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Lasersatellitenkommunikation

07.12.2022

Mit Hilfe eines neuen Satelliten, der von Ingenieuren des Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt wurde, wurde ein neuer Rekord für die Datenübertragung zwischen Satelliten und der Erde aufgestellt. Das TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) Terabit-Infrarot-Übertragungssystem verwendete Laser, um riesige Datenmengen mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 Gigabit pro Sekunde (Gbps) zu übertragen.

Diese Datenrate ist viel schneller als die meisten Sky-to-Ground-Verbindungen. Beispielsweise bietet das Starlink-Satelliteninternet von SpaceX Premium-Kunden Geschwindigkeiten von bis zu 500 Mbit/s. Und die Datenübertragungsrate zwischen der Erde und der Internationalen Raumstation erreicht rund 600 Mbit/s. Das macht das TBIRD-System 200-mal schneller.

Der Hauptunterschied des neuen Systems ist die Methode der Datenübertragung. Während die meisten Satelliten über Funkwellen mit Bodenstationen kommunizieren, verwendet das TBIRD-System Laserlicht. Es kann 1000-mal mehr Daten in einer Sitzung übertragen. Allerdings haben Laser auch ihre Nachteile. Ein Laserstrahl ist viel schmaler als eine Funkwelle und erfordert daher eine genauere Positionsanpassung zwischen Sender und Empfänger. Außerdem kann das Licht durch die Atmosphäre verzerrt werden, wodurch Daten verloren gehen können.

Mit dem Ziel, diese Probleme zu lösen, wurde das TBIRD-System entwickelt. Der Satellit enthält drei vorgefertigte Hauptkomponenten: ein optisches Hochgeschwindigkeitsmodem, einen optischen Signalverstärker und ein Speichergerät.

All dies ist in einem Behälter von der Größe eines Schuhkartons untergebracht. Um das Problem des Datenverlusts zu lösen, hat ein Team von Ingenieuren eine neue Version des sogenannten ARQ-Protokolls (Automatic Repeat Request) entwickelt. Dieses Protokoll ermöglicht es dem Empfänger der Bodenstation, den Sender über bestimmte Datenpakete (Frames) zu informieren, die der Sender verpasst hat, damit der Satellit sie problemlos erneut übertragen kann.

Hinsichtlich der Ausrichtung mit Positionsabgleich verwendet das System keine speziellen Aufhänger, um die Laserstrahlen auszurichten. Ein spezielles Fehlersignalsystem ist vorgesehen, das den gesamten Satelliten so ausrichtet, dass der Strahl eindeutig auf den Empfänger gerichtet ist. Laut Vertretern des Entwicklungsteams ermöglicht dies den Einsatz kleinerer optischer Komponenten im System.

„Wenn das Signal verschwindet, können wir die Daten erneut übertragen, aber wenn die Neuübertragung ineffizient ist, das heißt, wenn wir die ganze Zeit damit verbringen, Neuübertragungen zu senden, anstatt neue Daten zu übertragen, können wir viel Bandbreite verlieren“, sagte Kurt Schiller, TBIRD „In unserem ARQ-Protokoll teilt der Empfänger mit, welche Frames er korrekt empfangen hat, sodass er weiß, welche Frames erneut übertragen werden müssen.“

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

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Wissenschaftler in Australien haben Zinnmonosulfid (SnS)-Nanoblätter verwendet, um den dünnsten Röntgendetektor zu entwickeln, der jemals hergestellt wurde, und möglicherweise eine Echtzeit-Bildgebung der Zellbiologie ermöglichen.

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