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QUICK³ testet Quantenkommunikation im All
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der TU Berlin
astronews.com
25. Juni 2025
Der Kleinsatellit QUICK³ ist am Montag vom Raumfahrtzentrum
Vandenberg in Kalifornien erfolgreich in die Erdumlaufbahn gestartet. Die
Mission soll neue Technologien für eine abhörsichere Quantenkommunikation
erproben und ein quantenphysikalisches Experiment unter Weltraumbedingungen
durchführen. Beteiligt an dem Satellitenprojekt sind auch deutsche Institute.
Der Kleinsatellit QUICK³ dient als
Technologiedemonstrator für Komponenten eines
zukünftigen Quantensatellitensystems.
Foto: Lukas Wiese / TU Berlin [Großansicht] |
QUICK³ ist ein Kleinsatellit vom Typ 3U-CubeSat – etwa so groß wie ein
Schuhkarton und rund vier Kilogramm schwer. Er dient als Technologiedemonstrator
für Komponenten eines zukünftigen Quantensatellitensystems. An Bord befindet
sich eine Quantenlichtquelle, die einzelne Lichtteilchen (Photonen) auf Basis
eines zweidimensionalen Materials erzeugt. Diese Photonen sollen künftig dabei
helfen, Informationen sicher und abhörgeschützt zu übertragen. Im Gegensatz zu
klassischen Kommunikationssystemen ist bei der Quantenübertragung jeder
unbemerkte Zugriff auf die Daten physikalisch ausgeschlossen.
Die TU Berlin hat dafür gesorgt, dass die verschiedenen wissenschaftlichen
Geräte im Satelliten zusammenarbeiten und zuverlässig ins Gesamtsystem des
Satelliten eingebunden sind. Dafür entwickelte das Team eine spezielle
Elektronikbaugruppe, die die Experimente im All steuert, die Messdaten speichert
und sie später zur Erde sendet. Auch die mechanische Struktur, die die
empfindlichen Bauteile im Inneren des Satelliten fixiert, stammt aus der TU
Berlin. Die Ingenieure haben sie so konstruiert, dass sie den Belastungen beim
Raketenstart standhält.
"Eine der größten Aufgaben in diesem Projekt war es, die Schnittstellen
zwischen den wissenschaftlichen Partnern und dem Anbieter des Satellitenbusses
aufeinander abzustimmen. Das Fachgebiet Raumfahrttechnik der TU Berlin übernahm
dabei eine verbindende Funktion. Wir haben dafür gesorgt, dass das Gesamtsystem
zuverlässig funktioniert", sagt Systemingenieur Philipp Werner von der TU
Berlin. Julian Bartholomäus, Projektleiter an der TU Berlin, erklärt: "Unsere
langjährige Erfahrung im Bereich Raumfahrttechnik – wir haben als einzige
Universität weltweit bereits über 30 Satelliten in den Orbit gebracht – hat uns
geholfen, die Experimente im Orbit möglichst automatisiert umzusetzen. Wir haben
dafür viele bestehende Entwicklungen aus unserer TUBIN-Mission genutzt und
konnten so flexibel auf Änderungen im Projektverlauf reagieren."
Die Übertragung einzelner Photonen über große Distanzen ist über Glasfasern
nur eingeschränkt möglich. Im All hingegen dämpft die Atmosphäre das Licht kaum
– ein Vorteil für die Übertragung einzelner Photonen. QUICK³ prüft, ob die dafür
vorgesehenen Komponenten auch unter den Bedingungen im Orbit zuverlässig
arbeiten. Die Mission liefert damit wichtige Erkenntnisse für den Aufbau eines
künftigen globalen Quantenkommunikationsnetzes mit vielen Satelliten. Ein
weiteres Ziel der Mission ist ein grundlegendes physikalisches Ziel: Das Team
will testen, ob sich die sogenannte Born’sche Wahrscheinlichkeitsinterpretation
der Quantenmechanik auch in der Schwerelosigkeit bestätigt. Diese Frage konnte
bisher nicht unter Weltraumbedingungen untersucht werden.
Die Projektbeteiligten rechnen mit ersten wissenschaftlichen Ergebnissen bis
Ende 2025. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Projekt.
Die Leitung liegt bei Prof. Dr. Tobias Vogl von der Technischen Universität
München, der zusammen mit dem Team der Friedrich-Schiller-Universität Jena die
Quantenlichtquelle gebaut und mit einem optischen Chip vom CNR-IFN in Italien
integriert hat. Das Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik in Berlin
hat ein Lasersystem gebaut, um die Quantenlichtquelle anzuregen, welches mit
einer Elektronik der National University of Singapore gesteuert wird.
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