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On-Orbit Validation of Gyroscope Calibration and Optical Link Performance on QUBE

Rüddenklau, René und Rödiger, Benjamin und Elsner, Lisa (2026) On-Orbit Validation of Gyroscope Calibration and Optical Link Performance on QUBE. Small Satellites Systems and Services Symposium, 2026-05-04 - 2026-05-08, Sardinien, Italien.

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Kurzfassung

Free-space optical communication enables high-data-rate, power efficient links for small satellite missions and is a key enabler for space-based quantum key distribution (QKD). However, the narrow beam divergence of optical links imposes stringent requirements on pointing accuracy, particularly during link acquisition between space-based terminals. Unlike space-to-ground links, inter-satellite optical terminals must rely solely on onboard resources, making attitude uncertainties and misalignments between spacecraft attitude determination and control systems (ADCS) and laser communication terminals (LCTs) a challenge. The QUBE mission, which demonstrates experiments towards QKD, is used to verify LCT internal gyroscope calibration and to analyse the performance of the optical space-to-ground link. This work therefore presents the validation of an on-orbit calibration method for CubeSat-class optical terminals by aligning an LCT gyroscope with the spacecraft ADCS reference frame. Additionally, the alignment between LCT and ADCS reference frames is estimated based on high-rate tracking data from the fast-steering mirror that provides the mean offsets with respect to the satellite’s body-pointing during closed-loop tracking. On-orbit pointing, acquisition and tracking results from optical downlinks demonstrate rapid acquisition times of 2 seconds, and tracking of up to 97.5% of the total operation time, equivalent to 7 minutes and 25 seconds.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/223568/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:On-Orbit Validation of Gyroscope Calibration and Optical Link Performance on QUBE
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rüddenklau, RenéRene.Rueddenklau (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2876-8591NICHT SPEZIFIZIERT
Rödiger, BenjaminBenjamin.Roediger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0004-9856-1806NICHT SPEZIFIZIERT
Elsner, Lisalisa.elsner (at) telematik-zentrum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2026
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:Free-Space Optical Communications, Attitude Estimation, CubeSat, QKD, Pointing, Acquisition and Tracking
Veranstaltungstitel:Small Satellites Systems and Services Symposium
Veranstaltungsort:Sardinien, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:4 Mai 2026
Veranstaltungsende:8 Mai 2026
Veranstalter :CNES and ESA
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 - Quanteninformation und Kommunikation
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation
Institut für Kommunikation und Navigation > Optische Satellitenlinks
Hinterlegt von: Rüddenklau, René
Hinterlegt am:13 Mai 2026 14:52
Letzte Änderung:13 Mai 2026 14:52

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