Wie übermittelt die NASA Sondeninformationen?
Die Kommunikation per Radiowellen funktioniert nicht nur im Alltag beim Funken oder Radio hören sehr gut. Sondern auch im Weltall. Die Wellen werden mit Lichtgeschwindigkeit übertragen – schneller geht es nicht. Allerdings ist die Kapazität der Datenübermittlung begrenzt. Gleichzeitig werden die Datenvolumina immer größer. Darum wollen Raumfahrtagenturen demnächst die Informationen ihrer Missionen per Laser übertragen.
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Seit bald 50 Jahren auf Sendung
Die NASA-Raumsonde Voyager 1, 1977 ins All gestartet, ist mittlerweile 23,6 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt – weiter als jedes andere menschliche Objekt es jemals geschafft hat. Primär sollte sie die großen Gasplaneten Jupiter und Saturn erkunden. Doch nachdem dies bereits um 1980 herum erledigt war, flog sie einfach weiter. Und sendet bis heute zuverlässig Messdaten. Und zwar ganz einfach per Funk.
Schon vor etwa zehn Jahren hat sie demnach das Sonnensystem verlassen und ist in den interstellaren Raum eingetreten. Dort ist der stete Teilchenwind der Sonne nicht mehr zu spüren, das Vakuum des Alls ist umso perfekter. Mit Schallwellen kann man durchs Vakuum keine Daten übermitteln. Stattdessen verwendet Voyager ganz normale Radiowellen, wie wir sie beim Funken auf der Erde nutzen. Das ist auch auf solche Entfernungen sehr effektiv. Denn Radiowellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus – schneller kann man Daten nicht übermitteln.
Laser sollen übernehmen
Dennoch arbeiten Raumfahrtagenturen an einer Alternative: nämlich der Datenübermittlung per Laser. Das geht zwar auch nicht schneller – die Signale von der Voyager zur Erde bräuchten auch damit über 17 Stunden. Aber man kann per Laser mehr Informationen auf einmal senden und diese auch über noch viel größere Entfernung zuverlässig empfangen. Die Radiosender von Raumsonden sind nicht allzu leistungsstark, weil sie sonst zu viel Energie verbrauchen. Und sie streuen über große Distanzen wie das Scheinwerferlicht eines Autos. Darum sind ihre Signale recht schwach. Man braucht daher auf der Erde sehr empfindliche Empfangsantennen, um Voyagers Signale noch wahrzunehmen.
Die Daten werden immer umfangreicher
Oder – so machen es etwa die Rover auf dem Mars – die Sonden senden ihr Signal zunächst zu einer nähergelegenen Relais-Station – im Fall der Marsrover sind das die Satelliten, die den Roten Planeten umkreisen. Und von dort werden die Signale verstärkt zur Erde geschickt. Laserlicht dagegen lässt sich über lange Strecken deutlich schärfer bündeln, so dass mehr Leistung und daher auch mehr Information auf einmal bei der Erde ankommt.
Da Raumsonden und auch die Rover auf dem Mars immer mehr und komplexere Daten wie hochaufgelöste Bilder senden, wird dieser Fortschritt notwendig. Erste Tests mit der Laserübertragung verliefen erfolgreich. Routinemäßig eingesetzt wird sie aber noch nicht.
Alle Infos über die Voyager 1-Mission der NASA.