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StartseiteForschung aktuellFliegende Mobilfunkantennen02.06.2009

Fliegende Mobilfunkantennen

Schwebende Sender sollen überall Handyempfang ermöglichen

<strong>Technik. - Im Sommer 1999, vor ziemlich genau zehn Jahren knallten an der Universität Stuttgart die Sektkorken. Denn der mit 1,5 Millionen Mark dotierte Körber-Preis für die Europäische Wissenschaft ging damals an ein visionäres Team um einen Stuttgarter Luft- und Raumfahrtexperten für die Idee, Mobilfunksendemasten das Fliegen beizubringen.</strong>

Von Ralf Krauter

Ob und wann fliegende Sendetürme die Mobilfunkmasten ablösen, steht in den Sternen. (AP)
Ob und wann fliegende Sendetürme die Mobilfunkmasten ablösen, steht in den Sternen. (AP)

Schwebende Höhenplattformen für eine neue Ära der Telekommunikation – das war die visionäre Idee für die Professor Bernd-Helmut Kröplin vor zehn Jahren ausgezeichnet wurde. Und der Direktor des Instituts für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen der Universität Stuttgart glaubt bis heute daran.

"Also ganz einfach: Ja. Denn eigentlich hat sich an den grundlegenden Bedingungen nichts geändert. Im Gegenteil."

Die grundlegenden Bedingungen, das ist der wachsende Wald von Mobilfunksendemasten, die immer und überall Empfang garantieren sollen. Kilometerhoch schwebende Relaisstationen, so die Hoffnung, könnten helfen, ihn zu lichten.

"Das heißt, wir werden eine mobile Station haben, die über einem Ballungsgebiet schwebt und dieses Ballungsgebiet versorgt."

Weil sich die Funkwellen in großer Höhe schwebender Antennen ungestört in alle Richtungen ausbreiten, könnten sie jeweils hunderte Kilometer große Areale am Erdboden mit Handy-Verbindungen und Breitband-Internet versorgen. Doch um Antennen in die Stratosphäre zu hängen, braucht man fliegende Höhenplattformen, die robust und bezahlbar sind. Und die gibt es bis heute nicht. Die Herausforderungen seien einfach enorm, erklärt Kröplin.

"Diese Station, die muss relativ hoch fliegen, circa 20.000 Meter, das heißt, sie ist über dem Luftverkehr. Sie muss auf- und absteigen können in so circa zwei Stunden, um auch die Technologie anzupassen. Und sie muss unter Bedingungen fliegen, die ungewöhnlich sind – nämlich ungefähr ein Vierzehntel der Luftdichte, die am Boden ist."

Konventionelle Flugzeuge und Luftschiffe tun sich da schwer. Beide Ansätze wurden jahrelang erprobt, vor allem in den USA und Japan. Praxistaugliche Lösungen gibt es noch nicht. Leichtflugzeuge sind zu fragil, Luftschiffe zu schwer manövrierbar. Die Stuttgarter Forscher favorisieren deshalb ein modulares Luftschiffkonzept: Sie verbinden mehrere, mit Helium gefüllte Ballons, zu einer Gliederkette, genannt Airchain oder Skydragon.

"Diese Kette von Ballonen, die werden federnd, also elastisch aber mit Dämpfung miteinander verbunden. Und dann kann man die wie so eine Raupe, wie so eine Schlange fliegen, aufsteigen lassen, absteigen lassen. Die haben Antriebe, die aus Propellern bestehen mit entsprechenden Höhenmotoren. Und da gibt es also an jeder Ecke und an jedem Ende soviel Neues zu entwickeln, dass man sich aussuchen kann, was man denn tun will."

Mehr als 30 Prototypen ihrer Stratosphären-Luftschlange haben die Stuttgarter inzwischen gebaut und getestet. Der größte ist 70 Meter lang. Die komplexe Steuerung der wabbligen Gebilde haben die Forscher inzwischen weitgehend im Griff. Energieversorgung, Antrieb und die großen Temperaturschwankungen während des Höhenflugs bereiten weiter Kopfzerbrechen. Der Teufel steckt im Detail. Aber prinzipielle Hürden, versichert Helmut Kröplin, sehe er keine.

"Wir sehen keinen technischen Hinderungsgrund. Und wir haben also vor, dass wir im Laufe von 2009 mal in größere Höhe, 15.000 Meter gehen und 2010 dann auf 20 000 Meter. Eigentlich ist unser Konzept so reif, dass es abgesehen von ein paar kleineren Dingen, die wir noch tun müssen, funktioniert. Und das wäre natürlich obgleich es natürlich schon Jahre gedauert hat, ein großer Erfolg."

Wenn es dumm läuft, kommt den Stuttgartern ein anderer zuvor: Kamal Alavi, gebürtiger Iraner, Geschäftsmann und Raumfahrtingenieur. Mit seiner Schweizer Firma StratXX will Alavi spätestens 2011 90 Meter lange Stratosphärenluftschiffe in Serie fertigen. Bis zu einem Jahr soll die so genannte X-Station in der Luft bleiben. Ob sie tatsächlich so schnell marktreif wird, scheint allerdings fraglich. Es gab Rückschläge bei den Flugtests. Und der für Mitte April angekündigte erste Aufstieg eines Prototypen in 21 Kilometer Höhe steht immer noch aus.

Die PR-Maschine läuft trotzdem schon. Kamal Alavi wirbt, eine X-Station könne auf einen Schlag alle Schweizer Mobilfunkmasten ersetzen. Experten bezweifeln das. In einer Stellungnahme schreibt die Forschungsstiftung Mobilkommunikation der ETH Zürich 2006:

"Es ist wenig realistisch, anzunehmen, dass das terrestrische Mobilfunknetz der Schweiz in den nächsten Jahren durch einige wenige X-Stations ersetzt wird oder werden kann."

Selbst wenn es regional doch gelänge: Zu versprechen, der Elektrosmog in Städten würde dadurch weniger, sei unseriös, so das Verdikt der Kritiker.

"Es ist gut vorstellbar, dass Mobiltelefone unter ungünstigen Umständen deutlich stärker werden senden müssen als das beim heutigen terrestrischen Netz mit vielen, nahe gelegenen Basisstationen der Fall ist. Die pauschale Annahme, dass die Strahlenbelastung insgesamt zurück gehe, ist gewagt und wird sich kaum auf die telefonierenden Endkunden beziehen wollen."

Ob die tolle Idee von der fliegenden Mobilfunkantenne jemals abheben wird, bleibt deshalb bis auf Weiteres in der Schwebe.

Weblinks

http://www.koerber-stiftung.de/wissenschaft/koerber-preis/bisherige-preistraeger/1999.html

http://www.stratxx.com/

http://www.mobile-research.ethz.ch/var/X-Station.pdf

http://archiv.ethlife.ethz.ch/articles/tages/stratxxtest.html

http://www.nzz.ch/2006/10/15/ws/articleEK1SX.html

http://www.lockheedmartin.com/products/HighAltitudeAirship/index.html

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