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Fraunhofer IOF bringt Europas Laserkommunikation im Weltraum voran


Forscher des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF haben gemeinsam mit den Unternehmen Tesat und Spaceoptic ein serienreifes Sende- und Empfangsteleskop für satellitengestützte Laserkommunikation entwickelt. Dieses Teleskop soll die technologische Grundlage für zukünftige europäische Satellitennetze bilden, Datenraten im Gigabit- bis Terabit-Bereich ermöglichen und damit herkömmliche Funkverbindungen übertreffen.

Das optische Kommunikationsterminal Scot135 von Tesat, für das das Teleskop konzipiert wurde, ist laut Fraunhofer IOF speziell für den Einsatz im mittleren und geostationären Erdorbit ausgelegt. Es erreicht Datenübertragungsraten von bis zu 100 Gbit/s und kann Entfernungen von bis zu 80.000 Kilometern überbrücken. Das Teleskop dient dabei als universelle Sende- und Empfangseinheit und soll robust genug sein, um den extremen Bedingungen im Weltraum sowie der thermischen Belastung durch Laserleistungen von bis zu 50 Watt standzuhalten.

„In Systemen zur Laserkommunikation werden verhältnismäßig hohe Laserleistungen erbracht. Hier wirken bis zu 50 Watt. Für ein Weltraumteleskop ist das relativ viel Leistung, die durch das System propagiert“, erklärt Henrik von Lukowicz, zuständiger Projektleiter am Fraunhofer IOF. „Das führt zu Wärmentwicklungen, die zu Veränderungen an den Optiken führen können. Doch natürlich darf das System in seiner Performance dadurch nicht beeinträchtigt werden. Thermalmanagement war daher ein besonders wichtiger Punkt für unser Design“, so Lukowicz. Ebenso müssen die Bauteile besonders leichtgewichtig sein.

Die Entwicklung des Teleskops am Fraunhofer IOF in Jena dauerte drei Jahre und fokussierte sich auf ein kostengünstiges Design. Die Fertigung erfolgt durch Spaceoptic, eine Fraunhofer-Ausgründung in Isseroda. Bereits fünf Systeme wurden produziert, mit einer jährlichen Kapazität von bis zu 50 weiteren Einheiten.

Die Europäische Weltraumbehörde ESA unterstützt das Projekt im Rahmen ihres ScyLight-Programms, das den Aufbau sicherer und laserbasierter Kommunikationssysteme in Europa fördert. Ziel ist es, technologische Souveränität zu erreichen und unabhängige Satellitenkommunikationsnetzwerke zu etablieren, insbesondere für kritische Infrastrukturen wie Sicherheit und Zivilschutz. Mit dieser Entwicklung will sich Europa am internationalen Fortschritt im Bereich der Laserkommunikationstechnologien beteiligen, die unter anderem bereits von Unternehmen wie SpaceX im Starlink-Netzwerk eingesetzt werden.


(mack)



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Neutrinos erstmals mit tragbarem Detektor in einem Atomkraftwerk gemessen


Um Neutrinos nachzuweisen, braucht man eigentlich riesige Kammern mit Wasser und hunderte oder tausende von hochempfindlichen Licht-Detektoren. Denn diese Elementarteilchen interagieren so gut wie gar nicht mit Materie – daher auch ihr Spitzname „Geisterteilchen“. Nur wenn ein Neutrino mit einem Elektron, Proton oder Neutron zusammenstößt, was äußerst selten geschieht, entsteht ein Lichtblitz, der mit einem Detektor nachgewiesen werden kann.

Nicola Ackermann vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg und sein Team haben einen wesentlich kleineren, handlichen Detektor konstruiert, mit dem sie Neutrinos aus einem Kernkraftwerk messen konnten.

Speziell bei dieser Arbeit ging es zunächst um Grundlagenforschung. Die Wechselwirkung von Neutrinos mit dem Detektor beschreibt das Standardmodell der Teilchenphysik. Die Messungen sollten zeigen, ob sich die theoretische Vorhersage bestätigen lässt – was tatsächlich der Fall ist.

Neutrinos entstehen bei der Kernfusion in der Sonne, aber auch durch Supernova-Explosionen. Besonders energiereiche Neutrinos sind daher Spuren, die auf kosmische Großereignisse hinweisen.

Die meisten auf der Erde nachgewiesenen Neutrinos entstehen, wenn kosmische Strahlung auf die Erdatmosphäre trifft. Antineutrinos entstehen aber auch bei radioaktiven Zerfällen – also beispielsweise in Atomkraftwerken. Mithilfe von Neutrino-Messungen ließe sich – zumindest theoretisch – aber auch überprüfen, ob in Atomkraftwerken illegal Plutonium erbrütet wird, etwa für ein militärisches Programm.

Das Energie-Spektrum dieser Antineutrinos kann im Prinzip verraten, ob in einem Atomreaktor waffenfähiges spaltbares Material hergestellt wird. In Großbritannien entsteht solch ein Detektor, weltweit wird auch an anderen Anwendungen für Neutrinos geforscht.

Das Prinzip, das Ackermann und sein Team nutzen, nennt sich „kohärente Streuung“. Im Wesentlichen nutzen die Forschenden aus, dass Materieteilchen sich auf Quanten-Ebene auch wie Wellen verhalten können. Je geringer die Energie der Teilchen ist, desto länger ist ihre Wellenlänge. Wenn die Wellenlänge der Neutronen ähnlich zu der Materie-Wellenlänge der Atomkerne im Detektor ist, „sieht“ das Neutrino die Atomkerne nicht mehr als eine Ansammlung kleinerer Teilchen mit viel Leerraum, sondern als Ganzes. Die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision steigt also – der Detektor kann kleiner und leichter sein.

Das Prinzip zeigte 2017 erstmals Kate Scholberg, Physikerin an der Duke University in Durham, North Carolina – allerdings mit energiereicheren Neutrinos, die sich leichter nachweisen lassen.

Dieser Beitrag ist zuerst auf t3n.de erschienen.


(wst)



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Abhängigkeiten bei der Bundeswehr: Scharfe Kritik an Deal mit Google-Cloud


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Der Beschluss der Bundeswehr, für ihre Digitalisierung verstärkt mit Google zusammenzuarbeiten und auf eine „private Cloud“ des US-Konzerns zu setzen, stößt zunehmend auf Widerstand. Mehrere Politiker und Sicherheitsexperten warnen davor, sich von dem Unternehmen abhängig zu machen.

Kritiker wie die Bundestagsabgeordneten Roderich Kiesewetter (CDU) und Konstantin von Notz, Vize-Fraktionschef der Grünen, sehen in dem zehnjährigen Deal im Umfang eines dreistelligen Millionenbetrags ein hohes sicherheitspolitisches Risiko. Sie befürchten, dass Deutschland im Ernstfall erpressbar wird oder die Systeme abgeschaltet werden könnten, sollte die politische Beziehung zu den USA instabil werden – insbesondere mit Blick auf die Unberechenbarkeit von US-Präsident Donald Trump. Der Schritt sei daher dringend zu überdenken.

„Das Sicherheitsrisiko bei einer Google-Cloud ist dasselbe wie bei US-Waffensystemen“, stellt Kiesewetter gegenüber dem Handelsblatt einen Vergleich an. Er blickt dabei etwa auf den US-Kampfjet F-35, den Deutschland beschafft. Systeme im militärischen oder digitalen Bereich, die wesentlich von den USA kontrolliert würden, seien etwa bei Wartungen, Updates, der technischen Logistik und Elektronik immer auf die USA angewiesen.

Als Beispiel für mögliche Konsequenzen nannte von Notz das von Microsoft blockierte E-Mail-Konto des Chefanklägers des Internationalen Strafgerichtshofs, Karim Khan, was auf Basis von Trump-Sanktionen erfolgt sein soll. Der Grüne warnt, dass Ähnliches auch in einem militärischen Kontext passieren und dort noch massivere Folgen haben könnte.

„Die Digitalisierung der Bundeswehr mithilfe der Google-Cloud ist der falsche Weg“, gibt auch Arne Schönbohm, Ex-Präsident des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI), zu bedenken. Deutschland verfüge mit Unternehmen wie SAP oder der Schwarz-Gruppe (Lidl, Kaufland) durchaus über eigene Technologiekompetenz, die stattdessen zum Einsatz kommen sollte.

Google und das IT-Systemhaus der Bundeswehr (BWI) weisen die Sorgen zurück und betonen die Sicherheit der Lösung. Google-Cloud-Chefin Marianne Janik hebt hervor, dass die Bundeswehr eine spezielle, komplett abgeschottete Cloud-Lösung bekomme, die direkt in den Rechenzentren der Streitkräfte laufe. Das System sei wie ein „Fort Knox“ für Daten. BWI-Chef Frank Leidenberger versichert, dass die Rechenzentren der Bundeswehr nicht direkt mit den Systemen von Google verbunden seien. Updates würden zudem vor der Installation sorgfältig geprüft.


(mma)



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„Anno 117“: Gratis-Demo kommt am 2. September


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Am 13. November lädt „Anno 117“ nach Rom. Wer das Aufbaustrategiespiel schon vorher ausprobieren möchte, muss nicht unbedingt zur Gamescom in Köln kommen: Ubisoft hat angekündigt, dass am 2. September eine spielbare Demo veröffentlicht wird. Die Demo kann jeder vom 2. bis zum 16. September über Steam, den Epic Game Store und Ubisoft Connect herunterladen und kostenlos spielen.

Nach Ablauf des Demo-Zeitraums ist sie nicht mehr spielbar. Eine weitere wichtige Einschränkung: Jeder Demo-Durchlauf geht maximal eine Stunde. Allerdings kann man beliebig viele Spiele neu starten.

Es lohnt sich wohl, zumindest zwei Spiele anzufangen. Denn erstmals in der Geschichte der Aufbaustrategiereihe hat „Anno 117“ zwei gleichwertige Fraktionen, zwischen denen man zum Start auswählen muss: Römer und Kelten.

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Die Römer waren zumindest für Pressemitglieder und Streamer bereits spielbar. Nun hat Ubisoft erstmals auch die Kelten in der Region Albion genauer vorgestellt. Als Spieler kann man die Kelten in zwei unterschiedliche Richtungen führen: Man kann entweder die keltischen Traditionen schützen oder römische Bräuche durchsetzen. Wie die Römer haben die Kelten ihren eigenen Tech- und Religionsbaum, mit dem sie unterschiedliche Boni freischalten.

Egal, für welche Fraktion man sich am Anfang entscheidet: Im Spielverlauf einer „Anno 117“-Partie kann man grundsätzlich beide Fraktionen freischalten. Wem das zu viel ist, darf auch nur eine Fraktion spielen, erklärte Creative Director Manuel Reinher im Gespräch mit heise online: „Wenn du jetzt nicht der Anno-Hardcore-Crack bist, dann kannst du auch sagen: Ich bleibe jetzt einfach nur Latium.“ Einige Güter und Boni bleiben dann zwar versperrt, aber komplett vom Fortschritt ausgeschlossen wird man nicht.

„Anno 117“ gehört zu den Vorzeigespielen der Gamescom in Köln. Besucher der Spielemesse können die Demo in Halle 6 am Ubisoft-Stand ausprobieren.


(dahe)



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