Laserfunk vom Mond
Optische Datenkommunikation mit NASA-Sonde erfolgreich erprobt.
Wissenschaftler des DLR haben in Zusammenarbeit mit NASA, ESA und MIT untersucht, inwieweit sich Laserstrahlen zur Datenübermittlung von Forschungssatelliten im Weltraum eignen. Dazu wurde ein Laserstrahl vom Lunar Lasercomm Space Terminal LLST an Bord des seit Oktober 2013 um den Mond kreisenden Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer LADEE auf die Erde gerichtet. Optische Bodenstationen auf Teneriffa und in den USA haben das Signal aufgefangen und analysiert. Das Ergebnis: „Der Einfluss der Atmosphäre ist weniger stark als erwartet, die Qualität des Signals ist sehr gut“, so Dirk Giggenbach vom DLR-Institut für Navigation und Kommunikation. „Den größten Teil der Strecke legt der Laserstrahl ohne störende Atmosphäre zurück, aber die wenigen Kilometer Erdatmosphäre am Pfad-Ende verzerren und dämpfen das Signal erheblich.“ Diese Störungen untersuchen die Forscher mit Sensoren, um den Übertragungskanal zu charakterisieren. „Nur so können wir abschätzen, wie man die Laserübertragung verbessern kann und welche Verluste man bei der Übertragung der Daten hinnehmen muss.“
Abb.: Das LLST sendet ein Lasersignal zur Erde, das nach rund 400.000 Kilometern die Erdatmosphäre durchquert und dann von DLR-Wissenschaftlern analysiert wird. (Bild: NASA)
Mit diesem Projekt wurde erstmals ein optischer Link nach seinem langen Weg durch den Weltraum vermessen. Erfahrungen mit den erforderlichen Sensoren und Algorithmen für die Auswertung hatte das Team des Instituts für Navigation und Kommunikation bereits bei Testreihen mit der Übertragung eines Laserstrahls von einem Flugzeug und von verschiedenen niedrig fliegenden Satelliten gewonnen. Jetzt aber konnte die Technologie der optischen Kommunikation mit einer Mondsonde erstmals unter realen Weltraumbedingungen erprobt werden.
In Zukunft könnten beispielsweise Mond- oder planetare Missionen von der viel größeren Bandbreite der kurzwelligeren optischen Trägerfrequenzen profitieren und etwa Rover hochaufgelöste 3D-Aufnahmen in Echtzeit übermitteln. Ein Zahlenbeispiel: Die Blu-Ray-Version des Hollywoodfilms „Apollo 13“ (36,8 GB) ließe sich in gerade einmal 7,9 Minuten vom Mond zur Erde senden. Würde der Film konventionell über die S-Band-Verbindung der Sonde übertragen, müsste man auf der Erde beinahe 639 Stunden – und somit fast einen Monat – auf die Daten warten.
DLR / MD
