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Etwa 60% der Weltbevölkerung (d. h. 4,5 Milliarden Menschen) haben derzeit keinen Zugang zum Internet. Ähnlich sieht das Bild bei den derzeit 15 Milliarden cyber-physischen Objekten des Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), wie z.B. vernetzten Robotern oder Maschinen, aus. Hier führt die Vielzahl sowie die geographische Verbreitung dieser Objekte bereits heute dazu, dass das vorhandene terrestrische Internet insbesondere in abgelegenen Regionen an seine Kapazitätsgrenzen stößt bzw. keinen Internetzugang bieten kann.

Vor dem Hintergrund, dass für das Jahr 2020 die Vernetzung von 50 bis 80 Milliarden cyber-physischen Objekten erwartet wird und die Anzahl dieser Geräte im IoT bis 2025 auf 100 Milliarden ansteigen soll, erhält dieses Dilemma eine besondere Bedeutung. Wissenschaftler wie Unternehmer sehen in diesem Zusammenhang, das IoT from Space als ein mögliches und vielversprechendes Technologie-Konzept zur Lösung dieser Herausforderung. Es beschreibt die Nutzung von weltraum-basierten Internettechnologien und Infrastrukturen als Kommunikationsplattform, um die Vielzahl an cyber-physischen Objekten und Entitäten des IoT zu vernetzen und insbesondere eine fehlerfreie und reibungslose Datenkommunikation (Quality of Service, QoS) im IoT zu garantieren. Ihm wird das Potential eingeräumt, als Ergänzung zu bestehenden terrestrischen Infrastrukturen, die erforderlichen Ressourcen im Kontext der Kommunikationstechnologien zur Verfügung zu stellen und als Rückgrat für das IoT zu fungieren.

Ausgangsbasis für das IoT from Space ist das bestehende satelliten-basierte Kommunikationsnetzwerk. Dieses wurde insbesondere aus speziellen Kommunikationsbedarfen einzelner ziviler bzw. militärischer Akteure entwickelt, um erste Kommunikationswege in abgelegenen Regionen, in der Luft oder auf See zu schaffen. So ist der Grundgedanke der Datenkommunikation mittels weltraum-basierter Infrastrukturen nicht neu. Neu hingegen ist die zunehmende Aufmerksamkeit von Akteuren mit unterschiedlichsten Hintergründen. Waren bislang vor allem staatlich finanzierte Forschungsakteure in der Entwicklung von weltraum-basierten Kommunikationsplattformen aktiv, treten nun verstärkt kommerziell ausgerichtete Unternehmen in dieses Feld. Im Zuge des industriellen Interesses sind erste weltraum-basierte IoT-Internettechnologien bereits heute Realität und eine milliardenschwere Industrie.

Dabei können die aktuell existierenden Anwendungen des IoT from Space, die vor allem auf geostationäre Satelliten aufgebaut sind, aufgrund ihrer relativ hohen Kapital- und Betriebsausgaben für die Datenübertragung nicht vollends überzeugen. Als Folge rücken Satellitenkonstellationen im erdnahen Orbit (Megakonstellationen) zunehmend in den Fokus. Diese Megakonstellationen bestehen aus einigen Hundert bis Tausend kleinen, kosten-effizienten erdnahen (Low Earth Orbit-, LEO-) Satelliten, die zusammen ein Kommunikationsnetzwerk aufspannen. Sie werden als die vorteilhaftere Satellitentechnologie bewertet, da sie beispielsweise die doppelte Internet-Kapazität im Vergleich zu GEO-Satelliten bereitstellen können und sich durch niedrigere Bereitstellungskosten auszeichnen. Ihre fortschreitende Entwicklung macht somit die Nutzung von Satellitentechnologien als Rückgrat für das IoT immer attraktiver. Neben Megakonstellationen sind High Throughput Satellites (HTS) zur Erreichung einer "Terabit-Konnektivität“ und Erfüllung verschiedener Kommunikationsanforderungen eine bedeutende technologische Entwicklung.

Die Vielzahl an Satelliten und intelligenten Objekten, welche zur Errichtung des IoT from Space benötigt werden, sollen insbesondere durch Fortschritte im Bereich der Fertigungstechnologien ermöglicht werden. Das Ziel ist eine erstmalige und kosteneffiziente Serien- bzw. Massenfertigung von Satelliten bzw. weltraum-basierten Kommunikationstechnologien. In diesem Zusammenhang sind die aktuellen Entwicklungen im Bereich der generativen Fertigung von entscheidendem Einfluss. Beispielsweise ermöglicht gedruckte Elektronik kostengünstige, mechanisch und funktional flexible Schaltungen, Sensoren und Aktuatoren, die sowohl die Fertigung von Satelliten als auch die Produktion von Objekten des IoT weiterentwickeln. Neben den additiven Fertigungstechnologien kann der Implementierung von modularen Konstruktionsweisen ebenfalls ein hohes Potential beigemessen werden, um die Herstellung und die Zuverlässigkeit von Satelliten signifikant zu verbessern. Außerdem beschäftigen sich aktuelle technologische Entwicklungen des IoT from Space mit Herausforderungen, welche Themen wie die Datenrate, den Datenschutz, die Interoperabilität zwischen terrestrischen und weltraum-basierten Infrastrukturen, die Quality of Experience bzw. den Durchsatz, die Latenz und die Kosten pro Bit unabhängig vom Standort, die Reichweite, die Resilienz und die dynamische Frequenzaufteilung zwischen terrestrischen und weltraum-basierten Infrastrukturen sowie die Erweiterung des nutzbaren Frequenzbereichs betreffen.