Forscher des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF haben gemeinsam mit den Unternehmen Tesat und Spaceoptic ein serienreifes Sende- und Empfangsteleskop für satellitengestützte Laserkommunikation entwickelt. Dieses Teleskop soll die technologische Grundlage für zukünftige europäische Satellitennetze bilden, Datenraten im Gigabit- bis Terabit-Bereich ermöglichen und damit herkömmliche Funkverbindungen übertreffen.
Das optische Kommunikationsterminal Scot135 von Tesat, für das das Teleskop konzipiert wurde, ist laut Fraunhofer IOF speziell für den Einsatz im mittleren und geostationären Erdorbit ausgelegt. Es erreicht Datenübertragungsraten von bis zu 100 Gbit/s und kann Entfernungen von bis zu 80.000 Kilometern überbrücken. Das Teleskop dient dabei als universelle Sende- und Empfangseinheit und soll robust genug sein, um den extremen Bedingungen im Weltraum sowie der thermischen Belastung durch Laserleistungen von bis zu 50 Watt standzuhalten.
"In Systemen zur Laserkommunikation werden verhältnismäßig hohe Laserleistungen erbracht. Hier wirken bis zu 50 Watt. Für ein Weltraumteleskop ist das relativ viel Leistung, die durch das System propagiert", erklärt Henrik von Lukowicz, zuständiger Projektleiter am Fraunhofer IOF. "Das führt zu Wärmentwicklungen, die zu Veränderungen an den Optiken führen können. Doch natürlich darf das System in seiner Performance dadurch nicht beeinträchtigt werden. Thermalmanagement war daher ein besonders wichtiger Punkt für unser Design", so Lukowicz. Ebenso müssen die Bauteile besonders leichtgewichtig sein.
3 Jahre Entwicklungszeit
Die Entwicklung des Teleskops am Fraunhofer IOF in Jena dauerte drei Jahre und fokussierte sich auf ein kostengünstiges Design. Die Fertigung erfolgt durch Spaceoptic, eine Fraunhofer-Ausgründung in Isseroda. Bereits fünf Systeme wurden produziert, mit einer jährlichen Kapazität von bis zu 50 weiteren Einheiten.
Die Europäische Weltraumbehörde ESA unterstützt das Projekt im Rahmen ihres ScyLight-Programms, das den Aufbau sicherer und laserbasierter Kommunikationssysteme in Europa fördert. Ziel ist es, technologische Souveränität zu erreichen und unabhängige Satellitenkommunikationsnetzwerke zu etablieren, insbesondere für kritische Infrastrukturen wie Sicherheit und Zivilschutz. Mit dieser Entwicklung will sich Europa am internationalen Fortschritt im Bereich der Laserkommunikationstechnologien beteiligen, die unter anderem bereits von Unternehmen wie SpaceX im Starlink-Netzwerk eingesetzt werden.
(mack)
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