Ein Diagramm, das zwei solarbetriebene Satelliten zeigt, die im Weltraum optisch mittels Lasern kommunizieren.

Laserkommunikation im Weltraum bezeichnet die Nutzung optischer Freiraumkommunikation im Weltraum . Die Kommunikation kann vollständig im Weltraum erfolgen (eine Laserverbindung zwischen Satelliten ) oder als Boden-Satellit- oder Satellit-Boden-Verbindung. Der Hauptvorteil der Laserkommunikation gegenüber Funkwellen liegt in der höheren Bandbreite , die die Übertragung größerer Datenmengen in kürzerer Zeit ermöglicht.

Im Weltraum liegt die Reichweite der optischen Freiraumkommunikation derzeit in der Größenordnung von Hunderttausenden von Kilometern. [ 1 ] Laserbasierte optische Kommunikation wurde bereits zwischen Erde und Mond demonstriert und hat das Potenzial, interplanetare Distanzen von Millionen von Kilometern zu überbrücken, indem optische Teleskope als Strahlaufweiter eingesetzt werden . [ 2 ]

Vorführungen und Tests

Vor 1990

Am 20. Januar 1968 gelang es der Fernsehkamera der Mondlandefähre Surveyor 7 , zwei Argonlaser des Kitt-Peak-Nationalobservatoriums in Arizona und des Table-Mountain-Observatoriums in Wrightwood, Kalifornien , zu detektieren . [ 3 ]

1991–2000

Im Jahr 1992 gelang der Galileo -Sonde der erfolgreiche Nachweis von Laserlicht von der Erde aus in eine Richtung, indem zwei bodengestützte Laser aus einer Entfernung von 6.000.000 km (3.700.000 mi) von der Sonde aus empfangen wurden. [ 4 ]

Die erste erfolgreiche Laserkommunikationsverbindung aus dem Weltraum wurde 1995 von Japan zwischen dem GEO-Satelliten ETS-VI der NASDA und der 1,5 m großen optischen Bodenstation des National Institute of Information and Communications Technology (NICT) in Tokio hergestellt, wobei eine Datenrate von 1 Mbit/s erreicht wurde . [ 5 ]

2001–2010

Im November 2001 wurde mit dem Satelliten Artemis der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) die weltweit erste Laser-Satellitenverbindung im Weltraum realisiert . Dabei wurde eine optische Datenübertragungsverbindung zum Erdbeobachtungssatelliten SPOT 4 des CNES hergestellt . [ 6 ] Es wurden 50 Mbit/s über eine Distanz von 40.000 km (25.000 Meilen) erreicht, was der Entfernung einer LEO-GEO-Verbindung entspricht. [ 7 ] Seit 2005 überträgt Artemis bidirektionale optische Signale von Kirari , dem japanischen Testsatelliten für optische Interorbit-Kommunikation . [ 8 ]

Im Mai 2005 stellte das Laser - Höhenmesserinstrument an Bord der Raumsonde MESSENGER einen neuen Rekord für die bidirektionale Kommunikation auf . Dieser diodengepumpte Infrarot -Neodym-Laser , der als Laser-Höhenmesser für eine Merkur-Orbit-Mission entwickelt worden war, konnte über eine Entfernung von 24.000.000 km (15.000.000 Meilen) kommunizieren, als sich die Sonde im Vorbeiflug der Erde näherte. [ 9 ]

Im Jahr 2006 führte Japan die erste Laser-Kommunikationsverbindung von einer LEO-Station zur Erde durch, die vom OICETS- LEO-Satelliten der JAXA und der optischen Bodenstation des NICT realisiert wurde. [ 10 ]

Im Jahr 2008 nutzte die ESA eine Laserkommunikationstechnologie, die für die Übertragung von 1,8 Gbit/s über 40.000 km (25.000 Meilen), der Entfernung einer LEO-GEO-Verbindung, ausgelegt war. Ein solches Terminal wurde erfolgreich im Rahmen einer Verifizierung im Orbit mit dem deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X und dem amerikanischen Satelliten NFire ( Near Field Infrared Experiment ) getestet. Die beiden während dieser Tests verwendeten Laserkommunikationsterminals (LCT) [ 11 ] wurden von der deutschen Firma Tesat-Spacecom [ 12 ] in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) [ 13 ] gebaut .

2011–2020

Darstellung des optischen Moduls des LLCD
Darstellung des erfolgreichen OPALS- Experiments, bei dem der unsichtbare Laser als sichtbarer Strahl gezeigt wird.

Im Januar 2013 übertrug die NASA mithilfe von Lasern ein Bild der Mona Lisa nachts von der Next Generation Satellite Laser Ranging (NGSLR) Station des Goddard Space Flight Center der NASA zum rund 390.000 km entfernten Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) . Um atmosphärische Störungen auszugleichen, wurde ein Fehlerkorrekturalgorithmus ähnlich dem für CDs verwendeten implementiert. [ 14 ]

Im September 2013 wurde mit der NASA-Mission LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) ein Laserkommunikationssystem als eines von vier wissenschaftlichen Instrumenten gestartet . Nach einem einmonatigen Flug zum Mond und einer 40-tägigen Funktionsprüfung des Raumfahrzeugs wurden Ende 2013 und Anfang 2014 über drei Monate hinweg Laserkommunikationsexperimente bei Tageslicht durchgeführt. [ 15 ] Erste Daten des Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD)-Systems an Bord von LADEE stellten im Oktober 2013 einen neuen Bandbreitenrekord für die Weltraumkommunikation auf . Frühe Tests mit einem gepulsten Laserstrahl zur Datenübertragung über die 385.000 km (239.000 Meilen) zwischen Mond und Erde erreichten eine rekordverdächtige Downloadrate von 622 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) [ 16 ] und demonstrierten zudem eine fehlerfreie Uploadrate von 20 Mbit/s von einer Bodenstation auf der Erde zu LADEE in der Mondumlaufbahn . Das LLCD ist der erste Versuch der NASA, eine bidirektionale Weltraumkommunikation mittels eines optischen Lasers anstelle von Radiowellen zu realisieren, und soll in den kommenden Jahren zur Entwicklung operationeller Lasersysteme auf NASA-Satelliten führen. [ 16 ]

Im November 2013 wurde erstmals erfolgreich Laserkommunikation von einem Tornado- Jet aus demonstriert. Ein Laserterminal der deutschen Firma Mynaric (ehemals ViaLight Communications) übertrug Daten mit einer Rate von 1 Gbit/s über eine Distanz von 60 km und bei einer Fluggeschwindigkeit von 800 km/h im Tageslicht. Zusätzliche Herausforderungen stellten dabei die schnellen Flugmanöver, starke Vibrationen und die Auswirkungen atmosphärischer Turbulenzen dar. Die Demonstration wurde von EADS Cassidian Germany finanziert und in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) durchgeführt . [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

Im November 2014 wurde erstmals Gigabit-Laserkommunikation im Rahmen des Europäischen Datenrelaissystems (EDRS) eingesetzt. [ 20 ] Weitere System- und Betriebsdemonstrationen folgten 2014. Daten des EU- Satelliten Sentinel-1A im erdnahen Orbit (LEO) wurden über eine optische Verbindung zum ESA-Inmarsat-Satelliten Alphasat im geostationären Orbit (GEO) übertragen und anschließend mittels eines herkömmlichen Ka-Band -Downlinks an eine Bodenstation weitergeleitet. Das neue System ermöglicht Geschwindigkeiten von bis zu 7,2 Gbit/s. [ 21 ] Das Laserterminal auf Alphasat, TDP-1 genannt, wird weiterhin regelmäßig für Tests genutzt. Das erste EDRS-Terminal (EDRS-A) für den produktiven Einsatz wurde als Nutzlast an Bord des Satelliten Eutelsat EB9B gestartet und nahm im Dezember 2016 seinen Betrieb auf. [ 22 ] Es lädt regelmäßig große Datenmengen von den Satelliten Sentinel-1A/B und Sentinel-2A/B zur Bodenstation herunter. Bis April 2019 wurden bereits über 20.000 Verbindungen (11 PBit ) hergestellt. [ 23 ] Stand Mai 2023 verzeichnete EDRS über eine Million Kommunikationsminuten [ 24 ] mit mehr als 50.000 erfolgreichen Satellitenverbindungen . [ 25 ] [ 26 ]

Im Dezember 2014 verkündete die NASA mit ihrem Projekt OPALS ( Optical Payload for Lasercomm Science ) einen Durchbruch in der Laserkommunikation zwischen Weltraum und Erde: Daten wurden mit einer Geschwindigkeit von 400 Megabit pro Sekunde übertragen. Das System kann die Zielverfolgung auch nach Signalverlusten durch Bewölkung wiederherstellen. [ 27 ] Das OPALS-Experiment startete am 18. April 2014 zur Internationalen Raumstation (ISS), um das Potenzial der Datenübertragung per Laser aus dem Weltraum zur Erde weiter zu erforschen. [ 28 ]

Die erste Demonstration einer Laserkommunikation zwischen einer LEO-Station und dem Boden mithilfe eines japanischen Mikrosatelliten ( SOCRATES ) wurde 2014 vom NICT durchgeführt [ 29 ] , und die ersten quantenlimitierten Experimente aus dem Weltraum wurden 2016 mit demselben Satelliten durchgeführt. [ 30 ]

Im Februar 2016 gab Google X im Rahmen des Projekts Loon die erfolgreiche Herstellung einer stabilen Laserkommunikationsverbindung zwischen zwei Stratosphärenballons über eine Distanz von 100 km bekannt . Die Verbindung war über viele Stunden hinweg, sowohl tagsüber als auch nachts, stabil und erreichte eine Datenrate von 155 Mbit/s. [ 31 ]

Im Juni 2018 wurde berichtet, dass das Connectivity Lab von Facebook (im Zusammenhang mit Facebook Aquila ) in Zusammenarbeit mit Mynaric eine bidirektionale 10-Gbit/s-Luft-Boden-Verbindung realisiert hat. Die Tests wurden von einem herkömmlichen Cessna- Flugzeug aus in 9 km Entfernung zur optischen Bodenstation durchgeführt . Obwohl das Testszenario im Vergleich zu einer stratosphärischen Zielplattform stärkere Plattformvibrationen, atmosphärische Turbulenzen und Winkelgeschwindigkeitsprofile aufwies, funktionierte der Uplink einwandfrei und erreichte jederzeit einen Durchsatz von 100 %. Der Downlink-Durchsatz sank gelegentlich aufgrund eines nicht optimalen Softwareparameters auf etwa 96 %, der sich jedoch leicht beheben ließ. [ 32 ]

Im April 2020 stellte die von JAXA und den Sony Computer Science Laboratories entwickelte Small Optical Link for International Space Station (SOLISS) eine bidirektionale Kommunikation zwischen der ISS und einem Teleskop des National Institute of Information and Communications Technology of Japan her. [ 33 ]

Am 29. November 2020 startete Japan den geostationären Satelliten LUCAS (Laser Utilizing Communication System) zur optischen Datenübertragung zwischen Satelliten mit Hochgeschwindigkeits-Laserkommunikationstechnologie. [ 34 ] [ 35 ]

2021–heute

Erstes per Laser von Psyche übertragenes Video . Das kurze, hochauflösende Video, das vor dem Start hochgeladen wurde, zeigt Taters, eine orangefarbene Tabbykatze – das Haustier eines JPL-Mitarbeiters –, die einem Laserpointer hinterherjagt. Überlagert wird das Video mit Grafiken, die verschiedene Aspekte der Technologiedemonstration veranschaulichen, darunter Psyches Umlaufbahn, die Kuppel des Palomar-Teleskops sowie technische Informationen zum Laser und seiner Datenrate. Auch Taters Herzfrequenz, Fellfarbe und Rasse werden angezeigt. [ 36 ]

Im Juni 2021 brachte die US-amerikanische Raumfahrtbehörde SDA zwei 12U- CubeSats in eine sonnensynchrone Umlaufbahn , um Laserkommunikationsverbindungen zwischen den Satelliten und einer ferngesteuerten MQ-9 Reaper zu demonstrieren . [ 37 ]

Am 7. Dezember 2021 startete die NASA die Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) im Rahmen des USAF STP-3-Programms , um die Kommunikation zwischen geostationärer Umlaufbahn und Erdoberfläche zu ermöglichen.

Im Mai 2022 wurde TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) (mit PTD-3 ) gestartet und testete 100-Gbit/s-Kommunikation aus einer 300 Meilen hohen Umlaufbahn nach Kalifornien. [ 38 ]

Laserkommunikation im Weltraum wird im Rahmen der Psyche- Mission zum Hauptgürtelasteroiden 16 Psyche getestet , die 2023 gestartet wurde. [ 39 ] Das System trägt den Namen Deep Space Optical Communications (DSOC) [ 40 ] und soll die Kommunikationsleistung und -effizienz von Raumfahrzeugen im Vergleich zu herkömmlichen Methoden um das 10- bis 100-Fache steigern. [ 40 ] [ 39 ] Im April 2024 wurde der Test mit der Raumsonde Psyche in einer Entfernung von 140 Millionen Meilen erfolgreich abgeschlossen. [ 41 ]

Zukünftige Missionen

Das japanische Nationale Institut für Informations- und Kommunikationstechnologie (NICT) wird 2022 die schnellste bidirektionale Laserkommunikationsverbindung zwischen geostationärer Umlaufbahn und Erde mit 10 Gbit/s demonstrieren. Hierfür wird das Laserkommunikationsterminal HICALI (High-speed Communication with Advanced Laser Instrument) an Bord des Satelliten ETS-9 (Engineering Test Satellite IX) eingesetzt. [ 42 ] Ein Jahr später folgt die erste Intersatellitenverbindung mit derselben hohen Geschwindigkeit zwischen einem CubeSat in der erdnahen Umlaufbahn (LEO) und HICALI in der geostationären Umlaufbahn (GEO). [ 43 ] Stand Mai 2024 befindet sich ein für CubeSats kompatibles Terminal vom Typ Full Transceiver in Entwicklung. Der Start von CubeSOTA mit diesem Terminal ist für das japanische Fiskaljahr 2025 geplant. Ziel ist die Demonstration verschiedener Szenarien, darunter LEO–Erde, LEO–HAPS und LEO–LEO. CubeSOTA wird die erste Validierung des Terminals im Orbit sein. [ 44 ]

LunaNet ist ein Projekt der NASA und der ESA und ein geplantes Datennetzwerk, das ein „Mond-Internet“ für Raumfahrzeuge und Anlagen im Mondzirkus bereitstellen soll . Die Systemspezifikation umfasst optische Kommunikationsverbindungen zwischen Erde und Mond sowie zwischen Mondsatelliten und der Mondoberfläche.

Kommerzielle Nutzung

Konzerne wie SpaceX , Facebook und Google sowie eine Reihe von Startups verfolgen derzeit verschiedene Konzepte auf Basis der Laserkommunikationstechnologie. Die vielversprechendsten kommerziellen Anwendungen liegen in der Vernetzung von Satelliten oder Höhenplattformen zum Aufbau leistungsstarker optischer Backbone -Netzwerke. Weitere Anwendungen umfassen die direkte Übertragung großer Datenmengen von einem Satelliten, Flugzeug oder unbemannten Luftfahrzeug (UAV) zur Bodenstation. [ 45 ]

Betreiber

Mehrere Unternehmen und Regierungsorganisationen wollen Laserkommunikation im Weltraum für Satellitenkonstellationen in der erdnahen Umlaufbahn nutzen , um globalen Hochgeschwindigkeitsinternetzugang zu ermöglichen. Ähnliche Konzepte werden für Netzwerke von Flugzeugen und stratosphärischen Plattformen verfolgt.

Projekt Projektkonzept Umfeld Szenario Datenrate Gesamtzahl der eingesetzten/erwarteten Laser Anbieter Status
Europäisches Datenrelaissystem (EDRS) [ a ]Datenübertragung von LEO- Erdbeobachtungssatelliten zu GEO-Satelliten sowie für Aufklärungs-, Überwachungs- und Erkundungsmissionen GEO , LEOWeltraum-zu-Weltraum 1,8 Gbit/s 7/9 Tesat-Spacecom [ 46 ]Aktiv seit 2016 [ 47 ]
StarlinkSatelliten-Megakonstellation für globale Telekommunikation LÖWE Weltraum-zu-Weltraum 100 Gbit/s [ 48 ]>1.000/>10.000 SpaceX / StarlinkAktiv seit 2021 [ 49 ] [ 50 ]
DARPA Blackjack Risikominderungsmaßnahmen zur Prüfung der Machbarkeit neuer militärischer Weltraumkapazitäten, die durch aufkommende kommerzielle LEO-Konstellationen bereitgestellt werden [ 51 ].LÖWE Weltraum-zu-Weltraum 2/unbekannt [ 52 ]Mynaric , [ 53 ] SA Photonics [ 54 ]Aktiv seit 2022 [ 55 ]
Amazon KuiperSatelliten-Megakonstellation für globale Telekommunikation LÖWE Raum-zu-Raum [ 56 ]0/>10.000 Entwicklung
SDA verbreitete Weltraumarchitektur für Kampfflugzeuge Eine aus mehreren Schichten bestehende, weitverzweigte LEO-Konstellation, die den Bedürfnissen des US-Verteidigungsministeriums (DoD) dient. [ 51 ]LÖWE Weltraum-zu-Weltraum 2,5 Gbit/s [ 57 ]0/>1.000 Mynaric , SA Photonics (eine Tochtergesellschaft von CACI ), Skyloom, Tesat-Spacecom [ 58 ]Entwicklung
OneWeb Gen Two [ 59 ]Satelliten-Megakonstellation für globale Telekommunikation LÖWE Weltraum-zu-Weltraum 0/>1.000 Entwicklung
Telesat LEO-Konstellation Satelliten-Megakonstellation für globale Telekommunikation LÖWE Weltraum-zu-Weltraum 0/752 [ 60 ]Entwicklung
Laserlichtkommunikation Satellitenkonstellation für globale Telekommunikation: Aufbau eines optischen Backbone-Netzwerks im Weltraum MEO Weltraum-zu-Weltraum, Weltraum-zu-Boden 100 Gbit/s [ 61 ]Ball Aerospace & Technologies [ 62 ]Entwicklung
WarpHub InterSatInter-Satellite -Datenübertragung für LEO-Erdbeobachtungssatelliten, die Kommunikation zwischen Weltraum und Boden erfolgt über Funkfrequenzen. MEO Weltraum-zu-Weltraum 1 Gbit/s [ 63 ]Entwicklung
Analytischer Raum [ 64 ]Hybrides RF/optisches Datenrelaisnetzwerk im Weltraum für ErdbeobachtungssatellitenLÖWEWeltraum-zu-Boden Entwicklung
BridgeComm [ 65 ]Direkte Datenübertragung von Erdbeobachtungssatelliten in die Bodenstation (LEO)LÖWE Weltraum-zu-Boden 1 Gbit/s Surrey Satellite Technology [ 66 ]Entwicklung
Wolkenkonstellation Sichere Datenspeicherung auf Satelliten und sichere interkontinentale Verbindungen LÖWE Weltraum-zu-Weltraum Mynaric [ 67 ]Entwicklung
Facebook Aquila [ 68 ]Telekommunikation für ländliche und abgelegene Gebiete durch ein Netzwerk von HöhenplattformenStratosphäre Luft-Luft, Luft-Boden 10 Gbit/s Mynaric [ 32 ]Beendet
LeoSatSatelliten-Megakonstellation für globale Telekommunikation LÖWE Weltraum-zu-Weltraum Thales Alenia Space [ 69 ]Beendet [ 70 ]
Google Loon [ 31 ]Telekommunikation für ländliche und abgelegene Gebiete durch ein Netzwerk von StratosphärenballonsStratosphäreLuft-zu-Luft 0,155 Gbit/s Beendet
SpaceLink Datenübertragungsdienste von MEO für LEO-Satelliten MEO , LEO Weltraum-zu-Weltraum Mynaric [ 71 ]Beendet [ 72 ]
Legende
  Aktiv
  In Entwicklung
  Beendet

Lieferanten

Mynaric optisches Kommunikationsterminal für Satellitennutzung

Ein bedeutender Markt für Laserkommunikationsgeräte könnte entstehen, sobald diese Projekte vollständig realisiert sind. [ 73 ] Neue Entwicklungen von Geräteherstellern ermöglichen Laserkommunikation bei gleichzeitiger Kostensenkung. Strahlmodulation, Software und Kardanaufhängungen werden stetig verbessert. Kühlungsprobleme wurden gelöst und die Photonendetektionstechnologie wird kontinuierlich optimiert. Zu den derzeit aktiven und namhaften Unternehmen auf dem Markt gehören:

Unternehmen Produktstatus
Ball Aerospace und Honeywell [ 74 ] [1]in Entwicklung
Ecuadorianische Raumfahrtagentur [ 75 ] [ 76 ] [2]in Produktion
Hensoldt [3]
LGS Innovations [ 77 ]
Mostcom JSC [4]in Entwicklung
Mynaric [5]
Sony [ 78 ]in Entwicklung
SpaceX / Starlinkin Produktion
Surrey Satellitentechnologiein Entwicklung
Tesat-Spacecom [ 79 ]in Produktion
Thales Alenia Spacein Produktion
Transcelestial [ 80 ] [7]in Entwicklung

Sichere Kommunikation

Für die sichere Kommunikation wurde ein Laser- N-Spalt-Interferometer vorgeschlagen , bei dem das Lasersignal ein Interferenzmuster erzeugt. Jeder Abfangversuch führt zum Zusammenbruch dieses Musters. [ 81 ] [ 82 ] Diese Technik nutzt Populationen ununterscheidbarer Photonen [ 81 ] und hat sich über praktisch relevante Ausbreitungsdistanzen bewährt [ 83 ] . Prinzipiell wäre sie auch über große Entfernungen im Weltraum anwendbar. [ 81 ]

Unter Berücksichtigung der verfügbaren Lasertechnologie und der Divergenz der interferometrischen Signale wurde die Reichweite für die Satellitenkommunikation auf etwa 2.000 km (1.200 Meilen) geschätzt. [ 84 ] Diese Schätzungen gelten für ein Array von Satelliten, die die Erde umkreisen. Für Raumfahrzeuge oder Raumstationen wird die Reichweite auf bis zu 10.000 km (6.200 Meilen) geschätzt. [ 84 ] Dieser Ansatz zur Sicherung der Weltraumkommunikation wurde von Laser Focus World als eine der wichtigsten photonischen Entwicklungen des Jahres 2015 ausgezeichnet. [ 85 ]

Siehe auch

  • TBIRD , TeraByte InfraRed Delivery - getestet im Jahr 2022.

Referenzen

  1. ^ „LLCD: 2013–2014“ . Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde (NASA). 15. Juni 2018. Abgerufen am 27. August 2022 .
  2. ^ Steen Eiler Jørgensen (27. Oktober 2003). „Optische Kommunikation im Weltraum – Eine Machbarkeitsstudie zur Zukunft mit Bering-Missionen“ (PDF) . Dansk Rumforskningsinstitut. Archiviert vom Original (PDF) am 6. Dezember 2010 . Abgerufen am 28. Juni 2011 .(Dänisch) Optische Kommunikation im Weltraum, Universität Kopenhagen
  3. ^ „Argonlaser, vom Mond aus gesehen“ . Archiviert vom Original am 15. Juni 2002.
  4. ^ Berger, Brian (15. November 2004). „NASA testet Laserkommunikation mit Mars-Raumsonden“ . Space.com . Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  5. ^ Araki, Kenichi; Arimoto, Yoshinori; Shikatani, Motokazu; Toyoda, Masahiro; Toyoshima, Morio; Takahashi, Tetsuo; Kanda, Seiji; Shiratama, Koichi (1996). „Leistungsbewertung der Laserkommunikationsausrüstung an Bord des Satelliten ETS-VI“. In: Mecherle, G. Stephen (Hrsg.). Freiraum-Laserkommunikationstechnologien VIII . Band 2699. SPIE. S. 52. doi : 10.1117/12.238434 .
  6. ^ „Weltpremiere: Datenübertragung zwischen europäischen Satelliten mittels Laserlicht“ . 22. November 2001. Abgerufen am 5. September 2015 .
  7. ^ „Optische Kommunikation im Weltraum“ . ESA. August 1997.
  8. ^ „Eine weitere Weltpremiere für ARTEMIS: eine Laserverbindung mit einem Flugzeug“ . ESA. 19. Dezember 2006. Archiviert vom Original am 3. September 2009.
  9. ^ „Raumsonde bricht Laserrekord: Ein Raumschiff hat aus 24 Millionen Kilometern Entfernung im interplanetaren Raum ein Lasersignal zur Erde gesendet“ . BBC News. 6. Januar 2006. Abgerufen am 28. Juni 2011 .
  10. ^ Toyoshima, Morio; Takenaka, Hideki; Shoji, Yozo; Takayama, Yoshihisa; Koyama, Yoshisada; Kunimori, Hiroo (Mai 2012). „Acta Astronautica „Ergebnisse der Kirari-Demonstrationsexperimente zur optischen Kommunikation mit der optischen Bodenstation NICT (KODEN) mit dem Ziel der zukünftigen klassischen und Quantenkommunikation im Weltraum“" . Acta Astronautica . 74 : 40– 49. doi : 10.1016/j.actaastro.2011.12.020 . Abgerufen am 18. Februar 2020 .
  11. ^ Laserkommunikationsterminals: Ein Überblick (Archiviert am 11.09.2016 in der Wayback Machine)
  12. ^ Tesat-Spacecom-Website
  13. ^ „TerraSAR-X NFIRE-Test“ . Archiviert vom Original am 8. Juni 2019. Abgerufen am 18. Dezember 2014 .
  14. ^ Peckham, Matt (21. Januar 2013). „NASA sendet Mona-Lisa-Bild ins Weltall“ . Time . Abgerufen am 22. Januar 2013 .
  15. ^ „NASA schickt Robotersonde von Virginia zum Mond; Probleme treten früh im vielbeachteten Flug auf“ . Toledo Blade . Associated Press. 7. September 2013. Archiviert vom Original am 15. Mai 2016. Abgerufen am 15. Mai 2016 .
  16. ^ a b Messier, Doug (23. Oktober 2013). „NASA-Lasersystem stellt Rekord bei Datenübertragungen vom Mond auf“ . Parabolic Arc . Abgerufen am 23. Oktober 2013 .
  17. ^ Belz, Lothar (19. Dezember 2013). „Optische Datenverbindung zwischen Kampfflugzeug und Bodenstation erfolgreich demonstriert“ . Archiviert vom Original am 30. Dezember 2013.
  18. ^ Extremtest für das ViaLight Laserkommunikationsterminal MLT-20 – Optischer Downlink von einem Düsenflugzeug mit 800 km/h, Dezember 2013
  19. ^ „Laserkommunikation zwischen Jet und Bodenstation“ . Archiviert vom Original am 26. Februar 2020 . Abgerufen am 18. Dezember 2014 .
  20. ^ „Erster Bild-Download über neue Gigabit-Laserverbindung im Weltraum“ . Archiviert vom Original am 15. April 2015. Abgerufen am 3. Dezember 2014 .
  21. ^ „Laserverbindung ermöglicht Hochgeschwindigkeitsübertragung“ . ESA. 28. November 2014. Abgerufen am 5. Dezember 2014 .
  22. ^ „Start of service for_Europe's Space Data Highway“ . ESA. 23. November 2016. Abgerufen am 11. April 2019 .
  23. ^ „Europäische Weltraumdatenautobahn stellt 20.000 erfolgreiche Laserverbindungen her“ . ESA. 2. April 2019. Abgerufen am 5. April 2019 .
  24. ^ „EDRS erreichte 1.000.000 Minuten Kommunikation!“ Airbus . 25. April 2023. Abgerufen am 4. Mai 2023 .
  25. ^ „SpaceDataHighway erreicht Meilenstein von 50.000 erfolgreichen Laserverbindungen“ . Airbus . 24. Juni 2021. Abgerufen am 4. Mai 2023 .
  26. ^ „AUTO-TDS: Ermöglichung der automatischen Erkennung eingehender Verbindungen, der Sicherung der Verbindung und des automatischen Datenroutings in Laserkommunikationsnetzwerken“ . ResearchGate . 18. September 2022. Abgerufen am 4. Mai 2023 .
  27. ^ Landau, Elizabeth (9. Dezember 2014). „OPALS: Lichtstrahlen lassen Datenraten in die Höhe schnellen“ . Jet Propulsion Laboratory . NASA . Abgerufen am 18. Dezember 2014 .GemeinfreiheitDieser Artikel enthält Text aus dieser Quelle, die gemeinfrei ist .
  28. ^ L. Smith, Stephanie; Buck, Joshua; Anderson, Susan (21. April 2014). „JPL-Fracht zur Raumstation gestartet“ . Jet Propulsion Laboratory . NASA . Abgerufen am 22. April 2014 .GemeinfreiheitDieser Artikel enthält Text aus dieser Quelle, die gemeinfrei ist .
  29. ^ Carrasco-Casado, Alberto; Takenaka, Hideki; Kolev, Dimitar; Munemasa, Yasushi; Kunimori, Hiroo; Suzuki, Kenji; Sicherung, Tetsuharu; Kubo-Oka, Toshihiro; Akioka, Maki; Koyama, Yoshisada; Toyoshima, Morio (Oktober 2017). „Acta Astronautica „Optische LEO-zu-Boden-Kommunikation mit SOTA (Small Optical TrAnsponder) – Ergebnisse der Nutzlastverifizierung und Experimente zur Weltraum-Quantenkommunikation“" . Acta Astronautica . 139 : 377– 384. arXiv : 1708.01592 . doi : 10.1016/j.actaastro.2017.07.030 . S2CID  115327702 . Abgerufen am 18. Februar 2020 .
  30. ^ Takenaka, Hideki; Carrasco-Casado, Alberto; Fujiwara, Mikio; et al. (2017). „Quantenlimitierte Satelliten-Boden-Kommunikation mit einem Mikrosatelliten der 50-kg-Klasse“. Nature Photonics . 11 (8): 502–508 . arXiv : 1707.08154 . doi : 10.1038/nphoton.2017.107 . ISSN 1749-4885 . S2CID 118935026 .  
  31. ^ a b Metz, Cade (24. Februar 2016). „Google Laser-Beams the Film Real Genius 60 Miles Between Balloons“ . Wired . Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  32. ^ a b Price, Rob (29. Juni 2018). „Facebook testete an Flugzeugen montierte Laser, die über Kalifornien superschnelles Internet übertragen – hier sind die Fotos“ . Business Insider. Archiviert vom Original am 29. Juni 2018. Abgerufen am 21. Juli 2018 .
  33. ^ „Kleine optische Verbindung für die Internationale Raumstation (SOLISS) ermöglicht bidirektionale Laserkommunikation zwischen Raum- und Bodenstation“ . JAXA. 23. April 2020. Abgerufen am 7. August 2020 .
  34. ^ „「データ中継衛星」搭載のH2Aロケット43号機機打ち上げ成功“ . NHK. 29. November 2020 . Abgerufen am 29. November 2020 .{{cite web}}CS1-Wartung: Veralteter Archivierungsdienst ( Link )
  35. ^ „光衛星間通信システム（LUCAS“ . JAXA. 30. Oktober 2020 . Abgerufen am 29. November 2020 .
  36. ^ „NASA-Technologiedemonstration streamt erstes Video aus dem Weltraum per Laser“ . NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) . Abgerufen am 22. Dezember 2023 .GemeinfreiheitDieser Artikel enthält Text aus dieser Quelle, die gemeinfrei ist .
  37. ^ „DoD-Raumfahrtbehörde plant Laserkommunikationsexperimente mit SpaceX-Mitfluggelegenheit“ . SpaceNews. 2. Juni 2021.
  38. ^ Kommunikationssystem erreicht bisher schnellste Laserverbindung aus dem Weltraum
  39. ^ a b Greicius, Tony (14. September 2017). „Psyche Overview“ . NASA. Archiviert vom Original am 10. November 2021. Abgerufen am 18. September 2017 .GemeinfreiheitDieser Artikel enthält Text aus dieser Quelle, die gemeinfrei ist .
  40. ^ a b Deep Space Communications via Faraway Photons NASA, 18 October 2017 GemeinfreiheitThis article includes text from this source, that is in public domain .
  41. ^ „NASA-Demo für optische Kommunikation überträgt Daten über 140 Millionen Meilen – NASA“ . 25. April 2024. Abgerufen am 27. April 2024 .
  42. ^ Toyoshima, Morio; Sicherung, Tetsuharu; Carrasco-Casado, Alberto; Kolev, Dimitar R.; Takenaka, Hideki; Munemasa, Yasushi; Suzuki, Kenji; Koyama, Yoshisada; Kubo-Oka, Toshihiro; Kunimori, Hiroo (2017). „Forschung und Entwicklung an einem hybriden Hochdurchsatzsatelliten mit optischer Feeder-Verbindung – Studie einer Link-Budget-Analyse“. 2017 IEEE International Conference on Space Optical Systems and Applications (ICSOS) . S.  267–271 . doi : 10.1109/ICSOS.2017.8357424 . ISBN 978-1-5090-6511-0. S2CID  13714770 .
  43. ^ Carrasco-Casado, Alberto; Tun Sie es, Phong Xuan; Kolev, Dimitar; Hosonuma, Takayuki; Shiratama, Koichi; Kunimori, Hiroo; Trinh, Phuc V.; Abe, Yuma; Nakasuka, Shinichi; Toyoshima, Morio (2020). „Intersatellite-Link-Demonstrationsmission zwischen CubeSOTA (LEO CubeSat) und ETS9-HICALI (GEO-Satellit)“. 2019 IEEE International Conference on Space Optical Systems and Applications (ICSOS) . S.  1–5 . arXiv : 2002.02791 . Bibcode : 2020arXiv200202791C . doi : 10.1109/ICSOS45490.2019.8978975 . ISBN 978-1-7281-0500-0S2CID  211059224 .​
  44. ^ Carrasco-Casado, Alberto; Shiratama, Koichi; Kolev, Dimitar; Ono, Fumie; Tsuji, Hiroyuki; Toyoshima, Morio (7. Juni 2024). „Miniaturisierte Multiplattform-Laserkommunikationsterminals für den Freiraum für Beyond-5G-Netze und Weltraumanwendungen“ . Photonics . 11 (6): 545. Bibcode : 2024Photo..11..545C . doi : 10.3390/photonics11060545 .
  45. ^ J. Horwath; M. Knapek; B. Epple; M. Brechtelsbauer (21. Juli 2006). „Breitbandige Backhaul-Kommunikation für stratosphärische Plattformen: Das Stratosphären-Optische-Nutzlast-Experiment (STROPEX)“ (PDF) . SPIE.
  46. ^ „Einblicke in den weltweit ersten kommerziellen, weltraumgestützten Laser-Relais-Dienst“ . Aviation Week. Archiviert vom Original am 15. März 2015. Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  47. ^ „Übersicht über das europäische Datenrelaissatellitensystem (EDRS)“ . artes.esa.int . Abgerufen am 16. Dezember 2022 .
  48. ^ „Frequenzen nach öffentlicher Konsultation, l'Arcep weist eine neue Genehmigung zur Nutzung von Frequenzen bei Starlink zu (siehe ZIP-Datei, die im Artikelbericht verlinkt ist)“ . arcep.fr . 2. Juni 2022 . Abgerufen am 18. März 2023 .
  49. ^ „Neueste Starlink-Satelliten mit Laserkommunikation ausgestattet, bestätigt Musk – via Satellit –“ . Via Satellit . 25. Januar 2021.
  50. ^ Grush, Loren (3. September 2020). „Mit dem jüngsten Starlink-Start wirbt SpaceX mit Downloadgeschwindigkeiten von 100 Mbit/s und ‚Weltraumlasern‘.“" . The Verge . Abgerufen am 3. September 2020 .
  51. ^ a b „US-Militär setzt auf LEO für die Weltraumsicherheit“ . interactive.satellitetoday.com .
  52. ^ Hitchens, Theresa (25. August 2022). „DARPAs Mandrake-2-Satelliten: Kommunikation mit Lichtgeschwindigkeit“ . Breaking Defense .
  53. ^ „Um sein militärisches Raumfahrtgeschäft anzukurbeln, wendet sich Lockheed Martin an kommerzielle Anbieter . “ SpaceNews . 23. November 2020.
  54. ^ „Verteidigungsministerium testet Laserkommunikationsterminals im erdnahen Orbit“ . SpaceNews . 8. Juni 2020.
  55. ^ Erwin, Sandra (17. Mai 2022). „Militärexperiment demonstriert intersatelliten Laserkommunikation im erdnahen Orbit“ . SpaceNews . Abgerufen am 16. Dezember 2022 .
  56. ^ Erwin, Sandra (14. Oktober 2022). „Amazon verbindet Kuiper-Satelliten mit dem Mesh-Netzwerk des US-Verteidigungsministeriums im Weltraum“ . SpaceNews . Abgerufen am 16. Dezember 2022 .
  57. ^ Space Development Agency, Office of the Under Secretary of Defense For Research and Engineering (OUSD(R&E)). „Optical Communications Terminal (OCT) Standard Version 3.0“ (PDF) . Abgerufen am 16. Dezember 2022 .
  58. ^ Werner, Debra (18. Oktober 2022). „SDA-Folie enthüllt Hersteller optischer Terminals der Tranche 0“ . SpaceNews . Abgerufen am 16. Dezember 2022 .
  59. ^ „OneWeb plant optische Verbindungen für die nächste Satellitengeneration“ . www.capacitymedia.com . März 2021.
  60. ^ „Telesat Lightspeed LEO Network | Telesat“ . www.telesat.com . 20. Mai 2020.
  61. ^ „HALO Global Network von Laser Light Communications“ . Abgerufen am 13. November 2018 .
  62. ^ „Ball Corp Hauptauftragnehmer für die Satellitenflotte von Laser Light – Analystenblog“ . nasdaq.com . 11. September 2014. Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  63. ^ „WarpHub InterSat“ (PDF) . Abgerufen am 3. März 2021 .
  64. ^ Khalid, Asma (19. September 2017). „Mit 200 Millionen US-Dollar tätigt MITs The Engine seine ersten Investitionen in ‚anspruchsvolle Technologien‘.“" . wbur.org . Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  65. ^ Harris, David L. (12. März 2015). „Dieses Bostoner Startup entwickelt eine schnellere Methode zur Datenübertragung von Satelliten – mithilfe von Lasern“ . Boston Business Journal . Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  66. ^ SPIE Europe. „Miniatursatelliten zur Übertragung optischer Daten aus dem Weltraum“ . optics.org . Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  67. ^ „Cloud Constellation wählt Mynaric Laser OISL-Terminals für seine SpaceBelt-Satelliten aus – Via Satellite –“ . Via Satellite . 20. Mai 2021.
  68. ^ Newton, Casey (21. Juli 2016). „Einblicke in den Testflug der ersten Internetdrohne von Facebook“ . The Verge . Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  69. ^ SPIE Europe. „Thales unterzeichnet Vertrag über optisch vernetzte Satelliten“ . optics.org . Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  70. ^ „LeoSat wird mangels Investoren eingestellt“ . SpaceNews. 13. November 2019.
  71. ^ „Mynaric und SpaceLink kooperieren, um die Technologie für Satellitenlaserterminals zu beschleunigen – Via Satellite –“ . Via Satellite . 12. Mai 2021. Abgerufen am 2. Juni 2021 .
  72. ^ Werner, Debra (31. Oktober 2022). „SpaceLink stellt Betrieb ein, sofern keine Investitionen in letzter Minute erfolgen“ . SpaceNews . Abgerufen am 16. Dezember 2022 .
  73. ^ „Große Gewinne am Horizont für Anbieter von Laserkommunikationstechnologie“ . Aviation Week. 11. März 2015. Abgerufen am 24. Februar 2018 .(Abonnement erforderlich)
  74. ^ Russell, Kendall (17. April 2018). „Honeywell und Ball entwickeln optische Kommunikationsverbindungen – via Satellit –“ . Satellite Today . Abgerufen am 21. April 2018 .
  75. ^ „RBC Signals und die ecuadorianische zivile Raumfahrtagentur (EXA) kündigen Zusammenarbeit für optisches Kommunikationssystem an -“ . RBC Signals. 4. Oktober 2018. Abgerufen am 28. Februar 2021 .
  76. ^ „LASERKOMMUNIKATION FÜR CUBESATS: EIN 50-MBPS-LASER-/FUNK-HYBRID-TRANSCEIVER IN EINER PC-104-FORMFACTOR-KARTE -“ . Research Gate. 14. Oktober 2019. Abgerufen am 28. Februar 2021 .
  77. ^ Henry, Caleb (18. Mai 2016). „DARPA vergibt Auftrag für optisches Satellitenterminal an LGS Innovations“ . Satellite Today . Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  78. ^ „Sony will ins Raumfahrtgeschäft einsteigen“ . Nikkei Asian Review. 15. April 2018. Abgerufen am 21. April 2018 .
  79. ^ „Tesat - Produkte - Laserprodukte“ . Tesat-Spacecom . Abgerufen am 16. Februar 2025 .
  80. ^ Karekar, Rupali (22. März 2017). „Weltraumbegeisterte meistern Datenübertragung im Handumdrehen“ . The Straits Times . Abgerufen am 24. Februar 2018 .
  81. ^ a b c F. J. Duarte (Mai 2002). „Sichere interferometrische Kommunikation im freien Raum“. Optics Communications . 205 (4): 313–319 . Bibcode : 2002OptCo.205..313D . doi : 10.1016/S0030-4018(02)01384-6 .
  82. ^ Duarte, FJ (Januar 2005). „Sichere interferometrische Kommunikation im freien Raum: Erhöhte Empfindlichkeit für die Ausbreitung im Meterbereich“. Journal of Optics A: Pure and Applied Optics . 7 (1): 73–75 . Bibcode : 2005JOptA...7...73D . doi : 10.1088/1464-4258/7/1/011 .
  83. ^ FJ Duarte, TS Taylor, AM Black, WE Davenport und PG Varmette, N-Spalt-Interferometer für sichere optische Freiraumkommunikation: 527 m interferometrische Weglänge, J. Opt 13 , 035710 (2011)
  84. ^ a b F. J. Duarte und TS Taylor, Quantenverschränkungsphysik sichert interferometrische Kommunikation zwischen Raum, Laser Focus World 51 (4), 54-58 (2015)
  85. ^ J. Wallace, Technology Review: Top 20 technology picks for 2015 showcase wide scope of photonics advances, Laser Focus World 51 (12), 20-30 (2015)

Weiterführende Literatur

  • David G. Aviv (2006): Laser Space Communications, ARTECH HOUSE ISBN 1-59693-028-4