Nachhaltige Satelliten Optischer Transceiver als Schnittstelle für modulare Satelliten

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Fraunhofer-Institut fuer Photonische Mikrosysteme

Eine Standard-Schnittstelle in einem Satelliten soll helfen, modulare Satelliten zu bauen. Im Kern besteht die Schnittstelle aus einem optisch drahtlosen Transceiver mit einer Datenrate von 5 GBit/s.

Damit Satelliten nachhaltiger werden können, sollen diese künftig im Baukastensystem erstellt werden. Damit lassen sich gezielt einzelne Bauteile und Komponenten austauschen und die Lebensdauer des Satelliten wird verlängert. So wollen Forscher Weltraumschrott vermeiden. Denn schon jetzt befinden sich etwa 20.000 Objekte in der Umlaufbahn der Erde, die mehr als fünf Zentimeter groß sind.

Die Lebensdauer von Komponenten verlängern und gleichzeitig den Weltraumschrott vermeiden: Das soll mit nachhaltigen Satelliten möglich sein. Um Module direkt im Weltraum flexibel an- und abmontieren zu können sind vor allem einfach zu koppelnde und standardisierte Bausteine wichtig.

Neben der mechanischen Koppelung der einzelnen Module geht es im Wesentlichen darum, den Daten- und Energietransfer zwischen den einzelnen Bausteinen zu gewährleisten, um auf diese Weise Satelliten beliebig kombinieren zu können.

Standard-Schnittstelle für Satelliten

Die RWTH Aachen hat deswegen schon vor Jahren ein Patent angemeldet, das über die Ausgründung iBOSS als iSSI (intelligent Space System Interface) auf den Markt kommt und eine Standardschnittstelle für solche Systeme bildet.

Ein Teil des Interface ist eine Entwicklung des Fraunhofer IPMS und bekannt unter dem Namen Li-Fi GigaDock. Der Kern der Technologie ist ein optisch drahtloser Transceiver, der eine kontaktlose Voll-Duplex und bidirektionale Datenübertragung mit einer Datenrate bis zu 5 GBit/s ermöglicht.

Die mögliche Übertragungsdistanz der optischen Datenschnittstelle liegt bei fünf Zentimetern. Auch bei der Übertragung von Rotor zu Stator kann der Baustein eingesetzt werden, da der Transceiver selbst bei hohen Drehzahlen einwandfrei funktioniert. „Aufbauend auf dieser Komponente hat das Fraunhofer IPMS für iBOSS ein Kommunikationsmodul entwickelt, das es nun auch in das All geschafft hat, genauer gesagt sogar auf die ISS“, sagt Alexander Noack, Entwicklungsleiter für die optische drahtlose Kommunikation.

„Neben der Raumfahrt findet man die Komponente in industriellen Kommunikationssystemen, in der Medizintechnik als auch in Docking-Applikationen“, erklärt er weiter.

Im Februar flog das Interface zu Test- und Demonstrationszwecken in den Weltraum und wurde durch einen Roboter erstmalig am japanischen Teil der ISS montiert. Bis Mitte Dezember soll das Modul dort verbleiben und seine Einsatzfähigkeit unter Vakuumbedingungen und Strahlungseinfluss beweisen.

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