TU Berlin testet weltweite Satellitenfrequenzen

Am 21. Mai 2018 gegen 10:44 Uhr MESZ startete ein unbemannter Versorgungsflug zur Internationalen Raumstation (ISS). Mit an Bord: MarconISSta, ein am Fachgebiet Raumfahrttechnik der TU Berlin entwickeltes Messgerät, das während der rund 25 Wochen dauernden Mission von Alexander Gerst auf der ISS Messungen über die Beanspruchung und mögliche Störungen der international von Satelliten genutzten Funkkanäle durchführen soll.

“MarconISSta”, ein in der Raumfahrttechnik der TU Berlin entwickeltes Messgerät. Foto: Martin Buscher

Kleinsatelliten, die von Universitäten, Forschungseinrichtungen und von kommerziellen Betreibern in den Orbit befördert wurden, nutzen bestimmte, vorab bei der Internationalen Regulierungsbehörde (ITU) beantragte Funkkanäle auf bestimmten Frequenzen. Die Anzahl dieser Kanäle ist begrenzt. Je mehr Betreiber sie nutzen, desto häufiger kommt es zu Interferenzen und Störungen, vor allem, weil nicht alle Betreiber sich auch an die von der ITU vorgegebenen Frequenzen halten. Martin Buscher vom Fachgebiet Raumfahrttechnik der TU Berlin prüft als deutscher Vertreter in ITU-Studiengruppen die regulatorischen Vorgänge zur Frequenzanmeldung und diskutiert potentielle Verbesserungen. „Wir möchten ein Gerät entwickeln, das exakt misst, welche Frequenzen wie stark genutzt werden. Das Problem: Von der Erde aus können immer nur lokale Signale empfangen werden. Nicht aber die Belastung der Kanäle weltweit. Eine Messung auf der ISS ermöglicht es, während der Erdumrundung alle Frequenzbereiche an jedem beliebigen Ort zu messen. Dabei hören wir natürlich niemanden ab, sondern wir messen lediglich die Intensität der Nutzung der Frequenzen und die Signalstärke“, erklärt Buscher.

Anhand dieser Ausschläge auf den Kanälen können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler feststellen, wie intensiv einzelne Frequenzen genutzt werden, wie nahe einzelne Signale beieinanderliegen, ob es bereits zu massiven Störungen kommt oder ob es zum Beispiel Frequenzen gibt, die über Europa stark genutzt werden, aber über Amerika ungenutzt sind.

Ziel ist es, die Signalstärke über alle Frequenzbereiche für rund 25 Wochen zu ermitteln und daraus für jedes einzelne Band (Frequenzbereich) eine Weltkarte – eine Art „Heatmap“ zu entwickeln. Diese zeigt, welche Frequenz wo überlastet oder ungenutzt ist. „Einen Nachteil hat unser System: Es ist nicht dynamisch. Das heißt, es bildet nur den Ist-Zustand ab, während wir auf der ISS messen. Langfristig planen wir aber, innerhalb der kommenden zwei Jahre einen weiteren eigenen Satelliten ins All zu schicken und diesem mit dem dann schon erprobten Messgerät auszustatten“, beschreibt Martin Buscher.

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