Neues Verfahren

Forscher senden Laserstrahl vom Mond bis zur Erde

06.03.2014 09:46

Mithilfe der im September 2013 gestarteten NASA-Sonde "LADEE" haben Experten erstmals die Kommunikation per Laserstrahl aus einem Mondorbit zur Erde getestet. Die dabei angewandte Technik könnte in Zukunft dazu dienen, umfangreiche Datenmengen von Raumsonden mit bislang unerreichter Geschwindigkeit zur Erde zu übermitteln.

Mond- und andere planetare Missionen sollen in Zukunft von dieser Art der Datenübertragung profitieren. Rover und Sonden könnten damit hochaufgelöste 3D-Aufnahmen quasi in Echtzeit übermitteln, so die Forscher, die die neue Technologie der optischen Kommunikation dank "LADEE" (kleines Bild) erstmals unter realen Weltraumbedingungen erproben konnten.

Gesendet wurde das Signal von einem Instrument namens Lunar Lasercomm Space Terminal an Bord der Sonde "LADEE" (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer), die seit Oktober 2013 um den Mond kreist und Daten über dessen sehr dünne Atmosphäre sammelt. Außerdem soll sie erforschen, wie auf den Polen des Erdtrabanten Eis entstehen konnte, und nach dem Ende der Mission auf der Oberfläche des Himmelskörpers zerschellen.

Atmosphäre stört Signal weniger als erwartet
Rund 400.000 Kilometer hatte das Signal zurückgelegt und dabei auch die Erdatmosphäre durchquert. "Den größten Teil der Strecke legt der Laserstrahl ohne störende Atmosphäre zurück, aber die wenigen Kilometer Erdatmosphäre am Pfad-Ende verzerren und dämpfen das Signal erheblich", sagte Dirk Giggenbach vom Institut für Navigation und Kommunikation am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Dabei habe sich gezeigt, dass der Einfluss der Atmosphäre aber weniger stark ist als erwartet und die Qualität des Signals sehr gut sei, so die Forscher, die es analysiert haben.

Die Daten des "Lunar Laser Communication Demonstration"-Experiments wurden von drei optischen Bodenstationen - den US-Stationen in White Sands und Table Mountain sowie einer Empfangsstation der europäischen Weltraumorganisation ESA auf Teneriffa - empfangen.

Technologie für zukünftige Missionen
Das Interesse an der neuen Technologie ist groß, denn die bis dato erfolgreich erprobte und verwendete Technik, über Radio- und Mikrowellen mit Sonden oder Rovern zu kommunizieren, erreicht ihre technischen Grenzen. Die kurzwelligeren optischen Trägerfrequenzen hingegen bieten höhere Datenraten, so die Wissenschaftler.

Die Blu-ray-Version des Hollywoodfilms "Apollo 13" beispielsweise würde mit ihren 36.800 Megabite gerade einmal 7,9 Minuten vom Mond zur Erde benötigen. Würde der Film über die S-Band-Verbindung der Sonde übertragen, müsste man auf der Erde beinahe 639 Stunden - und somit fast einen Monat - auf die Daten warten. "Zukünftige Missionen können erheblich vom Einsatz der optischen Kommunikation profitieren, da mehr Daten in kürzerer Zeit zur Erde übertragen werden können", betont DLR-Forscher Giggenbach.