Laserstrahlen sehen immer toll aus. Im Weltall erledigen sie harte Arbeit und schaufeln Daten durch die Gegend – ganz unsichtbar und sehr, sehr schnell. Ein Blick auf den jüngsten Rekord der Nasa und das europäische Relaissystem.
Der Nasa-Raumsonde Psyche ist es über eine Entfernung von 460 Millionen Kilometern gelungen, Daten mithilfe eines Lasers zur Erde zu übertragen. Das ist im Bereich der Datenübertragung mit Laserlicht ein Rekord. Daten mit Laserlicht zu übertragen, ist schnell und elegant – ein Kabel wird nicht benötigt. Und verglichen mit Funkübertragung erlaubt Lasertechnik eine bis zu hundertfach höherer Datenrate.
"Der neue Entfernungsrekord für die Laserkommunikation ist bedeutsam, denn mit dieser Technik lassen sich in Zukunft deutlich mehr Daten in der gleichen Zeit übertragen."
Am Boden funktioniert das Verfahren allerdings nicht. Die Atmosphäre ist das Problem. Auf der Erde macht uns die Luft einen Strich durch die Rechnung.
Luft als Störfaktor
"Laserlicht wird über größere Distanzen so stark gestreut und gestört, dass sich nicht viele Daten übertragen lassen", sagt der Astrophysiker und Wissenschaftsjournalist Michael Büker. Er nennt insbesondere die folgenden beiden Vorteile von Laserlicht:
- Die Wellen wackeln schneller. Mehr Informationen lassen sich in derselben Zeit übertragen.
- Ein Laser lässt sich besonders gut fokussieren, was am Ende Energie spart. Das Signal kann gezielter zum Empfänger geschickt werden.
Auch die europäische Weltraumbehörde Esa setzt auf die Technik. Sie betreibt ein Laser-Datenrelais im All: das European Data Relay System (EDRS). Zwei Satelliten – es sollen insgesamt bis zu vier werden – kreisen in großer Höhe über der Erde und haben so untereinander quasi eine Sichtverbindung. Jedenfalls können ständig Lasersignale übertragen und zu einem Netzwerk von Bodenstationen weitergeleitet werden.
Bis zu 1,8 GB pro Sekunde
Der Laser kann über eine Entfernung von bis zu 80.000 Kilometern Daten mit 1,8 Gigabyte pro Sekunde übertragen.
EDRS löst damit das Problem, dass Erdbeobachtungssatelliten ihre Daten erst sammeln und dann nur in bestimmten Zeitabständen zur Erde übertragen können.
"Das Grundproblem ist, dass vor allem Erdbeobachtungssatelliten die Erde eng umkreisen. Die können nur etwa alle eineinhalb Stunden ihre gesammelten Daten zu ihrer Bodenstation funken."