SpaceX: Genehmigung für Betrieb von Satelliten im E-Band

Auf dem Weg in neue Sphären: SpaceX hat von der Federal Communications Commission (FCC) eine Teilgenehmigung für den Bau, den Einsatz und den Betrieb einer Konstellation von Satelliten im nicht-geostationären Orbit (NGSO) erhalten. Die Konstellation wird als „zweite Generation“ von Starlink bezeichnet. Die FCC ist dabei als US-Behörde für die Regulierung der Radio-, Fernseh-, Draht-, Satelliten- und Kabelkommunikation zuständig.

Die Lizenz beschränkt die künftige Kommunikation auf die Frequenzbänder 71,0-76,0 GHz (Erdumlaufbahn) und 81,0-86,0 GHz (Erdumlaufbahn), die zusammen als E-Band bezeichnet werden. In Verwendung werden dabei 7.500 Starlink-Gen2-Satelliten sein.

Die Genehmigung ermöglicht es SpaceX, die volle Kapazität der Starlink Gen2-Satelliten zu nutzen. Damit lässt sich das Breitbandangebot in den Vereinigten Staaten verbessern – auch in unterversorgten sowie bisher gar nicht versorgten Gebieten des Landes. Das E-Band wird für die Kommunikation zwischen den Satelliten und den Bodenstationen genutzt, nicht für die Kommunikation mit den Endgeräten der Nutzer.

Die Genehmigung der FCC steht aber in Abhängigkeit dazu, dass SpaceX seine Nutzung des Bandes mit anderen Betreibern koordiniert, die ebenfalls eine Genehmigung für den Betrieb im E-Band erhalten. Darüber hinaus muss SpaceX seinen Betrieb möglicherweise ändern, um den Schutz benachbarter Frequenzdienste zu gewährleisten, falls andere Betreiber die Kommunikation über dieselben Bandbreiten aufnehmen. Kurz gesagt: Die Lizenz ist keine Garantie dafür, dass SpaceX immer so operieren darf, wie im zugehörigen Schriftstück vorgeschlagen.

Für die Bereitstellung von Breitband-Internetdiensten nutzen Starlink-Satelliten bisher die Frequenzbänder Ka (27 GHz bis 40 GHz, das Hauptfrequenzband für die Kommunikation mit Satelliten) und Ku (12 GHz bis 18 GHz). SpaceX hat außerdem die Genehmigung erhalten, das V-Band mit bis zu 7.500 Starlink Gen2-Satelliten zu nutzen, anstatt ein separates V-Band zu installieren (Bänder 37,5-40,0 GHz und 40,0-42,0 GHz für Weltraum-Erde und 47,2-50,2 GHz und 50,4-51,4 GHz für Erde-Weltraum).

Im vergangenen Oktober reichte SpaceX bei der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) einen Antrag für den Betrieb einer Konstellation von rund 30.000 Satelliten ein. Diese sollen auf 288 Bahnebenen und in Höhen zwischen 350 und 614 km operieren. Das Netz mit der Bezeichnung ESIAFI II soll W-Band-Frequenzen für feste und mobile Satellitendienste nutzen. Der Antrag wurde über die Insel Tonga in der Pazifikregion gestellt, die als Regulierungsbasis dient. Die Informationen stammen von der Website Space Intel Report.

Mehr Geschwindigkeit gesucht

Mitte März 2024 befanden sich bereits 5.591 Starlink-Satelliten in der Umlaufbahn (3.647 der ersten Generation und 1.944 der zweiten Generation). Davon waren 5.529 in Betrieb und in einer Umlaufbahn in rund 550 Kilometern Entfernung von der Erdoberfläche positioniert, so die Website des Astronomen Jonathan McDowell, der die Konstellationen verfolgt. Starlink stellt eine interaktive Karte bereit, auf der die Standorte der verfügbaren Satelliten sowie die Gebiete verzeichnet sind, die sich auf einer Warteliste befinden und bald abgedeckt werden sollen.

Der von Starlink angebotene Dienst, der weltweit mehr als 2,5 Millionen Kunden bedient, ist derzeit langsamer als die meisten terrestrischen Glasfasernetze: Die durchschnittliche Latenzzeit beträgt bestenfalls 30 Millisekunden, in Spitzenzeiten allerdings bis zu doppelt so schnell. Elon Musk verkündete als technisches Hauptziel von Starlink eine durchschnittliche Latenzzeit von weniger als 20 Millisekunden.

Um dieses Ziel zu erreichen, hat das Unternehmen in einem Schreiben an die FCC die Genehmigung für den Betrieb einer VLEO-Konstellation (Very Low Earth Orbit) beantragt. Wie das Kürzel schon sagt, soll sich diese in geringerer Höhe befinden, genauer im Bereich von 340 bis 360 km. Durch die verkürzte Entfernung für die Datenübertragung hofft Starlink auf eine verringerte Latenzzeit.

In seinem Antrag argumentiert das Unternehmen, dass der Betrieb in geringerer Höhe die Bereitstellung qualitativ besserer Satellitendienste und geringerer Latenzzeiten ermögliche. Damit könne man der wachsenden Nachfrage nach Echtzeit-Konnektivität für Anwendungen wie Fernarbeit, Fernunterricht, Telemedizin und Notfallmaßnahmen besser gerecht werden. Darüber hinaus ist eine geringere Latenzzeit besonders wichtig für ländliche und abgelegene Gebiete, die nicht über terrestrische Breitbandverbindungen verfügen. Nicht zuletzt spielt dies auch eine Rolle für landgestützte Breitbandnetze, die auf ein Satelliten-Backhaul angewiesen sind.

Starlink wies zudem darauf hin, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit von Satelliten der zweiten Generation auf niedrigeren Ebenen viel geringer ist als die ihrer Satelliten auf höheren Umlaufbahnen. Darüber hinaus würde laut dem Unternehmen das De-Orbitieren von Satelliten in niedrigeren Umlaufbahnen wesentlich weniger Zeit in Anspruch nehmen.

Die FCC wiederholte hierauf aber seine negative Antwort, die sie bereits im Dezember 2022 auf einen anderen Antrag des Unternehmens gab. Damals hatte sie Beschränkungen auferlegt, um andere Satelliten- und terrestrische Betreiber vor Interferenzen zu schützen. Schon damals sollte dies ein sicheres Weltraumumfeld durch die Förderung des Wettbewerbs und den Schutz von Frequenzen und Orbitalressourcen für die künftige Nutzung gewährleisten.

In ihrer Antwort vom 8. März bekräftigte die FCC, dass Starlink keine Genehmigung für den Einsatz von Satelliten in sehr niedrigen Umlaufbahnen erhalten würde. Das beträfe insbesondere Systeme unterhalb der Betriebshöhen der Internationalen Raumstation, die bis zu 370 km erreichen können.

In einem Interview mit der Website IEEE Spectrum zeigte sich John Crassidis, Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der University of Buffalo, wenig überzeugt von einer potenziellen Schädlichkeit von VLEO-Satelliten. „Ich denke, dass die FCC vielleicht überreagiert. Wir werden wissen, wo alle Satelliten sind, wir werden sie beobachten und ihnen ausweichen können“, erklärt er.

Diejenigen, die der Auffassung widersprechen, räumen einerseits ein, dass die niedrigeren Umlaufbahnen im Vergleich zu den höheren fast leer sind. Es bestehe allerdings die Gefahr von Kollisionen mit anderen Satelliten auf dem Weg zu ihrer Betriebshöhe – und sogar von unkontrolliert herabfallenden Objekten. Diese Ansicht vertritt Hugh Lewis, Professor für Raumfahrttechnik an der Universität Southampton im Vereinigten Königreich. „Wir verstehen die Risiken nicht ausreichend, zumal die Anzahl der von SpaceX vorgeschlagenen Satelliten weitaus größer ist als die der bereits gestarteten“, gibt er zu bedenken.