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Chinesisches Team schaltet ultrahohe Mikrowellenleistung ein: Papier

Ein Forschungsteam im Südwesten Chinas sagt, dass es ein leistungsstarkes Mikrowellengerät mit ultrahoher Leistung in einer Frequenz gebaut hat, die zunehmend von Unternehmen und Militär genutzt wird.

Die Forscher in Mianyang, Provinz Sichuan, sagten, das Gerät könne einen kurzen Impuls im Ka-Mikrowellenband erzeugen, der eine Leistung von 5 Megawatt erreicht, zwei Größenordnungen höher als andere öffentlich bekannte Ergebnisse.

Sie sagten, die Technologie werde nicht nur Anwendungen in der Satellitenkommunikation finden, sondern auch in Radar, Kernfusion und medizinischer Forschung. „Es besteht ein enormes Interesse an Hochleistungs-Mikrowellenquellen im Ka-Band“, sagte Li Shifeng, ein leitender Wissenschaftler des Forschungsprojekts mit der China Academy of Engineering Physics, in einem Artikel, der inländischen Peer-Review-Zeitschrift High Power Laser and veröffentlicht wurde Teilchenstrahlen am Mittwoch.

Das Ka-Band (K oben) ist ein hochfrequenter Abschnitt des Mikrowellenspektrums zwischen 26,5 und 40 Gigahertz.

Die Starlink-Satelliten von SpaceX verwenden beispielsweise einen Teil des Ka-Bands, um mit Bodenstationen zu kommunizieren.

Die US-Armee plant außerdem, ihre neuesten Kampfdrohnen bis 2027 für die Verwendung des Ka-Bands aufzurüsten.

Bei ausreichend hohen Leistungspegeln kann eine Mikrowellenstrahlungsquelle, die in oder Nähe des Frequenzbereichs arbeitet, die Kommunikation stören oder sogar einige empfindliche Hardware von Geräten beschädigen, die das Band verwenden.

Seit Jahren sind die leistungsstärksten Geräte im Ka-Band auf wenige Megawatt beschränkt.

Die Erhöhung der Leistung führte laut Li und Kollegen oft zu einem starken Rückgang der Effizienz und Stabilität.

Das Gerät des Sichuan-Teams feuert hochenergetische Elektronen durch eine Röhre und wandelt die Elektronen in Hochleistungsmikrowellen mit einer kegelförmigen Mündung um.

Das als relativistischer Klystronverstärker (RKA) bekannte Design wurde Ende der 1980er Jahre von US-Marineforschern vorgeschlagen.

Frühere Prototypen, diesem Design gebaut wurden, hatten im Ka-Band nur einige hundert Kilowatt Ausgangsleistung erreicht.

Lis Team sagte, sie hätten das Layout einiger kritischer Komponenten neu angeordnet, sodass jeder Ausrüstung verwendete physikalische Prozess unabhängig gemessen und feinabgestimmt werden könne.

Der neue Prototyp erzeugte im Experiment eine Leistung von 501 Megawatt.

Laut ihrem Papier deutete die Computermodellierung darauf hin, dass es noch Raum für Verbesserungen gibt.

Ein in Peking ansässiger Weltraumwissenschaftler, der Hochgeschwindigkeits-Kommunikationstechnologie für Satelliten entwickelt, sagte, das Gerät habe das Potenzial, eine Hochleistungs-Mikrowellenwaffe zu werden.

Die von der Maschine erzeugten Mikrowellen könnten 100 Millionen Mal stärker sein als die der meisten Kommunikationsgeräte. „Es ist überwältigend, nur darüber nachzudenken“, sagte der Forscher, der Bedingung der Anonymität sprach, weil er nicht befugt war, mit den Medien zu sprechen.

Ein Physiker, der in den Vereinigten Staaten Hochleistungs-Mikrowellentechnologie untersucht, sagte, der chinesische Prototyp werde Starlink-Satelliten vorerst wahrscheinlich nicht bedrohen. „Die Entfernung von einem bodengestützten System zu den Satelliten ist riesig, daher wäre dies nicht effektiv“, sagte der Forscher, der die Forschung von Lis Team verfolgt hatte, aber aufgrund der Empfindlichkeit der Technologie darum bat, nicht genannt zu werden.

Eine kürzlich von chinesischen Satelliteningenieuren durchgeführte Studie besagt, dass eine Bodenstation mehr als ein Gigawatt Leistung benötigen würde, um neue Satelliten, die durch neue Technologien geschützt sind, effektiv zu stören oder zu beschädigen.

China braucht Nasa, SpaceX-Hotline, um Weltraumkollisionen zu vermeiden, sagt der Gelehrte, SpaceX-Chef Elon Musk sagte Anfang dieses Monats, dass der Starlink-Dienst über der Ukraine mehrere Stunden am Stück blockiert sei.

Starlink schickte nach der russischen Invasion eine große Anzahl von Benutzerterminals in die Ukraine.

Diese Endgeräte kommunizierten mit dem Satelliten unter Verwendung einer niedrigeren Frequenz im Ku-Band.

Laut Musk wurde die Störung durch ein Software-Upgrade umgangen. „Bin gespannt, was als nächstes kommt“, sagte er in einem Tweet am 5. März.

SpaceX reagierte nicht sofort auf eine Bitte um Stellungnahme.

Chinesisches Team schaltet ultrahohe Mikrowellenleistung ein: Papier