Durchbruch: Teneriffa empfängt Laserstrahl aus dem Weltall

Forscher haben eine neue Übertragungstechnik aus dem Weltraum erprobt. Von einer Mond-Sonde aus wurde ein Laser-Signal unter anderem zur Forschungsstation auf Teneriffa gesendet. Die Übertragungstechnik ist ein Durchbruch für blitzschnelle Datenübertragungen aus dem Weltraum.

Flaschenhals Erdatmosphäre

Das Signal musste rund 400.000 Kilometer zurücklegen, bevor es von Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) analysiert werden konnte. Die größte Hürde dabei war – wie bei allen Weltraum-Missionen – die Durchquerung der Erdatmosphäre.

Dennoch wurde das Signal klar genug empfangen: “Der Einfluss der Atmosphäre ist weniger stark als erwartet, die Qualität des Signals ist sehr gut”, sagte Dirk Giggenbach vom DLR-Institut für Navigation und Kommunikation.

Abgeschickt wurde das Signal vom Lunar Lasercomm Space Terminal (LLST) an Bord der Nasa-Sonde Ladee (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer). Die Sonde kreist bereits seit Oktober 2013 um den Mond.

Durchbruch: Eine Blu-ray in unter acht Minuten

Dank dieses Experiments wurde erstmals ein optischer Link nach dem Durchqueren des Weltraums vermessen. Ergebnis: Künftig könnten Mond- oder andere Weltraum-Missionen von dieser Art der Datenübertragung profitieren und Rover hochaufgelöste 3D-Aufnahmen in Echtzeit zur Erde übermitteln.

Erste Erfahrungen mit der neuen Technik sammelten die Forscher bereits bei der Übermittlung eines Laserstrahls von einem Flugzeug sowie von diversen niedrig fliegenden Satelliten aus. Diesmal jedoch gelang erstmals die Übermittlung optischer Kommunikation mit einer Mondsonde unter realen Weltraumbedingungen.

“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”, erklärte Giggenbach. Diese Störungen wurden von den DLR-Forschern untersucht. “Nur so können wir abschätzen, wie man die Laserübertragung verbessern kann und welche Verluste man bei der Übertragung der Daten hinnehmen muss.”

Künftige Weltraum-Missionen profitieren von der Technik

Die Daten wurden neben der von der Esa mit betreuten Station auf Teneriffa auch in den us-amerikanischen Bodenstationen “White Sands” und “Table Mountain” empfangen und analysiert. Auch dort waren die Wissenschaftler mit den Ergebnissen sehr zufrieden.

Kein Wunder also, dass das Interesse an der Technologie schon kurz nach den Tests riesig war. Mussten solche Daten bislang über Radio- und Mikrowellen versendet werden, können nun viel höhere Datendurchsätze erreicht werden. Ein Rechenexempel zeigt die Unterschiede zwischen den konventionellen Methoden und der neuen Technik auf: Die Blu-ray-Version des Hollywoodfilms “Apollo 13” hat eine Größe von rund 36,8 Gigabyte. Dank der neuen Technologie könnte ein solches Datenvolumen innerhalb von 7,9 Minuten vom Mond zur Erde übertragen werden. Über die bisher genutzte S-Band-Verbindung würde die Sonde für die Übertragung rund 639 Stunden benötigen, also fast einen Monat

Das erklärt auch das kurze wie bedeutsame Fazit der Wissenschaftler: “Zukünftige Missionen können erheblich vom Einsatz der optischen Kommunikation profitieren, da mehr Daten in kürzerer Zeit zur Erde übertragen werden können.” Und die Forschungsstation auf Teneriffa könnte aufgrund der sehr klaren Atmosphäre oberhalb des Teide eine wichtige rolle beim Empfang der Daten übernehmen.