Sternstunde: ESA will Daten sicherer durchs All transportieren

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kolumneSternstunde: ESA will Daten sicherer durchs All transportieren

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Alphasat nach einem Test. Noch in diesem Jahr soll der Satelit in die Erdumlaufbahn befördert werden

Kolumne von Meike Lorenzen

Europas größter Kommunikationssatellit "Alphasat" wird voraussichtlich im September in Dienst genommen. Die neue Technik könnte den Mobilfunk abhörsicherer machen.

Es ist eines der ganz großen Vorzeige-Projekte der europäischen Raumfahrt. Nicht weniger als den größten Telekommunikationssatelliten, der je gebaut wurde, entsteht gerade unter dem Dach der ESA. Mit dem Satelliten soll die Datenübertragung auf der der Erde verbessert werden – von Mobilfunk, über Internet bis zu hochauflösendem Fernsehen.

Weil diese Datenmenge in den vergangenen Jahren rapide zugenommen haben und auch noch weiter wachsen werden, muss die Wissenschaft sich etwas einfallen lassen. Denn die bisherige Technik, die die Daten aus dem All in die terrestrischen Netze auf der Erde bringt, stößt an ihre Grenzen. Den Ingenieuren der ESA und ihrer Partner ist das Dilemma schon länger bekannt. Bisher behalfen sich die Experten vor allem damit, die Funkfrequenzen kontinuierlich zu steigern, um mehr Informationen bereitstellen zu können. Doch diesem Prozedere sind Grenzen gesetzt. Unendlich viele Frequenzen gibt es nicht. Irgendwann werden alle belegt sein.

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Kommunikation via Laser

Einen Ausweg sucht die Raumfahrt in den Möglichkeiten mit Laserlicht. Es hat den Vorteil, dass die Schwingungszahl pro Lichtwelle pro Zeiteinheit (also die Frequenz) deutlich höher ist als bei normalen Funkwellen. So können in der gleichen Zeit deutlich mehr Informationen durch das All transportiert werden. Dabei erreicht der Datenstrom eine Geschwindigkeit von 1,8 Gbit pro Sekunde. Gerade in den Weiten des Weltraums breiten sich das Laserlicht ideal aus. Daher funktioniert es für die Kommunikation zwischen zwei Satelliten besonders gut.

Des Weiteren lässt sich so ein Laserstrahl besonders effektiv bündeln. Konkret: Wenn der Strahl durch ein Teleskop mit 13 Zentimetern Durchmesser fokussiert wird, und dieses Teleskop 42.000 Kilometer weit entfernt liegt, dann hat der Strahl am Ende nur einen Durchmesser von wenigen hundert Metern. Auf die Entfernung gesehen ist das, den Experten zufolge, erstaunlich wenig. So kann sicher gestellt werden, dass die ausgestrahlten Informationen auch nur in der Nähe des Empfängers wieder ankommen. Dadurch sind Abhörmöglichkeiten nur sehr eingeschränkt möglich. Laserlicht macht die Daten also nicht nur schneller, sondern auch sicherer, ist man seitens der ESA überzeugt. Außerdem sei weit weniger Energie nötig als bei Datenübertragungen mit Funkwellen.

Erste Tests waren erfolgreich

Kein Wunder also, dass die Wissenschaftler bereits seit einigen Jahren sogenannte Laser-Übertragungssysteme auf bereits bestehenden Satelliten testen. Führend an den Tests beteiligt ist unter anderem die in Backnang (Baden-Württemberg) ansässigen Firma Tesat-Spacecom. In Kooperation mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt und der Schweizer Firma RUAG hat das Unternehmen ein Laser-Kommunikations-Terminal entwickelt, das die ersten Test im All erfolgreich bestanden hat. Eben so eine Anlage soll nun auf dem bisher größten Europäischen Telekommunikationssatelliten Alphasat I-XL montiert werden.

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Die Arbeiten laufen derzeit auf Hochtouren. Alphasat I-XL wird, sofern alles läuft wie geplant, am 25. Juli 2013 mit einer Ariane-5ECA-Rakete auf seine Orbitalposition 25 Grad Ost über dem Äquator positioniert. Insgesamt wiegt der Satellit 6650 Kilogramm. Sobald die entfaltbare Antenne mit einem Durchmesser von gerade einmal elf Metern dann aufgerichtet ist und die Solarzellen mit einer Spannweite von 40 Metern ausgefahren sind, kann es losgehen.

Insgesamt soll das kommerzielle Projekt in ganz Europa, Asien und Afrika sowie dem nahen Osten für eine Kapazitätssteigerung der Telekommunikationsdienste sorgen. Alphasat könnte etwa 15 Jahre lang seinen Dienst tun, ehe der Satellit zu Weltraumschrott verkommt.

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