Zur Zeit dauert es rund 90 Minuten, ein hochaufgelöstes Bild der HiRISE-Kamera des Marsorbiters MRO zur Erde zu übertragen. Mit einem optischen Kommunikationssystem, das Laserlicht verwendet, könnte die Übertragungsdauer für ein hochaufgelöstes Bild auf wenige Minuten reduziert werden. In einem LCRD für Laser Communications Relay Demonstration genannten Projekt will die US-amerikanische Raumfahrtagentur NASA entsprechende Möglichkeiten untersuchen.
Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA. Vertont von Peter Rittinger.
(Bild: NASA)
Die derzeit ab 2016 geplanten Tests könnten den Weg weisen und schließlich sogar zu umfangreichen Übertragungen von Bewegtbilderströmen aus Entfernungen jenseits des Erdmondes führen. LCRD soll von einer Arbeitsgruppe unter Führung von Ingenieuren des Goddard Raumflugzentrums (GSFC) in Greenbelt im US-amerikanischen Bundesstaat Maryland verwirklicht werden, entschied unlängst eine leitenden Stelle für Technologie bei der NASA, das Office of the Chief Technologist (OST).
LCRD wird voraussichtlich als sogenannte hosted payload an Bord eines von Space Systems/Loral (SS/L) aus Palo Alto im US-amerikanischen Bundesstaat Kalifornien gebauten Kommunikationssatelliten in den Weltraum gelangen. Unter der Vielzahl an dem Projekt beteiligten Organisationen befinden sich das NASA-Labor für Strahlantrieb (JPL) und das Lincoln Labor des Technischen Instituts Massachusetts (MIT LL).
Die NASA hat bereits hochleistungsfähige Funkübertragungssysteme entwickelt, die es unter anderem zusammen mit Verfahren zur Datenkompression derzeit aktiven Missionen erlauben, die anfallenden Datenmengen zu beherrschen. Für künftige in Planung befindliche Missionen und deren Bedürfnisse ist die derzeitig eingesetzte Technik nicht mehr ausreichend. Dave Israel, der leitende Wissenschaftler des LCRD-Projekts, glaubt, dass letzteres auch für neue bemannte Forschungsmissionen im Weltraum gilt.
Ein Ausbau des bisher auf der Nutzung von Radiowellen aufbauenden Weltraum-Kommunikationsnetzwerks aus Bahnverfolgungs- und Datenrelaissatelliten (TDRS) und einer Reihe von Bodenstationen mit optischen Systemen soll die NASA für künftige Aufgaben ertüchtigen. Dadurch könnten die möglichen Datenraten um Faktoren zwischen 10 und 100 gesteigert werden. Insbesondere Missionen, die die Grenzen unseres Sonnensystems erreichen oder sie gar überschreiten, werden von höheren Datenraten profitieren.
Bei LCRD als erstem Schritt wird laut James Reuther, Leiter einer OCT genannten Beratergruppe bei der NASA, gewissermaßen die Technik von Verizons FiOS-Netzwerk im Weltraum zum Einsatz kommen (FiOS ist ein in den Vereinigten Staaten von Amerika verbreitetes Breitband-Netzwerk, bei dem Gebäude oder einzelne Haushalte mit Glasfasernetzwerkkabeln erschlossen werden). Die NASA-Arbeitsgruppe vom GSFC will im Rahmen von LCRD digitale Daten codieren und über entsprechend ausgerüstete Bodenstationen per Laserlicht zum mit der passenden Testhardware ausgestatteten kommerziellen Kommunikationssatelliten senden.
(Bilder: NASA)
Die Testsysteme an Bord des Satelliten werden sich aus Teleskopen, Lasern, Spiegeln, Detektoren, einer Richt- und Verfolgeranlage, elektronischen Komponenten und zwei unterschiedlichen Modems zusammensetzen. Eines der Modems ist hinsichtlich der Kommunikation mit Tiefraummissionen und mit sehr geringen Signalstärken arbeitenden Klein- und Kleinstsatelliten auf Erdumlaufbahnen optimiert, das andere hinsichtlich des Austauschs möglichst großer Datenmengen mit Satelliten und bemannten Raumfahrzeugen wie der Internationalen Raumstation (ISS) auf Erdumlaufbahnen. Modems letzteren Typs könnten künftig Datenraten von mehreren 10 Gigabit pro Sekunde erlauben.
Haben Daten vom Boden die Demonstrationsanlage im All erreicht, sollen sie an noch einzurichtende Empfangsstationen auf Hawaii und im Süden Kaliforniens weiter geschickt werden. Mehrere Empfangsstationen zu verwenden ist für die Demonstration eines voll arbeitsfähigen Systems von ausschlaggebender Bedeutung. Eine Wolkendecke oder turbulente Atmosphärenbedingungen behindern Verbindungen via Laserlicht, die eine klare Sichtlinie zwischen Sender und Empfänger benötigen. Ist eine Station wegen untauglichen Wetterbedingungen nicht in der Lage, eine Verbindung mit der Demonstrationsnutzlast aufzubauen, kann ihre Funktion eine andere, günstigeren Wetterbedingungen ausgesetzte Station übernehmen.
Zwei bis drei Jahre Testbetrieb ist für LCRD derzeit vorgesehen.