Laserkommunikation ermöglicht schnellere Datenübertragung als je zuvor

Dieser entscheidende Schritt verdeutlicht das Potenzial der neuen europäischen Weltraum-Datenautobahn, große Datenmengen innerhalb kürzester Zeit zu übertragen und Informationen aus Erdbeobachtungsmissionen noch schneller zur Verfügung zu stellen.  

Der zeitnahe Zugang zu Bilddaten von Missionen wie Sentinel-1 ist für eine Vielzahl von Anwendungen unverzichtbar, zum Beispiel in der Seeverkehrssicherheit und der Früherkennung von Naturkatastrophen.

Sentinel-1A fliegt in etwa 700 Kilometern Höhe von Pol zu Pol durch den Orbit und übermittelt regelmäßig Daten an die Erde, allerdings nur dann, wenn er sich über seinen Bodenstationen in Norwegen, Italien und Spanien befindet. Satelliten in der geostationären Umlaufbahn, 36.000 Kilometer über der Erde, befinden sich hingegen in konstantem „Blickkontakt“ zu ihren Bodenstationen und können ihre Daten daher ununterbrochen an die Erde senden.

Große Informationsmengen werden nahezu kontinuierlich auf die Erde übertragen

Folglich können durch die Verbindung zwischen zwei unterschiedlichen Satelliten größere Informationsmengen nahezu kontinuierlich an die Erde übertragen werden. Um diese Verbindung herzustellen, greifen Ingenieure auf die Laserkommunikation zurück.

In Zusammenarbeit mit Tesat hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ein optisches Kommunikationsterminal- und Downlink-System entwickelt, das sich derzeit an Bord des geostationären Satelliten Alphasat befindet, Europas größtem Telekommunikationssatelliten.

Das Gegenstück dieses neuartigen Instruments ist Teil der Nutzlast von Sentinel-1A.

In den vergangenen Wochen arbeitete das Missionsteam von Sentinel-1A im Europäischen Raumflugkontrollzentrum der ESA (ESOC) in Darmstadt sowie das Erdbeobachtungszentrum der ESA (ESRIN) in Italien mit Hochdruck an den Vorbereitungen für die Laserkommunikationstests.

Dies erfordert ein hohes Maß an Koordination zwischen den verschiedenen Teams. Später, im Routinebetrieb, wird dies alles automatisch ablaufen. Die oben gezeigte Aufnahme von Berlin ist das erste Bild, das mittels dieser hochmodernen Technologie übermittelt wurde.

„Die erfolgreiche Demonstration von Datenübertragungen mittels Lasertechnologie im Weltraum ist der exzellenten Zusammenarbeit von ESA, Inmarsat, Tesat und DLR zu verdanken“, sagte ESA-Missionsleiter Paolo Ferri.

„Besonders stolz macht mich der wichtige Beitrag, den die Missionsteams im ESOC und in ESRIN für den Erfolg dieser Operation geleistet haben. Die Ergebnisse werden nicht nur zur maßgeblichen Verbesserung der Datenverfügbarkeit aus Erdbeobachtungsmissionen beitragen, sondern auch zukünftige Vorteile mit sich bringen, von denen alle Bürgerinnen und Bürger profitieren.“

Die Verfügbarkeit von Umweltbeobachtungsdiensten wird verbessert

Heute kamen im ESOC die Vorstände verschiedener Agenturen zusammen, um zu verfolgen, wie das Missionsteam die Laserverbindung zwischen den beiden Satelliten herstellt. Es konnten Radardaten über Asien erfasst und nahezu in Echtzeit per Downlink an die Erde übertragen werden.

Magali Vaissière, ESA-Direktorin für Telekommunikation und Integrierte Anwendungen, sagte: „Heute wurden weltraumbasierte Systeme zu einem wichtigen Aspekt bei der globalen Herausforderung mit großen Datenmengen. Man kann sich den heutigen Link vorstellen als Lichtleitfaser am Himmel, die die Sentinel-Satelliten mit ihrer Heimat Europa verbindet – und zwar unabhängig davon, wo sie sich befinden. Die Datenübertragung erfolgt mit 1.8 Gbit/s und könnte in der Zukunft auch mit bis zu 7.2 Gbit/s stattfinden. Noch nie reisten solche Datenmengen durchs All.“

Die Bilder werden für die Öffentlichkeit auf der Sentinel Data Website zur Verfügung stehen.

Philippe Goudy, Leiter des ESA-Departments für Erdbeobachtungsprojekte, sagte: „Dieser Link zwischen den beiden Satelliten stellt einen wichtigen Meilenstein dar, um künftig sicherzustellen, dass die Copernicus-Umweltdienste nicht nur mit großen und akkuraten Datenvolumen versorgt werden, sondern dass sie auch so schnell wie möglich mit diesen Daten versorgt werden. Indem die Verfügbarkeit von Copernicus-Informationen und –Diensten verbessert wird, wird EDRS dabei helfen, das ökonomische Potenzial von Copernicus freizusetzen und die Wirtschaft anzukurbeln.“

Die heutigen Ereignisse haben gezeigt, dass der Vorläufer des EDRS (European Data Relay System) den Weg für eine vollkommen neue Form der Datenübertragung geebnet hat.

Gerd Gruppe, DLR-Vorstandsmitglied und Verantwortlicher für das Raumfahrtmanagement, fügte hinzu: „Diese Technologie wird vom DLR seit über 20 Jahren gefördert. Heutzutage erlaubt Laserkommunikation eine Übertragung von 2,7 Millionen vollgeschriebenen Seiten in der Minute. Daher müssen wir diese Technologie als Kommunikationsstandard etablieren. Laserkommunikation im Weltraum ist die Zukunft!“

Das erste EDRS-Element wird auf dem EUTELSAT-9B-Satelliten zum Einsatz kommen, dessen Start für 2015 geplant ist. Bis dahin wird Sentinel-1A ab sofort in der Lage sein, sich über das Vorläuferinstrument an Bord von Alphasat zu verbinden. Im Frühling 2015 wird Sentinel-2A seinen Flug ins Weltall mit derselben optischen Kommunikationsnutzlast antreten.

Beide Sentinel-Satelliten wurden mit dem Ziel entwickelt, wichtige Informationen für Europas Erdbeobachtungsprogramm Copernicus zu liefern.

Bilder der EDRS-Demonstrationsveranstaltung im ESOC finden Sie hier:

https://www.flickr.com/photos/esa_events/sets/72157649095796849/