Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das japanische National Institute of Information and Communications Technology (NICT) wollen bei der optischen Satelliten-Boden-Kommunikation zusammenarbeiten.
Ein Austausch von Wissen und Wissenschaftlern, gemeinsame Forschungsprojekte und Workshops – mit der Unterzeichnung einer Kooperationsvereinbarung am 16. April 2014 in Japan, einem Memorandum of Understanding, bekräftigen das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das japanische National Institute of Information and Communications Technology (NICT) ihre Zusammenarbeit in dem wichtigen Forschungsbereich der optischen Satelliten-Boden-Kommunikation. "Das NICT ist für uns kein unbekannter Partner, und wir freuen uns, dass die bestehende Kooperation in Zukunft noch stärker werden wird", betonte DLR-Vorstandsvorsitzender Prof. Johann-Dietrich Wörner.
Bereits 2006 und 2009 arbeiteten das Institut für Kommunikation und Navigation des DLR, das japanische NICT und die japanische Raumfahrtagentur JAXA im Projekt KIODO zusammen: Damals nutzten die beiden Institute die optische Strecke vom japanischen KIRARI-Satelliten zum Boden, um mit den so gewonnenen Messdaten die atmosphärischen Einflüsse auf die Datenübertragung zu messen und zu bewerten. In Zukunft soll diese Zusammenarbeit bei der Untersuchung der optischen Datenübertragung weiter ausgebaut werden.
Mit der amerikanischen Ladee-Mondsonde hat das DLR bereits Erfahrungen zur Laser-Datenübertragung gesammelt. Ein strategisches Büro für Kooperationen unterhält das DLR bereits in Japan.
Gemeinsame Datenübertragung zu den Bodenstationen
Beide Institute verfügen bereits über Infrastruktur und Kompetenzen in diesem Bereich. Das DLR betreibt sowohl eine stationäre als auch eine transportable optische Bodenstation für die Laser-Kommunikation mit Satelliten, das NICT hat eine optische Bodenstation in Tokio. Beide Institute arbeiten derzeit an Experimenten für Weltraummissionen: Das Institut für Kommunikation und Navigation entwickelt in Zusammenarbeit mit der Universität Stuttgart und dem DLR-Institut für optische Sensorsysteme OSIRIS (Optical Space Infrared Downlink System), ein experimentelles optisches Kommunikationssystem für Kleinsatelliten.
An Bord der Satelliten Flying Laptop (Universität Stuttgart) und BIROS (DLR) soll das System seine Weltraumtauglichkeit unter Beweis stellen. Die japanischen Kollegen arbeiten an SOTA (Small Optical Transponder), einem optischem Kommunikationsterminal, das ähnliche Ziele wie die DLR-Entwicklung verfolgt. Innerhalb des Memorandum of Understanding werden die beiden Partner beispielsweise mit ihren Bodenstationen jeweils die Daten des Partner-Experiments im All empfangen.
Datenraten der Laser-Kommunikation gegen Engpass
Aufgrund der hohen Datenraten, die optische Kommunikationssysteme erreichen können, werden diese in Zukunft immer mehr zur ersten Wahl bei der Kommunikation zwischen Satelliten, aber auch zwischen Satelliten und Bodenstationen, heißt es vom DLR-Institut für Kommunikation und Navigation. Kameras und Sensoren an Bord von Erdbeobachtungssatelliten werden immer leistungsfähiger. Gleichermaßen steigen die Anforderungen an die Kommunikationssysteme, um alle gewonnenen Daten zur Erde senden zu können.
Optische Datenübertragungssysteme können den hierbei entstehenden Kapazitätsengpass auflösen: Sie ermöglichen gegenüber traditionellen Funksystemen sehr hohe Datenraten, sind zudem leistungseffizient und unterliegen keinerlei Frequenzregulierung, stellen aber auch neue technische Herausforderungen dar, etwa bei intersatelliten-Kommunikation. Die Kooperation zwischen den beiden Forschungseinrichtungen soll die Erforschung und Umsetzung der Technologie für Satelliten-Boden-Kommunikation fördern.
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