NASA: Laser-Kommunikation im Weltraum mit Psyche-Sonde erfolgreich getestet
Die Kommunikation mit einer 16 Millionen Kilometer entfernten Asteroiden-Sonde per Laser hat erstmals funktioniert. Das ermöglicht zukünftig große Datenmengen.
Künstlerische Darstellung von Psyche-Sonde und -Asteroid
(Bild: Maxar/ASU/Peter Rubin)
Die NASA hat erstmals per Laser mit einer tief im Weltraum befindlichen Sonde kommuniziert. Die US-Weltraumagentur hat dabei Daten mit dem Psyche-Raumfahrzeug ausgetauscht, das sich auf dem Weg zum gleichnamigen Asteroiden befindet und bereits über 40-mal weiter entfernt ist von der Erde als der Mond – fast 16 Millionen Kilometer. Das ist laut NASA die bisher weiteste Demonstration optischer Kommunikation.
Bislang wird bei der Weltraumkommunikation noch auf Funkwellen gesetzt. Auch die jetzt erfolgreich getestete Nahinfrarot-Laserkommunikation nutzt elektromagnetische Wellen zur Datenübertragung, aber mit höherer Kapazität durch deutlich engere Wellen. Dadurch können Bodenstationen mehr Daten empfangen. Die NASA geht von 10- bis 100-fachem Datenvolumen aus. Das wiederum helfe bei zukünftigen menschlichen sowie robotischen Missionen und erlaube auch wissenschaftliche Instrumente mit höherer Auflösung, etwa bei der Bildübertragung.
Asteroiden-Sonde für Forschung und Kommunikationstest
Die NASA-Raumsonde Psyche ist Anfang Oktober zum gleichnamigen Asteroid gestartet, der zwischen Mars und Jupiter die Sonne umkreist. An Bord ist auch das optische Weltraumkommunikationsinstrument DSOC (Deep Space Optical Communications) für eine Technologiedemonstration der NASA, wie Chefwissenschaftlerin Lindy Elkins-Tanton im Interview mit heise online erklärte. "Es soll per Laser mit der Erde kommunizieren, denn damit lassen sich viel mehr Daten codieren als mit Radiowellen. Wir testen das Gerät, während des Wegs zu Psyche, in ungefähr einer Distanz Erde-Mars. Wir werden den Laser zwar nicht für die wissenschaftliche Arbeit selbst nutzen, aber der Test dient der künftigen Kommunikation zum Mars mit hohen Bandbreiten."
Da es sich noch um einen Test handelt, werden Missionsdaten bislang nicht per Laser übertragen. Allerdings konnte die Weltraumagentur dabei eventuelle Interferenzen mit anderen Elementen des Raumfahrzeugs erproben, die sich durch den Einsatz des Lasers hätten ergeben können, wie die NASA erklärt.
Herausforderungen optischer Weltraumkommunikation
Die Kommunikation mit einem Objekt im Weltraum ist insbesondere optischer Art eine Herausforderung, denn sowohl Raumfahrzeug als auch unser Planet sind in Bewegung. Beim jetzigen Test des DSOC benötigten die Nahinfrarot-Photonen ungefähr 50 Sekunden für den Weg von der Sonde zur Erde. Ist die Sonde beim Asteroiden angekommen, verlängert sich die Übertragungszeit auf bis zu 20 Minuten. Dabei müssen sowohl Uplink- als auch Downlink-Laser entsprechend justiert werden.
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Optische Kommunikationsmethoden sind in niedrigen Erdumlaufbahnen und sogar zum Mond bereits getestet worden, aber die Laserkommunikation mit der Psyche-Sonde war der erste Test im tieferen Weltraum. Die NASA bezeichnet dies als ersten Schritt für mögliche Kommunikationswege zu Stationen und Raumfahrzeugen auf dem Mond oder sogar auf dem Mars.
(fds)
