Optical Space Communication

Stand der Dinge international und in der Schweiz

Optical Space Communication bezeichnet die Übertragung von Daten zwischen Satelliten im Weltraum oder zur Erde mittels optischer Verbindungen im freien Raum. Dabei werden Laser im nahen infraroten Spektralbereich eingesetzt. Die Trägerfrequenz dieser Datenübertragungssysteme – und damit auch die zur Verfügung stehende Übertragungsbandbreite – ist um Grössenordnungen höher als bei Systemen mit Radiofrequenz. Diese Technologie erschliesst also völlig neue Bandbreiten-Ressourcen.

Die experimentelle Erprobung von Optical Space Communication mit hohen Datenraten (> 1 Gigabit/s) zwischen Satelliten in niedrigen Erdumlaufbahnen begann in Europa 2007. Die Europäische Raumfahrtagentur ESA nahm 2016 den ersten Satelliten mit einem optischen Terminal für operationelle Nutzung im geostationären Orbit in Betrieb. Weitere derartige Satelliten sollen ab 2019 im Rahmen des Programms European Data Relay Satellite (EDRS) als Relay-Stationen in Betrieb gehen und die optische Datenübertragung von Erdbeobachtungssatelliten aus ermöglichen. Aufgrund der erfolgreichen Demonstration dieser Technologie im Weltraum werden international derzeit Pläne für kommerzielle Satelliten-Konstellationen mit optischen Verbindungen entwickelt, die auf mobile Dienste mit sehr hohen Datenraten und globaler Abdeckung ausgelegt sind. Diese Konstellationen verfügen über optische Datenverbindungen zwischen den Satelliten sowie mit Stationen am Boden. Dank des ständig steigenden Bedarfs an Übertragungskapazität und dem Trend zu verbesserten mobilen Diensten wird sich Optical Space Communication in allen Segmenten in den nächsten Jahren rasant weiterentwickeln. Dies umfasst den Systembereich (Aufbau/Betrieb von Satellitennetzwerken), die Geräte- und Komponentenentwicklung (optische Terminals für Satelliten und Bodenstationen), aber auch die Entwicklung von Anwendungen und Dienstleistungen.

Konsequenzen für die Schweiz

Optical Space Communication bündelt eine Vielzahl komplexer Technologien, die in der Schweiz vorhanden sind. Sie stimuliert innovative Anwendungen und fördert den industriellen wie auch den Dienstleistungssektor im Bereich Telekommunikation. Die Schweizer Forschung und Industrie hat sich mit ihren relevanten Fähigkeiten von Anfang an erfolgreich bei der Entwicklung in diesem Feld beteiligt und hat damit eine gute Ausgangslage geschaffen. Zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit gegenüber der internationalen Konkurrenz und zur Entwicklung marktfähiger Produkte ist allerdings auch weiterhin ein starkes Engagement des Bundes notwendig, das eine langfristige strategische Planung in diesem Gebiet reflektiert.