Satellitennavigation gehört zu jenen Technologien, die genau deshalb unsichtbar wurden, weil sie so zuverlässig funktionieren. GPS-Signale führen Schiffe über Ozeane, synchronisieren Finanztransaktionen und helfen Smartphones dabei, einen Standort auf wenige Meter genau zu bestimmen. Die meisten Menschen denken nie darüber nach. Diese Unsichtbarkeit verbirgt jedoch eine wachsende Schwachstelle: GPS-Signale werden zunehmend gestört, gefälscht und unterbrochen, und die grundlegende Architektur des Systems macht es schwer, das zu beheben. Ein Unternehmen aus Kalifornien namens Xona Space Systems entwickelt, was es für die Antwort darauf hält – und der Ansatz beinhaltet ein grundsätzliches Überdenken der Frage, in welcher Umlaufbahn Navigationssatelliten eigentlich kreisen sollten.
Warum die Höhe alles verändert
GPS und andere globale Satellitennavigationssysteme operieren aus der mittleren Erdumlaufbahn, etwa 20.000 Kilometer über der Oberfläche. Diese Entfernung ist praktisch, weil eine verhältnismäßig kleine Anzahl von Satelliten den gesamten Planeten abdecken kann. Der Kompromiss liegt in der Signalstärke: Wenn ein GPS-Signal diese Distanz zurückgelegt hat und einen Empfänger am Boden erreicht, ist es außerordentlich schwach. Genau diese Schwäche ist der Grund, warum GPS in Gebäuden, unter dichtem Baumbestand und in städtischen Schluchten, wo hohe Gebäude den Himmel verdecken, an seine Grenzen stößt.
Xonas Pulsar-Satelliten würden in der erdnahen Umlaufbahn operieren, deutlich näher an der Oberfläche. Laut dem Unternehmen führt diese Nähe zu einer Signalstärke, die etwa 100-mal größer ist als die von GPS. Stärkere Signale lassen sich schwerer stören. Bei Live-Jamming-Tests, die in mehreren Ländern mit seinem ersten Satelliten namens Pulsar-0 durchgeführt wurden, stellte Xona fest, dass die erhöhte Signalleistung den effektiven Wirkungsbereich eines Störsenders um 95 Prozent reduzierte. Das Unternehmen hat außerdem ein Anti-Spoofing-Wasserzeichen in die Pulsar-Signale integriert, das es Empfängern ermöglicht zu überprüfen, ob ein Signal authentisch ist und nicht eine gefälschte Imitation. Das sind keine schrittweisen Verbesserungen. Sie stehen für eine andere Kategorie von Widerstandsfähigkeit.
Die ersten sechs Serien-Pulsar-Satelliten sollen im Oktober 2026 gestartet werden, mit einem frühen Servicebeginn im Jahr 2027. Sobald die vollständige Konstellation aus 258 Satelliten in der Umlaufbahn ist, behauptet Xona, dass Kunden ihren Standort überall auf der Erde auf wenige Zentimeter genau bestimmen können. Das Unternehmen erwartet außerdem, dass seine Satelliten eine Zeitgenauigkeit von bis zu 10 Nanosekunden liefern werden – was für Finanzmärkte, Telekommunikationsnetze, Rechenzentren und Transportsysteme von enormer Bedeutung ist. Mehrere Kunden aus dem Bereich der Präzisionszeitmessung haben bereits unterzeichnet.
Ein Problem, das die Geschichte schon einmal anders gelöst hat
Es ist nicht das erste Mal, dass Ingenieure versucht haben, aus der erdnahen Umlaufbahn heraus zu navigieren. Bevor GPS existierte, gab es Transit, das weltweit erste Satellitennavigationssystem, das in den 1960er-Jahren für die US Navy entwickelt wurde. Seine Ursprünge gehen auf Physiker am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University zurück, die den sowjetischen Sputnik-1 beobachteten. Indem sie die Doppler-Verschiebung der Funksignale von Sputnik maßen, während der Satellit über sie hinwegflog, erkannten sie, dass dasselbe Prinzip umgekehrt funktionieren könnte: Ein Empfänger am Boden könnte seine eigene Position berechnen, indem er die Doppler-Verschiebung eines Satelliten mit bekannter Umlaufbahn misst.
Transit wurde 1964 in Betrieb genommen, mit 36 Satelliten, die in erster Linie dazu dienten, U-Booten der Polaris-Klasse mit ballistischen Raketen vor dem Abschuss die Möglichkeit zu geben, ihre Position zu bestimmen. Es funktionierte, hatte aber eine grundlegende Einschränkung. Mit nur 36 Satelliten in einer niedrigen Umlaufbahn musste ein Empfänger möglicherweise ein bis zwei Stunden auf den nächsten Satellitendurchgang warten. Für ein U-Boot, das periodische Positionsaktualisierungen benötigte, war das akzeptabel. Für die Echtzeitnavigation wäre es nutzlos gewesen.
Die damalige Lösung bestand darin, die Satelliten höher zu bringen. Die mittlere Erdumlaufbahn ermöglichte es GPS, den Globus mit weit weniger Satelliten abzudecken und eine nahezu sofortige Positionsbestimmung zu liefern. Der Preis dafür war die Signalstärke. Zak Kassas, Direktor des Autonomous Systems Perception, Intelligence, and Navigation Laboratory an der The Ohio State University, hat darauf hingewiesen, dass eine Navigationskonstellation in der erdnahen Umlaufbahn etwa zehnmal mehr Satelliten benötigt als ein gleichwertiges System in der mittleren Erdumlaufbahn. In den 1960er-Jahren war es nicht machbar, so viele Satelliten zu bauen und zu starten. Heute schon.
Was diesen Moment besonders macht
Die Wirtschaftlichkeit des Zugangs zur Umlaufbahn hat sich erheblich verändert. Günstigere Raketenstarts, die maßgeblich von SpaceX vorangetrieben wurden, haben große Satellitenkonstellationen kommerziell rentabel gemacht. Starlink hat bewiesen, dass der Einsatz von Tausenden von Satelliten operativ realisierbar ist. Xona wendet dieselbe Logik auf Navigation statt auf Breitband an.
Das Unternehmen hat mit Aerospacelab, einem belgischen Satellitenhersteller, einen Vertrag über den Bau einiger seiner ersten Satelliten abgeschlossen. Außerdem entwickelt es in seiner Fabrik in Burlingame, Kalifornien, einen eigenen Satellitenbus mit dem Ziel, den Großteil der 258 Pulsar-Satelliten intern zu fertigen. Pulsar-0 startete am 1. Juli 2025 an Bord einer SpaceX Falcon 9-Rideshare-Mission, und Software-Updates haben die Positionierungsgenauigkeit bereits von einem Entfernungsfehler von 4,2 Zentimetern auf eine Genauigkeit von 1,5 Zentimetern verbessert.
Kassas hat festgestellt, dass die ersten Kunden für LEO-Navigationsdienste wahrscheinlich Organisationen sein werden, die bereits für Premium-Positionierungs-, Navigations- und Zeitgebungsdienste zahlen: Verteidigungsnutzer, nationale Sicherheitsbehörden und staatliche Stellen, die für die Widerstandsfähigkeit der Infrastruktur zuständig sind. Das ist ein realistischer Ausgangspunkt. Präzisionslandwirtschaft, autonome Fahrzeuge und städtische Logistik könnten folgen, wenn die Konstellation wächst und die Kosten sich normalisieren.
Was die meisten Berichte über diese Geschichte übersehen: Die Bedeutung liegt nicht nur darin, dass GPS einen Konkurrenten hat. Sie liegt darin, dass die Verwundbarkeit einer einzigen, in die Jahre gekommenen Navigationsarchitektur immer schwerer zu ignorieren ist – und dass die technologischen Hürden für den Aufbau einer Alternative still und leise gefallen sind.
Kurz zusammengefasst
Xona Space Systems baut eine Konstellation aus 258 Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn, die Navigations- und Zeitsignale liefern sollen, die etwa 100-mal stärker sind als die von GPS. Stärkere Signale bedeuten bessere Leistung in Innenräumen, unter Vegetation und in Störumgebungen. Die Physik hinter diesem Ansatz ist nicht neu: Sie erinnert an das Transit-System der 1960er-Jahre. Was neu ist: Die Startkosten sind weit genug gesunken, um eine große LEO-Navigationskonstellation wirtschaftlich rentabel zu machen. Die ersten Serien-Satelliten sind für Ende 2026 geplant. Die weiterreichende Schlussfolgerung ist, dass die Satellitennavigation, die lange als gelöstes Problem galt, in eine Phase echter architektonischer Konkurrenz eintritt.
Basierend auf Berichten von Ars Technica.