Bahnbrechende Technik revolutioniert Satelliten: mehr Nutzer und Kapazität mit weniger Ressourcen in niedriger Erdumlaufbahn

BerlinNiedrigorbitale Satelliten sollen weltweit schnellen Internetzugang ermöglichen, auch in abgelegenen Gebieten. Sie bieten zügige Kommunikation und zuverlässigen Internetdienst an. Allerdings haben diese Satelliten einen großen Nachteil – sie können meist nur eine Person gleichzeitig verbinden. Um dieses Problem zu lösen, müssen häufig Tausende von Satelliten gestartet oder größere, komplexere Modelle entwickelt werden, was die Kosten erhöht und den Weltraum um die Erde herum dichter bevölkert.

Wissenschaftler der Princeton University und der National Yang Ming Chiao Tung University in Taiwan haben eine neuartige Methode entwickelt, um viele Signale mit nur einem Antennensystem zu verarbeiten. Diese Entwicklung ist aus mehreren Gründen bahnbrechend:

• Verringert die Anzahl der benötigten Satelliten für eine breite Abdeckung
• Reduziert die Größe und Komplexität einzelner Satelliten
• Senkt die Kosten und den Energieverbrauch erheblich

Eine neue Technik ermöglicht es, dass Antennenarrays Radiowellen präzise bündeln. Obwohl ähnliche Verfahren am Boden genutzt werden, ist deren Anwendung bei schnell fliegenden Satelliten bislang schwierig gewesen. Satelliten bewegen sich mit etwa 32.000 Kilometern pro Stunde, was die Verwaltung mehrerer Signale erschwert. Mit der neuen Methode kann ein Antennenarray mehrere Strahlen gleichzeitig erzeugen, ohne zusätzliche Hardware zu benötigen.

Große Unternehmen wie SpaceX und Amazon planen, zahlreiche Satelliten zu starten. SpaceX hat mit seinem StarLink-Projekt bereits über 6.000 Satelliten ins All geschickt und plant noch viele weitere Starts. Ein neuer Ansatz könnte jedoch die benötigte Satellitenanzahl senken. Statt wie bisher Dutzende von Satelliten zu brauchen, um die USA abzudecken, könnte diese Zahl auf weniger als 20 reduziert werden.

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Diese Situation hat weitreichende Auswirkungen auf verschiedene Bereiche.

Durch den Einsatz von weniger Satelliten können Unternehmen erhebliche Kosten sparen, da der Aufwand für den Bau, den Start und die Instandhaltung reduziert wird. Zusätzlich wird das Problem des Weltraumschrotts verringert, das durch mögliche Kollisionen und die Entstehung noch mehr Schrott zunehmend bedrohlicher wird. Einfachere Satelliten bedeuten zudem weniger anfällige Bauteile, was sie zuverlässiger und langlebiger macht.

Die aktuelle Forschung, obwohl hauptsächlich theoretisch, hat vielversprechende Ergebnisse bei Tests mit unterirdischen Antennen gezeigt. Der nächste große Schritt besteht darin, diese Methode an einem echten Satelliten im Weltraum zu testen. Sollte dies gelingen, könnte diese Methode die globale Satellitenkommunikation erheblich verbessern, indem sie schnellen Zugriff bietet und gleichzeitig unsere Umgebung im All schützt.