Die US-Streitkräfte setzen auf den Weltraum. Konstellationen mit hunderten von Satelliten werden in den kommenden Jahren ins All geschossen, um dort sowohl die sichere Kommunikation und Datenverbindung als auch weitere Fähigkeiten zu generieren. Dabei setzen die USA neben dem bekannten Link 16 auch auf Laserkommunikation, um dem immer größer werdenden Bedarf an Bandbreite abbilden zu können. Das Projekt ist Teil der Proliferated Warfighter Space Architecture (PWFSA).
„Der Gegner hat Mitsprachemöglichkeiten bei der Verfügbarkeit des Spektrums und auch bei der Zulassung zur Nutzung des Spektrums“, betont Dr. Derek Tournear, Direktor der Space Development Agency (SDA) des US-Verteidigungsministeriums. Um diese Mitsprachemöglichkeiten so weit wie möglich einzuschränken, baut die SDA aktuell die Proliferated Warfighter Space Architecture (PWFSA) weiter aus.
Der Aufbau der Proliferated Warfighter Space Architecture (PWFSA)
PWSA soll aus Hunderten von Satelliten bestehen, die in Tranchen alle zwei Jahre geliefert werden, wobei jede Tranche mehr Fähigkeiten bieten soll als die vorherige.
Dieses Netzwerk aus optisch verbundenen Satelliten soll den amerikanischen Streitkräften vor allem zwei große Fähigkeiten bieten. Zum einen die gesamte Bandbreite in der Kette zwischen Zielerfassung und Zielbekämpfung. Das Gesamtsystem wird am Ende die Fähigkeit bieten, Ziele Beyond-Line-of-Sight (BLOS) zu erkennen, zu verfolgen, eine Feuerleitlösung zu berechnen und diese Lösung an eine Waffenplattform zu übermitteln, die dann das Ziel bekämpft. Die zweite große Fähigkeit ist die Zielerfassung und Bekämpfung von gegnerischen Raketen im Flug.
Doch darauf ist PWSA nicht reduziert. Der Transport Layer von PWSA wird eine globalen Multiband-Kommunikation und eine dauerhafte verschlüsselte Konnektivität für Kampfeinsätze bieten. Der Transport Layer ist das Weltraum-Backbone für die Joint All Domain Command and Control (JADC2)-Infrastruktur für Datentransport mit geringer Latenz, Sensor-to-Shooter-Konnektivität und taktischer Satellitenkommunikation (TACSATCOM).
Abstützung auf Link 16
Link 16 wird wichtiges Element von PWSA sein, sagt Tournear. Link 16 ist ein Funksystem, das auch ein Standard der NATO ist und weltweit eingesetzt wird.
„Es gibt bereits Zehntausende dieser Terminals“, erläutert eTournear „Unsere Soldaten sind bereits mit der Verwendung dieser Systeme vertraut. Wir haben unser System deshalb so konzipiert, dass es hauptsächlich auf diesen taktischen Funk zurückgreift.“
Allerdings benötigen moderne Streitkräfte eine größere Bandbreite als Link 16 bietet, erläutert Tournear. Hier setze die USA nun auf Laserkommunikation.
„Es gibt viele Missionen, die eine höhere Datenrate als Link 16 benötigen“, beschreibt der Direktor der SDA. „In Zukunft wird es viele Flugzeuge geben die viele Daten übertragen wollen. Man wird Bodensysteme mit Konnektivität und geringen Latenzzeit haben wollen, die große Datenmengen übertragen, die man mit Link 16 oder anderen Systemen nicht übertragen kann. Hier kommt der Laser ins Spiel. Es wird nie eine so große Nutzerbasis wie bei Link 16 geben“, so Tournear, „aber wir sehen, dass sie wächst. Und in Zukunft wird es Tausende dieser Laser-Kommunikationsendgeräte geben.“
Laserkommunikation als Teil von PWSA
Schon früh in der Entwicklung der PWSA sei die Laserkommunikation ein wichtiger Teil des Plans des U.S. Department of Defense gewesen. Mit den 2021 gestarteten Versuchssatelliten sei beispielsweise die Weltraum zu Weltraum-Laserkommunikation bereits erfolgreich demonstriert worden, ebenso wie die Fähigkeit zur Kommunikation von Weltraum zur Erdoberfläche.
„In Tranche 0 und dann in Tranche 1 einsatzbereit, werden diese Laserkommunikationssysteme für die Kommunikation von Weltraum zu Weltraum, Weltraum zu Boden und Weltraum zu Luft eingesetzt werden“, sagt Tournear. Er beschreibt, dass Kompromisse eingegangen wurden, um die Laserkommunikation sowohl für die Kommunikation von Weltraum zu Weltraum als auch von Weltraum zu Luft zu optimieren.
Eine weitere Herausforderung ist die Integration vorhandener Funkgeräte. „Eine unsere Voraussetzungen ist, dass wir nicht viele Änderungen an der Benutzerausrüstung wünschen“, sagt Tournear. „Wir werden schließlich ein paar hundert Satelliten einsetzen, also nehmen wir auch die Verantwortung auf uns, diese Satelliten so zu modifizieren, dass sie mit älteren Funkgeräten kompatibel sind. Damit wir das Heer, die Marine und die Luftwaffe nicht zwingen, Zehntausende neuer Funkgeräte einzusetzen. Denn das wäre sehr schwierig.“
Planungen der Satelliten-Konstellation
Die Satelliten des Transport Layer von PWSA werden im Low Earth Orbit (LEO) stationiert. Hinzu kommen im Rahmen von PSWA noch die Satelliten des Tracking Layer. So sind beispielsweise für Tranche 1 insgesamt 126 Satelliten Transport Layer, zum Aufbau eines Kommunikationssystems für den Datentransport mit hoher Bandbreite, geringer Latenz und hoher Belastbarkeit, sowie 28 Satelliten Tracking Layer, für die Raketenwarnung und -verfolgung, vorgesehen. Hinzu kommen für die Tranche 1 noch vier Versuchssatelliten für die Raketenabwehr, die mit einer IR-Sensor-Nutzlast mit höherer Genauigkeit ausgestattet sind.
An Tranchen und deren Fähigkeiten sind bisher geplant:
- Tranche 0 (startete im April 2023), Fähigkeit Warfighter-Immersion:Das Minimum Viable Product (MVP) demonstriert die Machbarkeit des Ansatzes in Bezug auf Kosten, Zeitplan und Skalierbarkeit in Richtung der erforderlichen Leistung für BLOS-Targeting sowie Raketenortung und -verfolgung.
- Tranche 1 (geplanter Start Ende 2024), erste Fähigkeit für Einsätze:Regionale Fähigkeit für taktische Datenverbindungen, fortschrittliche Raketenabwehr und Zielerfassung außerhalb der Sichtlinie.
- Tranche 2 (geplant für 2026), globale Fähigkeit für alle Punkte von Tranche 1: Es sollen die Erfahrungen aus dem mindestens zweijährigen Betrieb von Tranche 0 einfließen.
- Tranche 3 (geplant für 2028), erweiterte Verbesserungen gegenüber Tranche 2: Dies beinhaltet eine bessere Sensorempfindlichkeit für die Raketenverfolgung, bessere Zielerfassungsfähigkeiten für BLOS, zusätzliche PNT-Fähigkeiten, Fortschritte bei der blauen/grünen Laser-Kommunikation und geschützte HF-Kommunikation.
- Tranche 4 (geplant für 2030), kontinuierliche Weiterentwicklung der Layer: Hierzu gehören neben den Lehren aus dem Betrieb auch die Integration zusätzlicher neuer Fähigkeiten.
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