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EAGLE-1: Qualification, Calibration, and Testing of the Transmitter Subsystem for Europe’s First Autonomous QKD System

Heirich, Oliver und Calistro Rivera, Gabriela und Eppinger, Jakob und Ferenczi, Agnes und Garbagnati, Elisa und Kleinpaß, Philipp und Lützen, Pia und Moll, Florian und Rosano Nonay, Jorge und Roubal, Christian und Wagner, Matthias und Zeihsel, Hannes und Fuchs, Christian (2025) EAGLE-1: Qualification, Calibration, and Testing of the Transmitter Subsystem for Europe’s First Autonomous QKD System. 76th International Astronautical Congress (IAC), 2025-09-29 - 2025-10-03, Sydney, Australien.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis 3 Oktober 2025
368kB

Kurzfassung

The EAGLE-1 mission aims to deliver Europe’s first autonomous space based quantum key distribution (QKD) system launching the EAGLE-1 satellite in 2026. A key element of this demonstration mission is the development and space qualification of a QKD transmitter, essential for enabling secure quantum communications. This paper presents the subsystem-level design, component qualification, system calibration, and functional testing of the QKD transmitter developed by the Institute of Communications and Navigation (KN) of the German Aerospace Center (DLR). The QKD transmitter is responsible for converting quantum key information into an optical signal for transmission to ground. The quantum key and QKD protocol is based on a quantum random number generator (QRNG) and the key bits are encoded in single photons. The transmitter hardware consists of various electrical and optical components, including modulators, attenuators, amplifiers, and passive elements. We discuss component selection criteria, as well as vibration and shock testing to verify launch resilience and thermal vacuum testing to assess operational stability under space conditions. One of the key challenges is the time and bias drift of critical components, which occurs after system boot-up and varies with temperature and time. These drifts directly affect the timing, amplitude, and phase of the optical signal, impacting overall QKD performance. We present the design of the calibration methodologies which ensure autonomous calibration of the transmitter in orbit, which provides the system stability required to adhere to the QKD protocol requirements. Finally, we describe the laboratory tests assessing quantum bit error rates (QBER).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/216911/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:EAGLE-1: Qualification, Calibration, and Testing of the Transmitter Subsystem for Europe’s First Autonomous QKD System
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Heirich, Oliveroliver.heirich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5191-5997NICHT SPEZIFIZIERT
Calistro Rivera, Gabrielagabriela.calistrorivera (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0085-6346NICHT SPEZIFIZIERT
Eppinger, JakobJakob.Eppinger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ferenczi, Agnesagnes.ferenczi (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garbagnati, Elisaelisa.garbagnati (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kleinpaß, Philippphilipp.kleinpass (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0009-9005-702XNICHT SPEZIFIZIERT
Lützen, Piapia.luetzen (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moll, FlorianFlorian.Moll (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rosano Nonay, JorgeJorge.RosanoNonay (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0007-7306-9315NICHT SPEZIFIZIERT
Roubal, ChristianChristian.Roubal (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7974-6977NICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, MatthiasMatthias.J.Wagner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zeihsel, Hanneshannes.zeihsel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0006-8899-176XNICHT SPEZIFIZIERT
Fuchs, ChristianChristian.Fuchs (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 September 2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:QKD, EAGLE-1, transmitter, quantum communication
Veranstaltungstitel:76th International Astronautical Congress (IAC)
Veranstaltungsort:Sydney, Australien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:29 September 2025
Veranstaltungsende:3 Oktober 2025
Veranstalter :International Astronautical Federation (IAF)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - QKD-Systeme und ihre praktische Sicherheit
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Optische Satellitenlinks
Hinterlegt von: Heirich, Dr.-Ing. Oliver
Hinterlegt am:26 Sep 2025 15:29
Letzte Änderung:26 Sep 2025 15:29

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