Laserkommunikation, auch optische Kommunikation genannt, nutzt Infrarotlicht anstelle herkömmlicher Radiowellen zum Senden und Empfangen von Signalen. Die kürzere Wellenlänge des Infrarotlichts ermöglicht es Raumfahrzeugen, mehr Daten pro Übertragung zu transportieren. Der Einsatz von Laserkommunikation steigert die Effizienz der Datenübertragung erheblich und kann den wissenschaftlichen Fortschritt beschleunigen.

Quadrantendiagramm zur Veranschaulichung der Vorteile der Laserkommunikation. Reihenfolge: Effizient, leichter, sicherer, flexibler.

Am 9. November beförderte die NASA-Mission SpaceX Commercial Resupply Services Fracht und neue wissenschaftliche Experimente, darunter ILLUMA-T, zur Internationalen Raumstation. Nach der Ankunft wurde die Nutzlast im japanischen Experimentiermodul der Station installiert.

ILLUMA-T und LCRD sind Teil des NASA-Programms für Weltraumkommunikation und Navigation (SCaN), das demonstrieren soll, wie Laserkommunikationstechnologien Wissenschafts- und Erkundungsmissionen erheblich verbessern können.

„Die erste Verbindung von ILLUMA-T mit LCRD – das sogenannte erste Licht – ist der jüngste Beweis dafür, dass Laserkommunikation die Zukunft ist“, sagte Dr. Jason Mitchell, Direktor der Abteilung für fortgeschrittene Kommunikations- und Navigationstechnologie bei SCaN. „Laserkommunikation wird nicht nur mehr Daten von wissenschaftlichen Missionen liefern, sondern könnte auch als entscheidende Zwei-Wege-Verbindung der NASA dienen, um Astronauten während ihrer Erkundungen des Mondes, des Mars und darüber hinaus mit der Erde in Verbindung zu halten.“.

Die NASA-Nutzlast ILLUMA-T hat mit dem LCRD erstmals Licht erzeugt. In diesem Videoerklärt Matt Magsamen diesen Meilenstein.

Kurz nach der Installation der Raumstation begannen die Betriebsingenieure mit Tests im Orbit, um die korrekte Funktion der ILLUMA-T-Nutzlast sicherzustellen. Diese kommuniziert nun mit LCRD, einem 2021 gestarteten Repeater, der bereits über 300 Experimentkonfigurationen durchgeführt hat, um die Laserkommunikationstechnologien der NASA weiterzuentwickeln. LCRD und ILLUMA-T tauschen Daten mit einer Geschwindigkeit von 1,2 Gigabit pro Sekunde aus.

„Wir haben gezeigt, dass wir die technischen Herausforderungen für eine erfolgreiche Weltraumkommunikation mithilfe von Laserkommunikation bewältigen können. Jetzt führen wir operative Demonstrationen und Experimente durch, die es uns ermöglichen, den Einsatz bewährter Technologien in unseren Missionen zu optimieren und so unsere Erkundung und wissenschaftliche Forschung zu maximieren“, sagte David Israel, Architekt für Weltraumnavigation und -kommunikation bei der NASA.

NASA-Roadmap für Laserkommunikation. Dieses Bild umfasst die LLCD-Mission von 2013, die LCRD-Mission von 2021, die TBIRD-Mission von 2022, die DSOC-Mission von 2023, die ILLUMA-T-Mission von 2023 und die O2O-Mission von 2024.

Die Experimente des LCRD werden in Zusammenarbeit mit Industrie, Hochschulen und anderen Regierungsbehörden durchgeführt. ILLUMA-T ist nun das erste Nutzerexperiment des LCRD im Weltraum. Die NASA nimmt weiterhin Experimente zur Zusammenarbeit mit dem LCRD entgegen.

ILLUMA-T wird vom Programm für Weltraumkommunikation und Navigation (SCaN) der NASA-Zentrale in Washington finanziert. Die Nutzlast wird vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, verwaltet. Zu den Partnern gehören das Programmbüro der Internationalen Raumstation am Johnson Space Center der NASA in Houston und das Lincoln Laboratory des Massachusetts Institute of Technology in Lexington, Massachusetts.