Datenautobahn per Laserlicht
Erdbeobachtung, Katastropheneinsätze, Luftfahrt. Das tägliche Leben benötigt immer mehr und immer schneller umfassende Informationen.
In Echtzeit. Das ist das moderne Schlagwort für eine Kommunikationsübertragung, die blitzschnell ist. Sie ist so schnell, als säßemanim selben Zimmer und spräche mit dem anderen. Je komplexer und größer aber die Datenmengen sind und je weiter dieWegewerden, desto schwieriger ist es, „in Echtzeit“zu übertragen. Überhaupt dann, wenn alles via Satellit geht.
Die Europäische Raumfahrtagentur ESA baut zu diesem Zweck ein laserbasiertes Europäisches Datenrelaissystem auf, genannt EDRS (European Data Relay System). Hinter diesem sperrigen Wort verbirgt sich ein riesiges erdnahes Kommunikationsnetz im All, das bald riesige Informationsmengen von Satelliten imAll blitzschnell zur Erde wird übertragen können.
Blitzschnell ist nur Laserlicht. Es ist das schnellste Transportmittel, das wir bis jetzt kennen.
EDRS nutzt daher in Deutschland entwickelte Übertragungseinrichtungen, die solche Laserstrahlen für die Kommunikation und die enorme Datenflut einsetzen. Laserlicht hat den Vorteil, dass die Frequenz, also die Schwingungszahl der Lichtwelle pro Zeiteinheit, wesentlich höher ist als bei Funkwellen. Dementsprechend können mehr Informationen in der gleichen Zeit übertragen werden.
Die Übertragung von Daten zwischen Satelliten und der Erde spielt seit Beginn des Raumfahrtzeitalters eine zentrale Rolle. Schließlich müssen im All gewonnene Messwerte zuverlässig zur Erde transportiert oder Kommandos an die Raumflugkörper in der Erdumlaufbahn gesendet werden. Dabei trifft im All das Gleiche zu wie auf der Erde: Die Datenmengen nehmen zu. Das gilt besonders für Erdbeobach-
Laserlicht ist das Mittel der modernen Technik der Kommunikationsbranche imAll. tungssatelliten, deren Sensoren heute Millionen Bildinformationen hoher Qualität liefern und die in unserem täglichen Leben eine immer größere Rolle spielen. Etwa für den Umweltschutz, für Katastrophenvorhersagen und Hilfseinsätze und vieles andere mehr.
Das Hauptproblem mit Übertragungen über dass All besteht darin, dass hochauflösende Aufnahmen nur aus niedrigen Umlaufbahnen (Low Earth Orbit – LEO) gewonnen werden können. Dadurch haben Satelliten im LEO einen bestimmten Teil der Erdoberfläche lediglich für fünf bis zehn Minuten in ihrem Blickfeld. Befindet sich dort eine Bodenstation für den Datenempfang, ist in dieser kurzen Zeit eine Verbindung zum Satelliten herstellbar. Die Daten müssen deshalb bis zur Übertragung an Bord zwischengespeichert und dann mit hoher Geschwindigkeit zur Erde gesendet werden. Die Kunden erhalten ihre Daten also erst, wenn wieder eine Bodenstation überflogen wird, oder es sind mehrere kostenintensive Stationen an verschiedenen Orten auf der Erde zu errichten.
Die Lösung sind eben solche geostationäre Relaisstationen, um die Daten in nahezu Echtzeit an einem Ort zur Verfügung stellen zu können. Die Zwischenstationen im All sind so positioniert, dass immer Kontakt zu einer Bodenstation besteht. Solche Stationen gibt es bereits. Es sind die geostationären Kommunikationssatelliten, die sich in 36.000 Kilometern Höhe über dem Erdäquator befinden und seit Jahren erfolgreich für dieAussendung von Radio- und TV-Programmen genutzt werden.
Wenn einige dieser Satelliten mit speziellen Empfangs- und Sendeeinrichtungen ausgerüstet werden, können sie als Relaisstationen zwischen den Satelliten im LEO und der Empfangsstation auf der Erde dienen.