Optische satellietcommunicatie

Wat is laser-satellietcommunicatie?

Laser-satellietcommunicatie is optische communicatie die gebruik maakt van satellieten. Satellieten verzenden informatie naar de aarde via lasersignalen, onzichtbare lichtsignalen. Dit maakt de gegevensoverdracht veel sneller dan wanneer je de radiofrequenties gebruikt die we op dit moment overal inzetten voor communicatie.

Optische satellietcommunicatie via een satellietnetwerk

De lasersignalen verbinden satellieten rechtstreeks met zogenaamde inter-satellietverbindingen. Maar ze verbinden ook satellieten en ontvangststations op aarde. Zo’n ontvangststation kun je ook in een vliegtuig inbouwen. Dan heb je internet tijdens de vlucht. Laser-satellietcommunicatie werkt het best als je daarvoor een netwerk van meerdere satellieten bouwt. Deze wisselen onderling data uit en versturen die dan weer naar de aarde.

Je hebt tientallen of zelfs honderden satellieten nodig om een goed lasercommunicatienetwerk te maken. Samen bereiken die dan het hele aardoppervlak. Er zijn een aantal bedrijven en instellingen die bouwen aan zo’n netwerk. SpaceX doet het met StarLink, het Europese ruimteagentschap ESA bouwt aan EDRS. Zo’n netwerk bestaat uit satellieten die steeds kleiner en goedkoper worden.

De voordelen van satellietcommunicatie

Met laser-satellietcommunicatie verstuur je veel meer data. Het stroomverbruik is veel lager en tegelijkertijd is de efficiëntie hoger. Bovendien kan het wel 10 keer sneller zijn dan normale communicatie. Met laser-satellietcommunicatie verwerk je een terabit aan informatie per seconde. Dat is zo’n 125 gigabyte. Dat staat gelijk aan 200.000 Netflix-films in HD-kwaliteit gelijktijdig streamen. Daarnaast is laser-satellietcommunicatie veel veiliger dan radiocommunicatie. Omdat het veel moeilijker af te luisteren is. Daarom is deze communicatievorm ook voor Defensie erg interessant.

Meer dataverwerking nodig

Laser-satellietcommunicatie biedt voordelen, maar is ook noodzakelijk. De opmars van de zelfrijdende auto is bijvoorbeeld niet te stoppen. Zulke autonome voertuigen verwerken iedere seconde gigabytes aan data. En niet alleen auto’s worden slimmer, en hebben daarom meer data nodig. Ook onze huizen kunnen steeds meer. Thermostaten, koelkasten en rookmelders. Ze hebben steeds vaker internet en verwerken zo steeds meer data.

Om al die data te verwerken is het huidige radiofrequentiespectrum niet langer genoeg. Het is te beperkt qua dataverwerking. En er maken al heel veel mensen gebruik van. Daardoor ontstaat schaarste en storingen.

Ons werk

We werken met meer dan 30 onderzoekers aan de ontwikkeling van satellietcommunicatie. We richten ons op het optische gedeelte, werken samen met verschillende partijen en doen onderzoek naar RF-technologie.

Het optische gedeelte

We bouwen niet de hele satelliet. Maar alleen het optische gedeelte waarmee de satellieten communiceren met grondstations en de optische terminals voor inter-satellietcommunicatie. Ook ontwikkelen we de belangrijkste technologieën die nodig zijn voor de toekomstige, geavanceerdere terminals. Enkele voorbeelden zijn zeer precieze mechanismen, optische componenten, de productie van spiegels en componenten voor fotonica. Een belangrijke taak voor ons is om de onderdelen kleiner, goedkoper en daarmee commercieel interessanter te maken.

Samenwerkingen

We werken veel samen met de Nederlandse en Europese ruimtevaart- en hightechindustrie. In ons land zitten veel bedrijven die al microchips of andere onderdelen die relevant zijn voor laser-satellietcommunicatie bouwen. Wij helpen deze bedrijven hun werkprocessen en machines in te zetten. Daar zijn beide partijen bij gebaat.

RF-technologie

We zetten ons in voor onderzoek naar radiofrequentie-technologie (RF) voor satellietcommunicatie. Onze focus ligt op phased array-antennesystemen en de bouwstenen waaruit ze bestaan. Of je nu een baanbrekende stap in MMIC-ontwerp met GaN-technologie nodig hebt, een analoog multipaction-vrij front-end-design, wide steering phased-antennedesign of RF-lensantennes. Je kunt erop vertrouwen dat we de meest geavanceerde onderzoeksresultaten vertalen naar nieuwe satellietcommunicatietechnologie.