Funkstau im Orbit: Durch die zunehmende Zahl von Satelliten in der Erdumlaufbahn nehmen auch Störungen durch Überlastung der Kommunikationsfrequenzen zu. Deshalb haben Forscher die weltweit erste Open-Access-Weltkarte der Frequenznutzung für den Orbit erstellt. Die interaktive Karte zeigt, wo die Satellitenfrequenzen ausgelastet sind und wo noch freie Bandbreite existiert. Das hilft Satellitenbetreibern, Störungen der Kommunikation und Datenübertragung zu vermeiden.
Ob GPS, Telekommunikation, Wetterdaten oder Internet aus dem Orbit: Ohne Satelliten geht heute kaum mehr etwas. Entsprechend wichtig ist es, dass diese fliegenden Helfer möglichst ungestört miteinander und mit den Bodenstationen kommunizieren können. Doch gerade damit hapert es zunehmend: Weil sich immer mehr Satelliten in der Erdumlaufbahn drängen, nehmen auch die Übertragungsstörungen zu.
Der Grund: „Satellitenkonstellationen, wie zum Beispiel Starlink von SpaceX, umfassen eine große Anzahl von Satelliten, die jeweils mit ihrer Bodenstation und auch untereinander kommunizieren müssen“, erklärt Alexander Burnicki von der TU Berlin. „Weil aber nur begrenzte Frequenzbereiche für die Satellitenkommunikation zur Verfügung stehen, müssen viele Satelliten auf der gleichen Frequenz senden und das kann Störungen auslösen.“
Interaktive Karte der orbitalen Frequenzauslastung
Wo diese Störungen bestehen und in welchen Bereichen des Orbits die Satellitenkommunikation besonders oft „klemmt“, zeigt nun erstmals eine interaktive Weltkarte. Burnicki und sein Team haben dafür im Rahmen der SALSAT (Spectrum AnaLysis SATellite)-Mission eigens einen Satelliten entwickelt und gebaut, der als „Horchposten“ im Orbit dient. Mithilfe eines Analysegeräts wertet er die die Frequenznutzung direkt vor Ort aus und speist die Informationen in das System ein.
Die interaktive Karte bietet eine realistische Globusansicht und eine Kartenansicht. Man kann die Frequenzbandbreite einstellen und nach Datum sortieren. „Die einzelnen Aufnahmen sind für alle verfügbar: Man kann sie sich einzeln auf der Website anschauen oder die Daten downloaden, um sie selbst auszuwerten“, sagt Burnicki. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, über ein Formular weitere Spektralaufnahmen anzufordern, um spezifische Regionen oder Frequenzen zu untersuchen.
Nützlich für Satellitenbetreiber, Wissenschaft und Funk
„Die frei zugängliche Datenbasis unserer Forschungsmission ist weltweit einmalig und bietet sowohl für die Raumfahrt als auch für die Wissenschaft immense Vorteile“, erläutert Burnicki. Forschende sehen beispielsweise, welche Signale mit welchen Eigenschaften im Orbit vorhanden sind und können so Erkenntnisse über die Frequenzumgebung im Orbit gewinnen.
Satellitenbetreiber und Bodenstationen können mithilfe der interaktiven Karte ermitteln, welche Frequenzbänder in einer Region besonders stark ausgelastet sind und auf eine andere Frequenz ausweichen oder Kooperationen eingehen. „Wenn über Australien beispielsweise zu einer bestimmten Uhrzeit auf einer Frequenz viel los ist, heißt das nicht, dass dies in Europa zur gleichen Zeit genauso ist“, so der Forscher. In einem solchen Fall könnten Satellitenbetreiber Kooperationen mit Bodenstationen in weniger ausgelasteten Regionen schließen.
Rätselhafte Signale aus der Polarregion
Auch das Forschungsteam hat durch ihren Satelliten und seine Daten bereits unerwartete Erkenntnisse gewonnen: „Im vergangenen halben Jahr haben wir in gewissen Regionen starke Signale empfangen, die wir gar nicht erwartet haben. Zum Beispiel in der Nähe der nördlichen Polarregion“, berichtet Burnicki. Die Ursache dieser Signale sei bisher noch nicht identifiziert.
Die Forschenden arbeiten bereits daran, die erfassten Frequenzbereiche weiter auszuweiten. Außerdem soll es ein Nachfolgeprojekt geben, bei dem ein weiterer Satellit mit den Instrumenten von SALSAT sowie einem weiterentwickelten Betriebssystem ausgerüstet werden soll. ( SALSAT-Projekt-Website)
Quelle: Technische Universität Berlin
