Chinesischer Satellit vernichtet Starlink mit 2-Watt-Laser aus 36.000 Kilometern Höhe
In einem bemerkenswerten wissenschaftlichen Ergebnis haben Forscher einen Lichtstrahl verwendet, der schwächer ist als das Licht einer Kühlschranklampe, um Internetdaten von einem Satelliten zur Erde zu schicken. Das Experiment fand an einem Bodenteleskop im Lijiang-Observatorium in Südwestchina statt und zeigt, wie optische Kommunikation atmosphärische Verzerrungen überwinden kann. Die Studie weist auf die Möglichkeit hin, deutlich energieeffizientere Übertragungsmethoden zu nutzen als die bisherigen Technologien. Das eröffnet neue Wege in der Raumfahrtkommunikation, vor allem für geostationäre Umlaufbahnen.
Wer steckt dahinter
Hinter dem Versuch steht ein Forscherteam der Peking-Universität und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Die Ergebnisse wurden im Journal Acta Optica Sinica veröffentlicht, das sich auf Optik und Photonik spezialisiert hat. Verglichen mit bestehenden Systemen, etwa von SpaceX und Starlink, zeigt das Experiment, dass mit deutlich weniger Energie eine deutlich höhere Übertragungsgeschwindigkeit erreichbar ist.
Ziel des Experiments war zu prüfen, ob eine optische Downlink-Verbindung von einem geostationären Satelliten praktikabel ist. Solche Satelliten kreisen in 36.000 km Höhe, also mehr als 20-mal so weit entfernt wie die Internationale Raumstation (ISS). Die eingesetzte Laserleistung betrug nur 2 Watt (vergleichbar mit einer LED-Nachtlampe), trotzdem erreichte die Übertragungsrate 1 Gbit/s.
Technische Hürden und wie sie sie gelöst haben
Um die Probleme durch atmosphärische Verzerrungen in den Griff zu bekommen, nutzte das Team einen zweistufigen Ablauf namens AO-MDR-Synergie. Zuerst kommt die Adaptive Optik zum Einsatz: Ein Bodenteleskop formt die eintreffenden Lichtwellen in Echtzeit mithilfe von 357 einzeln gesteuerten Mikrospiegeln. Anschließend teilt ein Multi-Plane-Konverter das Licht in acht separate Moduskanäle auf, wobei ein Algorithmus die drei stärksten Kanäle auswählt.
Trotz Luftturbulenzen, die Licht streuen, konnte die nutzbare Signalquote von ursprünglich 72 % auf 91,1 % erhöht werden. Das entspricht einem Gewinn von fast 20 Prozentpunkten und macht die optische Datenübertragung deutlich stabiler und effizienter.
Wie der Ansatz im Vergleich abschneidet
Die Effizienz wird besonders deutlich, wenn man herkömmliche Funksender anschaut, die mehrere Hundert Watt verbrauchen. Im Gegensatz dazu reichte in dem Experiment ein Laserlink mit nur 2 Watt, um Daten über dieselbe Distanz zu übertragen. Bei der Übertragungsgeschwindigkeit ist die Methode fünfmal schneller als typische Nutzerverbindungen von Starlink und übertrifft diese laut veröffentlichter Medianmessungen sogar um das 15-fache.
Es gibt aber auch Einschränkungen. Die geostationäre Latenzzeit liegt bei ca. 240 ms, was für Echtzeitanwendungen wie Sprachanrufe oder Videokonferenzen ungeeignet ist. Niedrigere Umlaufbahnen bringen Latenzen von 20–40 ms, benötigen dafür jedoch Tausende von Satelliten, was den Betrieb komplexer macht.
Offene Fragen und Ausblick
Ein zentraler Nachteil der optischen Kommunikation ist die Unfähigkeit, dichte Wolkendecken zu durchdringen. Deshalb wäre ein Netzwerk aus geografisch verteilten Bodenstationen oder Hybridterminals mit Funk-Backup nötig. Orte mit oft klarem Wetter, etwa Wüsten oder Hochgebirgsregionen wie das Lijiang-Observatorium in 2.500 m Höhe, sind dafür besonders gut geeignet.
Dieses Experiment ist ein wichtiger Schritt hin zu effizienterer Raumfahrtkommunikation. Es zeigt das Potenzial optischer Technologien für eine breitere Nutzung bei der globalen Datenverteilung und liefert Ansatzpunkte für weitere Entwicklungen.