China testet Hochgeschwindigkeits-Laserkommunikation zwischen Erde und Mond

Chinesische Wissenschaftler haben erstmals erfolgreich einen bidirektionalen Laser-Kommunikationskanal zwischen der Erde und dem Mond über eine Distanz von mehr als 400.000 Kilometern aufgebaut. Laut Ixbt.com stellt dieses wissenschaftliche Experiment einen wichtigen Meilenstein in der Weltraumforschung und beim Datenaustausch dar und eröffnet enorme Möglichkeiten für zukünftige Mondmissionen. Dies berichtet Ixbt.com .

Während des Experiments betrug die Übertragungsgeschwindigkeit von der Erde zum Raumfahrzeug 1,25 Mbps, während die Rückverbindung 100 Mbps erreichte. Ein Hochgeschwindigkeits-Downlink ist ein entscheidender Faktor für Mondmissionen, da er die Übertragung riesiger Mengen an Bildern, Videos und wissenschaftlichen Daten zur Erde ermöglicht.

Vorteile und technische Möglichkeiten der Laserkommunikation

Die Überlegenheit dieser Technologie zeigt sich besonders bei Bildern mit ultrahoher Auflösung. Forscher schätzen, dass die Übertragung eines einzelnen 8K-Bildes mittels herkömmlicher Funkkommunikation bei 5 Mbps etwa 4-5 Minuten dauern würde, während das neue Lasersystem dieselbe Aufgabe in nur 12 Sekunden erledigt.

Im Vergleich zur herkömmlichen Funkkommunikation bieten Laserkanäle eine deutlich höhere Bandbreite und nutzen einen sehr schmalen Strahl. Dies erhöht nicht nur die Datenübertragungsrate, sondern macht es auch wesentlich schwieriger, das Signal unbefugt abzufangen.

Komplexer Prozess und hohe Präzisionsanforderungen

Die größte Herausforderung beim Aufbau einer solchen Verbindung ist die ultrapräzise Zielerfassung. Der Laserstrahl muss einen über 400.000 Kilometer entfernten Empfänger, der sich zusammen mit dem Raumfahrzeug in ständiger Bewegung befindet, exakt treffen. Selbst ein minimaler Winkelfehler könnte zu einer Abweichung von mehreren Kilometern in der Nähe des Mondes führen.

Um die Verbindung aufrechtzuerhalten, berücksichtigt das System gleichzeitig die Umlaufbahn des Raumfahrzeugs, Fehler bei der Teleskopausrichtung, atmosphärische Refraktion und sogar die Zeit, die der Laserimpuls benötigt, um die Strecke zwischen Erde und Mond zurückzulegen. Dadurch behalten das bodengestützte Teleskop und das Weltraumterminal während der Bewegung eine präzise Ausrichtung bei.

Signalempfang und Zukunftspläne

Der Prozess des Signalempfangs war ebenfalls komplex. Nach einer Reise von Hunderttausenden von Kilometern erreichen buchstäblich primäre Photonen den Detektor, und diese müssen vor dem Hintergrund des Mondes, der Sterne und anderer Störquellen isoliert werden. Hierfür nutzten die Ingenieure hochempfindliche Einzelphotonendetektoren und spezielle Algorithmen zur Signalverarbeitung.

Laut dem Zentrum für angewandte Weltraumtechnik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ist dieses erfolgreiche Experiment der erste Schritt Chinas zum Aufbau einer vollwertigen optischen Kommunikation im Erde-Mond-System. In Zukunft könnten solche Kanäle für den Datenaustausch mit Mondorbitern, automatischen Stationen und der künftigen Infrastruktur auf der Mondoberfläche genutzt werden.