Weltrekord bei Datenübertragung aus dem All aufgestellt

Ein Minisatellit mit der Kommunikations-Nutzlast TBIRD an Bord, der die Erde in einer Höhe von fast 500 Kilometern umkreist, schickt Daten mit einer Rate von bis zu 200 Gigabit pro Sekunde zur Basisstation auf der Erde. Das ist 200 Mal schneller als die besten innerstädtischen Internetverbindungen zu bieten haben, und 1.000 Mal mehr als bisherige Satelliten-Übertragungsraten. Entwickelt hat den Sender TBIRD das Lincoln Laboratory am Massachusetts Institute of Technology. Die US-Weltraumbehörde NASA schickte ihn ins All.

Ersatz für Radiofrequenzen

“Wir haben eine höhere Übertragungsrate als je zuvor in einem kleineren Gehäuse erreicht”, sagt Jade Wang, Programm-Managerin des Labors für die TBIRD-Nutzlast. Das gelingt per Laserkommunikation. Die Daten werden vom Laserstrahl praktisch huckepack transportiert. Seit Beginn der Raumfahrt in den 1950er-Jahren sind Missionen auf Radiofrequenzen angewiesen, um Daten in den und aus dem Weltraum zu senden. Im Vergleich zu Radiowellen hat das in der Laserkommunikation verwendete Infrarotlicht eine viel höhere Frequenz, wodurch sich mehr Daten in jede Übertragung packen lassen.

Wissenschaftliche Instrumente im Weltraum generieren heute routinemäßig mehr Daten, als über typische Weltraum-Boden-Kommunikationsverbindungen zur Erde zurückgebracht werden können. Mit kleinen, kostengünstigen Weltraum- und Boden-Terminals ermöglicht TBIRD Wissenschaftlern aus der ganzen Welt, die Vorteile der Laserkommunikation voll auszuschöpfen, um gigantische Datenmengen zur Erde zu schicken – ein Quantensprung. Die Kommunikationseinheit an Bord des kleinen Satelliten, der einschließlich Nutzlast gerade einmal elf Kilogramm wiegt, kann in nahezu alle Raumfahrzeuge integriert werden.

Drei wichtige Komponenten

Die Bodenstation, die die gigantische Datenfülle auffängt, befindet sich auf einem der beiden kalifornischen Table Mountains, auf denen fast immer klare Sicht ins Weltall möglich ist, optische Signale also problemlos durchkommen. Diese Bodenstation nutzt ein Ein-Meter-Teleskop und adaptive Optik zur Korrektur von Verzerrungen durch atmosphärische Turbulenzen.

Die TBIRD-Nutzlast integriert drei wichtige kommerzielle Standardkomponenten: ein optisches Hochgeschwindigkeitsmodem, ein leistungsfähiges Hochgeschwindigkeitsspeicherlaufwerk und einen optischen Signalverstärker. All diesen Hardware-Komponenten haben die Entwickler Schock-, Vibrations-, Wärme- und Strahlungstests ausgesetzt, um sicherzustellen, dass sie auch im extrem anspruchsvollen Weltraum zuverlässig funktionieren.

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