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Kommunikation per Laserstrahl
Redaktion
/ Pressemitteilung des DLR
astronews.com
5. März 2014
Mithilfe der NASA-Mondsonde LADEE haben Experten erstmals
die Kommunikation per Laserstrahl aus einem Mondorbit zur Erde getestet. Das
neue Verfahren könnte eine Übertragung von Bildern und Messwerten von Raumsonden
mit bislang unerreichter Datenrate ermöglichen. Selbst umfangreiche Datenmengen
würden sich innerhalb weniger Minuten übermitteln lassen.
Die Mondsonde LADEE sendete
Lasersignale zur Erde.
Bild: NASA |
Rund 400.000 Kilometer hat das Signal zurückgelegt und die Erdatmosphäre
durchquert, wenn es von Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für Luft- und
Raumfahrt (DLR) analysiert wird. Das Ergebnis: "Der Einfluss der Atmosphäre ist
weniger stark als erwartet, die Qualität des Signals ist sehr gut", sagt Dr.
Dirk Giggenbach vom DLR-Institut für Navigation und Kommunikation. Gesendet
wurde das Signal vom Lunar Lasercomm Space Terminal (LLST) an Bord der
NASA-Sonde LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer), die
seit Oktober 2013 um den Mond kreist.
Damit haben die DLR-Experten erstmals einen optischen Link nach seinem langen
Weg durch den Weltraum vermessen. In Zukunft könnten beispielsweise Mond- oder
planetare Missionen von dieser Art der Datenübertragung profitieren und Rover
hochaufgelöste 3D-Aufnahmen in Echtzeit übermitteln.
Erfahrungen mit den erforderlichen Sensoren und Algorithmen für die
Auswertung hatte das Team des Instituts für Navigation und Kommunikation bereits
bei Testreihen mit der Übertragung eines Laserstrahls von einem Flugzeug und von
verschiedenen niedrigfliegenden Satelliten gewonnen. Jetzt aber konnte die
Technologie der optischen Kommunikation mit einer Mondsonde erstmals unter
realen Weltraumbedingungen erprobt werden. "Den größten Teil der Strecke legt
der Laserstrahl ohne störende Atmosphäre zurück, aber die wenigen Kilometer
Erdatmosphäre am Pfad-Ende verzerren und dämpfen das Signal erheblich."
Diese Störungen untersuchen die DLR-Forscher mit Sensoren und
charakterisieren den Übertragungskanal. "Nur so können wir abschätzen, wie man
die Laserübertragung verbessern kann und welche Verluste man bei der Übertragung
der Daten hinnehmen muss."
Die Daten des "Lunar Laser Communication Demonstration" (LLCD)-Experiments
wurden von drei optischen Bodenstationen - den amerikanischen Stationen White
Sands und Table Mountain sowie der Empfangsstation der europäischen
Weltraumorganisation ESA auf Teneriffa - empfangen. Das Experiment wird in einer
Kooperation aus NASA, Massachusetts Institute of Technology (MIT), ESA und DLR
betrieben.
Das Interesse an der neuen Technologie ist groß: Die bisher erfolgreich
erprobte und verwendete Technik, über Radio- und Mikrowellen zu kommunizieren,
erreicht ihre Grenzen. Die kurzwelligeren optischen Trägerfrequenzen hingegen
bieten höhere Datenraten. Die Blu-Ray-Version des Hollywoodfilms Apollo 13
beispielsweise würde mit seinen 36.800 MB gerade einmal 7,9 Minuten vom Mond zur
Erde benötigen. Würde der Film über die S-Band-Verbindung der Sonde übertragen,
müsste man auf der Erde beinahe 639 Stunden - und somit fast einen Monat - auf
die Daten warten.
"Zukünftige Missionen können erheblich vom Einsatz der optischen
Kommunikation profitieren, da mehr Daten in kürzerer Zeit zur Erde übertragen
werden können", betont DLR-Wissenschaftler Giggenbach.
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