Laserkommunikation

Die Fähigkeit, augenblicklichen Zugriff auf ihre Daten zu haben, ist für die Anwendungen von höchster Bedeutung aber es gibt wesentliche Fragen zu ihrer Verfügbarkeit. 

Erdbeobachtungssatelliten bewegen sich im niederen Orbit (LEO), wenn sie Daten sammeln und die Erde ungefähr alle 100 Minuten umrunden. Sie müssen jedoch warten, bis sie über ihren Bodenstationen sind, um die Daten die sie gesammelt haben zur Erde zu senden. Allgemein gilt, dass nur ungefähr 10 der 100 Minuten verbleiben, um Informationen an die Nutzer am Boden zu senden. Alle Daten, die in der Zwischenzeit gesammelt werden, müssen bis zur nächsten Sendemöglichkeit gespeichert werden.

Wie es für Telekommunikationssatelliten üblich ist, befinden sich die beiden EDRS Netzknoten im geostationären Orbit (GEO). EDRS-A steht bei 9°Ost und EDRS-C bei 31°Ost, beide genau über Europa.

EDRS löst das Problem der Sendeverzögerung durch eine Verbindung zu den LEO Satelliten, während sie in ihrem Orbit vorbeifliegen. EDRS sammelt die LEO Daten von seiner höheren Position aus im GEO und sendet sie zu den Europäischen Bodenstationen. So werden die Zeitverzögerungen vermieden, die entstehen, wenn der LEO Satellit auf Sichtkontakt zu seinen Bodenstationen wartet. Tatsächlich kann schon ein EDRS Netzknoten die Kontaktzeit eines Erdbeobachtungssatelliten zur Bodenstation vervierfachen.

EDRS sammelt die Daten über optische Laservebindungen. Optische Verbindungen stellen die Zukunft in der Satellitenkommunikation dar. Sie sind in der Lage, zuverlässiger und über grössere Entfernungen Verbindungen herzustellen und grössere Datenmengen zu übertragen, daher die Bezeichnung “Weltraum-Daten-Autobahn”. Dies ist eine natürliche Forderung, die aus der steigenden Abhängigkeit von Satellitendaten folgt.

Zusätzlich ergeben sich immer grössere Engpässe bei den herkömmlichen Satcom Radiofrequenzen, da die Nachfrage nach immer mehr Satellitendiensten steigt. Eine Verbindung ohne “Funk-Leitstrahl” via Laser bedeutet, den überfüllten niederen Orbit zu vermeiden, wodurch die Terminals leichter werden, weniger Leistung verbrauchen und höhere Genauigkeit und Sicherheit bieten als Funkverbindungen.

Das DLR – Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt – hat die Technologie der optischen Kommunikation seit vielen Jahren voran gebracht und EDRS ist jetzt ein grosser Durchbruch. Alles hängt von der beispiellosen Genauigkeit ab. Die Laser-Terminals brauchen ungefähr 55 Sekunden, um eine Verbindung zwischen GEO und LEO herzustellen. Für die Terminals bedeutet das, ein Ziel auszumachen und sich mit ihm in weniger als einer Minute zu verbinden, das 135 mm Durchmesser hat, 45.000 km entfernt ist und sich mit einer relativen Geschwindigkeit zur Erde von 8 km/s bewegt.