Die Nasa testet auf der ISS eine Technik, mit der die Kommunikation im Weltall revolutioniert werden könnte

Die Übertragung von Daten im Weltall stellt die Wissenschaft immer noch vor ein Problem. Mehr als ein Jahr hat es gedauert, um alle Daten, welche die Nasa-Raumsonde New Horizons beim Vorbeiflug an Pluto erfasste, herunterzuladen. Die Downloadrate betrug trotz bester Antennentechnik gerade einmal 2.000 Bits pro Sekunde. Zum Vergleich: Die durchschnittliche Internetgeschwindigkeit in deutschen Haushalten beträgt 15.300.000 Bits pro Sekunde (15,3 Mbps).Der Grund für die geringe Bandbreite liegt in der Übertragungsform. Bisher funktioniert die Kommunikation mit allen unseren Satelliten und Sonden — wie beispielsweise der ISS und dem Mars-Rover — über langwellige Radiowellen. Je länger die elektromagnetische Welle, desto weniger Daten können pro Sekunde übertragen werden.Damit die Kommunikation nicht zum Flaschenhals der immer komplexer werdenden Weltraumprojekte wird, arbeitet die Nasa schon seit längerer Zeit an leistungsfähigeren Systemen, wie dem Laser Communications Relay Demonstration (LCRD). Die auf Infrarotlicht basierende Funktionsweise erlaubt gegenüber Radio die Nutzung kürzerer Wellen und erreichte 2013 in einem Test rekordhafte 622 Megabits pro Sekunde. Solche Übertagungsgeschwindigkeiten bekommen wir kaum auf der Erde hin. Aber selbst das verblasst gegenüber einer neuen Technik, welche die US-amerikanische Weltraumbehörde gerade entwickelt.XCOM könnte Radiokommunikation im Weltall teilweise ersetzenLaut einem Nasa-Bericht plant die Behörde, noch diesen Frühling eine neue Übertragungstechnik, die auf Röntgenstrahlung basiert, auf dem Feld zu testen. Die Technik nennt sich Xcom — ein Kofferwort aus X-Ray und Communication — und bietet theoretisch Übertragungsraten von mehreren Gigabits (Giga = Milliarde) pro Sekunde. Ein Erfolg des neuen Systems könnte laut Jason Mitchell, Ingenieur am Goddard Spaceflight Center der Nasa in Greenbelt, Maryland, der Wissenschaft viele neue, ungeahnte Möglichkeiten eröffnen.Lest auch: Bei diesen Fotos der NASA sträuben sich einem die Nackenhaare„Für einige Weltraummissionen kann Xcom aufgrund der extremen Entfernungen, in denen sie ausgeführt werden, eine entscheidende Rolle spielen“, so Mitchell. Ein weiteres Beispiel für die Nutzung ist laut dem Ingenieur die Wiedereintrittsphase eines Weltraumfahrzeugs in die irdische Atmosphäre. Die hohe Eintrittsgeschwindigkeit im Überschallbereich erzeugt eine heiße Plasmaschicht an der Nase des Fahrzeuges, die Radiowellen nicht durchdringen können. Das bedeutet, dass Astronauten gerade in dieser heißen Phase für kurze Zeit von jeglicher Kommunikation nach außen abgeschnitten sind. Mit einer Signalübertragung über Röntgenstrahlung wäre diese Problematik gelöst, denn Röntgenstrahlen durchdringen die Plasmaschicht mit Leichtigkeit.Die Technik wird an der ISS getestet. Ende April soll der Röntgenstrahlsender „Modulated X-ray Source” an einem Ende der Weltraumstation installiert werden und dann modulierte, also mit Signalen ausgerüstete, Röntgenstrahlen aussenden. Diese werden dann von dem sich auf der anderen Seite der Station befindlichen Röntgenstrahlungsempfänger „Nicer empfangen und dekodiert. Nicer wurde zur Detektion von Neutronensternen geschaffen und bot durch seine Funktionsweise die ursprüngliche Idee für Xcom.Höhere Performance bei gleichzeitig geringerem EnergieaufwandDie Vorteile der Technik liegen nicht nur in der Übertragungsrate, denn im Gegensatz zu Langwellen können Kurzwellen auch gezielter ausgestrahlt werden — und das obendrein bei geringerem Energieeinsatz. Wie bei anderen elektromagnetischen Wellen, beispielsweise Radio- oder Gammastrahlung, bewegen sich auch Röntgenpartikel mit Lichtgeschwindigkeit. Diese Eigenschaften machen Xcom sehr interessant für den Einsatz im Weltraum.Lest auch: Forscher haben die Masse der Milchstraße neu berechnet — es verändert den Blick auf unsere GalaxieWer sich fragt, ob die Technik nicht auch auf der Erde angewendet werden könnte, muss enttäuscht werden: Anders als die leichter modulierbaren Radiowellen, wäre eine weit gestreute, hochenergetische Röntgenstrahlung ein zu hohes Gesundheitsrisiko für das Leben auf der Erde. Und da sich elektromagentische Wellen nicht über Kabel übertragen lassen, wird der Anwendungsbereich der Röntgenwellen auf dem Planeten wohl weiter auf Scans beschränkt bleiben.

空间数据传输仍然是科学问题。花了一年多的时间才下载了飞越冥王星的美国国家航空航天局新视野号飞船拍摄的所有数据。尽管有最好的天线技术，下载速率仅为每秒2,000比特。为了比较，在德国家庭平均速度因特网是每秒1530万个比特（15.3 Mbps）的。其原因为低带宽是在传输的形式。到目前为止，通信与我们的所有卫星和探测器 - 如国际空间站和火星探测器 - 长波无线电波。电磁波的时间越长，越少的数据可以每秒通信werden.Damit发送不会变得日益复杂的空间项目的瓶颈，NASA已经工作了一段时间上更强大的系统，如激光通信中继演示（LCRD）。基于红外光操作的系统允许无线电使用较短波，在测试记录状每秒622兆位达到2013。我们很少在地球上获得这样的传输速度。但是，即便是不可同日而语的新技术，它只是entwickelt.XCOM可以在太空美国航天局无线电通信部分代替，根据NASA报告规划的权威性后今年春天，基于X射线的新的传输技术来测试场上，该技术被称为XCOM - 从X射线和通信手提箱字 - 和理论上提供每秒几吉比特（千兆=十亿）的传输速率。新系统的成功可能eröffnen.Lest许多新的和意外的可能性，根据贾森·米切尔，在马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的工程师，科学也：在这些照片由NASA是一个令人发指“放水一些空间小姐一方面，Xcom可以发挥关键作用，因为它们的运行距离极远，”米切尔说。根据工程师的说法，另一个使用的例子是航天器进入陆地大气层的再入阶段。超音速区域的高入口速度在车辆的前端产生热等离子体层，无线电波无法穿透。这意味着宇航员，特别是在这个炎热阶段，暂时不受任何外部通信的影响。通过X射线辐射进行信号传输，这个问题将得到解决，因为X射线很容易穿透等离子体层。该技术在国际空间站进行了测试。四月底，X射线站“调制X射线源”是在空间站的一端被安装，然后被调制，所以配备有信号发射X射线。然后由位于该站另一侧的X射线接收器“Nicer”接收和解码它们。更好的是为探测中子星的产生，并通过其操作提供，对于该技术的低EnergieaufwandDie优势Xcom.Höhere表现原来的想法不仅在传输速率，而不是长波短波还可以广播的目标 - 并在此之上较低的能量输入。与其他电磁波一样，例如无线电或伽马辐射，X射线粒子以光速移动。这些特性使XCOM在Weltraum.Lest也使用很有意思：研究人员计算出银河系的质量 - 它改变了我们GalaxieWer奇观的看法，如果技术不能适用于地上，必须要失望了：与调制较多的无线电波不同，广泛分散的高能X射线辐射对健康的影响太大地球上的生命危险。由于电磁波无法通过电缆传播，因此地球上的X射线波的范围可能仅限于扫描。