Zwei von der NASA finanzierte Demonstrationsmissionen sind am 20. Oktober erfolgreich mit dem Bandwagon-5-Sammelflug von SpaceX in eine niedrige Erdumlaufbahn gestartet. Mit ihnen will die US-Raumfahrtbehörde untersuchen, ob kommerzielle Satellitennetze künftig zentrale Kommunikationsaufgaben wissenschaftlicher Missionen übernehmen können.

Darüber berichtete NASA Blogs am Dienstag, 20. Oktober. Viasat und SES Space and Defense bereiteten anschließend Tests für die folgenden Wochen vor; belastbare Resultate dieser Erprobungen enthielt die Mitteilung zum Start noch nicht.

Hinter dem Vorhaben steht die Notwendigkeit, sehr unterschiedliche Informationsströme zu beherrschen. Wissenschaftliche Messwerte und hochauflösende 4K-Aufnahmen benötigen leistungsfähige Datenverbindungen. Für Bahnverfolgung, Zustandskontrolle und grundlegende Kommandos genügen zwar kleinere Datenraten, doch gerade diese Verbindungen sind für den sicheren Betrieb unverzichtbar.

Die NASA betrachtet beide Kategorien deshalb als Bestandteile eines gemeinsamen Kommunikationssystems. Hohe Übertragungskapazität allein gewährleistet noch keine zuverlässige Missionsführung. Umgekehrt kann ein robuster Kommandokanal die umfangreichen Daten moderner Instrumente nicht in angemessener Zeit zur Erde transportieren.

Viasat setzt für seine Demonstration den von Rocket Lab gebauten Kleinsatelliten Maxwell ein. Er soll über Viasat-Satelliten in geosynchronen Umlaufbahnen mit einem weltweiten Netz von Bodenstationen verbunden werden und sowohl hochratige als auch niedrig ratige Übertragungen erproben.

Eine besondere Rolle spielt dabei eine intelligente, autonome Weiterleitung. Daten sollen je nach verfügbarer Verbindung zwischen Maxwell, den orbitalen Relais und den Bodenanlagen geführt werden. Das Konzept zielt darauf, den Kontakt zum Raumfahrzeug während des Fluges aufrechtzuerhalten und anfallende Informationen ohne Bindung an nur einen Übertragungsweg weiterzuleiten.

SES Space and Defense kombiniert dagegen Infrastruktur in mittleren und geosynchronen Erdumlaufbahnen. Die O3b-mPOWER-Flotte im mittleren Orbit ist für große Datenmengen vorgesehen, während geosynchrone SES-Satelliten die Übermittlung niedriger Datenraten unterstützen sollen.

Der Datenweg führt in diesem Modell vom Demonstrationsraumfahrzeug über die jeweiligen Relais zu Bodenstationen auf der Erde. SES will damit eine nahtlose und unterbrechungsfreie Verbindung ermöglichen. Ob dieses Ziel unter den Bedingungen der Demonstration erreicht wird, war in der NASA-Veröffentlichung noch offen.

Die Tests gehören zum Communications Services Project der NASA-Abteilung Space Communications and Navigation, kurz SCaN. Bereits 2022 vergab die Behörde über dieses Programm insgesamt 278,5 Millionen US-Dollar an Industrieunternehmen, damit diese satellitengestützte Kommunikationsdienste für Weltraummissionen entwickeln.

Strategischer Hintergrund ist der geplante schrittweise Ruhestand der NASA-eigenen Tracking and Data Relay Satellite-Flotte. Für künftige Missionen in niedrigen Erdumlaufbahnen strebt die Behörde einen Übergang zu kommerziellen Angeboten an, statt die bisherige Infrastruktur in gleicher Form dauerhaft selbst weiterzuführen.

Damit verändert sich potenziell auch die Aufgabenverteilung zwischen Staat und Privatwirtschaft. Kommerzielle Betreiber würden Netzkapazität und Relaisdienste bereitstellen, während die NASA Anforderungen festlegt und die Eignung für ihre Missionen bewertet. Die laufenden Demonstrationen sollen dafür technische Erkenntnisse liefern, nehmen aber die spätere Auswahl oder Zulassung eines Dienstes nicht vorweg.

Geleitet wird das Projekt vom Glenn Research Center der NASA in Cleveland. Die Zusammenarbeit mit Unternehmen und die Erprobung moderner Relaisfunktionen sollen bis 2027 fortgesetzt werden. Zusammen mit bereits abgeschlossenen Arbeiten weiterer Partner dienen die Viasat- und SES-Versuche der Frage, wie zeitkritische wissenschaftliche und operative Informationen künftig in Echtzeit durch den Weltraum übertragen werden können.