R2.2 Satellitenkommunikation und -navigation

Leitung

 Eva Maria Aicher

Dr. Siegfried Voigt

Eva Maria Aicher
Leitung

Tesat Spacecom
Gerberstr. 49
71522 Backnang

Tel.: 07191 / 9301003
Fax: 07191 / 9301843
E-Mail: eva-maria.aicher(at)tesat.de

Dr. Siegfried Voigt
Stellvertr. Leitung

DLR Raumfahrtmanagement
Königswinterer Str. 522-524
53227 Bonn

Tel.: 0228 / 447312
Fax: 0228 / 447709
E-Mail: Siegfried.Voigt(at)dlr.de

Definition

Im Programm "Satellitenkommunikation" wird das gesamte Anwendungsgebiet der Telekommunikationssatelliten abgedeckt. Hierzu zählen Satellitensysteme, Nutzlasttechnologien, Plattformentwicklungen, das Bodensegment und Dienste. Kommunikationssatelliten besitzen raumfahrtstrategische Bedeutung: Auf einem geostationären Orbit in gut 36.000 Kilometern Höhe kreisend, "stehen" sie kontinuierlich über einem bestimmten Punkt der Erde. Die Datenübertragung ist bei ihnen - anders als bei niedrig fliegenden Satelliten - nicht an die kurzen Kontaktzeiten während des Überfliegens einer bestimmten Bodenstation gebunden. Hiervon profitieren unter anderem zivile und militärische Einsatzkräfte in Katastrophen- oder Krisengebieten, wenn bodengestützte Kommunikationsinfrastruktur überlastet oder zerstört ist.

Die Satellitenkommunikation erfüllt nicht nur wichtige gesellschaftliche und hoheitsrechtliche Aufgaben, sie ist auch in wirtschaftlicher Hinsicht von Bedeutung. Die Satellitenkommunikation ist der mit Abstand kommerziell erfolgreichste Raumfahrtsektor. Durch eine gezielte Förderpolitik des Bundes hat die deutsche Industrie inzwischen weltweit beachtliche Marktanteile besetzt. Die Beteiligung der deutschen Raumfahrtindustrie an dem rasch wachsenden Multimedia-Markt ist von hoher Bedeutung für den Raumfahrttechnologie-Standort Deutschland. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) fördert mit Mitteln des BMWi die Entwicklung von innovativen Technologien und Fertigungsverfahren für künftige Satellitensysteme.

Programme in der Satellitenkommunikation

Optische Kommunikation

Mit der Entwicklung eines Laser-Terminals für die Übertragung extrem hoher Datenraten zwischen Satelliten wollen deutsche Firmen eine internationale Spitzenposition in der satellitengestützten optischen Kommunikationstechnik einnehmen. Solche Laser-Terminals, die bei Tesat-Spacecom in Backnang entwickelt und gebaut werden, sind wichtige Komponenten für den Aufbau von Satelliten- Kommunikationssystemen der nächsten Generation. Die Flugerprobung wurde durch den Mitflug des LCT als Experimentiernutzlast auf dem deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X und dem amerikanischen Aufklärungssatelliten NFIRE, die im Jahr 2007 gestartet wurden, realisiert. Die erfolgreiche Erprobung des LCT zwischen den beiden Satelliten wurde im Februar 2008 mit einer Datenrate von 5,6 Gbit/s nachgewiesen, dies entspricht circa 200 000 DINA4 Seiten pro Sekunde.

Bei der Erprobung des LCT mit Experimenten von Satellit zu Boden konnte neben dem Nachweis der LCT-Funktionalität auch die kohärente Laserverbindung durch die Atmosphäre untersucht werden. In dem Entwicklungsprogramm arbeitet die Industrie eng mit verschiedenen Forschungsinstituten zusammen. Basis der Kommunikationsverbindung ist die kohärente Laserübertragungstechnik mit diodengepumpten Feststofflasern mit einer Wellenlänge von 1064 Nanometern und einer speziellen und besonders effizienten Übertragungstechnik.

SmallGEO

"Entwickelt in Deutschland, gebaut in Europa", so könnte das Motto des kleinen geostationären Satelliten (SmallGEO) lauten, der momentan im Rahmen des ESA-Programms für fortgeschrittene Forschung zu Telekommunikationssystemen (Advanced Research in Telecommunication Systems, ARTES) realisiert wird. Dabei wird zunächst eine Satellitenplattform für Nutzlasten bis zu einer Masse von 300 Kilogramm und drei Kilowatt Leistung entwickelt.

Diese Plattform wird anschließend im Rahmen einer Telekommunikationsmission im geostationären Erdorbit eingesetzt. Hauptauftragnehmer der ESA ist ein Industrieteam unter der Federführung der OHB-System AG in Bremen, einem Unternehmen der OHB Technology Gruppe. Damit wurde erstmals seit mehr als einem Vierteljahrhundert wieder ein Satellitenanbieter in Deutschland etabliert.

Heinrich Hertz Satellitenprojekt

Der Heinrich Hertz-Satellit dient der Überprüfung neuartiger Techniken der Satellitenkommunikation unter realen Einsatzbedingungen und damit der Sicherstellung nationaler Systemkompetenz bei geostationären Kommunikationssatelliten. "Heinrich Hertz" liefert einen wesentlichen Beitrag zur Weiterentwicklung von Raumfahrttechnologien für Kommunikationssatelliten durch deutsche Unternehmen, Forschungsinstitutionen und Hochschulen. Nur durch Tests unter realen Bedingungen und im Hinblick auf die Verträglichkeit beispielsweise gegenüber Weltraum-Strahlung oder extreme Temperaturwechsel, können Endgeräte weiterentwickelt und neuartige Dienstleistungen umfassend erprobt werden.

Neben dem wissenschaftlich-technischen Missionsanteil bietet "Heinrich Hertz" zusätzliche und unabhängige Nutzlastkapazitäten (sogenannte "hosted payload"), die durch das BMVg für Kommunikationszwecke genutzt werden. Der Start des Satelliten ist für 2021 geplant.

COMED

COMED NG (New Generation) führt die Vorgängerprogrammlinie COMED („Communication Multimedia Entwicklungs- und Demonstrationsprogramm“) fort. Deren Ziel war es, die industrielle Erforschung, Entwicklung und Demonstration von neuen Technologien und Fertigungsverfahren sowohl im Bus- als auch im Nutzlastbereich für die Multimedia-Satellitennetze der Zukunft voranzutreiben.

COMED NG treibt nun mit aktuellen Leitthemen die Sicherung und den weiteren Ausbau eines maßgeblichen deutschen Beitrages von Geräten und Subsystemen im globalen Satelliten-Telekommunikationsmarkt voran. Schwerpunkte sind die Besetzung von Schlüsseltechnologien bei der Entwicklung von Nutzlasten und Bussystemen sowie zukünftige Anwendungen und Dienste für das Bodensegment im Satellitenkommunikationsmarkt. Zugleich soll COMED NG auch den deutschen KMUs entsprechende Beteiligungsmöglichkeiten eröffnen.

Ein weiteres wichtiges Kernthema wird die Sicherung der nationalen und europäischen Autonomie im Bauteilebereich sein. Ziel sind hier ITAR-freie Entwicklungen. Mit diesen Fördermaßnahmen können bei der deutschen Raufahrtindustrie "Hebelfaktoren" von 1:20 erreicht werden, d.h. ein Euro Förderung erzielt 20 Euro Umsatz.

Projekte, die im Rahmen der Technologieverifikation auf dem Heinrich-Hertz-Kommunikationssatelliten oder einer anderen Mitfluggelegenheit verifiziert werden sollen, werden in einer neuen Programmlinie COMED IOV (In-Orbit-Verifikation) durchgeführt. In dieser Programmlinie (2011 – 2021) werden konsequent die aus COMED NG entwickelten Technologien einer konkreten Flugmission und damit einer Weltraumqualifikation und -verifikation zugeführt. Anschließend soll eine experimentelle Programmlinie COMED EXP aufgesetzt werden, in der die Kommunikationsexperimente mit dem Heinrich Hertz Satelliten durchgeführt werden sollen.

Grundlagen der Arbeit des Fachausschusses

Im Fachausschuss Satellitenkommunikation und -navigation soll die aktuelle Situation im nationalen Programm Satellitenkommunikation analysiert und mit den Mitgliedern in regelmäßigen Treffen Lösungen erarbeitet werden, die zu einer zukunftsweisenden Ausrichtung der künftigen Technologieentwicklungen und -förderungen führen.

Mitglieder des Fachausschusses sind sowohl deutsche Systemführer als auch Subsystem- und Gerätelieferanten für das Satelliten- und Bodensegment sowie Betreiber und Diensteanbieter, Institute und das DLR Raumfahrtmanagement.

Dokumente zum Download

Der Fachausschuss hat in den vergangenen Jahren

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