Die um den Mond kreisende US-amerikanische Sonde LADEE hat mit Hilfe einer LLCD für Lunar Laser Communications Demonstrator genannten experimentellen Kommunikationsnutzlast zum ersten Mal Daten mit hoher Geschwindigkeit via Laserlicht zur Erde geschickt.
Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, Popular Mechanics.
(Bild: NASA)
Dabei wurde im Verlauf des vergangenen Wochenendes die rund fünffache der gewöhnlich möglichen Datenübertragungsgeschwindigkeit erreicht. LADEE sendete Daten mit 622 Megabit pro Sekunde. Beim Goddard-Zentrum für Weltraumflug (GSFC) der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) freut man sich über den Erfolg und bescheinigt der Laser-Kommunikationsnutzlast ein über den Erwartungen liegendes gutes Funktionieren. Das Experiment ist ein Gemeinschaftsprojekt des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und des Lincoln Laboratory LI mit dem GSFC.
Die Verwendung von Laserlicht für die Kommunikation von Raumfahrzeugen mit der Erde und untereinander eröffnet neue Möglichkeiten, so etwa die Übertragung von 3D-Videodatenströmen. Der Geschwindigkeitsunterschied bezogen auf das vollständige Übertragungssystem ist erheblich, Laser ermöglicht unter Ausnutzung der gegenüber Funk deutlich geringeren Wellenlänge des Lichtes, pro Zeiteinheit eine größere Menge Bits zu übertragen. Beispielsweise könnte LADEE einen Spielfilm üblicher Länge in gewöhnlicher HD-Qualität in weniger als 8 Minuten zur Erde senden, beim Einsatz herkömmlicher Funktechnik für das S-Band würde die Übertragung etwa 640 Stunden dauern.
Die Datenübertragungsrate von 622 Megabit pro Sekunde erreichte LADEE, als das Laserlicht von der Sonde im Mondorbit einigermaßen steil durch die Erdatmosphäre geschickt werden konnte. Mussten deutlich mächtigere Atmosphärenschichten durchdrungen werden, weil LADEE gegenüber der Empfangsstation weniger hoch am Himmel stand, ließen sich noch 311 Megabit pro Sekunde übertragen. Die Umschaltung der Datenübertragungsrate erfolgte nach Plan, und war dazu gedacht, die Anpassungsfähigkeit des Laser-Datenübertragungssystems zu demonstrieren.
Erfasst wurden die durch LADEE gesendeten Daten mit einem Empfangsterminal namens Lunar Lasercom Ground Terminal (LLGT) auf dem Testgelände White Sands in Las Cruces im US-amerikanischen Bundesstaat Neumexiko. Dieses Bodenterminal sendete vor der eigentlichen Datenübertragung ein Ortungssignal, damit das Lunar Lasercom Space Terminal (LLST) der Kommunikationsnutzlast an Bord von LADEE das Bodensystem anvisieren konnte. Man erwartete eine gewisse Suchzeit, doch es stellte sich heraus, dass das Bodenterminal mit seinen vier 40-Zentimeter-Teleskopen für den Empfang exzellent ausgerichtet war, und Daten unmittelbar übertragen werden konnten.
(Bild: NASA Ames)
Der Strahl, den LADEE mit seiner LLCD aussendete, übertrug in der Kommunikationstechnik übliche Testdaten über eine Strecke von rund 383.000 Kilometern. Er wurde von einem 0,5 Watt-Laser erzeugt, der ein 10-Zentimeter-Cassegrain-Teleskop an Bord von LADEE bediente. Neben dem Senden von Daten via Laserlicht gelang LADEE auch der Empfang von via Laserlicht transportierten Informationen. Aus Neumexiko errichten Daten mit 20 Megabit pro Sekunde den Mondorbiter.
Die LLCD will man jetzt weiter testen. Insgesamt rund 30 Einsatztage sind vorgesehen. Die Einbindung einer Bodenstation der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA) auf der Kanareninsel Teneriffa ist vorgesehen.
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