Kleiner Stern mit großem Trabant

(c) DLR

Der Große und damit Bedeutende wird von vielen unbedeuteren, kleine Vasallen umkreist. Ist doch immer so. Oder?

Zumindest in der Physik und damit der Astronomie gab es bisher davon keine Ausnahme Weiterlesen

Von Fluglotsen und intelligenten Computern

Center Bremen (c) DFS

Aktives Zuhören ist schon für die meisten Menschen schwierig. Selbst Siri oder Alexa brauchen einen namentlichen Aufruf, um der Menschen Kommandos zu lauschen. Computer-Assistenzsysteme für Lotsen tun dies bisher gar nicht.

Praktisch wäre es allerdings, wenn am Lotsenbildschirm automatisch die Flugroute so geändert wird, Weiterlesen

Technik News: kurz und knapp

Weil durch den Trend zum Lagerfeuer, pardon Geschichten erzählen im Journalismus, aus jeder noch so kleinen Nachricht eine seitenlange, mit uninteressanten Protagonisten, Schreiber-Ich und Selbstdarstellung gefüllte Textwüste entsteht, wollen wir hier dagegen steuern.

Autonome Satellitenfang-Steuerung
Das DLR-Experiment Avanti (Autonome Visuelle Anflug-Navigation und Target Identifikation) untersucht, wie ein Satellit einen Flugkörper im All erkennen und autonom an ihn heranfliegen kann. Damit lassen sich alte und inaktive Satelliten und anderer Weltraumschrott einfangen und gezielt auf eine sichere Umlaufbahn bringen.

Algorithmen unterstützen die Steuerung, Navigation und die Kontrolle des “Fängers“. Zunächst nimmt eine Kamera Ausschnitte des vermuteten Zielgebietes auf. Ein Bildverarbeitungsprogramm analysiert die Aufnahmen, identifiziert darauf den Flugkörper und misst die Peilung zum Objekt. Im Anschluss wird der Algorithmus für die relative Echtzeit-Navigation mit Informationen aus den Peilungs-Messungen und den Daten der kalibrierten Flugmanövern gefüttert, mit dem dann die Relativbewegung des Satelliten berechnet werden kann. (Quelle DLR)

Schnelle Daten mit 1,72 Terabit pro Sekunde
Einen Weltrekord in der optischen Freiraum-Datenübertragung per Laser stellten Wissenschaftler des DLR auf mit 1,72 Terabit pro Sekunde über eine Freiraumdistanz von 10,45 Kilometer – dies entspricht einer Übertragung von 45 DVDs pro Sekunde. Damit könnten weite Teile der heute noch unterversorgten ländlichen Gebiete Westeuropas mit Breitbandinternet versorgt werden. Hohe Übertragungsgeschwindigkeiten von Glasfaserverbindungen und anderen terrestrischen Systeme sind vorwiegend in dicht besiedelten Regionen vorhanden.

Das Projekt Thrust (Terabit-throughput optical satellite system technology) untersucht eine Übertragungstechnologie für Kommunikationssatelliten der nächsten Generation. Dabei sollen die Satelliten über eine Laserverbindung an das terrestrische Internet angebunden werden. Datendurchsätze jenseits von ein Terabit pro Sekunde sind angestrebt. Die Kommunikation mit den Nutzern erfolgt dann im Ka-Band, einer üblichen Funkfrequenz der Satellitenkommunikation. Damit rückt ein globales Highspeed Internet in realisierbare Nähe. (Quelle DLR)

Ungewollte Fernsteuerung von Autos

Dass das Internet der Dinge nicht nur ein Segen ist, sondern auch eine große Gefahrenquelle darstellt, hat sich herumgesprochen.

Autos bedienen zunehmend weniger die Freude am Fahren, sondern eher die am Sitzen und Zugucken. Wenn es nach den Visionen der Hersteller geht. Der Ex-Querdenker der IBM, Pro. Dr. Gunter Dueck, hat dazu seine eigenen Ideen. (Mit ein wenig Zeit: sehenswert)

Während einer Fahrt mit einem modernen Fahrzeug sammeln die On-Board Computer mehrere Gigabyte an Daten. Durch die zunehmende Vernetzung der einzelnen Komponenten entstehen gefährliche Sicherheitslücken. Ausgerechnet CAN nennt sich eine Schnittstelle, die als Einfallstor für Hacker gilt.

Der CAN-Bus wurde 1983 von der Autoindustrie entwickelt, um nicht mehr meterlange Kabelbäume im Auto verlegen zu müssen: Alle Geräte sind über eine Übertragungsleitung angeschlossen und über diese kommunizieren alle Geräte miteinander. Sowohl Sensoren für die Geschwindigkeitskontrolle als auch Aktuatoren wie beispielsweise Servomotoren, Steuergeräte wie ein Einparkassistent senden über ihn Kommandos. Der Nachteil: Sobald ein an den Bus angeschlossenes Gerät von einem Angreifer kontrolliert wird, kann dieses sich gegenüber weiteren Komponenten als andere Komponente ausgeben und Nachrichten fälschen.

Christian Rossow, Professor für IT-Sicherheit an der Universität des Saarlandes, will in seiner Software vatiCAN mit Authentifizierungscodes der “echten” Sender dagegen steuern. das soll etwa so funktionieren: Der Notbremsassistent schickt wie bisher seinen Befehl an die Bremse. Danach berechnet er mithilfe eines geheimen Schlüssels den Authentifizierungscode, der nur für ein einziges Datenpaket gültig ist und ebenfalls an die Bremse geschickt wird. Diese hat inzwischen selber den Authentifizierungscode berechnet und das Ergebnis vergleicht sie nun mit dem über den CAN-Bus erhaltenen. Sind sie identisch, kann die Bremse sicher sein, dass die Nachricht nicht manipuliert wurde.

Weitere Attacken, wie beispielsweise das Mitschneiden und mehrfache Verschicken von Nachrichten, unterbindet die Software, indem sie der Nachricht noch einen Zeitstempel hinzufügt. Ist er nicht aktuell, stimmt etwas nicht mit der Nachricht. (Quelle: Universität des Saarlandes)

Outer Space: Weltraumausstellung in Bonn

Für alle, deren Interessen außerhalb unserer Erde liegen, aber die finanziellen und personellen Connections zur Umsetzung in die Realität fehlen, ein irdischer Veranstaltungshinweis:

In der Bundeskunsthalle in Bonn ist vom 3. Oktober 2014 bis zum 22. Februar 2015 die Ausstellung Outer Space zu sehen. Sie zeigt rund 300 Exponate aus Europa und den USA. Erstmals außerhalb den USA ausgestellt ist die Liberty-Bell-Raumkapsel: 1961 landete dieses Raumschiff nach einem kurzen Raumflug im Atlantik und wurde 38 Jahre später aus 6000 Metern Tiefe geborgen. Das höchste Exponat ist das zwölf Meter hohe Modell einer Ariane-Rakete. Das kleinste Ausstellungsstück ist wohl eine Prise Mondstaub. Zu den teuersten Exponaten zählt Peter Paul Rubens‘ „Erschaffung der Milchstraße“ aus dem Prado in Madrid.

Rosetta
Rosetta at target comet. (c) ESA

 

Ausstellungsstücke aus Deutschland (DLR):

  • ein Modell des Kometenlanders Philae, der an Bord der Raumsonde Rosetta den Kometen Churyumov-Gerasimenko untersuchen soll; Philae soll am 12. November 2014 nach zehnjähriger Reise und mehr als 6,4 Milliarden Kilometern den Kometen erreichen, dort landen und mit insgesamt 21 Instrumenten den Kometen untersuchen – ein Einblick in die Ursprünge unseres Sonnensystems.
  • ein Modell des Sojus-Raumschiffs, mit dem der deutsche ESA-Astronaut Alexander Gerst am 28. Mai 2014 zur Internationalen Raumstation geflogen ist.
  • die EXPRESS-Kapsel, das Original einer Wiedereintrittskapsel, die 35 Sekunden nach ihrem Start verloren ging, weil es bei der Trägerrakete einen Defekt gab. Die Kapsel galt zunächst als verschollen, konnte dann von DLR-Mitarbeitern in einem Dorf in Ghana geborgen werden. Die Auswertung der Daten des Bordcomputers lieferte Erkenntnisse über Telekommandosysteme und faserkeramische Rückkehrtechnologien von Raumfahrzeugen.
  • eine Prise Mondstaub aus der sowjetischen Luna-24-Mission. Die Zusammensetzung ähnelt irdischem Basalt.
  • ein Modell des vom DLR entwickelten Spaceliners: eines einer Rakete ähnlichen Hyperschallflugzeugs, das 50 Passagiere oder auch Güter zum Beispiel in 90 Minuten von London nach Sydney transportieren soll.

Motorsegler mit 3-D-Augen in Nepal

Die Expedition hat ihr Basislager in Pokhara am Rand des Annapurna-Gebiets bezogen. Zwei Motorsegelflugzeuge vom Typ Stemme S10, die vorab jeweils zwei Wochen lang in einem Flug über Europa, Ägypten, die arabische Halbinsel, Pakistan und Indien nach Nepal überführt wurden, stehen dem Team zur Verfügung. In einem Blog mit atemberaubenden Bildern berichten die Wissenschaftler von den Ereignissen ihrer abenteuerlichen Forschungsreise.

Dabei wollen Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in einer mehrwöchigen Messkampagne des Mountain Wave Project (MWP) exakte 3D-Modelle verschiedener nepalesischer Regionen erstellen, um unter anderem Gefahren für die Bevölkerung zukünftig deutlich besser vorherzusagen. Gemeinsam arbeiten sie mit den Nepalesischen Behörden und einem internationalen Team von Wissenschaftlern der Himalaya-Anrainerstaaten (ICIMOD) eng zusammen.

Die im DLR entwickelte und gebaute Spezialkamera MACS (Modular Aerial Camera System) ist in einem druckfreien Instrumentenbehälter unter der Tragfläche eines Motorseglers Stemme S10VTX der FH Aachen montiert. Die Kamera wurde bereits im August 2013 während eines Fluges über dem Stubaier Gletscher in den Österreichischen Alpen erprobt. Zuvor musste die Neuentwicklung einige Härteprüfungen bestehen, wie etwa Tests in der Unterdruckkammer und unter außergewöhnlichen Beleuchtungsbedingungen. Schließlich soll das Kamerasystem über dem Himalaya bis in Höhen von 8.000 Metern und bei Temperaturen unter minus 40 Grad Celsius insbesondere Gletscher und Hänge fotografieren. Dafür griffen die Wissenschaftler auch auf Erfahrungen ihres Instituts beim Bau von Weltraumkameras zurück – im All herrschen schließlich noch extremere Bedingungen. Auch steile Hochgebirgshänge wollen gut aufgelöst ins Bild: Die Aufnahmetechnik des Kamerasystems ist speziell ausgelegt mit drei seitlich zueinander geneigte Kameraköpfen, die einen Sichtbereich von 120 Grad bilden.

„Grundidee des Projekts ist es, an verschiedenen Gebirgsregionen der Welt atmosphärische Schwerewellen (Mountain Waves, Leewellen) als Aufwind zu nutzen, die Segelflugzeuge sehr hoch und weit tragen können“, sagt der leidenschaftliche Segelflieger, Meteorologe und Begründer des Mountain Wave Projects (MWP) René Heise. Ein viel beachteter Langstrecken-Weltrekord solch eines „Wellenfluges“ wurde durch das MWP am 23. November 2003 in den Anden mit einer Entfernung von 2.138 Kilometer in gerader Strecke aufgestellt. 2006 gelangen zudem die ersten wissenschaftlichen Turbulenzmessflüge über den Anden bis zur unteren Grenze der Stratosphäre mit einer Höhe von 12.500 Meter. Das Mountain Wave Project war ursprünglich für die Erforschung von Wellensystemen in Hochgebirgsregionen und deren gefürchteter Wirbel mit horizontalen Rotationsachsen, den sogenannten Rotoren, gegründet worden. Mittlerweile erforschen die Wissenschaftler Transportvorgänge von der Troposphäre in die Stratosphäre und untersuchen atmosphärische Turbulenzen, um Wettervorhersagemodelle und die Klimamodellierung zu verbessern.

Die Erkenntnisse sind auch von großem Vorteil bei der Durchführung von fliegerisch anspruchsvollen Flügen in extrem hohen Bergregionen. Wenn stürmische Winde auf hohe Berge treffen, geraten die Luftmassen in Aufruhr. Generell zählen für Piloten starke Höhenwinde sowie Fallwinde zu den Herausforderungen. Segelflieger nutzen extrem starke Aufwinde über Gebirgshängen schon lange für ihre Langstreckenflüge. So erflog Klaus Ohlmann, Spezialist im Gebirgssegelflug, mit 3008 Kilometern die bisher längste Strecke allein in einem Flugzeug ohne Motorantrieb.

Android App zum Sternegucken

Das Smartphone als mobile Sternwarte? Geht. Mit einer kostenfreien APP vm DLR. Das Display zeigt  in Echtzeit an, welche Sterne und Planeten man von der eigenen Position aus gerade am Himmel sehen kann. Der Nutzer erfährt hier nicht nur, wie die einzelnen Himmelskörper heißen und wie weit sie von uns entfernt sind. Die 100 hellsten Sterne werden außerdem auch im Größenverhältnis zur Sonne sowie mit spannenden Einzelheiten und Geschichten vorgestellt.

Auf einem 3D-Globus sehen, wo sich die Internationale Raumstation ISS gerade befindet.

Ein Auszug der APP-Features:

Info-Bereich mit Artikeln zu Themen aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Energie und Verkehr

Interaktive ISS Features:
ISS Position – Liveansicht der aktuellen ISS-Position über die Smartphone-Kamera
ISS Next View –Vorschau des nächsten sichtbaren ISS-Überflugs an deinem Standort
ISS Sichtungen – Eine praktische Tabelle mit den nächsten ISS-Überflügen für deinen Standort oder einen Standort deiner Wahl
ISS Live Map – Die aktuelle Position der ISS auf einem beweglichen 3D-Globus

Star View – Interaktive Features rund um den Sternenhimmel:
Sternenhimmel Live –Liveansicht des Sternenhimmels auf deinem Display
Die 100 hellsten Sterne – Detail-Informationen zu den 100 hellsten Sternen am Himmel

News – Anzeige der aktuellen Newsfeeds von der Webseite http://www.DLR.de/next und Facebook

Der Link zum Download auf Googleplay

Die DLR_next App benötigt aktivierte Ortungsdienste und eine Internet-Verbindung. Außerdem muss das Smartphone über eine Kamera und einen Gerätekompass verfügen.

 

Flugzeugortung aus dem All

Mit einer aktuellen Erprobungsmission testen DLR-Wissenschaftler zurzeit, wie genau ADS-B-Signale (Automatic Dependance Surveillance – Broadcast, zu Deutsch etwa Automatische bordabhängige Überwachung,) eines Flugzeugs von einem Empfänger im Weltall erfasst werden können und mit welcher Signalstärke dies geschieht. Damit lassen sich Flugrouten genauer verfolgen. Am 23. Mai 2013 ging das Empfangsgerät an Bord des Satelliten Proba V zum ersten Mal in Betrieb und ortete Flugzeuge aus 820 Kilometern Höhe.

Heute wurde nun eine Kooperation, gemeinsam mit SES TechCom in Luxemburg (Betreiber des Datenzentrums dieser Mission) und Thales Alenia Space Germany,  unterzeichnet. Das DLR will damit das erste europäische satellitengestütze ADS-B-Empfangssystem bilden.

Über 100 Flugzeuge konnten die DLR-Wissenschaftler bei ihrem ersten Satellitenüberflug mit Empfang orten. Seitdem läuft das Experiment rund um die Uhr und erfasst die ADS-B-Signale der Flieger. Nun soll das System mit den beiden Partnern weiter entwickelt werden: Mit dem satellitengestützten Empfang der Flugzeugsignale, die Informationen beispielsweise über Höhe und Geschwindigkeit der Flieger enthalten, lassen sich die Lücken schliessen, die durch die begrenzte Reichweite der Empfangsstationen am Boden zurzeit entstehen. Denn, fliegt ein Flugzeug in einem Gebiet mit schlechter Infrastruktur und somit wenigen Bodenstationen, kann das in regelmäßigen Abständen gesendete Signal nicht mehr erfasst werden. Dies ist über den Ozeanen der Fall, aber auch in Bereichen ohne Radarstationen. Flugrouten müssen deshalb in großen Distanzen voneinander verlaufen. Ändert ein Flugzeug unvorhergesehen seine geplante Flugroute, ist seine Position nicht mehr bekannt – die Bestimmung einer Absturzstelle etwa ist so kaum möglich.

Ein Abgleich der Satellitendaten mit Daten von Luftüberwachungseinrichtungen, zum Beispiel auf Island, in Portugal oder in Australien unterstützt die Analyse, mit welcher Zuverlässigkeit die Flugzeuge über dem Nord- und Mittelatlantik oder Australien satellitengestützt erfasst werden.

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(DLR = Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, eine Forschungseinrichtung)

Tag der Luft- und Raumfahrt

Am Sonntag ist nicht nur Wahltag. Beim DLR in Köln-Porz ist zudem so etwas wie Tag der offenen Tür, Tag der Luft- und Raumfahrt. Mit Hands on bei vielen Experimenten, genauem Hineinschnuppern hinter sonst verschlossenen Türen für die Öffentlichkeit. Der Eintritt zu allen Angeboten der Zentralveranstaltung ist frei.

Am Tag der Luft- und Raumfahrt öffnen von 10 Uhr bis 18 Uhr die Institute und Einrichtungen des DLR ihre Türen und laden zum Erkunden und Staunen ein. Dazu werden beispielsweise ein Windkanal im Betrieb vorgeführt, Forschungsanlagen wie das :envihab mit Zentrifuge und Druckkammer gezeigt oder auch das originalgetreue Modell des Kometenlanders Philae von den Wissenschaftlern erklärt. Auf dem Static Display (Zulu-Platte) stellt das DLR einen Teil seiner Forschungsflotte vor. Dazu gehören der größte DLR-Flugversuchsträger Airbus A320-ATRA (Advanced Technology and Research Aircraft), der „Vulcano Ash Hunter“ Falcon 20E, der „Fliegende Hörsaal“ Cessna 208B Gran Caravan sowie der leichte Mehrzweckhubschrauber BO-105. Außerdem stellen die Institute ihre Arbeit für sparsame, leise und sichere Flugzeuge vor.

Zu sehen ist, wie effiziente Speicher zu einer sicheren Energieversorgung beitragen können. DLR-Forscher demonstrieren, wie viel Kraft in der Sonne steckt und wie sie diese Energie in Solarkraftwerken nutzbar machen. Die Werkstoffforscher zeigen ultraleichte und extrem stabile Materialien. Besucher können sich über aktuelle Weltraum-Missionen wie die Forschung auf der Internationalen Raumstation ISS informieren und außerdem einen Blick in das Kontrollzentrum für das Landegerät der Kometenmission Rosetta werfen. Astronauten wie Alexander Gerst, die im Europäischen Astronautenzentrum der ESA für die ISS ausgebildet werden, berichten über ihre Arbeit und das Leben im Weltraum.

Eine besondere Aktion hat das Institut für Werkstoffforschung vorbereitet. Ab 13 Uhr wird es mit einem Weltrekordversuch unter Beweis stellen, dass mit der richtigen Klebetechnik auch ein tonnenschwerer Lastwagen eine Stunde lang an einem Kran gehalten werden kann.

Kinder werden zum Tag der Luft- und Raumfahrt selbst zu Forschern. Im Rahmen des Kinderprogramms VIP-Kids bietet das DLR eine Reihe von Führungen speziell für den Nachwuchs an. Zudem wird es eine extra Kinderbühne mit Programm für das junge Publikum und Familien geben. Kinder und Jugendliche können im DLR_School_Lab Experimente aus der Luftfahrt-, Raumfahrt-, Energie- und Verkehrsforschung erleben. DLR-Personalabteilung und Personalmarketing informieren über das DLR als Arbeitgeber und Ausbilder. DLR-Wissenschaftler berichten in Vorträgen über ihre Arbeit und die aktuellsten Forschungsprojekte.

Wie in den Jahren zuvor richten sich die Organisatoren darauf ein, dass auch an diesem Wahlsonntag 70.000 bis 80.000 Besucher das DLR-Gelände in Köln-Porz ansteuern werden, wo sich auch Europas Zentrum für die Astronautenausbildung (EAC) befindet. Das EAC startet den „Tag der offenen Tür“ am 22. September genauso wie das DLR Morgens um 10:00 Uhr. Ab 11:00 Uhr soll es ein abwechslungsreiches Non-Stop-Programm auf der Bühne in der großen Trainingshalle geben. In kurzen, moderierten Gesprächen werden die Themen rund um die Astronautenausbildung und Astronautenbetreuung beleuchtet: vom Astronautentraining über das spezielle CAVES-Training, aber auch die Funktion von Eurocoms oder Biomedical Engineers oder die Kompetenz auf dem Gebiet der Weltraummedizin werden den Zuschauern anschaulich erklärt.

ESA-Astronaut Luca Parmitano wird am 22. September auf einen Anruf aus dem EAC warten, um über die aktuellen Ereignisse direkt von der ISS zu berichten. Parmitano startete am 28. Mai 2013 mit Sojus TMA-09M vom Kosmodrom Baikonur zur ISS. Seine VOLARE-Mission wird noch bis Ende November andauern. Speziell für diesen Tag werden viele ESA-Astronauten am EAC erwartet. Alexander Gerst, Reinhold Ewald, Hans Schlegel, aber auch Samantha Cristoforetti, Frank De Winne, André Kuipers und werden sich Zeit für das Signieren von Autogrammkarten oder das Beantworten der Fragen der Besucher nehmen. Natürlich sind die Astronauten auch auf der Bühne zu sehen, unter anderem beim “Astronaut Talk”, bei dem ESA-Astronauten über ihre persönlichen Weltraumerfahrungen sprechen werden.

Allgemeine Aspekte der Raumflugausbildung gibt es zu erfahren, genauso wie Details über das Spezialtraining am ATV (Automated Transfer Vehicle) im Columbus-Modul oder an der Experimentierausrüstung. In der Neutral Buoyancy Facility, dem riesigen Tauchbecken, erklären die Ausbilder die Funktion des Pools und den Zweck der Vorbereitungskurse für das Training der Außenbordeinsätze.

Die Teams der sogenannten Eurocom-Ingenieure und der Biomedical Engineers, der BMEs, stehen an diesem Tag für Auskünfte über den Missionsbetrieb zur Verfügung. Sie werden ihre Aufgaben und ihre Rolle für die medizinische Betreuung der europäischen Astronauten vor, während und nach einem Flug erklären. Beste Gelegenheit, um alles über die operationelle Verantwortung des EAC innerhalb des ISS-Programms zu erfahren.

Alle Programmhighlights, Fotos und Hintergrundinformationen finden Sie auf der DLR-Sonderseite zum Tag der Luft- und Raumfahrt 2013.

Hingehen. Anschauen. Lernen. Informieren. Vergnügen haben.
Sonntag einmal anders.

Japanisch-Deutsche Raumfahrt

Der neue Präsident der japanischen Raumfahrtagentur JAXA, Dr. Naoki Okumura, besuchte am 20. Juni erstmals das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Die Kooperationen zwischen DLR und JAXA reichen von gemeinsamen Missionen zu Asteroiden über die gemeinsame Auswertung von Satellitendaten im Katastrophenfall bis hin zur Kooperation bei Techniken der Strömungskontrolle in Antriebsbrennkammern.

Zur japanischen Hayabusa2-Mission beispielsweise, die 2014 zum Asteroiden 1999 JU 3 startet, steuert das DLR den Lander MASCOT bei, der auf dem Asteroiden aufsetzen und mit vier Instrumenten Messungen an verschiedenen Orten durchführen wird.

MSC_380
Foto: ESA

Auch bei der BepiColombo-Mission zum Merkur oder JUICE, der Mission zu den Monden des Jupiters, arbeiten Deutsche und Japaner gemeinsam für den Erfolg der Mission. Die Raumsonde der BepiColombo Mission MCS (Mercury Composite Spacecraft) wird auf ihrem Weg zum Merkur aus drei Modulen bestehen:

Das MTM (Mercury Transfer Module) beinhaltet die zum Transfer nötigen Triebwerke (4 Ionentriebwerke SEP, 24 chemische Triebwerke). MTM wird bei Erreichen der endgültigen Orbits des MPO und MMO abgetrennt.

MPO (Mercury Planetary Orbiter): Orbiter (ESA) mit insgesamt 11 wissenschaftlichen Instrumenten.

MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter): Orbiter (JAXA) mit 5 wissenschaftlichen Instrumenten.

Eine weitere Komponente ist das sogenannte MOSIF (MMO Sunshield and Interface Structure); eine Kombination aus Interface und Sonnenschutz für den MMO. Der MOSIF wird nach dem Einschuss des MMO in den Endorbit abgetrennt.

Bei der Messung der Weltraumstrahlung auf der Internationalen Raumstation ISS kooperieren DLR und JAXA ebenso wie bei der Auswertung von Daten des deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X unter anderem zum Erdbeben in Japan. Für eine Radarsatelliten-Mission im L-Band-Bereich erstellen die beiden Raumfahrtagenturen gemeinsam eine Machbarkeitsstudie, bei der die japanischen Wissenschaftler ihre Erfahrungen im L-Band einbringen und die Wissenschaftler des DLR unter anderem ihre Kompetenzen im Formationsflug mit den Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X.

Im Forschungsbereich der Luftfahrt arbeiten DLR und JAXA gemeinsam an der Optimierung einer Analyse-Software zur Darstellung der Aeroelastik flexibler Transportflugzeuge. In den Anlagen des DLR wurden zudem Verbrenner der JAXA getestet. Auch das im Februar 2013 eröffnete Büro des DLR in Tokio soll die Partnerschaft mit Japan in den verschiedenen Forschungsbereichen unterstützen und stärken.

hayabusa2

 

Datenverschlüsselung zwischen Luft und Boden

Neue Wege der Daten-Kryptographie eröffnet ein erfolgreiches Experiment des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit der Ludwigs-Maximilian-Universität (LMU) München. So ist es den Wissenschaftlern weltweit erstmalig gelungen, einen sogenannten „Quantenschlüssel“ mit einem sich schnell bewegenden Objekt zu übertragen. Per Laserstrahl wurden die Quantendaten von einem Flugzeug zu einer Bodenstation gesendet.

Der Schlüsselaustausch auf Basis der Quantenmechanik gilt als absolut abhörsicher. Zur Verschlüsselung werden die quantenmechanischen Zustände einzelner Lichtteilchen genutzt. Jedes Abhören stört das Verhalten der Teilchen und kann dadurch sofort bemerkt werden. Bisher ist die Quantenkryptographie jedoch nur beschränkt im Einsatz – die Übertragung der Daten erfolgt in der Regel über Glasfaser, so dass Distanzen nur beschränkt überbrückt werden können. Das aktuelle Flugexperiment beweist nun, dass die Verschlüsselungstechnik auch für schnell bewegliche Objekte nutzbar ist und in bestehende optische Kommunikationssysteme integriert werden kann. Künftig könnten Quantendaten somit auch mittels Satelliten weltweit übertragen werden.

Das Experiment zur Quantenschlüsselübertragung fand in Oberpfaffenhofen statt. Quelle: DLR (CC-BY 3.0).
Das Experiment zur Quantenschlüsselübertragung fand in Oberpfaffenhofen statt. Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Das Experiment zur Quantenschlüsselübertragung fand in Oberpfaffenhofen statt, unter Nutzung der optischen Bodenstation des DLR-Instituts für Kommunikation und Navigation und des DLR-Forschungsflugzeug Do 228-212. Das vom Flugzeug gesendete Laserlicht wurde von der Bodenstation empfangen, mit speziell entwickelten Messgeräten aufgenommen und analysiert.

Der vom DLR entwickelte Kommunikationslaser ist aus Vorgängerprojekten bereits bewährt und besteht aus zwei Einheiten: Außen, am Rumpf der Dornier Do 228-212 befindet sich die Grobausrichte-Einheit. Der sich drehende Linsenspiegel wird durch eine kleine Glaskuppel geschützt. Ergänzend hinzu kommt die Feinausrichte-Einheit im Innenraum des Flugzeugs. Eine ausgeklügelte Sensorik und sehr schnell arbeitende Spiegel sorgen dafür, dass Vibrationen des Flugzeugs bis zu einem Frequenzbereich von 100 Hertz ausgeglichen werden. Nur so kann der Laserstrahl hochgenau ausgerichtet werden. Zusätzlich wird der Sender auch für das optische Tracking, also für die automatische Verfolgung des Flugzeugs eingesetzt. In dem Experiment zur Quantenschlüsselübertragung wurde mit dem Kommunikationslaser außerdem ein Referenzsignal übermittelt zur Synchronisation zwischen Flugzeug und Bodenstation.

Laser für die Quantenkryptografie an der Do 228-212. Quelle: DLR (CC-BY 3.0)
Bei dem Experiment zur Quantenschlüsselübertragung war das DLR auch für die Flugzertifizierung und Kampagnenplanung verantwortlich. Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Der Laser für die Quantenkryptografie wurde von einer Arbeitsgruppe um den LMU-Physiker Professor Harald Weinfurter eigens für dieses Experiment entwickelt. Mittels extrem schwache Laserpulse lassen sich die Quanteneigenschaften einzelner Lichtteilchen ausnutzen. Dies ist Voraussetzung für die Anwendung der abhörsicheren Verschlüsselungstechnik.