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Nanosatelliten für Kommunikationsnetze: Mit Harwin-Stecker ins All

Nur die Hälfte der Menschen weltweit hat Zugang zu Internet, so die Ergebnisse einer Analyse der Agency for Information and Communication Technologies. Der australische Kommunikationsanbieter Sky and Space Global will dies mithilfe von Nanosatelliten ändern – und setzt dabei auf Stecker von Harwin.

SAS Global Bildquelle: © SAS Global

Aus den 200 Nanosatelliten setzt sich die Konstellation „The Pearls“ zusammen.

Obwohl die meisten Menschen heutzutage im vernetzten Zeitalter leben, gibt es noch immer Bereiche des Planeten, die einfach zu dünn besiedelt sind, um den Aufbau einer terrestrisch orientierten Kommunikationsinfrastruktur – wie Mobilfunk-Basisstationen oder WiFi-Hotspots – wirtschaftlich zu rechtfertigen. Infolgedessen verfügt ein großer Teil der Erdbevölkerung immer noch nicht über die Vorteile der Sprach- und Datendienste der nächsten Generation, die anderswo schon gang und gäbe sind.

Einen Eindruck vom Ausmaß des Problems vermittelt eine Studie des Weltwirtschaftsforums, der zufolge derzeit schätzungsweise noch rund drei Milliarden Menschen keinen Zugang zum Internet haben. Betroffen sind hauptsächlich Gebiete Afrikas und Südamerikas sowie abgelegene Regionen Asiens. Solche Umstände haben schwerwiegende Auswirkungen auf die dort lebende Bevölkerung, sowohl in Bezug auf ihr wirtschaftliches Wohlergehen als auch auf ihre Gesundheit und Bildung.

Nanosatelliten für flächendeckende Netze

Der australische Kommunikationsanbieter Sky and Space Global will dies ändern. Anstatt sich auf konventionelle terrestrische Netze zu verlassen, plant das Unternehmen, Dienstleistungen durch die Implementierung seiner neuesten Nanosatellitenkonstellation anzubieten. Diese umfassen in äquatornahen Umlaufbahnen etwa 200 Nanosatelliten. Ziel der Vereinbarung ist es, kostengünstigere und erschwinglichere Kommunikationsmöglichkeiten für Teile der Welt bereitzustellen, in denen dies bisher nicht praktikabel war und die daher akut unterversorgt sind.

Die Nanosatelliten, aus denen sich die Konstellation „The Pearls“, also „Die Perlen“, zusammensetzt, sind mit einer 3 m2 großen Fläche an sonnennachführenden Photovoltaikmodulen ausgestattet, durch die Sonnenenergie gewonnen werden kann. Jeder einzelne wird in einer Umlaufbahn positioniert, in der er einen gleichmäßigen Abstand zu den anderen Nanosatelliten hält, wodurch eine orbitale „Halskette“ entsteht. Die Kommunikationsfrequenzen liegen im S-Band (2 GHz bis 4 GHz). Gleichzeitig können sie auch miteinander kommunizieren, sodass jeder Satellit als Router fungiert.

Jeder der Nanosatelliten braucht etwa 90 Minuten, um die Erde zu umrunden. Im weiteren Verlauf ihrer Umlaufbahn übergeben sie die Kommunikationsabdeckung des von ihnen betreuten Gebietes an den nächsten Nanosatelliten in der Kette und übernehmen anschließend die Abdeckungsverantwortung vom vorhergehenden Nanosatelliten. Dieser Prozess wiederholt sich immer wieder aufs Neue. Durch die Bildung eines ununterbrochenen Rings von Nanosatelliten, der auf diese Weise entsteht, bleibt die schmalbandige drahtlose Abdeckung jederzeit erhalten.

Das ehrgeizige Vorhaben ermöglicht es, Sprach-, Nachrichten-, IoT- und M2M-Kommunikationsdienste ohne große Kosten bereitzustellen. Es knüpft an den Erfolg der Konstellation „Three Diamonds“ (Drei Diamanten) an, die Mitte 2017 ins All geschossen wurde. Diese Mission, die aus nur drei Nanosatelliten besteht, wurde eingerichtet, um die Machbarkeit aller Bausteine des Großprojekts zu testen und zu bestätigen, dass die Abdeckung bereitgestellt und die Übergabe durchgeführt werden kann.

Der dänische Satellitenspezialist GomSpace, der bereits am Testprojekt beteiligt war, gewann eine internationale Ausschreibung zur Entwicklung der für die Konstellation „The Pearls“ erforderlichen Nanosatelliten. Seitdem arbeiten die Ingenieure eng mit der britischen Niederlassung von SAS zusammen, um die genauen Anforderungen an die Hardwareentwicklung und die wichtigsten Eigenschaften aller Komponenten zu definieren.

Um sowohl die Startnutzlast als auch den laufenden Stromverbrauch zu minimieren, weist jeder dieser Nanosatelliten winzige Außenmaße von nicht mehr als 24 cm × 45 cm × 12 cm auf. Das bedeutet, dass alle wesentlichen elektronischen Schaltungen auf engstem Raum untergebracht werden müssen.