Quelle: OHB SE 25. Oktober 2022.

Betzdorf, 25. Oktober 2022. LuxSpace, ein Tochterunternehmen des Raumfahrt- und Technologiekonzerns OHB SE, und die Universität der Bundeswehr München (UniBW) haben einen Vertrag für die Kleinsatellitenmission SeRANIS (Seamless Radio Access Network for Internet of Space) unterzeichnet. Mit dieser Mission soll das weltweit erste öffentlich zugängliche multifunktionale Versuchslabor im Orbit geschaffen werden. Die von LuxSpace entwickelte und gebaute Kleinsatellitenplattform Triton-X ermöglicht dabei die Integration aller SeRANIS-Versuchsnutzlasten auf einer Plattform.

Die Mission SeRANIS besteht aus 15 Experimenten, die Schlüssel- und Zukunftstechnologien in verschiedenen Bereichen erforschen sollen, darunter mobile Kommunikationssysteme der sechsten Generation, Laserkommunikation und das so genannte Internet of Things. „Mit dem Ziel, ein multifunktionales Versuchslabor auf einem Satelliten zu schaffen, ist die SeRANIS-Mission einzigartig und unterscheidet sich grundlegend von herkömmlichen auf CubeSats basierenden Forschungsansätzen. Aufgrund der hohen Komplexität dieser Mission ist eine zuverlässige und agile Plattform erforderlich. Das bietet uns die Triton-X-Plattform von LuxSpace“, sagt SeRANIS-Projektleiter Prof. Dr. Andreas Knopp, Professor am Zentrum für Weltraumforschung der Universität der Bundeswehr München. „Die SeRANIS-Mission hat zwei Ziele: Der Bundeswehr den Weg zu neuen Fähigkeiten im Low Earth Orbit (LEO) zu ebnen und ein orbitales Labor für die deutsche Forschungsgemeinschaft anzubieten.“

„Wir als LuxSpace sind stolz und begeistert, mit unserer hochleistungsfähigen und skalierbaren Triton-X-Plattform wesentlich zum Erfolg der SeRANIS-Mission beitragen können. Für die Vielfalt der innovativen Technologien und Nutzlasten, die an Bord von SeRANIS mitfliegen, ist unsere Plattform ideal und wir sind überzeugt, dass wir unserem Kunden UniBw ein bestens geeignetes Produkt zur Verfügung stellen werden“, freut sich Edgar Milic, Geschäftsführer von LuxSpace.

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Quelle: UniBw M.

6. April 2022- Kürzlich berichteten Piloten von Navigationsstörungen in der Nähe der russisch-finnischen Grenze. Der Verdacht liegt nahe, dass es sich dabei um gezielte russische GPS-Störangriffe handelt. Forschende der Universität der Bundeswehr arbeiten daran, solche Störquellen aus dem Weltraum möglichst sensitiv zu detektieren und zu geolokalisieren. Laut den finnischen Behörden ereigneten sich die GPS-Störungen unmittelbar nach dem Treffen der Präsidenten von Finnland und den USA.

Nikolas Dütsch untersucht im Rahmen der dtec.bw-geförderten Kleinsatellitenmission SeRANIS an der Universität der Bundeswehr München solche Störangriffe und erläutert die möglichen Hintergründe dieser Vorfälle: „GPS-Störangriffe können, vereinfacht gesagt, in zwei Kategorien des „Jamming“ und „Spoofing“ unterschieden werden. Beim Jamming wird ein starkes Störsignal in einer Region abgestrahlt, wodurch der GPS Signalempfang blockiert und Empfänger ihre Position nicht mehr berechnen können. Das ist vergleichbar mit zwei Personen, die sich wegen zu viel Lärm nicht mehr unterhalten können“, so Dütsch. Die zwei Personen wären hier im übertragenen Sinne die Satelliten, die die Navigationssignale ausstrahlen und das Navigationsgerät im Flugzeug oder am Boden, das die Signale empfängt und auswertet. Dagegen wird beim Spoofing die Integrität der Positionsinformationen verletzt, in dem manipulierte GPS Navigationssignale ausgestrahlt werden, die zu einer falschen Positionsberechnung am Empfänger führen. Dem Nutzer wird somit eine falsche Position suggeriert. So lassen sich beispielsweise einfache GPS-gesteuerte Drohnen vom Eindringen in bestimmten Gebieten fernhalten.

Störgeräte kann jedermann günstig kaufen
Das Thema ist aktuell wie nie zu vor. „Wir erkennen einen Anstieg solcher Störangriffe auf Navigationssysteme durch Berichte in den Medien“, so Dütsch. Nicht zuletzt liegt das auch daran, dass auch für die private Nutzung, Geräte zum Stören und zum Täuschen für wenige Euro über das Internet bezogen werden können. Das absichtliche Aussenden von Signalen in den reservierten Frequenzbändern für Funknavigationsdienste ist dennoch verboten. „Im Zeitalter des teil- und zukünftigen autonomen Fahrens sind die Verfügbarkeit und die Verlässlichkeit der Positionsinformationen zu jeder Zeit unerlässlich“, so Dütsch. Es gibt aber aus Sicht des Forschers nur wenig Grund zur Sorge: Die meisten Anwendungen nutzen eine Vielzahl weiterer Sensoren, die komplett autark arbeiten können und bei kurzeitigem Ausfall von GPS die Navigationsfähigkeit aufrechterhalten können, wie dies beispielsweise mit Trägheitsnavigationssensoren der Fall ist.

Defekte Geräte können unbeabsichtigt Signale stören
Im Rahmen der Kleinsatellitenmission SeRANIS forscht Dütsch an Methoden, solche Störquellen aus dem Weltall zu detektieren, hochgenau zu geolokalisieren und deren Signalstruktur zu charakterisieren. Dabei handelt es sich aber keinesfalls nur um mutwillige Störquellen. Auch unbeabsichtigt können z. B. defekte Geräte Signale ausstrahlen, die GPS und andere Dienste stören. „Mit der Mission legen wir den Grundstein für die weltweite Erfassung von Jamming und Spoofing Vorfällen und liefern wertvolle Beiträge zu Angriffsvektoren, die u. a. für die Steigerung der Robustheit eingesetzt werden können“, so Dütsch.

Das Forschungsprojekt „Seamless Radio Access Networks for Internet of Space“ (SeRANIS) ist die weltweit erste und einzige Kleinsatellitenmission, die ein öffentlich zugängliches multifunktionales Experimentallabor im erdnahen Orbit bereitstellt. Auf dem Satelliten der Universität der Bundeswehr München werden simultan mehr als zehn innovative Experimente mit Schlüssel- und Zukunftstechnologien wie Mobilfunksysteme der sechsten Generation (6G) und Internet of Things (IoT) durchgeführt. Besondere Schwerpunkte der New Space Mission sind sichere Kommunikationswege und ein nahtloser Übergang zwischen verschiedenen Netzwerken.

Über das dtec.bw – Zentrum für Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr
Das dtec.bw – Zentrum für Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr – ist ein von beiden Universitäten der Bundeswehr gemeinsam getragenes wissenschaftliches Zentrum und Bestandteil des Konjunkturprogramms der Bundesregierung zur Überwindung der COVID-19-Krise. Es unterliegt der akademischen Selbstverwaltung. Die Mittel, mit dem das dtec.bw ausgestattet wurde, werden an beiden Universitäten der Bundeswehr zur Finanzierung von Forschungsprojekten und Projekten zum Wissens- und Technologietransfer eingesetzt.

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Quelle: UniBw M.

6. Oktober 2021 – Satelliten-Megakonstellationen sind das zentrale Konzept der „New Space Economy“. Sie bestehen aus Hunderten oder Tausenden von Kleinsatelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn. Die Satelliten bilden ein Informationsnetzwerk, um neue Dienste für Endverbraucher am Boden und auch für Anwendungen in der Luft bereitzustellen.

Bei der Trendanalyse hat sich gezeigt, dass die meisten dieser Konstellationen tragfähige Geschäftsmodelle aufweisen und trotz des erheblichen Kapitalbedarfs über eine absehbar gesicherte Finanzierung verfügen. Die Wettbewerbsfaktoren sind dabei vielfältig und reichen von erheblichem Technologievorsprung bei Schlüsseltechnologien über besondere Kundenzugänge bis hin zur beherrschenden Abdeckung der gesamten Wertschöpfungskette. Besonders vielfältig und oft nicht leicht zu durchschauen sind die Geschäftsmodelle der Firmen, insbesondere wenn der Bau und Betrieb der Megakonstellation nur ein Baustein eines komplexen Portfolios von digitalen Mehrwertdiensten für unterschiedlichste Kundengruppen ist.

Gefahren und Chancen
Gerade solche Konstellationen können aus makroökonomischer Sicht eine Bedrohung für die informationelle Souveränität Deutschlands und Europas sein, andererseits bieten sie aber auch erhebliche Chancen das Umsetzungstempo der dringend benötigten Digitalisierung unserer Gesellschaft zu beschleunigen.

Aus Sicht der Autoren dieser Trendanalyse muss mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass Megakonstellationen die nächste Generation von Mobilfunknetzen maßgeblich mitbestimmen und dabei digitale Dienste in Schlüsselbereichen der Gesellschaft etablieren werden, die schon nach kurzer Zeit nicht mehr leicht substituiert werden können. Vor diesem Hintergrund müssen Politik und Wirtschaft in Deutschland eine Strategie im Umgang mit solchen Systemen finden, die sowohl dem Trend zur Marktbeherrschung durch Technologiekonzerne außerhalb Europas entgegenwirkt als auch die wirtschaftlichen Chancen für die exportorientierte Zulieferindustrie nutzt und wahrt. Dabei stellt vor allem die erhebliche Fertigungstiefe der aktuellen Megakonstellationen eine neue Markteintrittsbarriere dar, die nur durch klare Wettbewerbsvorteile im Bereich der Kosten oder technologischen Leistung überwunden werden kann.

Berücksichtigt man, dass die Lebensdauer der LEO-Satelliten lediglich 5 Jahre beträgt, gegenüber einer Lebensdauer der GEO-Satelliten von >15 Jahren, so ergeben sich durchaus Chancen für die deutsche Zulieferindustrie, am Geschäft mit den Nachfolgesatelliten in einem überschaubaren Zeitrahmen zu partizipieren. Die Betreiber von Megakonstellationen, auch die mit einer hohen eigenen Wertschöpfungstiefe, werden immer Kosten und Nutzen abwägen, ehe sie eine „Make or Buy“ Entscheidung in Verbindung mit den Nachfolgesatelliten treffen.

Vor diesem Hintergrund leiten die Autoren dieser Trendanalyse folgende Handlungsempfehlungen als 10-Punkte-Plan ab:

1. Deutschland / Europa braucht Zugang zu einer eigenen Megakonstellation, sowohl zur Sicherung der Informationsfreiheit als auch für den Erhalt seiner (Telekom)Industrie und seines Technologiezugangs. Hierbei spielen verschiedene Betrachtungsdimensionen eine Rolle. Einerseits muss die heimische Industrie in die Lage versetzt werden, alle Schlüsseltechnologien einer Megakonstellation zu beherrschen und – im Gegensatz zum bisher vorherrschenden Manufakturgedanken – entsprechende Produkte in großer Stückzahl zu wettbewerbsfähigen Preisen zu liefern. Andererseits wird es technologische Bereiche geben, in denen der Technologievorsprung der konkurrierenden Unternehmen den Markteintritt stark erschwert und nur mit erheblicher Technologieförderung der öffentlichen Hand noch ermöglicht. Hier muss sorgfältig abgewogen werden, welches Förderziel erreicht werden soll, d.h. ob es um den bloßen Technologiezugang geht oder ob Marktanteile gewonnen werden sollen. Die Förderung der Entwicklung von Serienproduktionsprozessen sowie der Aufbau der erforderlichen Infrastruktur sollten ein Schwerpunkt sein.
2. Die Technologieförderung in der Raumfahrt muss ausgebaut und stärker mit anderen Industrien wie der Automobilindustrie oder der Energiewirtschaft vernetzt werden, da diese als Nutzer im Konzert der neuen digitalen Dienste in der NewSpace Economy auftreten werden. Die Technologieförderung muss dazu konsequent an strategischen Zielen ausgerichtet und durch eine Roadmap mit mittel- und langfristigen Zielen unterlegt sein. Die Ziele müssen dabei die komplette Bandbreite von der Sicherung der Technologieführerschaft in manchen Bereichen wie der optischen Kommunikation bis hin zum Aufbau neuer Kompetenzen in Wachstumsbereichen wie der künstlichen Intelligenz abdecken.
3. Start-ups und neue Technologien müssen in besonderer Weise berücksichtigt werden, jedoch sollten für einen maximalen ökonomischen Hebel der Förderinstrumente die etablierten Raumfahrtunternehmen angehalten werden, diesen Start-ups den Weg in den noch immer speziellen und teilweise abgeschotteten Markt der Luft- und Raumfahrtindustrie zu weisen und zu ebnen und so ihrer Rolle als Systemintegrator gerecht zu werden.
4. Deutschland und Europa müssen sich Frequenz- und Orbitrechte rechtzeitig und stärker als in der Vergangenheit sichern und diese Rechte als sensible strategische, physikalische Ressource betrachten. Vor allem höhere Frequenzen als die heute genutzten bieten hier noch Chancen, während die heute technologisch gut beherrschten niedrigen Frequenzen bereits stark besetzt sind.
5. Die Luft- und Raumfahrtindustrie muss sich ab sofort in die Forschung zur nächsten Generation von Mobilfunknetzen (6G) einbringen und eigene weltraumbezogene Forschungsschwerpunkte definieren. 6G wird die Nutzung des Weltraums auf Jahrzehnte hin prägen und die Beeinflussung von Standardisierungsaktivitäten bietet ökonomische Chancen. Einen Ansatz bieten die 6G-Forschungsplattformen und 6G-Forschungshubs, die derzeit vom BMBF definiert werden. Diese sollten unter Führung der DLR Raumfahrtagentur als nationalem Know-How Träger durch weitere weltraumbezogene Komponenten ergänzt und wissenschaftlich vernetzt werden.
6. Megakonstellationen sind ein probates Mittel, den Breitbandausbau in Deutschland zu beschleunigen und alle Haushalte zu ihrem „Recht auf schnelles Internet“ gem. der TKG Novelle vom Mai 2020 kommen zu lassen. Hierzu müssen Megakonstellationen jedoch als Internetserviceprovider (ISP) anerkannt und mit entsprechenden Rechten ausgestattet werden. Die Anerkennung als ISP böte zudem die Chance, auch außereuropäische Anbieter besser in den nationalen regulatorischen Rahmen zu integrieren und so die Chance auf neue Kundengruppen mit Verbraucherschutzrechten zu kombinieren.
7. Bei den durch Megakonstellationen bereitgestellten Diensten müssen kommerzielle Services und behördliche, sicherheitskritische Anwendungen gemeinsam betrachtet werden. Anstelle getrennter Hardware für die verschiedenen Anforderungen wird die Modularisierung von Kommunikationsketten durch virtuelle softwaredefinierte Netzwerke zukünftige in den Vordergrund rücken. Auf diese Weise wird die Wirtschaftlichkeit von Megakonstellationen ebenso wie deren ökologische Nachhaltigkeit verbessert.
8. Europa muss auf der Seite des Startsegments fortschrittlicher werden und an die technologische Leistungsfähigkeit der US-amerikanischen Wettbewerber anknüpfen. Der Zugang zu einem kostengünstigen und verlässlichen Startsegment spielt eine entscheidende Rolle für den wirtschaftlichen Erfolg von Megakonstellationen und ist daher eine strategische Ressource, die gesichert werden muss.
9. Öffentlich-private Kooperationsmodelle bieten besondere Chancen für erfolgreiche Initiativen mit Bezug zu Megakonstellationen, da sie einerseits einen erhöhten Kapitalbedarf abdecken können und andererseits die Nutzer- oder Kundenanforderungen schon im Systementwurf berücksichtigt werden. In Deutschland haben verschiedene Industrien bereits Interesse an satellitengestützten Diensten gezeigt, insbesondere der Mobilitätssektor und dort mit Schwerpunkt der Automobilbereich. Wir empfehlen, den diesbezüglichen Dialog von Seiten der Raumfahrtagentur zu intensivieren oder weiter zu pflegen. Vor allem die heute erfolgreichen Konstellationen aus den USA haben gezeigt, wie wichtig private Investitionen sind, um agil zu bleiben und neue Raumfahrtprogramme abzusichern.
10. Um Satelliten-Megakonstellationen am Ende auch profitabel betreiben zu können, sollten die unterstützten Anwendungen und Services breit gefächert sein und vorab gut untersucht werden. Grundsätzlich ist Europa für Satellitenkonstellationen ein eher schwieriger Markt, da bereits eine gute Infrastruktur existiert und die Landmasse begrenzt ist, mit hoher Konzentration der Nutzer pro Fläche. Deswegen ist es sinnvoll, solche Industrien im Systementwurf einzubeziehen, die Interesse an globalen Dienstleistungen haben und ein weit verteiltes Kundennetz adressieren. Als Beispiel dient erneut der Mobilitätssektor mit der Luftfahrtbranche und den Automobilherstellern. Weitere Beispiele aus dem Bereich der maschinellen Kommunikation sind Logistikdienstleister oder die Energiewirtschaft.

Nach Einschätzung der Autoren dieser Trendanalyse ist der Ausblick auf die Satelliten-Megakonstellationen trotz eines bereits erkennbaren Technologievorsprungs der außereuropäischen Systeme positiv. Mit dem entsprechenden Engagement werden Deutschland und Europa in der Lage sein, Marktanteile zu gewinnen und ökonomisch zu profitieren. Die Weichen müssen aber schnell gestellt und es muss entschlossener gehandelt werden als dies momentan den Anschein macht. Ein besonderer Vorteil Europas darf dabei nicht aus den Augen verloren werden, nämlich die Existenz von leistungsfähigen und etablierten Satellitenbetreibern aus der „Old Space Economy“. Diese verfügen noch immer über eine sehr gute Kapitalausstattung und können mit Jahrzehnten Raumfahrterfahrung wichtige Beiträge leisten. Zudem können die im Orbit befindlichen Satelliten in neue Megakonstellationen eingebunden werden, um immer neuere Dienstleistungen zu definieren. Hier liegen erhebliche Potenziale, die bisher kaum diskutiert und nicht gehoben wurden. Verbunden mit starkem Engagement in der Standardisierung zukünftiger Mobilfunknetze können diese Potenziale möglicherweise sogar geeignet sein, die Wettbewerber mittelfristig wieder zu überholen.

Das ausführliche Dokument der Trendanalyse können Sie hier anfordern:
HEUMEGA

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