Schnelle und sichere Datenübertragung per Laser
Wenn Alphasat Anfang 2013 zum geostationären Orbit startet, hat er ein Laser-Kommunikationsterminal an Bord.
Als wichtigen Meilenstein für die Inbetriebnahme der europäischen „Datenautobahn“ im All ist haben der DLR-Vorstandsvorsitzende Prof. Johann-Dietrich Wörner, der Vorsitzende der Geschäftsführung der Astrium GmbH, Evert Dudok, und Gerhard Bethscheider, Geschäftsführer der SES ASTRA TechCom S.A. im Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum beim DLR in Oberpfaffenhofen Verträge für das neuartige europäische Datenrelais-Systems EDRS unterzeichnet. Damit steigt Europas Unabhängigkeit in der weltraumgestützten Satellitenkommunikation. Die Verträge haben eine Laufzeit bis 2030.
Abb.: Basis des geplanten European Data Relay Systems (EDRS) sind zwei geostationäre „Verteiler“-Satelliten, die aufgrund ihrer festen Position im Weltraum die hochratigen Kommunikationsdaten von niedriger fliegenden Erdbeobachtungssatelliten aufnehmen und ohne zeitliche Verzögerungen zur Erde weiterleiten. (Bild: ESA, P. Carril)
Die Übertragung der gigantisch steigenden Datenmengen zwischen Satelliten und der Erde stellt an die Ingenieure immer neue Herausforderungen. Bisher gelang es ihnen, durch höhere Funkfrequenzen und den Einsatz neuer Elektroniksysteme die Geschwindigkeit der Datenübertragung kontinuierlich zu steigern. Dem sind jedoch physikalische Grenzen gesetzt. Ein Ausweg besteht in der Verwendung von Laserlicht.
Abb.: Alphasat in der Montagehalle (Bild: ESA)
Seit mehreren Jahren werden deshalb Laser-Übertragungssysteme auf Satelliten getestet. Führend daran beteiligt ist die in Backnang ansässige Firma Tesat-Spacecom. Sie hat in Zusammenarbeit mit dem DLR und der Schweizer Firma RUAG das bereits erfolgreich im All erprobte Laser Communication Terminal LCT entwickelt. Zurzeit erhält Alphasat-I-XL, der bisher größte Telekommunikationssatellite Europas, ein derartiges Gerät.
Laserlicht hat den Vorteil, dass die Frequenz wesentlich höher als bei Funkwellen ist. Dementsprechend können mehr Informationen in der gleichen Zeit übertragen werden. Gleichzeitig bietet das Vakuum im Weltraum optimale Ausbreitungsbedingungen für Laserlicht, es eignet sich deshalb besonders für die Verbindung zwischen zwei Satelliten (Intersatellite Link – ISL).
Ein weiterer Vorteil besteht in der scharfen Bündelung des Laserstrahls. Er hat bei der Fokussierung durch ein Teleskop mit 13 Zentimetern Durchmesser in 42.000 Kilometer Entfernung lediglich einen Durchmesser von wenigen hundert Metern. Die ausgestrahlten Informationen kommen so nur im nahen Umfeld des Empfängers an. Abhörmöglichkeiten sind damit stark eingeschränkt. Die Daten „rasen“ also über die Datenautobahn nicht nur schneller, sondern auch sicherer. Außerdem ist ein geringerer Energieaufwand nötig als bei Lösungen mit Funkwellen.
Abb.: Das LCT-Terminal von Tesat Spacecom (Bild: ESA)
Das LCT-Terminal auf Alphasat dient auch der Erprobung der Lasertechnologie für ein eigenes Relaisstationssystem der ESA, das European Data Relay Satellite System (EDRS). Es wird bis 2014 zusammen mit dem europäischen Unternehmen Astrium errichtet. Der erste geostationäre Satellit mit einer EDRS-Übertragungseinrichtung wird Eutelsat-9B sein und die beiden künftigen ESA-Erderkundungssatelliten Sentinel-1a und -2a als erste das System nutzen.
ESA / DLR / OD
