Turbo für die Daten

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Auf der Erde ist die optische Datenübertragung längst unverzichtbar: Glasfaserkabel sorgen dafür, dass die gewaltigen Datenmengen von Internet und Telekommunikation mit Lichtgeschwindigkeit zwischen Kontinenten ausgetauscht werden. Bereits 2011 erreichte die Übertragungsrate eines einzigen Laserstrahls dabei 26 Terabyte pro Sekunde – das entspricht der Datenmenge auf rund 700 DVDs.

Ein Satellit im niedrigen Erdorbit ist bisher nur für kurze Zeit in Reichweite seiner Bodenstation (roter Bereich) © ESA

Und weltweit arbeiten Forscher daran, die optischen Datenleitungen weiter zu verbessern und ihre Bandbreite zu erhöhen. Denn der Bedarf wächst: Allein seit dem Jahr 2000 hat der Datenverkehr im globalen Glasfasernetz um 60 Prozent zugenommen. Sogar durch die Luft wurden inzwischen bereits Daten per Laser geschickt.

Engpass im Orbit

Über unseren Köpfen allerdings gibt es einen Engpass in der globalen Datenkommunikation: Die Fernerkundungs-Satelliten, die unseren Planeten im niedrigen Erdorbit umkreisen, sammeln zwar reichlich Daten. Weil sie aber ihre Positionen gegenüber der Erdoberfläche ständig verändern, sind sie immer nur für kurze Zeit mit den Bodenstationen in Kontakt – im Schnitt gerade einmal zehn von 100 Minuten.

Diese Satelliten müssen daher ihre Daten zunächst speichern und sie dann in dem kurzen Zeitfenster möglichst geballt schicken. Gerade bei umweltrelevanten Daten oder den von Überwachungssatelliten gesammelten Informationen sind diese Zeitverzögerungen nicht gerade optimal.

Ein Relais-Satellit im geostationären Orbit deckt einen weitaus größeren Bereich der ERdoberfläche ab. © ESA

Relais-Station im Orbit

Ein neuartiges Übertragungssystem soll nun diese Misere beenden – das European Data Relay System (EDRS) der europäischen Weltraumbehörde ESA. Der Clou an diesem von der ESA als Meilenstein der Telekommunikation gefeierten System: Es nutzt geostationäre Relais-Satelliten, die über Laser mit anderen, im Orbit kreisenden Satelliten kommunizieren.

Diese Laser-Relais sammeln zunächst die per Laserstrahl gesendeten Daten der niedriger fliegenden Erdbeobachtungs-Satelliten ein und leiten sie dann per Mikrowellen-Verbindung an die Bodenstationen weiter. Die Laser-Terminals benötigen dabei weniger als eine Minute, um eine Verbindung zwischen geostationärem und niedrigem Erdorbit herzustellen – und können ständig senden.