Chinesischer Satellit schickt Daten mit 1 Gbit/s aus 36.000 km Entfernung

Ein chinesischer Satellit hat einen 1-Gbit/s-Datenstrom mit einem Laser, der nur eine Leistung von 2 Watt besitzt, 36.705 km weit zur Erde übertragen. Zum Vergleich: Das ist, als würde man einen HD-Film von Shanghai nach Los Angeles in weniger als 5 Sekunden mit der Leistung eines Nachtlichts übertragen. 

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Die Leistung übertrifft selbst moderne Systeme wie Starlink deutlich: Während die SpaceX-Satelliten in einigen hundert Kilometern Höhe operieren und in der Regel wenige hundert Mbit/s senden können, war die chinesische Übertragung 5-mal so schnell – bei einer 60-mal größeren Distanz.

Atmosphärische Turbulenzen

Hinter dem Experiment steckt ein Forscherteam von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, wie die South China Morning Post berichtet. Die Übertragung gelang ihnen, indem sie ein bislang bestehendes Problem derartiger Laserübertragungen lösen konnten: Atmosphärische Turbulenzen streuen das Laserlicht auf dem Weg zur Erde häufig, wodurch es kaum mehr lesbar ist, wenn es auf der Erde empfangen wird.

Um diese Effekte umzukehren, haben die chinesischen Forscher nun 2 Methoden kombiniert, mit denen man das gestörte Laserlicht nachträglich wieder lesbar machen kann. Sogenannte Adaptive Optiken (AO) wurden auch schon bisher verwendet, um verzerrte Lichtsignale wieder zu schärfen. Mit dem Mode Diversity Reception (MDR) wurden gestreute Signale erfasst. Bislang versagten diese Methoden jedoch bei starken Turbulenzen. Die chinesischen Forscher haben nun beide Ansätze kombiniert und konnten damit die Qualität des extrem schwachen Signals erheblich verbessern, wie sie in einem Beitrag in der chinesischen Fachzeitschrift Acta Optica erklären.

Verzerrungen entfernt

Zu Testzwecken zielten sie mit einem 1,8-Meter-Teleskop beim Lijiang-Observatorium im Südwesten Chinas auf den Satelliten, der sich 36.705 km entfernt im All befand. Im Teleskop befinden sich 357 Mikrospiegel, die das verzerrte Laserlicht so umformen, dass die Verzerrungen verringert werden. Dann setzten sie einen sogenannten Multi-Plane-Konverter (MPLC) ein, der das Laserlicht in 8 verschiedene Kanäle teilte, die schließlich von einem speziellen Computersystem wieder kombiniert wurden.

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Durch diese Technik konnte die Erfolgsquote bei der Datenübertragung von zuvor 72 auf 91,1 Prozent gesteigert werden – ein entscheidender Schritt für zukünftige satellitengestützte Hochgeschwindigkeitskommunikation via Laser.