Keraunos: die abhörsichere Satellitenverbindung

(Di Zenon von Elea)
06/12/21

„Eines der Projekte, die zur Überlegenheit unserer Streitkräfte beitragen werden“. So äußerte sich die französische Ministerin Florence Parly am Freitag, den 26. November, als sie anlässlich ihres Besuchs beim Defence Innovation Forum den Start von „Keraunos“ ankündigte (https://www.forum-innovation.defense.gouv.fr).

Keraunos ist ein Weltraumprojekt, das von der Defense Innovation Agency (Agence Innovation Defense) an Start-ups Ungesehene Labs (https://unseenlabs.space) und Cailabs (https://www.cailabs.com) durch ein Darlehen von 5,5 Mio. EUR. Ziel ist die Entwicklung eines Technologiedemonstrators für die Laserkommunikation zwischen einem Nanosatelliten und einer Bodenkontrollstation. Die Innovation beim Einsatz des Lasers liegt in der Möglichkeit, sehr schnelle Verbindungen herzustellen, die kaum abzufangen sind. Die Nachricht wurde auch über den offiziellen Twitter-Account (@florence_parly) erneut veröffentlicht.

Die aktuellen Verbindungen zwischen Satelliten und Bodenstationen werden über Funkfrequenzen in den Bändern C, Ku, Ka hergestellt. Funkfrequenzen weisen jedoch einige Einschränkungen auf: Beispielsweise handelt es sich um eine begrenzte Ressource mit dem Risiko einer Sättigung in den nächsten Jahren und sie werden häufig mit anderen Akteuren geteilt; tatsächlich muss ihre Nutzung bei der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) registriert werden. Darüber hinaus garantieren sie eine begrenzte Bandbreite und Geschwindigkeit bei der Datenübertragung. Schließlich können sie abgefangen werden, insbesondere in der Anfangsphase, in der der Satellit in die Umlaufbahn gebracht wird, wenn viele der Befehle „im Klartext“ vom Boden aus übermittelt werden.

Die Innovation der optischen Kommunikation liegt sowohl in der Geschwindigkeit als auch in der Vertraulichkeit des Datenaustauschs. Es gibt jedoch technische Grenzen, die durch Dämpfung und Rauschen gegeben sind (Lärm), die durch den Durchgang des Lasers durch die Atmosphäre eingeführt wird. Probleme, die der Technologiedemonstrator hat Keraunos zielt genau darauf ab, durch eine wesentliche Verbesserung der Übertragungsqualität ohne den Einsatz sperriger (und schwerer) adaptiver Optiken eine Lösung zu finden.

Tatsächlich verbergen sich hinter der triumphalen Ankündigung zwei nicht einfache technologische Herausforderungen: die Schaffung eines Satelliten, der bis 2022 gestartet werden soll, weniger als 20 kg wiegt und einen Laser mit ausreichender Leistung an Bord hat, um die Entfernung zwischen niedrigen Umlaufbahnen und der Erde (zwischen 400 und 1000 km) zurückzulegen ... was nicht trivial ist, wenn man bedenkt, dass die Abmessungen eines Nanosatelliten weniger als 50 cm betragen. Ein weiteres zu überwindendes Hindernis ist der Empfang des Lasersignals im Feld durch ein optisches System, das auch auf „taktischer“ Ebene eingesetzt werden kann und daher nicht zu empfindlich auf Bewegungen reagiert.

Cailabs, das Unternehmen, das den Empfänger entwickeln wird, ist zwar ein Start-up, aber einer der weltweit führenden Anbieter optischer Modulation: Es entwickelt, produziert und vertreibt innovative Laserprodukte für die Telekommunikation und wird darüber hinaus von einigen Gründerzentren unterstützt, wie z Definvestieren das französische öffentliche Gelder (Sicherheits- und Verteidigungssektor) verwaltet, ebenfalls in Partnerschaft mit Bpifrance. Dies deutet darauf hin, dass dieses Innovationsbeschleunigungsprojekt einer der Schritte im Konjunkturprogramm „Frankreich 2030“ ist (https://www.gouvernement.fr/les-priorites/france-relance), die den Raum als Vektor der Entwicklung betrachtet.

Bild: Unseenlabs