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Space Applications

Planet Erde aus dem Weltraum bei Nacht, Space Applications mit PlaneWave

Laser-Kommunikation und Anwendungen in der Space Situational Awareness

Der Bedarf an Bandbreite für Kommunikation rund um den Planeten steigt rasant. Neben Glasfaser- und Funk-Kommunikation am Erdboden wird immer mehr auf Verbindungen über Satellitensysteme vertraut, um den gesamten Globus besser abzudecken. Starlink von SpaceX, Telesat, Amazons Project Kuiper und die OneWeb Konstellationen, um einige zu nennen, werden aus tausenden von Satelliten im niedrigen Erdorbit (LEO - Low Earth Orbit) bestehen, die schnelle Breitbandverbindungen mit kurzen Latenzzeiten bereitstellen sollen. Auch wenn die Kommunikationsverbindungen zunächst über Mikrowellen erfolgen sollen, ist davon auszugehen, dass im Lauf der Zeit Lasercom-Verbindungen dominieren werden, da freie Mikrowellenbereiche zunehmend seltener werden und das Bedürfnis für immer größere Bandbreiten und Sicherheit zunimmt.

Mit der zunehmenden Leistungsfähigkeit der in diesem Paper beschriebenen Teleskopsysteme können diese Systeme in Lasercom-Bodenstationen verwandelt werden, besser bekannt als optische Bodenstationen (Optical Ground Station - OGS). Die wichtigsten OGS-Komponenten bestehen aus dem Teleskop (Optik und Montierung) und einer optischen Bank, mit der das System Daten mit einem Lasercom Space Terminal im Weltall austauschen kann, die sich auf dem Satelliten des Endbenutzers befindet. Da sich die Satelliten mit Lasercom Space Terminals auf verschiedenen Umlaufbahnen vom LEO bis zum geostationären Orbit befinden dürften, können verschiedene Teleskopöffnungen zum Einsatz kommen, je nach dem Budget für die Kommunikationsverbindung.

Die OGS, die künftig gebaut und in die Infrastruktur des Netzwerk-Providers integriert werden, werden sehr wahrscheinlich im kurzwelligen Infrarot (Short-Wave Infrared - SWIR) arbeiten. Eine Zusammenarbeit zwischen den Netzwerkprovidern, den Betreibern der Space Terminals und den OGS-Betreibern ist Voraussetzung für den Aufbau eines zuverlässigen Kommunikationsnetzwerks.

Es wird eine größere Herausforderung, die ständig wachsende Anzahl von Satelliten und ihre wechselnden Umlaufbahnen zu überwachen. Dieser Aufgabenbereich wird als Space Situation Awareness (SSA) bezeichnet. Die aktuellen Systeme zur Weltraumüberwachung vertrauen zur Verfolgung von RSOs auf Radar sowie auf eine Handvoll optischer Observatorien, um neue Objekte zu entdecken. Radar- und optische Daten können verknüpft werden, indem die Radardaten genutzt werden, um die Beobachtungspläne optischer Systeme auf die Verfolgung von RSOs abzustimmen und deren Bahndaten zu bestimmen. Der Einsatz mehrerer preiswerter Teleskope in Verbindung mit verschiedenen Sensoren kann dazu beitragen, genauere Bahndaten zu bestimmen und die RSOs zu identifizieren und charakterisieren.

Die hohen Schwenkgeschwindigkeiten in Verbindung mit den exakten Positionierungs- und Nachführfähigkeiten der neuesten Generation von Serienteleskopen im mittleren Öffnungsbereich nutzen die Beobachtungszeit für jedes Objekt optimal aus, verglichen mit der Zeit für das Anfahren oder Auffinden der Ziele. Der relativ niedrige Preis und die hohe Zuverlässigkeit dieser Teleskope verbessern ihr Kosten-Nutzen-Verhältnis zusätzlich. Wenn sie zu Arrays und Netzwerken zusammengeschaltet werden, können sie eine verlässliche, dauerhafte Überwachung zahlreicher Satelliten sicherstellen.

Whitepaper – Robotische Teleskope für Lasercom und SSA

Anwendungsbereiche:

  • Weltraumkommunikation 
  • Laserkommunikation 
  • Messen/Katalogisieren von Weltraummüll und künstlichen Objekten 
  • Lasergesteuerte Quantenkommunikation mit kryptographiertem Inhalt 
  • Defence and Security

Empfohlener Sortimentsbereich:

Von PlaneWave CDK24 / L-Mount bis PW-1000.

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