Το «TeraNet» του Πανεπιστημίου της Δυτικής Αυστραλίας, ένα δίκτυο οπτικών επίγειων σταθμών που ειδικεύονται στις διαστημικές επικοινωνίες υψηλής ταχύτητας, έλαβε με επιτυχία ένα σήμα λέιζερ από έναν γερμανικό δορυφόρο σε χαμηλή τροχιά της Γης. Η σημαντική ανακάλυψη ανοίγει το δρόμο για 1,000-αύξηση του εύρους ζώνης των επικοινωνιών μεταξύ του διαστήματος και της Γης.
TeraNet 1, ο οπτικός επίγειος σταθμός της Δυτικής Αυστραλίας στο Πανεπιστήμιο της Δυτικής Αυστραλίας. Πίστωση εικόνας: Danail Obreschkow, Διεθνές Διαστημικό Κέντρο
Η δοκιμή επικοινωνίας με λέιζερ της TeraNet με το OSIRISv1 σηματοδοτεί ένα βήμα προόδου για τη Δυτική Αυστραλία στην αντικατάσταση των απαρχαιωμένων ραδιοφωνικών συστημάτων με λέιζερ υψηλής ταχύτητας στις διαστημικές επικοινωνίες. Χρηματοδοτούμενο από την Αυστραλιανή Κυβέρνηση, το δίκτυο έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει μια ποικιλία αποστολών και να βελτιώνει τις δυνατότητες μετάδοσης δεδομένων σε πολλούς τομείς.
Η ομάδα TeraNet, με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Sascha Schediwy στον κόμβο του Πανεπιστημίου της Δυτικής Αυστραλίας του Διεθνούς Κέντρου Έρευνας Ραδιοαστρονομίας (ICRAR), έλαβε σήματα λέιζερ από το OSIRISv1, ένα ωφέλιμο φορτίο επικοινωνιών λέιζερ στο Ινστιτούτο Επικοινωνιών του Γερμανικού Αεροδιαστημικού Κέντρου (DLR). και Πλοήγηση. Το OSIRISv1 είναι τοποθετημένο στον δορυφόρο Flying Laptop του Πανεπιστημίου της Στουτγάρδης. Τα σήματα εντοπίστηκαν χρησιμοποιώντας δύο επίγειους οπτικούς σταθμούς TeraNet κατά τη διάρκεια πτήσης του δορυφόρου την περασμένη Πέμπτη.
"Αυτή η επίδειξη είναι ένα κρίσιμο πρώτο βήμα για τη δημιουργία ενός δικτύου διαστημικών επικοινωνιών επόμενης γενιάς στη Δυτική Αυστραλία. Τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν τη σύνδεση του δικτύου με άλλους οπτικούς επίγειους σταθμούς που αναπτύσσονται αυτήν τη στιγμή στην Αυστραλία και σε όλο τον κόσμο", δήλωσε ο αναπληρωτής καθηγητής Schediwy.
Μαθητές που χρησιμοποιούν το TeraNet 3, ένα κινητό οπτικό δίκτυο επικοινωνιών. Πηγή: ICRAR
Οι επίγειοι σταθμοί TeraNet χρησιμοποιούν λέιζερ, αντί για παραδοσιακά ασύρματα ραδιοφωνικά σήματα, για τη μετάδοση δεδομένων μεταξύ των δορυφόρων στο διάστημα και των χρηστών στη Γη. Επειδή τα λέιζερ λειτουργούν σε πολύ υψηλότερες συχνότητες από το ραδιόφωνο, η ποσότητα των δεδομένων που μπορεί να μεταδοθεί ανά δευτερόλεπτο μπορεί ενδεχομένως να φτάσει το 1,000 gigabit.
Η τεχνολογία ασύρματου ραδιοφώνου έχει χρησιμοποιηθεί για διαστημικές επικοινωνίες από την εκτόξευση του πρώτου τεχνητού δορυφόρου, του Sputnik 1, σχεδόν πριν από 70 χρόνια, και η τεχνολογία έχει παραμείνει σχετικά αμετάβλητη από τότε. Καθώς ο αριθμός των δορυφόρων στο διάστημα αυξάνεται και κάθε νέος δορυφόρος παράγει περισσότερα δεδομένα, έχει πλέον εμφανιστεί ένα βασικό σημείο συμφόρησης στο διάστημα όσον αφορά την επιστροφή αυτών των δεδομένων στη Γη.
Οι επικοινωνίες λέιζερ είναι κατάλληλες για την επίλυση αυτού του προβλήματος, αλλά το μειονέκτημα είναι ότι τα σήματα λέιζερ μπορεί να διαταραχθούν από τα σύννεφα και τη βροχή. Η ομάδα της TeraNet μετριάζει αυτό το μειονέκτημα δημιουργώντας ένα δίκτυο τριών επίγειων σταθμών σε όλη τη Δυτική Αυστραλία. Αυτό σημαίνει ότι εάν ένας επίγειος σταθμός είναι συννεφιασμένος, ο δορυφόρος μπορεί να πραγματοποιήσει λήψη δεδομένων σε έναν άλλο επίγειο σταθμό όπου έχει ηλιοφάνεια.
Επιπλέον, ένας από τους δύο επίγειους σταθμούς TeraNet που λαμβάνει το σήμα λέιζερ του δορυφόρου είναι χτισμένος στο πίσω μέρος ενός ειδικά κατασκευασμένου τζιπ. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να αναπτυχθεί γρήγορα σε τοποθεσίες όπου χρειάζονται εξαιρετικά γρήγορες διαστημικές επικοινωνίες, όπως απομακρυσμένες κοινότητες αποκομμένες από τις παραδοσιακές επικοινωνιακές συνδέσεις λόγω φυσικών καταστροφών.
Οι επικοινωνίες λέιζερ υψηλής ταχύτητας από το διάστημα θα φέρουν επανάσταση στη μετάδοση δεδομένων από δορυφόρους παρατήρησης της Γης, θα ενισχύσουν σημαντικά την ασφάλεια των στρατιωτικών δικτύων επικοινωνιών και θα υποστηρίξουν ασφαλείς απομακρυσμένες λειτουργίες σε τομείς όπως οι αυτόνομες επιχειρήσεις εξόρυξης, καθώς και ο εθνικός σχεδιασμός και αντιμετώπιση καταστροφών.
Η ομάδα TeraNet στο ICRAR έλαβε χρηματοδότηση από την Αυστραλιανή Κυβέρνηση, την Κυβέρνηση της Δυτικής Αυστραλίας και το Πανεπιστήμιο της Δυτικής Αυστραλίας το 2023 ως μέρος του προγράμματος χρηματοδότησης «Αποστολή Επίδειξης από τη Σελήνη στον Άρη» της Αυστραλιανής Διαστημικής Υπηρεσίας. Το έργο 6,3 εκατομμυρίων δολαρίων υποστηρίζει την κατασκευή τριών επίγειων οπτικών σταθμών TeraNet στη Δυτική Αυστραλία, με το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο (DLR) να παρέχει τον δορυφόρο σε τροχιά εξοπλισμένο με εξοπλισμό επικοινωνιών λέιζερ σε είδος.
Το TeraNet θα υποστηρίξει πολλαπλές διεθνείς διαστημικές αποστολές που λειτουργούν μεταξύ χαμηλής τροχιάς της Γης και της Σελήνης, χρησιμοποιώντας τόσο αποδεδειγμένα παραδοσιακά πρότυπα οπτικής επικοινωνίας όσο και πιο προηγμένες οπτικές τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων επικοινωνιών στο βάθος, συνεκτικών επικοινωνιών εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας, κβαντικών ασφαλών επικοινωνιών και οπτικού εντοπισμού θέσης και συγχρονισμός.
Το δίκτυο περιλαμβάνει έναν επίγειο σταθμό στο Πανεπιστήμιο της Δυτικής Αυστραλίας, έναν δεύτερο επίγειο σταθμό στον διαστημικό χώρο Mingenew, 300 χιλιόμετρα βόρεια του Περθ, και έναν κινητό επίγειο σταθμό που τίθεται σε λειτουργία στις νέες εγκαταστάσεις Norcia της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας.
