Die Sonne scheint im Weltraum zuverlässiger als auf der Erde. Keine Wolken ziehen vorüber, keine Atmosphäre schwächt das Licht ab und bei einer geeigneten Umlaufbahn fallen auch die täglichen Wechsel zwischen Tag und Nacht weitgehend weg. Was zunächst wie ein naheliegender Gedanke klingt, beschäftigt Raumfahrtagenturen, Universitäten und Unternehmen deshalb seit Jahrzehnten: Warum Solarstrom nur auf der Erde erzeugen, wenn sich riesige Solarkraftwerke auch im Weltraum betreiben ließen?

Die Idee wird als Space-Based Solar Power bezeichnet. Solarsatelliten sollen Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln und diese anschließend drahtlos zur Erde übertragen. Noch existiert kein solches Kraftwerk, das nennenswerte Mengen Strom in ein öffentliches Netz einspeist. Doch aus einem lange eher theoretischen Konzept ist inzwischen ein ernsthaft untersuchtes Forschungsfeld geworden. NASA, ESA, Großbritannien, Universitäten und Unternehmen arbeiten an einzelnen Technologien oder vollständigen Systementwürfen. Selbst SpaceX beschäftigt sich inzwischen intensiv mit der Nutzung großer Mengen Solarenergie im Orbit. Allerdings bislang nicht mit dem Ziel, diesen Strom direkt zur Erde zu schicken.

Wie funktioniert Solarenergie aus dem Weltraum?

Das Grundprinzip unterscheidet sich zunächst kaum von einer gewöhnlichen Photovoltaikanlage. Solarzellen wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um. Der entscheidende Unterschied beginnt danach: Ein Solarkraftwerk im All kann keinen Strom über ein Kabel in ein terrestrisches Stromnetz einspeisen.

Die erzeugte elektrische Energie müsste deshalb zunächst in elektromagnetische Strahlung umgewandelt werden. Die meisten Konzepte sehen dafür Mikrowellen vor. Eine große Sendeanlage am Satelliten würde die Energie gezielt zu einer Empfangsstation auf der Erde übertragen. Dort könnte eine sogenannte Rectenna – eine Kombination aus Antenne und Gleichrichter – die eingestrahlte Energie wieder in elektrischen Strom verwandeln und in das Stromnetz einspeisen.

Die dafür benötigte Physik ist grundsätzlich bekannt. Kommunikationssatelliten übertragen seit Jahrzehnten elektromagnetische Signale über große Entfernungen. Die eigentliche Herausforderung liegt in der Dimension. Ein kommerzielles Weltraumkraftwerk müsste nicht einige Watt oder Kilowatt, sondern möglicherweise Gigawatt übertragen. ESA-Entwürfe gehen deshalb von Solarsatelliten aus, deren Strukturen mehrere Kilometer erreichen könnten. Auch die Empfangsanlagen am Boden würden große Flächen beanspruchen.

Warum überhaupt Solarkraftwerke im Weltraum bauen?

Der größte Vorteil liegt in der Verfügbarkeit des Sonnenlichts. Eine Solaranlage auf der Erde produziert nachts keinen Strom und verliert bei Bewölkung erheblich an Leistung. Im Weltraum könnte ein geeignet positionierter Solarsatellit dagegen fast kontinuierlich Energie gewinnen.

Besonders interessant ist deshalb der geostationäre Orbit in rund 36.000 Kilometern Höhe. Ein Satellit bewegt sich dort genauso schnell um die Erde, wie diese sich dreht, und scheint deshalb über einem festen Punkt der Erdoberfläche zu stehen. Ein Kraftwerk könnte seine Energie damit kontinuierlich zu derselben Empfangsstation übertragen. Nur während vergleichsweise kurzer Perioden rund um die Tagundnachtgleichen würde die Erde zeitweise das Sonnenlicht abschatten.

Ein solches System könnte einen grundlegend anderen Charakter besitzen als Wind- und Solarenergie auf der Erde. Weltraumsolarenergie wäre keine wetterabhängige Ergänzung, sondern könnte über lange Zeiträume relativ gleichmäßig Leistung liefern. Genau das macht die Technologie für Energiesysteme interessant, in denen ein wachsender Anteil schwankender erneuerbarer Quellen ausgeglichen werden muss. Die britische Regierung untersucht Space-Based Solar Power deshalb ausdrücklich als mögliche zukünftige Ergänzung einer klimaneutralen Energieversorgung.

Der erste entscheidende Test gelang bereits im Orbit

Dass elektrische Energie im Weltraum drahtlos übertragen werden kann, ist inzwischen mehr als eine theoretische Annahme. Einen wichtigen Nachweis lieferte das California Institute of Technology mit seinem Space Solar Power Demonstrator.

Der kleine Forschungssatellit SSPD-1 wurde im Januar 2023 gestartet. An Bord befand sich unter anderem das Experiment MAPLE, mit dem eine flexible Anordnung kleiner Mikrowellensender getestet wurde. Im März 2023 gelang es den Forschern, Energie innerhalb des Satelliten drahtlos zu übertragen. Außerdem konnte erstmals eine geringe Menge der ausgesendeten Energie auf der Erde nachgewiesen werden.

Damit war keineswegs ein Kraftwerk entstanden. Die übertragenen Leistungen waren winzig und mit dem Betrieb eines zukünftigen Energiesatelliten nicht vergleichbar. Der Versuch zeigte jedoch, dass eine elektronisch steuerbare Energieübertragung aus einem realen Raumfahrzeug funktionieren kann. Gleichzeitig testete Caltech unterschiedliche Solarzelltypen und besonders leichte entfaltbare Strukturen. Die einjährige Mission endete Anfang 2024 und lieferte nach Angaben des Projekts sowohl erfolgreiche Ergebnisse als auch Erkenntnisse über technische Probleme, die bei zukünftigen Systemen gelöst werden müssen.

Europa untersucht mit SOLARIS ein mögliches Weltraumkraftwerk

Auch die Europäische Weltraumorganisation ESA beschäftigt sich systematisch mit dem Konzept. Unter dem Namen SOLARIS wurden technische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Voraussetzungen für eine mögliche europäische Nutzung von Weltraumsolarenergie untersucht.

Dabei geht es nicht nur um Solarzellen. Ein funktionierendes System müsste riesige und zugleich extrem leichte Strukturen im All aufbauen, Energie effizient in Mikrowellen umwandeln, den Strahl präzise auf eine Empfangsanlage richten und über Jahrzehnte zuverlässig funktionieren. Montage, Wartung und möglicherweise Reparaturen müssten weitgehend automatisiert oder mit Robotern durchgeführt werden.

ESA verweist darauf, dass für das Grundprinzip keine neue Physik entdeckt werden muss. Viele der erforderlichen Einzeltechnologien existieren bereits. Allerdings müssten sie in Größenordnungen betrieben werden, die weit über bisherige Raumfahrtsysteme hinausgehen. Besonders leistungsfähige Photovoltaik, leichte Materialien, automatisierte Montage im Orbit, Hochleistungselektronik und präzise Phased-Array-Antennen gehören deshalb zu den zentralen Forschungsfeldern.

Großbritannien prüft kleinere Systeme als möglichen Einstieg

Während frühere Konzepte häufig sofort Kraftwerke mit Leistungen im Gigawattbereich vorsahen, untersucht Großbritannien inzwischen auch einen vorsichtigeren Weg. Eine 2025 erstellte und im Februar 2026 veröffentlichte Machbarkeitsstudie beschäftigt sich ausdrücklich mit kleineren Space-Based-Solar-Power-Systemen.

Der Gedanke dahinter: Ein kleines kommerzielles System könnte früher realisiert werden und müsste nicht sofort die enormen finanziellen und technischen Risiken eines gigantischen Weltraumkraftwerks tragen. Solche Anlagen könnten zunächst spezielle Märkte bedienen, bevor irgendwann eine Versorgung großer Stromnetze denkbar wäre.

Die britische Regierung hatte zuvor bereits Forschungsprogramme zur drahtlosen Energieübertragung, zu besonders leichten Solarzellen und zu vollständigen Missionsarchitekturen finanziert. Damit gehört Großbritannien zu den Ländern, die Weltraumsolarenergie nicht mehr ausschließlich als langfristige Vision behandeln, sondern konkrete Entwicklungsschritte untersuchen.

Welche Rolle spielt SpaceX?

SpaceX arbeitet inzwischen ebenfalls mit Solarenergie in bislang ungewöhnlichen Größenordnungen im Weltraum. Das Unternehmen verfolgt jedoch einen anderen Ansatz als klassische Space-Based-Solar-Power-Projekte.

Unter dem Namen STARMIND beschreibt SpaceX 2026 ein Konzept für große Satelliten mit leistungsfähigen Solaranlagen und Rechenzentren im Orbit. Die elektrische Energie soll dabei unmittelbar im Weltraum genutzt werden, um KI-Hardware zu betreiben. Nicht der Strom, sondern die erzeugten Daten würden anschließend über Laser- und Satellitenverbindungen zur Erde übertragen. SpaceX argumentiert dabei ausdrücklich mit der nahezu kontinuierlichen Verfügbarkeit von Sonnenenergie im Orbit.

Damit verfolgt SpaceX derzeit kein klassisches Modell eines Solarkraftwerks, das elektrische Energie per Mikrowellen in das irdische Stromnetz einspeist. Trotzdem könnte die Entwicklung für Weltraumsolarenergie erheblich sein. Große Solarsatelliten benötigen vor allem günstige Transporte, leistungsfähige Solaranlagen, automatisierte Satellitenproduktion und möglicherweise Montage großer Strukturen im Orbit. Genau in diesen Bereichen könnten Starship und eine industrielle Fertigung großer Satelliten die Voraussetzungen verändern.

Die Rolle von SpaceX könnte deshalb zunächst weniger darin bestehen, Strom zur Erde zu liefern, sondern einige der Technologien und Transportmöglichkeiten zu entwickeln, die zukünftige Weltraumkraftwerke überhaupt wirtschaftlich denkbar machen.

Das größte Problem ist die enorme Größe

Ein Stromnetz versorgt Millionen Haushalte, Industrieanlagen, Bahnen und Rechenzentren. Soll ein Satellit einen spürbaren Teil dieser Leistung übernehmen, reichen gewöhnliche Satellitendimensionen nicht aus.

ESA weist darauf hin, dass Kraftwerke mit der Leistung eines großen konventionellen Kraftwerks Strukturen von mehreren Kilometern Größe benötigen könnten. Solche Anlagen könnten kaum vollständig montiert mit einer einzelnen Rakete gestartet werden. Einzelne Module müssten in den Orbit transportiert und dort zu wesentlich größeren Strukturen zusammengesetzt werden.

Damit wird Space-Based Solar Power zu einem Infrastrukturprojekt im Weltraum. Es bräuchte regelmäßige Schwerlaststarts, industrielle Fertigung, Robotik, Wartungsmöglichkeiten und wahrscheinlich eine weitgehend automatisierte Logistik außerhalb der Erde.

Genau an diesem Punkt entscheiden die zukünftigen Startkosten mit darüber, ob aus der technisch möglichen Idee irgendwann eine wirtschaftliche Energiequelle werden kann.

NASA sieht vor allem ein Kostenproblem

Eine umfangreiche NASA-Untersuchung aus dem Jahr 2024 zeigt, wie weit der Weg noch sein könnte. Für die Studie wurden zwei Konzepte für Weltraumsolarkraftwerke mit jeweils zwei Gigawatt Leistung betrachtet, die hypothetisch ab 2050 betrieben würden.

Das Ergebnis fiel deutlich nüchterner aus als viele Zukunftsvisionen. Unter den angenommenen technischen und wirtschaftlichen Bedingungen wäre der erzeugte Strom wesentlich teurer als Energie aus terrestrischen erneuerbaren Quellen. Je nach untersuchtem Konzept errechnete die NASA Lebenszykluskosten pro erzeugter Energieeinheit, die etwa zwölf- bis achtzigmal höher liegen könnten.

Das bedeutet allerdings nicht, dass Weltraumsolarenergie grundsätzlich unwirtschaftlich bleiben muss. Die NASA betont selbst, dass sich das Ergebnis verändern würde, wenn Transport, Fertigung und Betrieb im Weltraum erheblich günstiger werden. Genau diese Entwicklungen lassen sich über einen Zeitraum bis 2050 nur schwer vorhersagen. Die Studie macht damit vor allem deutlich, wie groß die notwendigen Fortschritte sein müssten.

Ist die Energieübertragung zur Erde gefährlich?

Die Vorstellung eines starken Mikrowellenstrahls aus dem Weltraum klingt zunächst problematisch. Die bisherigen Konzepte sehen jedoch keine gebündelte Hochleistungsstrahlung wie bei einer Waffe vor. Stattdessen soll die Energie über große Empfangsflächen verteilt werden, wodurch die Leistungsdichte vergleichsweise niedrig gehalten werden kann.

Trotzdem gehören Sicherheit und Umweltverträglichkeit zu den Fragen, die vor einem kommerziellen Betrieb umfassend untersucht werden müssten. Dazu zählen mögliche Auswirkungen auf Menschen und Tiere ebenso wie Wechselwirkungen mit Flugverkehr, Satelliten, Funkdiensten und anderen technischen Systemen. ESA zählt entsprechende Untersuchungen ausdrücklich zu den notwendigen Entwicklungsschritten.

Auch die ökologische Bilanz endet nicht bei der eigentlichen Stromproduktion. Der Bau eines Weltraumkraftwerks würde zahlreiche Raketenstarts erfordern. Produktion, Transporte, Startemissionen, Ersatzteile und schließlich die Entsorgung alter Komponenten müssten deshalb in eine vollständige Umweltbilanz einbezogen werden. Die NASA kommt bislang zu dem Ergebnis, dass die Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus grundsätzlich mit terrestrischen erneuerbaren Energien vergleichbar sein könnten, weist aber zugleich auf erhebliche Unsicherheiten hin.

Wann könnte der erste Strom aus dem Weltraum kommen?

Ein belastbarer Termin für ein großes kommerzielles Weltraumsolarkraftwerk existiert nicht. Die verschiedenen Programme befinden sich noch in Forschungs-, Demonstrations- oder Machbarkeitsphasen. Einzelne Technologien funktionieren bereits, doch zwischen einem Experiment und einem Kraftwerk liegen mehrere Größenordnungen.

Die Entwicklungen der vergangenen Jahre zeigen dennoch eine Veränderung. Space-Based Solar Power wird inzwischen von Raumfahrtagenturen, Regierungen, Universitäten und Unternehmen mit konkreten Studien und Experimenten verfolgt. Großbritannien untersucht kleinere Systeme als möglichen Einstieg in den 2030er-Jahren, während Untersuchungen zu großen Kraftwerken häufig mit einem möglichen Einsatzzeitraum um 2050 rechnen. Ob diese Zeitpläne erreichbar sind, ist offen.

Entscheidend dürfte weniger eine einzelne Erfindung sein als die Entwicklung der Raumfahrt insgesamt. Sinkende Startkosten, wiederverwendbare Schwerlastraketen, automatisierte Fertigung, Robotik und industrielle Produktion im Orbit könnten die Rechnung grundlegend verändern. Ohne diese Fortschritte bleiben kilometerlange Solarsatelliten kaum wirtschaftlich.

Die Energieversorgung der Erde wird deshalb in absehbarer Zeit nicht in den Weltraum verlagert. Windkraft, Photovoltaik, Speicher, Stromnetze und andere terrestrische Energiequellen bleiben wesentlich näher an einer großflächigen Nutzung. Doch erstmals werden einige der Technologien erprobt, die aus der alten Idee eines Kraftwerks im Orbit tatsächlich ein technisches System machen könnten.

Ob eines Tages ein Teil des Stroms, der nachts Häuser, Fabriken oder Städte versorgt, zuvor als Sonnenlicht auf einen Satelliten in Zehntausenden Kilometern Höhe gefallen ist, entscheidet sich damit nicht mehr an der Frage, ob die grundlegende Physik funktioniert. Entscheidend ist, ob es gelingt, daraus ein bezahlbares Kraftwerk zu bauen.

Quellen
▪︎ NASA Office of Technology, Policy, and Strategy – Space-Based Solar Power Study
▪︎ NASA Technical Reports Server – Space Based Solar Power
▪︎ European Space Agency – SOLARIS Initiative
▪︎ European Space Agency – Wireless Power from Space
▪︎ UK Department for Energy Security and Net Zero – Space Based Solar Power Studies
▪︎ California Institute of Technology – Space Solar Power Project und SSPD-1
▪︎ SpaceX – STARMIND und Unternehmensinformationen 2026