Laserkommunikation für Kleinsatellitenmissionen mit den OSIRIS Terminals des DLR

Abstract

Laserkommunikation entwickelt sich derzeit zu einem wichtigen Standbein moderner Raumfahrtdatenübertragung, da mit der Auflösungssteigerung von satellitengetragenen Erdbeobachtungssensoren eine Übertragungstechnologie gebraucht wird, die einen entsprechend hohen Datendurchsatz möglich macht. Die Datenraten, die man durch den Einsatz von elektromagnetischen Trägerfrequenzen im optischen und nahen Infrarotbereich (200-300 THz) erzielen kann, übertreffen dabei jene klassischer Hochfrequenz (HF)-Funkverbindungen (Trägerfrequenzen bei MHz bis GHz) um mehrere Größenordnungen. Aufgrund der geringen Aufweitung optischer Signale ist dieses Übertragungsverfahren zudem besonders leistungseffizient und nur sehr schwer zu stören oder abzuhören. Dies gilt sowohl für lasergestützte Inter-Satellitenverbindungen als auch für direkte Downlinks zu optischen Bodenstationen. Das DLR hat diese Technologie mit seinen OSIRIS Laserkommunikationsterminals für den Einsatz auf Kleinsatelliten und CubeSats erschlossen und mit Tesat einen starken Partner zur Kommerzialisierung der Terminals gefunden. Direkte optische Downlinks wurden bereits im Rahmen der Flying Laptop (Universtität Stuttgart) und PIXL (DLR/Tesat) Missionen nachgewiesen, optische Intersatellitenverbindungen zwischen zwei CubeSats im LEO sollen im CubeISL Projekt des DLR demonstriert werden. Wir geben einen Überblick über den aktuellen Entwicklungsstand der Terminalserie und skizzieren das Missionsdesign von CubeISL.