Erstes 75-GHz-Signal aus der Umlaufbahn

Die W-Cube-Mission im niedrigen Erdorbit (LEO), die im Sommer 2021 auf Initiative der Europäischen Weltraumorganisation ESA gestartet wurde, ist erfolgreich zu Ende gegangen. Das Forscherteam konnte nachweisen, dass Hochfrequenzen im W-Band (75 GHz) und Q-Band (37,5 GHz) als Zubringerkanäle (Feeder Links) für Satelliteninternet in der Praxis funktionieren. Diese Frequenzen ermöglichen deutlich höhere Datenraten als heute genutzte Frequenzbereiche (z. B. Ka-/Ku-Band). Das ist entscheidend für die nächste Generation globaler Breitband-Satellitensysteme. Der erfolgreiche Test markiert damit einen technologischen Meilenstein für zukünftige Hochleistungsnetze im All.

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Flexible Satellitenkommunikation

Die Pionier­leistung in der Mission lag darin, die erfolg­reiche Über­tra­gung eines 75-GHz-Beacon mit dop­pel­ter zirku­larer Polari­sation aus dem Welt­raum und den Signal­empfang an der Boden­station in Graz am Dach von JOAN­NEUM RE­SEARCH DIGI­TAL zu ermög­lichen. Die For­schen­den konn­ten so umfang­reiche statis­tische Aus­wer­tungen in den vier Projekt­jahren durch­führen. Eine wei­tere Mess­boden­station wurde bei VTT in Espoo, Finn­land, in Betrieb genom­men und die ESA ESTEC (Noord­wijk, NL) führten kurz­fris­tige Mes­sungen durch. Die Ergeb­nisse unter­stützen die Konstruk­tion, den Bau und den Betrieb von Satel­liten­systemen in diesen Frequenz­bereichen.

Der nächste Schritt wird darin bestehen, diese Techno­logie auf die geo­statio­näre Erd­umlauf­bahn (GEO) auszu­weiten. Die Messung eines W-Band-Beacons aus der GEO wird eine kontinu­ierliche Beob­achtung rund um die Uhr ermög­lichen und den Weg für die Ent­wick­lung robuster Satelliten-Breit­band­systeme mit hoher Kapazität ebnen.

JOANNEUM-RESEARCH-Projektleiter Michael Schmidt hob die gemeinsame Leistung hinter diesem Erfolg hervor: „Dieses Projekt hat in der Entwicklung neuer Hoch­frequenz-Kompo­nenten, des Satel­liten und der Boden­station neue Maßstäbe gesetzt. Für das Team war es eine auf­regende Erfah­rung, welt­weit zum ersten Mal Signale im W-Band zu empfangen und zu analy­sieren.“

Die ESA-Mission wurde von einem Konsortium führender europä­ischer Institu­tionen und Unter­nehmen durchgeführt: VTT – Entwicklung der Nutzlast, Kuva Space – Satel­liten­bus und Satel­liten­betrieb, Fraun­hofer IAF – Q- und W-Band-Front-End-Module,   Univer­sität Stutt­gart – Link-Budget und Kanal­analyse, Luis Cupido Techno­logies (LCT) – Boden­stationen (Antenne, Tracking und Abwärts­wandler), JOAN­NEUM RE­SEARCH DIGI­TAL – Projekt­manage­ment, Beacon-Empfänger und Daten­verar­beitung. [JOANNEUM R / Fh.-IAF / dre]