Satelliten-Bodenstation und Notfallnetzwerke

Eine Nachricht, die 72.000 Kilometer unterwegs ist, ein Funkruf, der die halbe Welt erreicht, und Studierende, die mit dem Weltall kommunizieren: In einem von Erasmus+ geförderten „Blended Intensive Programme“ (BIP) entwickeln Nachwuchsforschende der Hochschule Darmstadt (h_da) gemeinsam mit Partnern aus Frankreich und Italien Systeme, die im Katastrophenfall die Kommunikation sichern könnten – und für die neue Mobilfunkgeneration über 6G relevant werden.

Von Christina Janssen, 2.3.2026

„Victor – Echo – Delta – Alfa …“, ein wenig holpert es noch, wenn Bachelor-Student Vedant Vedant seinen Namen per Funkalphabet ins Headset buchstabiert. Den Bruchteil einer Sekunde später landet die Botschaft 36.000 Kilometer über der Erde im geostationären Orbit auf dem Satelliten QO-100. Die Nachricht wird vom Satelliten gespiegelt und an den halben Globus zurückgesendet. Was wie eine Episode aus der „Big Bang Theory“ klingt, ist Teil eines internationalen Lehrprojekts, das Professor Stefan Valentin im Wintersemester 2025/26 leitete. Die Signale legen dabei rund 72.000 Kilometer zurück: hinauf zum Satelliten und wieder zurück zur Erde.

Im Zentrum des Projekts stand der Bau einer Satelliten-Bodenstation durch Studierende der h_da mit Kommilitoninnen und Kommilitonen der Grande École Télécom Saint-Étienne in Frankreich und der Traditions-Uni Università degli Studi di Padova, Heimat von Galileo Galilei, in Italien. Zum Kickoff des Projekts trafen sich die jungen Leute für eine Woche in Frankreich. Danach arbeiteten vier Studierende vor Ort in Darmstadt an Antennen, Signalverarbeitung und Hardware, während Teams in Italien und Frankreich Software, Weboberfläche und Dokumentation entwickelten.

„In diesem Projekt haben wir eine Bodenstation gebaut, die man über eine Webseite weltweit steuern und über die man Funksignale hören kann", erklärt Funk-Experte Valentin. Technisch basiert das System auf einem Software-Defined Radio (SDR), das Funksignale digitalisiert und so die direkte Weiterverarbeitung im Computer ermöglicht. Damit haben die Studierenden ein sogenanntes WebSDR entwickelt – eine Webseite, die Funksignale vom Satelliten live zeigt und für jeden hörbar macht.

Ein Ziel des Projekts sei es gewesen, Studierenden zu zeigen, dass drahtlose Kommunikation kein Mysterium ist. „Funk ist keine Magie. Das ist ganz normale Technik wie die Mikrowelle zu Hause“, sagt Stefan Valentin. Statt um Theorie gehe es hier erst einmal um Schraubenzieher, Kabel und Programmcode – „Spaß am Gerät“, nennt Valentin das. Ein Spaß für Tüftler: Beim Bau der Bodenstation können kleinste Abweichungen entscheidend sein. Wird die Antenne nur um einen Grad verstellt, verfehlt sie den 36.000 Kilometer entfernten Satelliten möglicherweise um Hunderte Kilometer. Nicht anfassen, lautet deshalb das oberste Gebot für neugierige Besucher, die die Satellitenschüssel auf der Dachterrasse des Fachbereichsgebäudes Informatik in Augenschein nehmen möchten.

Mittelfristig verfolgt das Projekt ein gesellschaftlich relevantes Ziel: robuste Notfallkommunikation. Im ersten BIP zum Thema Funktechnologie vor einem Jahr hat Stefan Valentin dafür die Grundlage gelegt und mit seiner Studierendengruppe an sogenannten Mesh-Netzwerken gearbeitet: kleine, dezentrale Funknetze, die Bürgerinnen und Bürger selbst organisieren und die ohne Infrastruktur auskommen. Sie verbinden über die frei verfügbare LoRa-Funktechnologie einen Stadtteil. Valentins Idee ist es, Stadtteil-Netze über Satelliten-Bodenstationen, wie sie nun im zweiten BIP entstanden ist, miteinander zu verbinden: „Im nächsten Wintersemester wollen wir unsere Bodenstation vom Internet entkoppeln und nutzen, um ein resilientes Notfallnetz zu etablieren“, berichtet der Forscher.

Solche Systeme könnten in Krisenfällen entscheidend sein: Wenn Stromausfälle oder Naturkatastrophen Kommunikationsnetze lahmlegen, könnten betroffene Regionen über Satellit weiterhin Nachrichten austauschen. Dank seiner Energieeffizienz kann so ein System mit Batterie oder Powerbank unabhängig von Internet und Stromnetz circa eine Woche lang betrieben werden. „Damit können abgeschnittene Regionen dann nicht nur mit der unmittelbaren Nachbarschaft, sondern mit der halben Welt kommunizieren“, erklärt der Professor, der im April beim Forum für Netzresilienz des Hessischen Digitalministeriums einen Expertenvortrag zum Thema halten wird. 

Dass solche Szenarien real sind, zeigte sich zuletzt bei großflächigen Stromausfällen in Europa: im Berliner Südwesten, wo im Januar nach einem Kabelbrand Zehntausende Haushalte tagelang ohne Strom blieben. Oder vor einem Jahr beim Stromausfall in Südeuropa, der die iberische Halbinsel flächendeckend lahmlegte. In solchen Situationen, sagt Student Vedant, funktioniere das vom BIP-Team gebaute System weiter, „weil es über Satellit kommuniziert“. Dieser Aspekt des Projekts habe ihn begeistert.

Ein weiterer Vorteil: Da geostationäre Satelliten von der Erde aus betrachtet fest am Himmel stehen, müssen sie von der Antenne nicht verfolgt werden. Sie lassen sich mit einfachen TV-Schüsseln und selbst gebastelten Antennen erreichen. Anders als mit den niedrig und sehr schnell fliegenden Starlink-Satelliten von SpaceX (27000 km/h in circa 500 km Höhe) sind so anhand einfachster Mittel stabile Dauerverbindungen möglich.

Neben dem Katastrophenschutz hat die Arbeit eine zweite Dimension: die Zukunft des Mobilfunks. Der kommende 6G-Standard soll erstmals direkte Verbindungen zwischen Smartphones und Satelliten ermöglichen. „6G wird der erste Mobilfunkstandard sein, bei dem das Handy direkt mit dem Orbit spricht“, erklärt Valentin. Studierende, die heute an Satellitenkommunikation arbeiten, erwerben damit Grundlagenwissen für kommende Technologien. Theorie allein reiche aber nicht aus, betont Valentin, denn: „praktisches Bauen hilft beim Verstehen komplexer Systeme.“ Dazu hatten die BIP-Studierenden, die aus fünf verschiedenen Nationen stammen, Gelegenheit in Hülle und Fülle.

Das Projekt war Teil eines Blended Intensive Programme, bei dem Studierende international in gemischten Teams arbeiten. Es war die zweite Auflage des BIPs im deutsch-französisch-italienischen Uni-Trio. Neben dem Satellitenprojekt arbeiteten Studierende an weiteren Themen der Angewandten Informatik in Medizin, Industrie und Landwirtschaft. So entwickelte Bachelorstudent Florian Kapp von der h_da mit seinem Team ein ökologisches Assessment von Events. Eine gewinnbringende Erfahrung, meint er: „Man hat Projekte nicht nur im Team, sondern über Uni-Grenzen und kulturelle Grenzen hinweg.“ Es habe ihn beispielsweise überrascht, wie ernst die Franzosen das Thema Mittagspause nehmen. „Das war sehr lustig. Diese andere Arbeitseinstellung funktioniert nicht besser oder schlechter, sondern einfach anders als bei uns.“

Die beiden Masterstudierenden Anne von der Lühe und Philipp Kemmerer arbeiteten an KI-gestützten Netzwerkkonfigurationen. Spannend seien dabei die gänzlich unterschiedlichen Herangehensweisen gewesen: „Während Philipp und ich zum Beispiel sehr darauf bedacht waren, schnell voranzukommen, erstmal eine Lösung zu haben und sie nach und nach zu optimieren, wollten die französischen und italienischen Studierenden erst einmal alles planen“, erzählt Anne von der Lühe. Die beiden Ansätze hätten sich „gegenseitig sehr gut unterstützt“. Auch persönliche Erfahrungen spielten eine Rolle. „Es war lehrreich und schön, mal woanders zu studieren“, resümiert Philipp Kemmerer. Zudem habe die Erasmus-Förderung ermöglicht, dass niemand privat Kosten tragen musste.

„This is Hochschule Darmstadt: We are just testing, testing, testing…” Als die Testnachricht aus Darmstadt über den Satelliten gesendet wird, hört sie jemand in Südamerika, Afrika, Europa oder Asien – denn der Empfangsbereich von Satellit QO-100 ist riesig. Für die Studierenden und ihren Dozenten Stefan Valentin ist das mehr als ein technisches Experiment. Es ist der Moment, in dem aus Lehrbuchwissen globale Kommunikation wird und aus einem Hochschulprojekt ein Blick in die vernetzte Zukunft.