Noch vor dem Satellitenfernsehen dürfte für die meisten Menschen die Anwendung von Satelliten im Bereich der Navigation ein Begriff sein. Schon seit Jahren und Jahrzehnten liefern Satelliten in den unterschiedlichen globalen Navigationssatellitensystemen wie GPS, GLONASS, Galileo oder Beidou immer exaktere Positionsdaten und ermöglichen so, neben den privaten Anwendungen, im Kern die Globalisierung mit all ihren weltumspannenden Wert-, Waren- und Datenströmen.

Dies funktioniert in erster Linie dadurch, dass die Vielzahl der unterschiedlichen Satelliten in einem System permanent miteinander in Kontakt stehen, Lage- und Zeitinformationen austauschen und so ihre relative Position zueinander und im Vergleich zur Erde berechnen können. Um auf der Erdoberfläche anhand dieser Daten die eigene Position zu bestimmen bedarf es dann lediglich der Informationen mehrerer Satelliten anhand derer sich im Vergleich der unterschiedlichen Vektoren und Positionsdaten die eigene Position bestimmen lässt.

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt funktioniert all das noch ausschließlich mittels Funk, doch wurde vor kurzem ein erstes Forschungsprogramm vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) angestoßen, welches in diesem Kontext die Funktionalität von optischen Kommunikationslösungen überprüfen und validieren soll. Im Rahmen einer ESA-Ausschreibung des DLR-Instituts für Kommunikation von Navigation (IKN) soll die Möglichkeit zur experimentellen Nutzung optischer Technologien (Uhren, Frequenzkamm, Laserkommunikation und -entfernungsbestimmung) auf den Galileo Transition Satelliten untersucht und technisch detailliert werden. An dem Forschungsprojekt, das auf den schnittigen Namen „OTTEx-Pre“ hört, ist TESAT als Industriepartner an vorderster Front mit beteiligt.

Was hat Laserkommunikation mit all dem zu tun?

Kurz gesagt: Eine ganze Menge. Nicht nur lassen sich mithilfe von Lasern Distanzen um ein vielfaches genauer bestimmen, auch Daten lassen sich mit einer vielfach höheren Datenübertragungsrate und – vor allem anderen noch – mit einer viel höheren Geschwindigkeit übertragen. Das reduziert Latenzzeiten und ermöglicht eine präzisere Kommunikation und einen präziseren Abgleich der unterschiedlichen Parameter. Diese „schneller-präziser“-Kette spinnt sich fort bis zur Datenübertragung an den Boden und der Übermittlung der Daten an den Endnutzen.

Die Vorteile der Laserkommunikation

Präzision und Schnelligkeit sind dabei nicht nur verkaufsfördernde Schlagworte in einer „höher, schneller, weiter“-Gesellschaft, sondern auf technischer Ebene ein essenzieller Faktor zur Weiterentwicklung bestehender Systeme und Anwendungen. Im Bereich des Personennahverkehrs, des weltweiten Güterverkehrs auf dem Land, den Weltmeeren und in der Luft oder in der Agrarwirtschaft sind diese Informationen wahre Game Changer und ermöglichen zukunftsweisende Anwendungsfelder, wie zum Beispiel im Bereich des autonomen Fahrens heute schon zu sehen.

Mithilfe der Laserkommunikation können all diese Felder weiterentwickelt, ausgebaut und noch effizienter gestaltet werden. Laserkommunikation ist darüber hinaus viel sicherer: optische Datensignale können so gut wie nicht gestört, abgehört oder manipuliert werden. Neben zivilen Bereichen wie zum Beispiel der Flugsicherung sind störsichere Informationen insbesondere im Bereich militärischer Anwendung essenziell und ein immenser Vorteil.

Noch ist das alles zwar Zukunftsmusik und auch die nächsten Generationen der aktuellen globalen Navigationssatellitensysteme wird voraussichtlich noch nicht auf optische Datenübertragung setzen – aller Voraussicht nach aber die nächste. Und so revolutioniert Laserkommunikation dann zumindest in Forschungsprojekten bereits heute die Alltagssysteme der Zukunft.

Header image copyright © NASA