganz viel, warum es nicht funktioniert.

00:26:58: aber genau deswegen ist das so wichtig, dass man da auch mutig sich weiter nach vorne testet weil manchmal merkt man hat ein Ziel, man will was entwickeln.

00:27:06: Aber es sind noch so viele offene Fragen Dass man nicht aus reiner Theorie abschätzen kann ob sich das unter real Bedingungen wirklich dann so gestaltet wie man sich das überlegt hat.

00:27:16: Und deswegen sind diese, also dieses Labor zum Beispiel.

00:27:20: Also die Luna Facilities ist deswegen auch so wertvoll wenn man merkt es gibt zumindest Aspekte die man simulieren kann, die man erst dann irgendwo auch wirklich abschätzen kann wenn man tatsächlich das reale Experiment macht was man aus der Theorie einfach nicht irgendwie ja so herleiten könnte.

00:27:38: Das was Felix jetzt auch sagte, wenn die Rakete dann hoffentlich aus Skandinavien irgendwann hochgeht und wir dann Ergebnisse dann aus dem All bekommen.

00:27:46: Was glaubst du, Felix?

00:27:46: Wie können sie vielleicht auch uns auf der Erde so ein bisschen verändern oder die Technik, die wir auf der Erde nutzen?

00:27:52: Im Prinzip haben wir diese Mond-Solarzellen.

00:27:56: Wir haben gleichzeitig auch diese Solarfolie an Pirovskit ganz dünn auf einer Plastikfolie.

00:28:01: Und das alleine schon wäre natürlich, ich sag gerne so einen Gamechanger auf der Herde... Fabrikgebäude, wo früher die klassischen Solarzellen einfach viel zu schwer waren.

00:28:12: Könnte man jetzt mit Solarfolien bedecken?

00:28:16: Könnte Hausfasaden benutzen?

00:28:18: Man könnte Chalosin und Zelte mit Solarfonien ausdecken?

00:28:23: Das heißt der Nutzen auf der Erde ist riesig!

00:28:26: Viel größer als im Weltraum würde ich eigentlich sagen...

00:28:29: Ja, da bin ich total gespannt.

00:28:30: Wann das sowohl auf den Mond als auch bei uns irgendwann ankommt?

00:28:35: Es kommt bei uns schon an!

00:28:38: Das Schöne ist wenn man an Foto-Voltaik denkt.

00:28:40: oder man merkt auch, wenn man Kindern sagt, Solarzellen, dann merkt man es total witzig.

00:28:44: die wissen inzwischen wie so was aussieht weil wir es auf so vielen Dächern haben dass man das schon mal irgendwo gesehen hat oder auf irgendeiner Freifläche.

00:28:53: Jeder denkt sich, eine Solarzelle ist halt ... was Quadratisch ist.

00:28:57: Hat irgendwelche silbernen Linien drauf und sieht bläulich aus?

00:29:00: Solarzellen können aber noch ganz anders aussehen in Formen, Gestalt, Flexibilität.

00:29:06: Und Farbe!

00:29:08: Genau.

00:29:09: Es gibt sehr viele, was wir ... emerging PV.

00:29:12: Also neue Materialien, neue Möglichkeiten, wo man auf einmal mit Farbe-, Form-, Leichtigkeit-Gestaltbarkeit andere Designkriterien hat.

00:29:22: Das macht es möglich, dass man neue Produkte designt.

00:29:28: Wir sind in Deutschland an einem Punkt, wo man merkt, wir haben schon sehr viel Photovoltaik auf Feldern.

00:29:34: Sie soll trotzdem weiter ausgebaut werden und es ist so ein Punkt erreicht, wo er merkt ... Es geht immer mehr um Konkurrenz.

00:29:43: Das heißt, wir wollen natürlich nicht das Photovoltaik irgendwann überall installiert wird und damit Weideland irgendwann verschwindet.

00:29:50: Wir müssen jetzt viel mehr drüber nachdenken, dass wir einen sogenannten Multi Benefit haben.

00:29:54: Das heißt Solarzellen müssen viel direkter in eine Funktion integriert werden und idealerweise eine doppelte Funktion erfüllen.

00:30:02: Und da kann man eben mit neuartigen Solarzeit-Technologien sehr viel Spannendes Neues machen.

00:30:08: Dass man eine Solarzelle zum Beispiel so gestaltet ... dass sie lichtdurchlässig ist, wo Pflanzen Licht absorbieren.

00:30:15: Man könnte sie auf Glasdecher von Gewächshäusern integrieren und die Eigenschaften der Solarzelle so anpassen, dass sie ideal für das Pflanzenwachstum unter der Zelle eingestimmt oder angepasst ist.

00:30:32: Und da gibt's noch ganz viele andere Beispiele.

00:30:34: Wenn wir jetzt sagen, wir wollen Solarzellen auf allen Elektroautos integrieren, wär das natürlich spannend wenn man da einfach, ich sag mal ehrlich wie diese Kartartous oder die Folien mit denen man Autos temporär verändert.

00:30:48: Wenn man eine flexible Solarzellentechnologie hat, die auch noch eine hohe Effizienz hat dann könnte man natürlich auch sagen Wir müssen gar nicht das Auto von vornherein mit einer Solarzelle bestücken sondern es ließe sich im Nachhinein integriere durch eine Folie.

00:31:02: Und das eröffnet so viele spannende neue Möglichkeiten und genau in dem Bereich merkt man, man muss einfach nur kreativ sein.

00:31:09: Es gibt noch so viel zu tun und es gibt so viele spannende neue Ansätze die man verfolgen könnte.

00:31:16: Das ist auch ein bisschen mein Shoutout an die neue und junge Generationen gerade wenn man eben dafür brennt dass man möchte dass wir auf diesem Planeten nachhaltig leben können.

00:31:26: Es sind gerade diese technologischen Fähigkeiten.

00:31:30: Naturwissenschaft ist wirklich wahnsinnig toll und wichtig und spannend.

00:31:33: Das ist ein wunderbar kreativer Beruf, ich meine wir machen neue Materialien also wir machen eigentlich was völlig Neues anderes und können dabei auch noch an verschiedenen spannenden Designs arbeiten mit denen man dann reale Probleme löst

00:31:49: Ja, und die Welt verändern kann.

00:31:50: Genau!

00:31:52: Das ist schon das schönste Schlusswort.

00:31:54: Es ist auch direkt die Antwort auf meine letzte Frage, die ich hätte.

00:31:56: Was fasziniert euch persönlich am meisten an der Forschung?

00:31:58: Deswegen vielleicht Felix ... Die Frage will ich dir noch mal hinterherstellen.

00:32:03: Wie ist es bei dir?

00:32:04: Das Interessanteste... Also man kriegt einen Glicke oder denkt über Konzepte nach wo man sich eigentlich manchmal gar nicht vorstellt wie zum Beispiel jetzt wollen wir auf dem Mond Solarzellen herstellen?

00:32:18: dann wo kommt denn die Energie her, um die Solarzellen auf den Mond herzustellen?

00:32:23: Ein großes Problem für uns auf dem Mond aber eigentlich auch für die Erde.

00:32:27: Wir brauchen ja auch auf der Erde die Energie um Solarzeilen herzustelle was nochmal verdeutlicht so ein bisschen Ja, wo kommt die Energie her?

00:32:35: und wie greifen Probleme ineinander?

00:32:37: So diese Springen von Problem zu Problem aber auch von Lösung zur Lösung.

00:32:42: Und neuer Vision, neuer Technologie, neue Idee... Wie wir irgendwie weitergehen können, wie wir weiterentwickeln können.

00:32:50: Das ist eigentlich das Spannende was wir glaube ich täglich machen.

00:32:54: oder Eva dass wir von einer Idee zum nächsten springen meistens fasziniert sind und sofort so ah damit könnten mir noch das besser machen Neumachen, besser verstehen.

00:33:05: Genau.

00:33:06: Für den noch hinzufangen ist es dieses permanente Lernen und neues Entdecken, dass man das Gefühl hat ... Man fühlt sich auch wahnsinnig privilegiert, ich darf jeden Tag was Neues lernen.

00:33:20: Das hört nie auf und bleibt immer spannend.

00:33:24: Man ist natürlich auch ständig mit neuen Dingen konfrontiert, wo man merkt, das fühlt dich erst mal schwierig an!

00:33:30: Aber wenn man sich lange mit einem Problem beschäftigt und irgendwann eine Lösung findet, ist das wahnsinnig befriedigend.

00:33:37: Das sind die Momente, wo man merkt, dass treibt einen dann an.

00:33:41: Weil das immer wieder ein tolles Gefühl ist, dass man merken kann wie spannend wir uns über Solat-Zellen auf den Mond gedanken.

00:33:48: Und überlegen warum und wie es noch mal völlig anders ist.

00:33:53: Eine ganz neue Herausforderung bedeutet, die unser Denken beflügeln.

00:33:59: Wenn das nicht die beste Werbung für eure Jobs ist, dann weiß ich auch nicht.

00:34:02: Das ist so klasse!

00:34:05: Zu überlegen, da jeden Tag was zu machen an einem Problem und einer Lösung zu arbeiten, die danach wirklich Dinger auf unserem Planeten und anderen verändern kann – auf Monten.

00:34:16: Wahnsinn, ich bin total beeindruckt.

00:34:19: Und hab zum Ende unserer Folge immer eine gleiche Frage bzw ein Zitat, dass ich euch ganz gerne zur Hälfte in den Mund legen wollen würde.

00:34:25: Und zwar ist es ein Ich freue mich auf morgenweil

00:34:28: Ich freue mich auf morgen, weil es wieder eine Chance ist ein Problem, ein kleines bisschen weiter zu lösen.

00:34:37: Damit wir eben dadurch dass wir die Probleme von heute lösen einen Leben übermorgen und in der Zukunft ermöglichen.

00:34:44: Ja ich bin noch am Rätseln aber eigentlich freue ich mich glaube immer auf morgen einfach weil ich immer neugierig bin was der morgige Tag bringt.

00:34:54: ganz egal was das ist ist man einfach neugirig und offen glaube Oder ich zumindest?

00:35:00: Das ist auch ein schönes Schlusswort.

00:35:02: Ich danke euch beiden!

00:35:03: Vielen, vielen Dank noch mal Professor Eva Unger vom Helmholtz Zentrum in Berlin und an den Physiker Dr.

00:35:08: Felix Lang von der Uni Potsdam.

00:35:10: Ich fand das unglaublich spannend einen Einblick in eure Arbeit zu bekommen und bin sehr gespannt wann wir dann die Ergebnisse dieser Arbeit vielleicht doch irgendwann mal so auf Blitzen sehen irgendwo wenn man nach oben guckt.

00:35:21: Deswegen wünsche ich euch ganz viel Erfolg bei euren Wettbewerb und bin auf die Ergebnisse im Juni dann gespannt.

00:35:27: Vielen Dank.

00:35:28: Danke!