Quelle: DLR.

„Bei dieser Auktion bekommen die Anbieter die Lizenzen nicht einfach gegen Geld. Sie müssen sehr strenge Auflagen einhalten. Kommunikationssatelliten können den Anbietern dabei helfen, diese Forderungen zu erfüllen“, betont Dr. Marc Hofmann, 5G-Experte in der Abteilung Satellitenkommunikation beim Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Große Hoffnungen – hohe Auflagen
Die Politik knüpft an den Zuschlag für das Netz der Zukunft hohe Auflagen: Bis Ende des Jahres 2022 müssen mindestens 98 Prozent aller Haushalte in jedem Bundesland, alle Schienenwege mit mehr als 2.000 Fahrgästen pro Tag sowie alle Autobahnen und wichtige Bundesstraßen mit einer mobilen Datengeschwindigkeit von mindestens 100 Mbit/s versorgt werden. Alle übrigen Bundesstraßen müssen bis Ende des Jahres 2024 mit derselben Geschwindigkeit folgen. Zu diesem Zeitpunkt sollen auch alle Landes- und Staatsstraßen, Seehäfen, Wasserstraßen und die übrigen Bahnverbindungen mit 50 Mbit/s abgedeckt werden. Von diesen Zielen sind die mitbietenden Unternehmen teilweise noch weit entfernt – das 360.000 Quadratkilometer große Territorium der Bundesrepublik und die darin lebenden 83 Millionen Einwohner mit schnellem Internet zu versorgen, ist eine Herkulesaufgabe.

Bei 5G sind die Hürden größer, denn diese Frequenzen sind höher als bei der bisherigen LTE-Technologie. Das bedeutet, sie übertragen zwar Daten mit noch schnellerer Geschwindigkeit, haben aber eine vergleichsweise geringe Reichweite von unter einem Kilometer. „Für eine Abdeckung in der Fläche müssten die Anbieter in den kommenden Jahren die Anzahl der Antennen um ein Vielfaches erhöhen. Kommunikationssatelliten können einen wichtigen Beitrag leisten, um die Auflagen im vorgegebenen Zeitrahmen und ohne explodierende Kosten zu erreichen“, erklärt DLR-5G-Koordinator Marc Hofmann.

Mobilfunknetz wird selbst mobil
In den bisherigen Mobilfunknetzen hat Raumfahrt eine untergeordnete oder gar keine Rolle gespielt. Satellitentechnologie kann den Mobilfunkausbau für 5G aber dort ergänzen und unterstützen, wo die bisherige Technologie an ihre Grenzen kommt und terrestrische Verfahren zu langsam oder zu teuer sind. So fördert das DLR Raumfahrtmanagement gemeinsam mit der europäischen Weltraumagentur ESA Entwicklungen, die das 5G-Netz noch leistungsfähiger machen. Das geschieht zum Beispiel mit einem mobilen 5G-Funkmast, der mit einer Satellitenverbindung ausgerüstet ist, sodass man an jedem Ort der Welt ein lokales Netz der nächsten Generation aufspannen und an das Kernnetz anschließen kann. Diese Technologie soll zum Beispiel das 5G-Netz an schwer zugänglichen Stellen ausbauen oder in Katastrophengebieten die Kommunikationsfähigkeit der Einsatzkräfte sicherstellen.

Um Satellitentechnologie im Mobilfunk einsetzen zu können, arbeiten deutsche Forschungseinrichtungen und Firmen mit internationalen Partnern daran, dass der Satellit fest im 5G-Standard verankert wird: „Das ist die Voraussetzung dafür, beide Technologien miteinander zu verflechten. Unser Ziel ist, dass innovative Satellitenkommunikationstechnologie zeitnah bereitsteht, um abgelegene 5G-Funkmasten ohne aufwändige Verlegearbeiten direkt an das Kernnetz der Mobilfunkbetreiber anzubinden. Auch bewegliche Plattformen wie Züge, Schiffe und Flugzeuge können dann mittels Satellitenkommunikation eine eigene 5G-Funkzelle mitführen, die über das All mit der restlichen Infrastruktur verbunden ist“, verdeutlicht Marc Hofmann. Das Mobilfunknetz würde also selbst mobil und der Endanwender könnte seine Geräte ohne Unterbrechungen nutzen.

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Erstellt von Viktoria Schöneich. Quelle: ESA

Rosetta und Philae: Ein neuer Blick auf Kometen
Die Rosetta-Mission, die sicher als eine der ambitioniertesten Missionen der ESA bezeichnet werden darf, hat unser Wissen über Kometen erheblich erweitert. Seit sie im August 2014 in den Orbit um 67P/Tschurjumov-Gerassimenko einschwenkte, versorgt sie die Öffentlichkeit mit spektakulären Bildern und die Wissenschaftsgemeinde mit wertvollen Daten. Unter anderem konnten bereits organische Verbindungen auf dem Kometen nachgewiesen werden, sein Magnet- und Gravitationsfeld wurde untersucht und der Periheldurchgang eines Kometen konnte erstmals aus nächster Nähe beobachtet werden. Die vollständige Auswertung der Daten wird noch einige Zeit in Anspruch nehmen und so ist zu erwarten, dass wir auch nach Missionsende neue Erkenntnisse von Rosetta erhalten werden.

Ein weiterer Höhepunkt war sicherlich die weltweit beachtete Landung von Philae auf dem Kometen. Zwar lief bei diesem Novum der Raumfahrt nicht alles nach Plan, trotzdem konnte auch Philae wertvolle Daten sammeln, bevor ihm der Strom ausging. Es wurde unter anderem gezeigt, dass das Wasser wahrscheinlich nicht von Kometen auf die Erde gebracht wurde.

Wann endet die Mission und warum?
Eine Besonderheit von Rosetta ist, dass sie ihre Energie vollständig von ihren Solarzellen bezieht und deshalb eine genügend hohe Sonneneinstrahlung zum Betrieb benötigt. Entfernt sich Rosetta zu weit von der Sonne, muss sie in einen Hibernations-Modus heruntergefahren werden. In diesem Modus befand sie sich bereits von 2011-2014. Jetzt, da der Komet seinen Periheldurchgang hinter sich gebracht hat, entfernt auch er sich weiter von der Sonne. Im September/Oktober 2016 wird die Entfernung schließlich so groß sein, dass Rosetta nicht mehr genügend elektrischen Strom produzieren kann.

Ein weiteres Problem in diesem Fall ist die Kommunikation mit Rosetta. Ab diesem Herbst wird 67P von der Erde aus gesehen in die Nähe der Sonne rücken und kurzzeitig auch hinter ihr verschwinden. Die große Entfernung zur Erde wird weiterhin zu einer stark reduzierten Datenrate von 22-57 kbit/s führen. Beides zusammen bedeutet, dass der Kontakt mit Rosetta stark eingeschränkt oder unmöglich wird.

Bei diesen Bedingungen stellt sich natürlich die Frage, warum Rosetta nicht einfach wieder in den Winterschlaf versetzt und bei günstigeren Bedingungen geweckt wird. Das Hauptproblem ist hierbei, dass 67P sich weiter von der Sonne entfernen wird, als es auf der Hinreise der Fall war. Die Raumsonde ist also für diesen Kältefall nicht ausgelegt, eine Reaktivierung ist nicht garantiert. Ein weiterer Punkt ist, dass durch die geringe Anziehungskraft von 67P und durch seine unregelmäßige Form zahlreiche Manöver notwendig waren, die viel Treibstoff verbraucht haben. Es ist gut möglich, dass der verbleibende Treibstoff nicht mehr für eine vollwertige Nachfolgemission ausreichen wird. Und schließlich arbeiten die Instrumente nach der Missionsverlängerung im Juni 2015 schon jetzt länger, als es vorgesehen war. Die Gefahr, dass die Instrumente nach einer erfolgreichen Reaktivierung nicht mehr arbeiten können, ist also groß.
Aus diesen Gründen hat man sich entschlossen, Rosetta auf ihrem Kometen landen zu lassen.

Rosetta ist nicht der erste Orbiter, der seine Mission auf einem kosmischen Kleinkörper beenden soll. 2001 gelang es der NASA, die Raumsonde NEAR Shoemaker weitgehend unbeschadet auf dem Asteroiden Eros zu landen. Allerdings ist die Landung auf 67P durch sein unregelmäßiges Gravitationsfeld schwieriger, nach Angaben des Science Working Teams sogar komplexer als die Landung von Philae.
Innerhalb der nächsten Monate wird Rosetta auf eine immer niedrigere Umlaufbahn um ihren Kometen gebracht, was erst durch die verringerte Aktivität möglich ist. Hierbei wird – neben der Sammlung wissenschaftlicher Daten – auch das Gravitationsfeld in geringer Höhe vermessen, wovon die weitere Planung der Landungstrajektorie abhängt. Man erwartet durch die Unregelmäßigkeiten starke Schwankungen in der Apogäumshöhe und viele aufwändige Bahnmanöver. Zum Ende der Mission wird ein Orbit von lediglich einem Kilometer Höhe angestrebt, von dem aus man sich besonders hochwertige wissenschaftliche Daten verspricht. Nach Abschluss dieser Phase wird Rosetta auf Kollisionskurs gebracht, um am 30.09.2016 auf dem Kometen zu landen.

Während des Abstiegs soll es weiterhin Funkkontakt geben, um Bilder und Messungen, die während des Abstiegs vorgenommen werden, zur Erde zu senden. Beim Aufsetzen von Rosetta wird jedoch damit gerechnet, dass die langen Solarpaneele brechen und die Stromversorgung nur noch für kurze Zeit durch die Akkus erfolgen kann. Weiterhin ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass Rosetta, ähnlich wie Philae, schräg zum liegen kommt und ihre High-Gain Antenne nicht mehr auf die Erde richten kann. Bereits eine Abweichung von einem halben Grad an der Erde vorbei würde nach Angaben der ESA zu einem Verlust der Kommunikation führen. Vermutlich werden wir also nach dem Aufsetzen nichts mehr von Rosetta hören.

Unabhängig vom Ausgang dieses Vorhabens wird die Absenkung des Orbits zum Missionsende sicherlich neue Details von 67P offenbaren. Auch ein Foto von Philae auf dem Kometen aus nächster Nähe ist bereits im Gespräch.

Ebenfalls bei Raumfahrer.net:

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• Landung der Orbitersonde Rosetta auf Tschurjumow-Gerassimenko

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