KÖLN, 29. August 2022 — Ein deutsches Konsortium bestehend aus Q.ANT, Bosch, TRUMPF und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) will mit Quantentechnologie die Stabilität von Satellitenmessungen kontinuierlich verbessern. Eine zuverlässige Übertragung von Satellitenkommunikationssignalen kann nur erreicht werden, indem eine ständig hochpräzise Lagekontrolle der Satelliten in ihren Umlaufbahnen aufrechterhalten wird. Bewegt sich ein Satellit aus seiner Position, werden die Signale schwächer.

Die Partner werden im Rahmen eines Projekts weltraumtaugliche Lagesensoren entwickeln, die den Internetzugang insbesondere in abgelegenen Gebieten verbessern sollen, so TRUMPF in einer Pressemitteilung. Ziel ist es, mit diesen auf Quantentechnologie basierenden Sensoren eine hochpräzise Lageregelung von miniaturisierten Satelliten zu erreichen. Die Fähigkeit der Sensoren, die genaue Ausrichtung der Satelliten relativ zueinander aufrechtzuerhalten, wird eine Hochgeschwindigkeits-Datenverbindung ermöglichen.

Quantensensoren eignen sich besonders für den Einsatz in Satelliten, da sie genaue und zuverlässige Messergebnisse und hervorragende Leistung in einem kompakten und leichten Paket liefern. Diese Lösung kann die Satelliten mehrere Jahre lang korrekt im Weltraum ausgerichtet halten.

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 zukunftsweisender 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.“

Über ihre Verwendung für Satelliten, Lage und Position hinaus können Sensoren, die Quanteneffekte nutzen, für autonome Fahrsysteme und Indoor-Navigationstechnologien in Fabriken, Logistiklagern und anderen Einrichtungen eingesetzt werden.

Q.ANT, eine 100-prozentige Tochter von TRUMPF, wird das Entwicklungsprojekt leiten und das gesamte Sensorkonzept entwickeln. Es ist auch dafür verantwortlich, die verschiedenen Sensorkomponenten zu integrieren und sie in präziser und stabiler Ausrichtung zueinander zu halten, um ihre ordnungsgemäße Funktion und Zuverlässigkeit im Satelliten zu gewährleisten.

In öffentlich-privater Zusammenarbeit entwickelte Sensoren werden bei der Ausrichtung und korrekten Entfernung von Satelliten helfen und so eine bessere Konnektivität gewährleisten. Mit freundlicher Genehmigung von TRUMPF.

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

Bosch-Forscher arbeiten an der Entwicklung einer miniaturisierten, weltraumtauglichen 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 dieser Rotation. Dies liefert ein hochpräzises Feedback zu Änderungen in der Lage des Satelliten, was eine präzisere Lagesteuerung ermöglicht.

„Die Messzelle ist die zentrale Komponente des Quantensensors“, sagt Bosch-Forschungsleiter Thomas Kropf.

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

Der TRUMPF Standort Berlin kombiniert Lichtquellen aus Ulm mit zusätzlicher Messtechnik und integriert das resultierende System anschließend in miniaturisierte Gehäuse. Das Endprodukt ist temperaturstabilisiert, um sicherzustellen, dass es extremen Bedingungen im Weltraum standhält.

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

Das Galileo-Kompetenzzentrum des DLR ist für alle Aspekte rund um den Weltraum zuständig. Neben der Sicherstellung der Weltraumtauglichkeit des Systems wird es auch für die Implementierung, den Transport und den Betrieb des Satelliten verantwortlich sein.

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