Grundlagenentwicklung für einen Technologie-Transfers stratosphärischer Laserkommunikationsterminals hin zu einem Low-Cost System für Kleinsatelliten

S2SBroad – Stratosphere to Space for Broadband Laser Communication

Laufzeit des Vorhabens: 01.07.2016 – 30.06.2017

In letzter Zeit werden immer mehr kleinere Satelliten betrieben, die unter Berücksichtigung traditionellen Raumfahrtnormen entwickelt worden sind. Dies war bisher sehr aufwendig und teuer. Neuste Entwicklungen haben gezeigt, dass Satelliten im Rahmen von „New-Space-Standards“ unter akzeptablen Risiken zu erheblich niedrigeren Kosten entwickelt werden können. Dabei kommen erheblich günstige COTS-Bauteile zum Einsatz, die in einem „Screening“ auf Raumfahrttauglichkeit getestet werden. Durch die stetig steigende Zahl von kostengünstigen Satelliten mit immer größerer Bandbreite, steht die Frequenzkoordination durch International Telecommunication Union (ITU) vor einer großen Herausforderung. Dieses eröffnet einen lukrativen Markt für Datenübertrag mittels Laserstrahlen, welche nicht durch die ITU koordiniert werden muss. Die innovative Laser-Kommunikation erreicht heute Datenraten von mehr als 10 Gbps.

Mehrere internationale Konsortien planen derzeit Mega-Satelliten-Konstellationen mit dem Ziel eines Breitband-Internet-Zugangs für entfernte Regionen der Erde, in denen mehr als 50 % der Weltbevölkerung bisher keinen Zugang zum Internet hat. Dafür werden mehrere Tausend kostengünstige Satelliten benötigt, damit dieses Geschäftsmodell erfolgreich umgesetzt werden kann.

ViaLight hat langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Laserkommunikationssysteme für stratosphärische Plattformen. Diese Systeme wurden in Zusammenarbeit mit großen US-Unternehmen entwickelt, die Mega-Konstellations-Netzwerke in der Stratosphäre für Internet- und Kommunikationsanwendungen aufbauen und betreiben. Diese Laser-Kommunikationssysteme in der Stratosphäre haben bereits viele Gemeinsamkeiten hinsichtlich des Einsatzes im Weltraum. Beispielsweise ist der Betrieb bei sehr niedrigen Temperaturen und großen Temperaturschwankungen aufgrund der Sonnenstrahlung bei geringen Luftdruck sowie die hohen Anforderungen an Qualität und Zuverlässigkeit zu nennen. Des Weiteren werden in den stratosphärischen Systemen von ViaLight viele COTS-Komponenten verwendet. Dadurch sind die Produktionskosten um Größenordnungen niedriger als bei entsprechenden speziell für Raumfahrtprogramme entwickelten Systemen.

Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH (Astrofein) als einer der deutschen Kleinsystemintegratoren verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung im Bau kostengünstiger Komponenten und Subsysteme für Satelliten und interplanetarischer Sonden sowie kompletter Satellitenplattformen. Im Kommunikationsbereich ist Astrofein in mehrere technologiegetriebene Projekte involviert, z.B. Heinrich-Hertz-Nutzlasten (On-Board-Computer). Astrofein unterstützt ViaLight bei der Entwicklung einer kostengünstigen Weltraumversion des Laserkommunikationsendgeräts – basierend auf dem existierenden stratosphärischen System. Insbesondere die Erfahrungen in der Systemtechnik, der thermischen Steuerung, der elektronischen und mechanischen Konstruktion, der Produktsicherung und der Montage, Integration und Verifikation (AIV) kommen hierbei zum Tragen.

Die Nutzung der aktuellen stratosphärischen Terminals von ViaLight auf kleinen Satelliten ist die Grundidee des Projekts S2SBroad. Im Projektzeitraum von einem Jahr wird ViaLight gemeinsam mit dem Projektpartner Astrofein die Konzeptentwicklung eines weltraumtauglichen Terminals umsetzen und die grundlegenden Technologien entwickeln. In einer zweiten Phase erfolgt dann die detaillierte Entwicklung alle Teilsysteme mit dem Ziel ein zuverlässiges produktreifes Laser-Kommunikationsterminal für den Weltraum anbieten zu können.

Institutionen/ Verbundpartner

ViaLight Communications GmbH (in Gilching)

Ansprechpartner:

Dr. Muhammad Muhammad
+49 8105 77705 16
muhammad@vialight.de
www.vialight.de

Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH (in Berlin)

Ansprechpartner:

Heiko Jahn
+49 30 6392 1017
h.jahn@astrofein.com
www.astrofein.com

Mynaric Lasercom GmbH (in Gilching)

Ansprechpartner:

Michael A. Soutullo
+49 8105 77705 177
michael.soutullo@mynaric.com
www.mynaric.com