KÖLN, 29.08.2022 – Ein deutsches Konsortium aus Q.ANT, Bosch, TRUMPF und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) will mit Quantentechnologie die Stabilität von Satellitenmessungen dauerhaft verbessern. Eine zuverlässige Übertragung von Satellitenkommunikationssignalen kann nur erreicht werden, indem die Lage von Satelliten in ihren Umlaufbahnen ständig sehr genau kontrolliert wird. Bewegt sich ein Satellit aus seiner Position, werden die Signale schwächer.

Die Partner werden in einem Projekt weltraumtaugliche Haltungssensoren entwickeln, die den Internetzugang insbesondere in abgelegenen Regionen verbessern, so TRUMPF in einer Pressemitteilung. Ziel ist es, mit diesen auf Quantentechnologie basierenden Sensoren eine hochgenaue Lageregelung von miniaturisierten Satelliten zu erreichen. Die Fähigkeit der Sensoren, die Satelliten genau zueinander auszurichten, wird eine schnelle Datenverbindung ermöglichen.

Quantensensoren eignen sich besonders für den Einsatz in Satelliten, da sie zuverlässig genaue Messergebnisse und hervorragende Leistung in einem kompakten, leichten Gehäuse liefern. Diese Lösung kann sicherstellen, dass Satelliten über Jahre hinweg korrekt im Weltraum ausgerichtet sind.

Das DLR will in fünf Jahren seine ersten miniaturisierten Satelliten mit Quantentechnologie ins All bringen. „Ziel der Entwicklung europäischer Quantensensoren ist es, eine größere Unabhängigkeit vom Weltmarkt zu erreichen“, heißt es in der Pressemitteilung.

„Diese strategische Partnerschaft zeigt das enorme Potenzial, das in der gemeinsamen Entwicklung bahnbrechender Technologien liegt“, sagte Michael Förtsch, CEO von Q.ANT. „Der Einsatz der Quantentechnologie in der Luft- und Raumfahrtindustrie ist eine große Chance für den Industriestandort Deutschland.“

Neben ihrer Verwendung für Satelliten, Lage und Position können Sensoren, die Quanteneffekte ausnutzen, für autonome Fahrsysteme und Indoor-Navigationstechnologien in Fabriken, Logistiklagern und anderen Einrichtungen eingesetzt werden.

Q.ANT, eine hundertprozentige Tochtergesellschaft von TRUMPF, wird das Entwicklungsprojekt leiten und das gesamte Sensorkonzept entwickeln. Es ist auch dafür verantwortlich, die verschiedenen Sensorkomponenten zu integrieren und genau und stabil aufeinander abzustimmen, damit sie im Satelliten reibungslos und zuverlässig funktionieren.

Sensoren, die im Rahmen einer öffentlich-privaten Partnerschaft entwickelt wurden, werden bei der Ausrichtung und Entfernung von Satelliten helfen und eine bessere Konnektivität gewährleisten. Danke an TRUMPF.

Q.ANT. wird auch ein sehr rauscharmes Erkennungssystem bereitstellen.

Bosch-Forscher entwickeln eine miniaturisierte, weltraumtaugliche Sensorzelle. Die Messzelle ist mit einem atomaren Gas gefüllt, das durch Laserstrahlen und Magnetfelder angeregt wird und die Atome zum Drehen bringt. Die Rotation des Sensors bewirkt Änderungen in der Rotationsgeschwindigkeit dieses Spins. Dies liefert ein hochpräzises Feedback zu Positionsänderungen des Satelliten und ermöglicht eine präzisere Positionssteuerung.

„Die Messzelle ist das Herzstück des Quantensensors“, sagt Thomas Kropf, Forschungsleiter bei Bosch.

TRUMPF bringt Laserkompetenz von zwei seiner deutschen Standorte ein. TRUMPF Photonic Components in Ulm liefert die Miniatur-Laserdioden. Diese robusten Strahlquellen, die in Smartphones, industriellen optischen Sensoren und ähnlichen Anwendungen zum Einsatz kommen, bereitet TRUMPF nun gemeinsam mit dem Ferdinand-Braun-Institut für den Einsatz in der Quantentechnologie und im Weltraum vor.

Am Berliner Standort von TRUMPF werden die Ulmer Lichtquellen mit zusätzlicher Messtechnik kombiniert und das daraus resultierende System in Miniaturgehäuse integriert. Das Endprodukt ist temperaturstabilisiert, um sicherzustellen, dass es extremen Raumbedingungen standhält.

„Ich sehe eine große Zukunft für unsere Miniaturlaser in einer ganzen Reihe neuer Anwendungen“, sagt Berthold Schmidt, CEO von TRUMPF Photonic Components. „Das ist die Art von staatlich gefördertem Projekt, das Deutschland als wichtigen Standort der Photonik-Kompetenz einen echten Schub geben wird.“

Für alle weltraumbezogenen Aspekte ist das Galileo-Kompetenzzentrum des DLR zuständig. Während es sicherstellt, dass das System weltraumtauglich ist, wird es auch für den Einsatz, den Transport und den Betrieb des Satelliten verantwortlich sein.

Das Projekt hat ein Forschungsbudget von etwa 28 Millionen Euro (27,93 Millionen US-Dollar).