SeRANIS – Spitzenforschung im Weltraum für Bundeswehr und Gesellschaft

SeRANIS ist die weltweit einzige Kleinsatellitenmission, die ein öffentlich zugängliches multifunktionales Experimentallabor im Orbit bereitstellt. Als Kleinsatellitenmission der Bundeswehr werden gleichzeitig mehr als zehn innovative und komplexe Experimente mit Schlüssel- und Zukunftstechnologien durchgeführt.

Wettbewerb um die strategische Dimension „Weltraum“ 

Deutschland steht mit Blick auf die strategisch wichtige Dimension Weltraum vor einer Vielzahl von Herausforderungen. Zum einen geht die Kommerzialisierung des Weltraums („New Space“) durch andere Nationen oder durch private Investoren aus dem Ausland mit Risiken für die digitale Souveränität Deutschlands einher. Zum anderen übersteigen die finanziellen Mittel, die privaten Unternehmen inzwischen für Technologieentwicklung zur Verfügung stehen, staatliche Mittel deutlich. Dies stellt einen Paradigmenwechsel dar und erhöht den Handlungsdruck aufgrund extrem hoher Innovationsgeschwindigkeiten in einem unregulierten Wettbewerbsumfeld, das für staatliche Akteure nicht zugänglich ist. Aktuelle Krisen und Konflikte zeigen, dass private Unternehmen, wie z. B. Starlink, inzwischen wichtige Säulen der Kommunikationsfähigkeit in Krisengebieten – und damit Teil der Auseinandersetzung – sind.

Vor dem New Space-Zeitalter war die Weltraumnutzung traditionell militärisch dominiert, sodass auch die relevanten Bedrohungsszenarien für Weltraumsysteme überwiegend militärische Bedingungen und militärisch gerüstete Gegner zugrunde legten. Die Lage im Weltraum unterliegt derzeit aber einer massiven Transformation, die von neuen Technologien, beschleunigten Produktionsprozessen und einer bisher nicht gekannten Dominanz einzelner Technologiekonzerne getrieben wird. Um in der strategischen Dimension „Weltraum“ handlungsfähig zu bleiben, sind Technologiesouveränität und Anschlussfähigkeit der eigenen Industrie daher wichtiger denn je, denn weltraumgestützte Technologien, wie z. B. Erdbeobachtungssysteme und Navigationssysteme sind unerlässlich für die Führung und Lagebeurteilung. Insbesondere aber die Satellitenkommunikation bildet das Rückgrat der sicheren strategischen und taktischen Weitverkehrskommunikation in Einsatzräumen und für die Vernetzung von Führungsinformationssystemen. 

Spitzenforschung im und aus dem Orbit 

Seit vielen Jahren beobachtet das Forschungszentrum SPACE (FZ SPACE) an der Universität der Bundeswehr München (UniBwUniversität der Bundeswehr M) die globalen Entwicklungen in der Raumfahrt. Deutschland ist geprägt von einer traditionell leistungsfähigen mittelständischen Raumfahrtindustrie, verfügt aber nicht über eigene Satellitenbetreiber, die als Ankerkunde fungieren und die Technologieentwicklung stimulieren könnten. Die Konsequenz: In-Orbit-Labore zur Demonstration von Schlüsseltechnologien werden immer wichtiger, um neue Fähigkeiten zu testen und der eigenen Wissenschaft sowie der heimischen Raumfahrtindustrie eine Plattform für den Test ihrer Komponenten und Systeme zu bieten. Als Antwort darauf wurde daher im Zuge der Gründung des Zentrums für Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr (dtec.bw) als übergreifendes wissenschaftliches Zentrum beider Universitäten der Bundeswehr, das Kleinsatteliten-Forschungsprojekt SeRANIS, als das größte der insgesamt 68 Forschungsprojekte, gestartet. 

SeRANIS steht für „Seamless Radio Access Networks for Internet of Space” und erforscht Schlüssel- und Zukunftstechnologien für die digitale Gesellschaft in den Bereichen Informationsübertragung, insbesondere Kommunikation und Navigation für Mobilfunksysteme der 6. Generation, Mikroelektronik, Informationssicherheit, Erdbeobachtung und Werkstoffwissenschaften. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Systemen für den niedrigen Erdorbit, der aus kommerzieller Sicht sowie aus Sicht des Anwendungsspektrums aktuell besonders relevant ist. 
Aus gesellschaftlicher Sicht könnte die Bevölkerung zukünftig in vielerlei Hinsicht von Kleinsatelliten profitieren – beispielsweise, indem neue und schnelle Möglichkeiten der flächendeckenden Anbindung von unterversorgten Regionen an das Internet entstehen.

Außerdem bietet SeRANIS unter dem Namen „Per Anhalter in den Orbit“ handverlesenen Start-ups nicht nur fachlichen Begleitung, sondern auch eine Mitfluggelegenheit ihrer Technologien an und damit eine neue Ebene weltraumbezogener Innovationsförderung. Für die Marktreife ist es extrem wichtig, dass Produkte unter realen Bedingungen im Weltraum demonstriert und validiert werden – genau das wird hier möglich.
 

SeRANIS von hoher Bedeutung für die Bundeswehr 

SeRANIS wird als Kleinsatellitenmission der Bundeswehr im niedrigen Erdorbit aber auch einen wichtigen Beitrag zur Erschließung dieser neuen Dimension sein und neue Fähigkeiten demonstrieren. Aus Sicht der Bundeswehr erzeugt die zunehmende Population des Weltraums massive Risiken für den Betrieb eigener kritischer Infrastrukturen zur Navigation und Kommunikation. Vor allem wird das Risiko deutlich den wichtigen Zugang zum Weltraum zu verlieren, weil bspw. keine Rechte an Übertragungsfrequenzen mehr zur Verfügung stehen. Auch Cyber-Bedrohungen aus dem Weltraum sind Realität und wurden durch GPSGlobal Positioning System-Störungen im Zusammenhang mit dem Krieg in der Ukraine deutlich.

Aus diesen Gründen hat die Bundeswehr den Weltraum als strategisches Handlungsfeld identifiziert. SeRANIS leistet hier einen wichtigen Beitrag. Durch die enge Kooperation mit Wissenschaft, Industrie und Verbänden sowie durch aktive Kommunikation der Forschenden ist SeRANIS Ansprechpartner für Bundeswehr, Gesellschaft und Politik sowie ein Anker für die nationale Vernetzung von Kompetenzträgern. 

Bei SeRANIS stehen die Anwendungen im Vordergrund und als einer der wichtigsten Anwender aus der Bundeswehr ist das Kommando Cyber- und Informationsraum eng in das Projekt eingebunden. Im Rahmen eines interdisziplinären Expertenreviews wurde das Vorhaben von Vizeadmiral Dr. Thomas Daum, Inspekteur Cyber- und Informationsraum (InspCIR) der Bundeswehr, sowie Generalmajor Jürgen Setzer, stellvertretender InspCIR und Beauftragter Weltraum des OrgBerOrganisationsbereich CIRCyber- und Informationsraum der Bundeswehr, begrüßt: „Da der Weltraum strategischen Raum und eine kritische Ressource zugleich darstelle, würden die Bundeswehrsatelliten auch in ihrer Verantwortung liegen, sodass den Projekt-Ergebnissen eine hohe Bedeutung zukomme.“
 

Weitere Informationen zu SeRANIS unter https://seranis.de/

Das Projekt „SeRANIS“ läuft vorerst bis Ende 2024 und wird aus Mitteln des dtec.bw gefördert. Das dtec.bw – Zentrum für Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr ist ein von den Universitäten der Bundeswehr München und Hamburg gemeinsam getragenes wissenschaftliches Zentrum und Bestandteil des Konjunkturprogramms der Bundesregierung zur Überwindung der COVID-19Coronavirus Disease 2019-Krise.
 

von Prof. Dr.-Ing. Andreas  Knopp, UniBw M (Projektleiter SeRANIS)  E-Mail schreiben