Lasercommunicatie tussen vliegtuig en ruimte gevalideerd

In december 2025 hebben Airbus en TNO een bidirectionele lasercommunicatieverbinding tot stand gebracht tussen een vliegtuig en een satelliet in een geostationaire baan op 36.000 km hoogte. De demonstratie valideerde een optisch air-to-space communicatiesysteem voor veilige datatransmissie met hoge capaciteit in defensie- en commerciële luchtvaarttoepassingen.

Context van de samenwerking
Het project richtte zich op de beperkingen van conventionele radiofrequente (RF) satellietcommunicatie, waaronder spectrumcongestie, bandbreedtebeperkingen en gevoeligheid voor onderschepping. De toenemende datavolumes van luchtgebonden platforms, zoals ISR-vliegtuigen en onbemande systemen, vereisen hogere doorvoersnelheden en verbeterde beveiliging binnen een zich ontwikkelende digitale infrastructuur.

Airbus leidde de systeemintegratie en de installatie in het vliegtuig, terwijl TNO kritische optische en opto-mechatronische subsystemen ontwikkelde, waaronder bundelsturing, acquisitie- en trackingsystemen. De samenwerking combineerde Airbus’ expertise in platformintegratie en satellietcommunicatie met TNO’s precisie-optische regeltechnologieën om de dynamische omstandigheden tijdens vluchtoperaties te beheersen.

Technische oplossing en architectuur
De gezamenlijk ontwikkelde UltraAir-terminal realiseert een optische verbinding tussen een bewegend vliegtuig en een satelliet in geostationaire baan. Lasercommunicatie werkt op optische golflengten, wat resulteert in een zeer smalle bundeldivergentie en hogere spectrale efficiëntie dan RF-systemen.

Voor het stabiel houden van de verbinding was closed-loop tracking noodzakelijk om vliegtuigbewegingen, structurele trillingen en atmosferische turbulentie te compenseren. TNO leverde optische assemblages, fijnrichtmechanismen en regelalgoritmen die in staat zijn bundelnauwkeurigheid op microradiaanniveau te handhaven over zeer lange afstanden. Airbus integreerde de terminal met de boordvoeding, avionica en satellietcommunicatie-interfaces.

Tijdens de campagne werden 31 closed-loop verbindingen gerealiseerd, elk met een duur van 6 tot 14 minuten. In zeven tests werd data verzonden met 2,6 Gbps gedurende meerdere minuten zonder bitfouten. De proeven leverden meerdere uren telemetriegegevens op voor prestatievalidatie en systeemanalyse.

Implementatie en validatie
De vluchtproeven werden uitgevoerd met een Airbus-vliegtuig dat communiceerde met een satelliet in geostationaire baan. De demonstratie valideerde acquisitie, tracking en datatransmissie onder operationele vluchtomstandigheden.

Het programma wordt ondersteund door het Netherlands Space Office (NSO) en het German Aerospace Center (DLR). UltraAir maakt deel uit van een Europese inspanning om optische satellietcommunicatietechnologieën te ontwikkelen van demonstratiefase naar operationele inzet. De huidige ontwikkelingsactiviteiten richten zich op miniaturisatie van de terminal en verdere robuustheid voor bredere integratie in de luchtvaart.

Toepassingen en verwachte impact
Optische satellietcommunicatie maakt multi-gigabit datasnelheden mogelijk en verlaagt de kans op onderschepping dankzij de smalle bundelgeometrie. Voor defensietoepassingen ondersteunt dit de veilige overdracht van grote hoeveelheden sensordata en missie-informatie. In de commerciële luchtvaart kan de technologie bijdragen aan hoge-capaciteit in-flight connectiviteit en verbeterde netwerkweerbaarheid.

Met de demonstratie van stabiele lasertransmissie over 36.000 km tussen twee bewegende platforms hebben Airbus en TNO een technische basis gevalideerd voor schaalbare en veilige optische communicatienetwerken in de lucht- en ruimtevaart.

www.tno.com