Forum-Sicherheitspolitik

Weltraum: Das französische Militärministerium startet ein neuartiges Projekt im Bereich der optischen Laserkommunikation.
OPEX 360 (französisch)
von Laurent Lagneau - 29. November 2021

In einem Interview mit der französischen Zeitung La Tribune hatte der Leiter der Agence de l'innovation de Défense [AID], Emmanuel Chiva, letzte Woche kurz ein Projekt erwähnt, an dem zwei französische Technologie-Nuggets beteiligt sind, nämlich Cailabs, die sich auf die Entwicklung innovativer optischer Subsysteme spezialisiert haben, und Unseenlabs, die Nano-Satellitenkonstellationen entwickeln und betreiben. Er hatte sich jedoch gehütet, den Inhalt zu veröffentlichen...

Schließlich lüftete die französische Militärministerin Florence Parly in einer Rede auf dem Forum Innovation Défense [FID] 2021 den Schleier über dem Projekt, das den Namen "Keraunos" ["Blitz", auf Altgriechisch] trägt.

"Wir haben das Innovationsprojekt Keraunos ins Leben gerufen, um eine optische Kommunikationsverbindung auf der Basis von Hochgeschwindigkeitslasern zwischen einem 20 kg schweren Nanosatelliten und einer kleinen Bodenstation auf der Erde zu erproben", kündigte Parly an. "Dazu arbeiten wir mit den Start-ups Unseelabs und Cailabs zusammen, die in ihren Technologien Pioniere sind und die das Armeeministerium mit dem Fonds Definvest begleitet, der mit 100 Millionen Euro ausgestattet ist, um französische Unternehmen zu begleiten, deren Know-how für die Leistungsfähigkeit der Verteidigungssysteme von entscheidender Bedeutung ist", fügte sie hinzu.

Am 29. November gab das französische Verteidigungsministerium weitere Einzelheiten bekannt. So soll Keraunos im Detail ein optisches Hochgeschwindigkeitskommunikationssystem per Laser zwischen einem Nanosatelliten und einer kompakten und transportablen Bodenstation erproben. Dies sei bislang noch nie gemacht worden.

Im Vergleich zu einer Funkverbindung bietet die optische Kommunikation mehrere Vorteile, wie z. B. eine höhere Datenrate, bessere Diskretion und eine "Befreiung von der gemeinsamen Nutzung von Sendefrequenzen durch verschiedene Nutzer". Das Problem ist, dass sie zwischen dem Sendesatelliten und dem Boden anfällig für atmosphärische Turbulenzen ist. Daher werden Technologien wie die adaptive Optik eingesetzt. Diese sind jedoch zu groß und nicht mobil.

Das Keraunos-Projekt soll daher einen neuen, bisher unbekannten Ansatz testen. Wie das Heeresministerium erklärt, soll ab 2022 die Übertragung von Daten über eine optische Satellitenkommunikation von einem Nanosatelliten, der von der Firma Unseenlabs entwickelt und in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht wurde, über eine neue Lösung der Firma Cailabs, die besonders kompakt und leicht in ihrem Empfangsteil ist, erprobt werden. Die moderne und agile Softwarearchitektur der Unseenlabs-Nanosatelliten bietet die Möglichkeit, diese Lasernutzlast zu integrieren".

Ein Erfolg bei diesem Experiment wäre eine "Weltpremiere", die "einen schnellen Einsatz von Laserkommunikation auf mobilen Plattformen zu Lande, zu Wasser oder in der Luft möglich machen würde", schloss er. Die Kosten für dieses Projekt belaufen sich auf 5,5 Millionen Euro. Eine Summe, die von der IDA finanziert wird.

Foto: Unseenlabs

Der französische Militärsatellit für optische Kommunikation Keraunos hat eine Weltpremiere erzielt.
OPEX360 (französisch)
von Laurent Lagneau - 10. September 2024

Auf dem Forum Innovation Défense [FID] 2021 hatte das französische Heeresministerium den Schleier über dem Projekt „Keraunos“ [„Blitz“ auf Altgriechisch] gelüftet, mit dem ein optisches Hochgeschwindigkeits-Laserkommunikationssystem zwischen einem Nanosatelliten und einer transportablen Bodenstation erprobt werden sollte. Dies sei damals noch nie gemacht worden.
Die Generaldirektion für Rüstung (DGA) und die Agentur für Innovation in der Verteidigung (AID) beauftragten zwei junge innovative Unternehmen mit dem Projekt: Unseenlabs, ein Spezialist für satellitengestützte Hochfrequenzerkennung, und Cailabs, das zuvor durch seine Technologie zur „Formung“ von Licht in einer Glasfaser bekannt geworden war, um die Geschwindigkeit des Datenflusses deutlich zu erhöhen. Beide Unternehmen wurden übrigens von Definvest, dem Investitionsfonds des französischen Militärministeriums, unterstützt.

Im November 2023, also zwei Jahre später, wurde der von Unseenlabs entwickelte Nanosatellit Keraunos mit einer von Cailabs entwickelten Nutzlast in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht, die unter anderem auf einer Technologie beruhte, die es ermöglicht, „optische Verbindungen im freien Raum zwischen der Erde und Satelliten zuverlässiger zu machen“.

Es dauerte jedoch bis zu diesem Sommer, bis die ersten Tests durchgeführt wurden - und die Geduld zahlte sich aus. Denn am 10. September freute sich das Armeeministerium über den Erfolg der „ersten stabilen Laserverbindung zwischen einem Nanosatelliten in einer erdnahen Umlaufbahn und einer optischen Bodenstation“. Diese dauerte mehrere Minuten.
Diese „Weltpremiere“, so das Heeresministerium, mache „die Nutzung weltraumgestützter Laserkommunikation auf mobilen Plattformen zu Lande, zu Wasser oder in der Luft möglich“. Ein solches Gerät könne in „zukünftige Satellitensysteme“ integriert werden.

Im Vergleich zu bestehenden Technologien bietet die optische Kommunikation eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. einen höheren Datendurchsatz, mehr Diskretion und „keine gemeinsame Nutzung von Sendefrequenzen durch verschiedene Nutzer“. Allerdings - und das war die Herausforderung des Keraunos-Projekts - ist eine solche Verbindung anfällig für atmosphärische Turbulenzen.

„Ich freue mich über den Erfolg dieses ersten optischen Kommunikationstests mit dem KERAUNOS-Satelliten, dem ersten Demonstrator, der von der Agentur im Weltraumbereich initiiert wurde“, kommentierte der Leiter der IDA, Generalingenieur für Rüstung Patrick Aufort. „Ich bin überzeugt, dass wir mit unseren zukünftigen Projekten, die sich auf die Kreativität und den Einfallsreichtum der Unternehmen aus dem reichhaltigen Ökosystem der französischen New Space stützen, ebenso erfolgreich sein werden“, fügte er hinzu.

Dieser Erfolg schließt sich an den Erfolg an, den das Office national d'études et de recherches aérospatiales [ONERA] im Juni letzten Jahres mit der Herstellung einer vorkompensierten laseroptischen Verbindung mit adaptiver Optik in einer Entfernung von über 38.000 km erzielt hat. Und das mit der Unterstützung der französischen Beschaffungsbehörde DGA.

„Mit dieser Leistung macht ONERA einen großen Schritt in Richtung der Implementierung von sicheren optischen Verbindungen mit sehr hoher Geschwindigkeit zu Satelliten in der geostationären Umlaufbahn“, erklärte das Forschungszentrum. „Die adaptive Optik, die fast 300 Betätigungspunkte bei 2 kHz steuert und die negativen Auswirkungen atmosphärischer Turbulenzen in beiden Ausbreitungsrichtungen [Uplink und Downlink] ausgleicht, und der optische Verstärker, der die Leistung für eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über 38.000 km unter Wahrung der Datenintegrität liefert, machten dieses herausragende Ergebnis möglich.