Wie große Datenmengen vom Mars zur Erde gelangen sollen

Um im 19. Jahrhundert einen dringenden Brief zur Westküste der USA zu schicken, war der Pony-Express die erste Wahl. Die Reiterstafette schaffte die 3.100 Kilometer lange Route in rund 10 Tagen. Forscher*innen ließen sich davon inspirieren, um die Kommunikation mit fremden Planeten zu beschleunigen.

Solarer Pony-Express

Dieser "solare Pony-Express" ist ein Konzept, das von Wissenschaftler*innen der University of Illinois Urbana-Champaign weiterentwickelt wurde. Als "Pferde" dienen kleine Raumfahrzeuge oder Satelliten, die etwa zum Mars ausgeschickt werden, um dort in der Nähe eines Senders Daten zu empfangen.

Die Daten werden dann wieder zur Erde gebracht, wo sie einem Empfänger weitergegeben werden. Damit ist eine Kommunikation mit einer hohen Bandbreite möglich. Entsprechend hoch ist allerdings auch die Verzögerung, mit der die Daten auf der Erde ankommen.

Die Satelliten bewegen sich dabei in sogenannten "Cycler Orbits". Das sind Bahnen, in denen ein Flugkörper regelmäßig an 2 Objekten im Weltraum vorbeikommt. Dabei reist der Satellit in 146 Tagen zum Mars, verbringt dort 16 Monate und reist wieder in 146 Tagen zur Erde, wo er erneut 16 Monate verbringt. 

Netzwerk an Botensatelliten

"Es könnte ein Netzwerk von interplanetaren Datenüberbringern aufgebaut werden, die regelmäßig an Erde und Mars vorbeifliegen", sagt die Forscherin Robyn Woollands, die an der Erstellung des Modells beteiligt war. Dabei reichen schon kleine, günstige Satelliten aus, die ins All geschossen werden.

Die Raumfahrzeuge bräuchten außerdem nur wenig Treibstoff - ihren Antrieb beziehen sie aus der Anziehungskraft der Planeten. Die Forscher*innen simulierten dazu eine Route, die die Schwerkraft der Erde, des Mars und der Sonne berücksichtigt und mit besonders wenigen Kurskorrekturen auskommt. Damit werde eine Übertragung von 1 Petabit pro Jahr möglich - also umgerechnet 125 Terabytes.