Satelliten schicken Daten aus dem Weltraum per Funkwellen zur Erde. Diese Technologie hat mehrere Nachteile: Erstens gibt es immer weniger freie Funkfrequenzen, zweitens kann die Funkübertragung leicht gestört werden und drittens stößt die Technologie angesichts der enormen Menge an hochauflösenden Daten moderner Satelliten allmählich an ihre Grenzen. Der Krieg in der Ukraine hat gezeigt, wo die Gefahren liegen. So werden GPS-Signale im Bereich der Ostsee gestört, und auch schon vor dem Konflikt wurde die Satellitenkommunikation von Russland oft lahmgelegt.
„Ein weiteres Problem ist, dass Funkantennen in Kriegsgebieten oft nur eine sehr kurze Lebensdauer haben", weiß Hugues Gontier, der bei dem in Frankreich angesiedelten Unternehmen Cailabs für das Marketing verantwortlich ist. „Sie können leicht geortet und zerstört werden.“
Der Grund dafür ist einfach: Schon bei einer kleinen Ausleuchtung deckt das Funksignal von Satelliten einen Bereich von ungefähr 40 Kilometern Durchmesser ab. Bei der Laserkommunikation sind es dagegen nur wenige Dutzend Meter. Damit ist das Signal ungleich schwerer zu orten oder zu stören. Eines der größten Probleme bei der Laserkommunikation ist jedoch die Erdatmosphäre. Cailabs setzt dem seine MPLC-Technologie für eine maßgeschneiderte Strahlformung entgegen. Licht wird nämlich von den schnellen Veränderungen der Luftdichte beeinflusst, sodass sich der Laserstrahl am Boden verformt und eine Art Flimmern erzeugt. Die Folge: Die Übertragung bricht ab.
Jérôme Marcelino hat bei der Europäischen Investitionsbank maßgeblich an dem Cailabs-Projekt mitgewirkt. „Ein Unternehmen zu finanzieren, das mit seiner Technologie die Kommunikation zwischen Erde und Satelliten sicherer macht, ist enorm wichtig für Europas Souveränität, gerade in der aktuellen geopolitischen Lage. Cailabs erreicht mit seinen Lasern nicht nur einen höheren Datendurchsatz als herkömmliche Funksysteme, sondern überträgt die Daten auch sicherer und schneller. Das ist die Zukunft der Weltraumkommunikation.“
Eine technologische Innovation, die große Auswirkungen auf Europas Sicherheit und Verteidigung haben könnte, aber auch auf andere Branchen wie Telekommunikation.
Keine Angst vor atmosphärischen Turbulenzen
Im All kommunizieren einige Satelliten untereinander schon per Laser. Das Problem ist der Weg der Laserstrahlen durch die Erdatmosphäre. Feuchtigkeit, Nebel, Regen, Temperaturschwankungen in der Atmosphäre – all das verformt und verzerrt die Strahlen bis zur Unkenntlichkeit. Und genau da setzt Cailabs mit seiner Technologie an. Das Unternehmen hat komplexe optische Instrumente entwickelt, die gestreute Laserstrahlen wieder zusammensetzen und damit die übertragenen Informationen wieder lesbar machen. „Wenn ein Laserstrahl durch die Atmosphäre dringt, kommt er auf der Erde nicht als sauberer Strahl an, sondern er wird in diverse Lichtpunkte zerstückelt“, erklärt Anders Bohlin, Experte für Weltraumtechnologien bei der Europäischen Investitionsbank. Cailabs liest diese Lichtmuster und setzt den Strahl wieder zusammen, sodass die übertragenen Informationen ausgelesen werden können. Diese Technologie ist bisher weltweit einmalig.“
Die Technologie dient zivilen und militärischen Zwecken. Bei der Überwachung des Klimas auf der Erde entstehen „enorme Datenmengen, die sich per Funk nicht effizient übertragen lassen. Dafür reicht die Kapazität einfach nicht aus“, so Bohlin. Mit der Technik von Cailabs sind nun sehr viel präzisere Datenmodelle für die Klimaanalyse möglich.“
Kein Platz mehr im All
Cailabs löst mit seiner Technologie ein dringendes Problem. Die Erdumlaufbahn ist voll von Wetter-, Militär-, Telekommunikations- und Fernseh-Satelliten, und mit jedem zusätzlichen Satelliten schwinden die verfügbaren Funkfrequenzen weiter.
„Im Frequenzspektrum ist mittlerweile kaum noch Platz“, erklärt EIB-Experte Marcelino. „Wenn Sie eine neue Satellitenkonstellation ins All bringen, brauchen Sie auch eine Lizenz für die Kommunikation.“
Vom Telekom-Anbieter zum Space-Vorreiter
Cailabs hat nicht immer nach den Sternen gestrebt. Jean-François Morizur, Guillaume Labroille und Nicolas Treps hatten Cailabs 2013 ursprünglich als Unternehmen für Telekommunikation und industrielle Laseranwendungen gegründet. Nachdem sie 2017 einen Weltrekord für die Glasfaserkapazität aufgestellt hatten, kam der Kurswechsel. Ein Kunde aus der Telekommunikationsbranche schlug vor, das Laser-Know-how im Bereich der optischen Freiraum-Kommunikation zu nutzen.
2022 installierte Cailabs erstmals optische Bodenstationen – die Anlagen, die die Laserkommunikation zwischen Erde und Satellit erst ermöglichen. Mittlerweile ist das Unternehmen hier Vorreiter. Zehn dieser Stationen hat Cailabs bisher verkauft, vor allem an Militär- und Regierungsbehörden. Außerdem hat sich das Unternehmen als Marktführer in diesem aufstrebenden Bereich etabliert. „Cailabs kann für sich in Anspruch nehmen, am meisten verkauft zu haben“, so Marcelino, „und die Pipeline ist vielversprechend.“
Langfristige Innovation innovativ finanziert
Um seine Führungsposition zu behaupten und seine Produktion auszuweiten, plant Cailabs für 2027 ein neues Werk. Dafür erhielt das Unternehmen einen Venture-Debt-Kredit über 37 Millionen Euro der Europäischen Investitionsbank, gestützt auf eine InvestEU-Garantie. Venture Debt heißt, die Finanzierung ist eigentlich ein Kredit, aber Zinsen und Kapital werden später zurückgezahlt, damit das Unternehmen zwischen Finanzierungsrunden liquide bleibt.
Weitere 20 Millionen Euro erhielt Cailabs von anderen Investoren wie dem European Innovation Council Fund (EIC-Fonds), der schon früh an Bord kam. Der EIC-Fonds ist ein vier Milliarden Euro schwerer Fonds des Forschungsprogramms Horizont Europa der Europäischen Kommission, der wegweisende Technologien mit Risikokapital fördert. Ein Team der EIB fungiert als Berater des EIC-Fonds. Die frühe Unterstützung für Cailabs im Dezember 2022 hat dem Unternehmen entscheidend geholfen, zu wachsen und sich international einen Namen zu machen.
Für Cailabs geht es bei der Partnerschaft mit der EIB um mehr als nur Kapital. „Diese Partnerschaft ist eine Bestätigung für unser Geschäftsmodell“, betont Gontier. „Die langfristige Finanzierung zeigt der Welt, dass unser Markteinführungsplan solide ist. Es geht hier um technische Anlagen, um Industrie. Das sind langfristige Projekte, und wir hatten den Eindruck, dass die EIB voll und ganz dahintersteht.“
Europa muss seine technische Souveränität in kritischen Sektoren sichern, und Cailabs steht für die Innovationen, die Europa dafür braucht. Die EIB steuert die passenden Finanzierungsinstrumente bei und zeigt damit, wie öffentliche Investitionen neuen Technologien zum Durchbruch verhelfen können – vom Laborprojekt zur Marktführerschaft.
CAILABS (IEU-FT)
Cailabs is a French deep-tech SME that focuses on photonics applications and more particularly on a proprietary laser communication technology that mitigates atmospheric turbulences and enables safer and more reliable communications (i) between satellites and Optical Ground Station (OGS) and (ii) two terrestrial points, e.g., Ship-to-ship, plane-to-drone with applications in the defence sector.
