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NANOSATELLITEN
Kommunikationsnetz im Erdorbit
Redaktion / Pressemitteilung der TU Berlin
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18. Oktober 2012

Wissenschaftler der TU Berlin wollen mit Hilfe mehrerer Kleinsatelliten ein Kommunikationsnetzwerk im Erdorbit aufbauen. Das Projekt gilt als Test dafür, ob beispielsweise Erdbeobachtungssatelliten in Zukunft bestimmte Daten schon im Orbit verarbeiten und diese dann in kürzester Zeit von Satellit zu Satellit zu einer geeigneten Bodenstation übermitteln könnten.

Beesat

Die TU Berlin verfügt durch ihren Picosatelliten BEESAT schon über Erfahrung mit Kleinsatelliten. Bild: TU Berlin

In der bisher üblichen Satellitenkommunikation in niedrigeren Erdorbits werden anfallende Rohdaten bei einem Überflug über Bodenstationen mit einer Verzögerung von mehreren Stunden zur Erde gesendet, dort verarbeitet, archiviert und verteilt. Die Auslieferung von Datenprodukten dauert meist ein bis mehrere Tage. Für bestimmte Fragen der Frühwarnung und der Katastrophenüberwachung wäre jedoch eine schnellere Bereitstellung des Datenmaterials wünschenswert. Dies würde sich beispielsweise mit der Sofortverarbeitung der Daten im Orbit und der Kommunikation von Satellit zu Satellit bis zur nächsten Bodenstation erreichen lassen.

Der für ein solches Vorhaben wichtige Aspekt der Kommunikation in einem Satellitennetzwerk soll nun in einem neuen Forschungsvorhaben der Technischen Universität Berlin (TU Berlin) ergründet und im Weltraum getestet werden. Im Rahmen des Projektes S-Net (S-Band Netzwerk für kooperierende Satelliten) wollen Wissenschaftler ein bisher weltweit einmaliges Netzwerk aus mehreren Nanosatelliten aufbauen und deren technische Leistungsfähigkeit demonstrieren.

Ein solches Weltraumnetzwerk aus Nanosatelliten kann durch den gezielten Austausch von Informationen untereinander eine höhere örtliche und zeitliche Abdeckung der Erdoberfläche erzielen als größere Einzelsatelliten. Zusätzlich kann der eventuelle Ausfall eines einzelnen Satelliten innerhalb eines autonomen Netzwerks besser verkraftet werden.

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Im Detail sollen insgesamt vier Nanosatelliten (also Satelliten mit einer Startmasse von weniger als 15 Kilogramm) mit je einem an der TU Berlin neu entwickelten netzwerkfähigen Funkgerät (Projektname: Slink) ausgestattet werden. Dieses Funkgerät kommuniziert im S-Band Frequenzbereich (von 2000 bis 2300 MHz) und erlaubt dem Satelliten nicht nur die Kommunikation der einzelnen Teilnehmer mit der Bodenstation, sondern auch den Datenaustausch zwischen den einzelnen Nanosatelliten.

Dabei ist geplant, moderne Übertragungsverfahren wie DQPSK und Turbo Code einzusetzen, um eine hohe Datenrate bei möglichst geringem Energieverbrauch zu erzielen. So sollte eine Datenrate von bis zu 100 Kilobit pro Sekunde zwischen zwei Satelliten möglich sein. Darüber hinaus erlaubt das Funkgerät auch eine beidseitige Kommunikation mit einer Bodenstation mit einer Datenrate von 1 Megabit pro Sekunde. Das ist für Kleinsatellitenkommunikation Weltspitze.

Durch die Erprobung und Demonstration eines Intersatelliten-Netzwerkes anhand entsprechender Funktechnologien und Kommunikationsprotokolle soll der wissenschaftliche und technische Grundstein für zukünftige autonome Multisatelliten-Missionen gelegt werden. In Zukunft könnte ein flächendeckendes Netzwerk aus Nanosatelliten die Erde umkreisen und zur Erdbeobachtung (zum Beispiel von maritimen Systemen), für die Katastrophenüberwachung oder als Frühwarnsystem eingesetzt werden. Die gesammelten Daten könnten über das kosteneffiziente, aber dennoch flexible autonome Netz zeitoptimal zum Nutzer gesendet werden.

Das Forschungsvorhaben wird über einen Zeitraum von mehr als vier Jahren vom Deutschen Institut für Luft- und Raumfahrt mit einer Beteiligungssumme von 3,3 Millionen Euro gefördert. Das Projekt wird die Richtlinie zur Vermeidung von Weltraummüll berücksichtigen. Die Entsorgung der Satelliten aus dem Erdorbit nach Missionsbetrieb erfolgt durch die passive Absenkung der Orbithöhe. Beim Eintritt in die Erdatmosphäre verglühen die Satelliten aufgrund der hohen Reibungstemperatur, so dass kein Weltraummüll im Orbit hinterlassen wird.

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siehe auch
DLR: Polnisch-deutsche Zusammenarbeit im All - 17. September 2012
BEESAT: Berliner Kleinsatellit seit einem Jahr im All - 27. September 2010
Links im WWW
Technische Universität Berlin
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