Das European Data Relay Satellite System (EDRS) ist die erste kommerzielle Anwendung optischer Satellitenkommunikation im Weltraum. Bei seiner Fertigstellung wird die Weltraumkomponente des Systems aus bis zu vier optischen Kommunikationssatelliten bestehen. Zwei Satelliten werden bis Ende 2019 bereits ihren Dienst aufgenommen haben: EDRS-A, der bereits im Januar 2016 gestartet ist, und EDRS-C, der im August 2019 folgte. Das Bodensegment wird gebildet von drei verschiedenen Kontrollzentren sowie einem Netzwerk aus Bodenstationen. Kernstück von EDRS sind die sogenannten "Laser Communication Terminals" (LCT). Diese ermöglichen es, Daten in einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung mittels Laserstrahlung über eine Strecke von bis zu 80.000 Kilometern zu übertragen. Der besondere Vorteil im Vergleich zur üblicherweise eingesetzten Funktechnik ist dabei eine deutlich höhere Datenrate - aktuell bis zu 1,8 Gigabyte pro Sekunde - und eine wesentlich höhere Sicherheit gegenüber Stör- oder Abhörtechniken.
Relaisfunktion der Satelliten ermöglicht lange Datenübertragungszeiten zur Erde
Durch den Aufbau als Daten Relais System kommt noch ein weiterer Vorteil hinzu: eine wesentlich höhere Verfügbarkeit des Kommunikationskanals. Normalerweise kann ein Erdbeobachtungssatellit im niedrigen Erdorbit (LEO) nur dann Daten an potentielle Nutzer senden, wenn er sich über einer mit Funktechnik erreichbaren Bodenstation befindet. Dies ist im Regelfall nur in zehn Prozent der Erdumlaufzeit eines Satelliten der Fall. Wird hingegen ein geostationärer Satellit wie EDRS-A als Relaisstation für die Kommunikation zur Erde genutzt, so ist die Übertragung von Daten - je nach Umlaufbahn des LEO-Satelliten - in rund 50 Prozent der Erdumlaufzeit möglich.
Der erste Nutzer von EDRS ist das Erdbeobachtungsprogramm Copernicus der Europäischen Union. Vier der zu diesem System gehörenden Sentinel-Satelliten sind bereits mit einem LCT ausgestattet, und vier weitere werden in den nächsten Jahren folgen. Im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen EDRS und Copernicus wurden Stand Juni 2019 mehr als 22.500 Datenverbindungen (Intersatellite Links) zwischen den Sentinels und EDRS-A erfolgreich durchgeführt. Das durch EDRS von den Satelliten heruntergeladene Datenvolumen beträgt mehr als 1 Petabyte. Durch den Einsatz von EDRS wird außerdem die Übertragung von Bilddaten nahezu in Echtzeit ermöglicht.
Während EDRS-A als Gastnutzlast auf dem Satelliten Eutelsat 9B betrieben wird, wird EDRS-C auf einem eigenen Satelliten implementiert werden. Mit den Erdbeobachtungssatelliten des von Airbus Frankreich betriebenen Pléiades Neo Programms wird ab 2021 eine neue, optimierte Terminalgeneration für die LEO-Nutzersatelliten gestartet und getestet. Aktuell ist die Inbetriebnahme von EDRS-D als dritten Satelliten über Japan als Knoten für die Asien-Pazifik Region geplant. Weiterhin gibt es Überlegungen für einen Satelliten EDRS-E über Amerika, mit dem eine weltweite Abdeckung mit EDRS erreicht wäre.
Technologie "Made in Germany"
EDRS wird in einer öffentlich-privaten Partnerschaft (PPP) von der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der Firma Airbus Defence and Space betrieben. Die Steuerung der Nutzlasten in EDRS sowie die Kontrolle von EDRS-C erfolgt im Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum des DLR (GSOC) in Oberpfaffenhofen. Die Entwicklung und Flugerprobung der LCT-Technologie der Firma Tesat-Spacecom GmbH wurde durch das DLR Raumfahrtmanagement mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Das EDRS-PPP-Projekt wurde von der ESA mit deutschen Mitteln aus dem ARTES-Programm realisiert. Der Aufbau des Bodenbetriebssystems wurde aus Mitteln des BMWi und durch das bayrische Staatsministerium gefördert. Der EDRS-C Satellit basiert auf der von OHB hergestellten SmallGeo-Plattform, deren Entwicklung ebenfalls mit deutschen Mitteln aus dem ARTES-Programm gefördert wurde. Aktuell werden Weiterentwicklungen der LCT- und EDRS-Technik - zum Beispiel eine weitere Erhöhung der Datenrate - bei TESAT und Airbus vom DLR im nationalen Raumfahrtprogramm und im Scylight-Programm der ESA gefördert.