DARPA will Militärstützpunkte mit Laser versorgen

„Das ist das Internet für Energie.“

Oben abgebildet: US-Marineinfanteristen inspizieren ein taktisches unbemanntes Flugsystem RQ-7B Shadow. Die Shadow-Drohne ist in der Lage, Aufklärung und Überwachung sowie einen Laserbezeichner für die Luftunterstützung bereitzustellen. Pohakuloa-Trainingsgebiet, Hawaii, 2015.

Zukünftige Außenposten des US-Militärs werden möglicherweise nicht mehr auf Konvois angewiesen sein, die Dieselkraftstoff für die Stromversorgung liefern, sondern stattdessen auf ein System von Drohnen, die diesen drahtlos über den Himmel strahlen.

Die neue Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER)-Initiative der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) würde Laser verwenden, um Elektrizität über Militärschauplätze zu strahlen und so Leben zu retten, indem die Anzahl der Militärkonvois reduziert würde, die erforderlich sind, um vorgelagerte Stützpunkte am Laufen zu halten. Während das System wahrscheinlich auf die gleichen Probleme stoßen würde, die auch andere Laser betreffen, wäre es ein großer Vorteil für die Expeditionstruppen des Pentagons weltweit.

Das POWER-Programm wird das entwerfen und implementieren, was die Agentur als „optische Energierelais in der Luft“ bezeichnet. Ungeschraubte Drohnen werden in der Höhe herumlungern und mit Relais ausgestattet sein, die leistungsstarke Laserstrahlen weiterleiten können.

Das System würde so funktionieren: Ein Militärkraftwerk, möglicherweise sogar mit Atomkraft, würde Strom erzeugen und ihn dann in einen kohärenten Laserstrahl umwandeln. Der Strahl würde auf eine Weiterleitungsdrohne gerichtet sein, die ihn wiederum weiter unten auf der Linie zu einer anderen Drohne strahlen würde. Schließlich würde die letzte Drohne sie auf eine Militärbasis oder einen Außenposten richten, wo der Laser wieder in Elektrizität umgewandelt würde.

„Dies ist das Internet für Energie“, sagt Colonel Paul Calhoun, POWER-Programmmanager der DARPA, in der Ankündigung.

Im Jahr 2009 berichtete Wired, dass im Krieg der USA in Afghanistan durchschnittlich 22 Gallonen Dieselkraftstoff pro Soldat und Tag verbraucht wurden. Zusätzlich zum Marktpreis kostet der Treibstofftransport zum Schlachtfeld 45 US-Dollar pro Gallone. „Treibstoff“, berichtete Wired, „muss in die isolierten Stützpunkte Afghanistans getrieben werden. Das eröffnet US-Konvois die Möglichkeit für improvisierte Bombenangriffe. Was unweigerlich zum Tod von Truppen führt.“

Eine unkomplizierte Möglichkeit, einen militärischen Außenposten mit Strom zu versorgen, hätte mehrere Vorteile. Es würde die Menge an Treibstoff reduzieren, die per Lkw zu abgelegenen Stützpunkten transportiert werden muss, wodurch die Kosten für Transportgebühren und das Risiko für die Fahrer entfallen würden. Dadurch würde die Notwendigkeit von Generatoren zur Umwandlung von Dieselkraftstoff in Strom entfallen, wodurch die Wartung der Generatoren entfällt und, was die Lebensqualität beeinträchtigt, auch der ständige Geruch von Dieselabgasen entfällt.

Ein solches System würde zumindest vorerst nicht den Bedarf an Dieselkraftstoff vollständig eliminieren. Die meisten US-Militärfahrzeuge, darunter auch der Ersatz für den Humvee aus den 1980er-Jahren, das Joint Light Tactical Vehicle, würden immer noch echten Dieselkraftstoff benötigen. Künftige Fahrzeuge mit Hybridmotoren könnten mehr Strom und weniger Kraftstoff benötigen oder sogar ganz auf Kraftstoff verzichten.

Die laserbasierte Energieübertragung wäre jedoch mit einigen lasertypischen Problemen verbunden. Ein LKW, der 1.000 Gallonen Diesel umlädt, kommt mit 1.000 Gallonen Diesel am Zielort an. Laser hingegen verlieren mit zunehmender Entfernung an Kohärenz, sodass mit einem gewissen Energieverlust zu rechnen ist. Das Problem wird schlimmer, wenn der Laser Rauch, Staub oder Wasserpartikel durchdringt. Drohnenstaffeln müssten dem Wetter immer einen Schritt voraus sein und Wolken und schlechtes Wetter meiden. Sollte das Wetter oder andere Probleme die Übertragung vollständig unterbrechen, könnte ein Batteriespeicher vor Ort Strom liefern, bis die Übertragung unterbrochen wird.

DARPA glaubt, dass die größte Herausforderung im Umstellungsprozess liegt, von Elektrizität zu Laser und wieder zurück, wenn die Energie zwischen den Drohnen hin- und herspringt. „In einem Multi-Hop-Netzwerk führt die Umwandlung von einer sich ausbreitenden Welle zurück zu Elektrizität und zurück zur sich ausbreitenden Welle an jedem Knoten schnell zu inakzeptablen Verlusten. Jede einzelne dieser Umwandlungen ist relativ ineffizient, und ihre Vervielfachung über eine Kette hinweg ist unpraktisch“, heißt es in der Ankündigung erklärt.

Die Lösung, sagt Calhoun, „sind effiziente Power-Beaming-Relais, die optische Energieübertragungen umleiten und gleichzeitig die Strahlqualität an jedem Punkt auf dem Weg maximieren.“

Da Armeen auf Laser, leistungsstarke Mikrowellen und andere Waffen mit gezielter Energie umsteigen, wird die Versorgung der Einsatzkräfte mit Elektrizität wichtiger denn je. Im Erfolgsfall würde DARPA es dem US-Militär ermöglichen, mit Treibstoff beladene Lastwagen in Photonen umzuwandeln, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, und so den Energiebedarf einer Basis schneller und ohne Gefährdung der Truppen zu decken.

Kyle Mizokami ist Autor zu Verteidigungs- und Sicherheitsthemen und seit 2015 bei Popular Mechanics. Wenn es um Explosionen oder Projektile geht, ist er grundsätzlich dafür. Kyles Artikel erschienen bei The Daily Beast, den US Naval Institute News, The Diplomat, Foreign Policy, Combat Aircraft Monthly, VICE News und anderen. Er lebt in San Francisco.

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