Deutscher Kommunikationssatellit startet ins All

Doch Zeiten ändern sich. Erst Mitte der 2000er Jahre hat das deutsche Raumfahrtunternehmen OHB wieder damit begonnen, eine kleine geostationäre Satellitenplattform zu entwickeln und in der Raumfahrtagentur wurde ein überaus erfolgreiches Technologieprogramm auf die Beine gestellt. „Da entstand der Wunsch, dass Deutschland doch wieder zur Systemfähigkeit zurückkehrt, also einen kompletten Kommunikationssatelliten selbst entwickelt und baut“, sagt Siegfried Voigt. „Das war der maßgebliche Grund, weshalb wir diese Mission überhaupt angefangen haben.“

Um die deutsche Raumfahrtindustrie dabei zu unterstützen, stellt die Raumfahrtagentur mit Heinrich Hertz eine Experimentalplattform zur Verfügung. Das ist einerseits die Satellitenplattform, also der „Unterbau“ des Satelliten mit Lageregelung und Stromversorgung und andererseits die Nutzlast, die aus verschiedenen technischen Geräten besteht, und vor allem die neuen Technologien für die Verifikation im Weltraum Das ist wichtig. Denn bei wissenschaftlichen wie kommerziellen „Standardmissionen“ gehen die Verantwortlichen meistens auf Nummer Sicher und setzen Technologien ein, die ihre Eignung und Zuverlässigkeit im All mehrfach bewiesen haben. Etwas Neues zu etablieren, ist deshalb schwierig. Denn das muss ja erst einmal eine Chance bekommen, zu zeigen, was in ihm steckt. „Mit Heinrich Hertz sollen neue Technologien wie bewegliche Antennen aus ultraleichten Materialen oder spezielle Signalfilter im Orbit verifiziert werden.“ Das würde die Industrie in die Lage versetzen, ihre Entwicklungen unter Weltraumbedingungen zu qualifizieren, weiterzuentwickeln und dann auf dem Weltmarkt anbieten zu können, fügt er hinzu. „Parallel dazu werden wir Kommunikationsexperimente hier am Boden durchführen. Damit wollen wir auch das Bodensegment weiterentwickeln.“ Und Heinrich-Hertz verfolgt noch ein drittes Missionsziel, das für einen Kommunikationssatelliten eher ungewöhnlich ist. „Solche Satelliten waren in der Vergangenheit immer rein kommerzielle Projekte“, sagt der Projektmanager. „Wir bieten nun eine Experimentalplattform. Denn wir wollen neben der Verifikation von neuen Technologien und den Kommunikationsexperimenten auch einen Beitrag zur Nachwuchskräfteförderung leisten.“ Diese Plattform soll es Schul- und Jugendprojekten aber auch Universitäten und Hochschulen ermöglichen, ihre eigenen Kommunikationsexperimente umzusetzen.

Von der Relaisstation zum smarten Satelliten

Nicht nur mit dem Nutzungskonzept, sondern auch mit dem Satelliten selbst will die Deutsche Raumfahrtagentur neue Wege gehen. So soll zum Beispiel die Informationsverarbeitung direkt im Orbit erprobt werden. „Der klassische Kommunikationssatellit aus früheren Tagen hat sogenannte transparente Transponder benutzt“, erklärt Siegfried Voigt. Das heißt, das Signal wurde von der Erde zum Satelliten geschickt, dort verstärkt und dann über die Sendeantenne wieder zum Boden zurückgeschickt. So konnte man zum Beispiel eine Verbindung zwischen den Kontinenten herstellen.

„Heute sprechen wir vom sogenannten regenerativen Transponder. Das bedeutet, dass die Informationen bereits im Satelliten verarbeitet werden können.“ Die dafür nötigen OnBoard-Prozessoren, die nun auf Heinrich Hertz erprobt werden, hat unter anderem das Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen in Erlangen entwickelt. Doch warum sollte man überhaupt Daten auf einem Satelliten verarbeiten? „Oft benötigt der Nutzer am Boden gar nicht die ganze Bandbreite an Information“, sagt Siegfried Voigt. „Wenn er nur das Gewünschte geschickt bekommt, wird Bandbreite geschont. Und die Frequenz ist die kostbarste Ressource auf einem Satelliten.“

Flexibilität im All

Etwa fünf Jahre dauert es, bis ein Kommunikationssatellit designt und gebaut ist. Danach ist er 15 oder mehr Jahre im Einsatz. Eine lange Zeit, bedenkt man die Geschwindigkeit, mit der sich unsere Kommunikationstechnologien entwickeln. Doch wie kann man am besten darauf reagieren? Auch das will die Raumfahrtagentur mit Heinrich Hertz herausfinden und hat ihn als flexiblen Satelliten ausgelegt. „Die wichtigste physikalische Größe auf einem Satelliten ist die Frequenz. Aber auch die Bandbreite und die Sendeleistung zählen“, sagt Siegfried Voigt. „Wenn man diese drei Größen auf dem Satelliten über die Zeit verändern kann, dann kann man ihn an neue Anforderungen anpassen.“

Finanziert wird der Satellit zum einen durch das Wirtschaftsministerium und zum anderen durch das Verteidigungsministerium. Denn auch für die Bundeswehr ist zuverlässige Kommunikation essenziell. Deshalb hat Heinrich Hertz auch eine militärische Nutzlast an Board. „Die wissenschaftlich-technische Mission mit den Technologiebeistellungen mit den besonderen Anforderungen einer militärischen Mission zu vereinbaren, war eine besondere Herausforderung“, erzählt Siegfried Voigt. „Alle Beteiligten haben hier ‚Neuland‘ betreten und konnten sich in der Regel nicht auf Erfahrungen aus vorangegangenen Projekten verlassen und darauf aufbauen. Dass es uns gelungen ist, können wir als großen Erfolg verbuchen.“