TeraNet 1, optyczna stacja naziemna WA na UWA. Źródło: Danail Obreschkow, Międzynarodowe Centrum Kosmiczne
Sieć „TeraNet” Uniwersytetu Australii Zachodniej, naziemnych stacji optycznych specjalizujących się w szybkiej komunikacji kosmicznej, pomyślnie odebrała sygnały laserowe z niemieckiego satelity znajdującego się na niskiej orbicie okołoziemskiej. Ten przełom toruje drogę do 1000-krotnego zwiększenia przepustowości komunikacji między kosmosem a Ziemią.
Test komunikacji laserowej TeraNet za pomocą OSIRISv1 stanowi krok w kierunku zastąpienia przestarzałych systemów radiowych szybkimi laserami do komunikacji kosmicznej w Australii Zachodniej. Dzięki funduszom rządów Australii sieć ma wspierać różnorodne misje, zwiększając możliwości przesyłania danych w wielu sektorach.
Przełomowy test komunikacji laserowej
Zespół TeraNet, kierowany przez profesora nadzwyczajnego Saschę Schediwy z węzła UWA w Międzynarodowym Centrum Badań Radioastronomicznych (ICRAR), odebrał sygnały laserowe z OSIRISv1, ładunku komunikacji laserowej z Instytutu Łączności i Nawigacji Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR). OSIRISv1 jest zainstalowany na satelicie Flying Laptop Uniwersytetu w Stuttgarcie. Sygnały wykryto za pomocą dwóch optycznych stacji naziemnych TeraNet podczas przelotów obok satelity w ubiegły czwartek.
„Ta demonstracja jest kluczowym pierwszym krokiem w ustanowieniu sieci komunikacji kosmicznej nowej generacji w Australii Zachodniej. Kolejne kroki obejmują połączenie tej sieci z innymi optycznymi stacjami naziemnymi opracowywanymi obecnie w Australii i na całym świecie” – powiedział profesor nadzwyczajny Schediwy.
Studenci pracujący z mobilną siecią łączności optycznej – TeraNet 3. Źródło: ICRAR
Zalety lasera nad radiem w komunikacji kosmicznej
Stacje naziemne TeraNet wykorzystują lasery zamiast tradycyjnych bezprzewodowych sygnałów radiowych do przesyłania danych między satelitami w kosmosie a użytkownikami na Ziemi. Lasery mogą potencjalnie przesyłać dane z szybkością tysiąca gigabitów na sekundę, ponieważ lasery działają na znacznie wyższych częstotliwościach niż fale radiowe, przez co w każdej sekundzie można upakować znacznie więcej danych.
Kierownik grupy astrofotoniki, profesor nadzwyczajny Sascha Schediwy. Źródło: ICRAR
Bezprzewodową technologię radiową wykorzystuje się do komunikacji z kosmosu od czasu wystrzelenia pierwszego satelity, Sputnika 1, prawie 70 lat temu i od tego czasu technologia ta pozostaje stosunkowo niezmieniona. W miarę wzrostu liczby satelitów w kosmosie i każdego nowego satelity zdolnego do generowania większej ilości danych, w przestrzeni kosmicznej występuje obecnie krytyczne wąskie gardło w przesyłaniu danych z powrotem na Ziemię.
Pokonywanie wyzwań pogodowych w komunikacji laserowej
Komunikacja laserowa doskonale nadaje się do rozwiązania tego problemu, ale wadą jest to, że sygnały laserowe mogą zostać przerwane przez chmury i deszcz. Zespół TeraNet łagodzi tę wadę, ustanawiając sieć trzech stacji naziemnych rozmieszczonych w całej Australii Zachodniej. Oznacza to, że jeśli w jednej stacji naziemnej jest pochmurno, satelita może pobrać dane do innej lokalizacji przy czystym niebie.
Ponadto jedna z dwóch stacji naziemnych TeraNet, które odebrały satelitarny sygnał laserowy, jest zbudowana z tyłu specjalnie zbudowanej ciężarówki Jeep. Oznacza to, że można go szybko wdrożyć w miejscach wymagających ultraszybkiej komunikacji kosmicznej, np. w odległych społecznościach, w których tradycyjne łącza komunikacyjne zostały zerwane z powodu klęsk żywiołowych.
Wpływ na operacje na Ziemi i w przestrzeni kosmicznej
Szybka komunikacja laserowa z kosmosu zrewolucjonizuje przesyłanie danych dla satelitów obserwacyjnych Ziemi, znacząco usprawni i zabezpieczy wojskowe sieci komunikacyjne oraz wzmocni bezpieczne zdalne operacje w sektorach takich jak autonomiczne operacje wydobywcze, a także krajowe planowanie katastrof i reagowanie na nie.
Zespół TeraNet z siedzibą w ICRAR otrzymał fundusze od rządu Australii, rządu Australii Zachodniej i UWA w 2023 r. w ramach projektu Moon Australijskiej Agencji Kosmicznej mającego na celu Mars Program dotacji misji demonstracyjnej. Projekt o wartości 6,3 mln dolarów wspiera budowę trzech optycznych stacji naziemnych TeraNet w Australii Zachodniej, a Niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR) zapewni w naturze dostęp do swoich satelitów na orbicie wyposażonych w komunikację laserową.
Rozwijająca się sieć TeraNet i przyszłe cele
TeraNet będzie wspierać wiele międzynarodowych misji kosmicznych działających między niską orbitą okołoziemską a Księżycem, wykorzystując zarówno sprawdzone konwencjonalne standardy komunikacji optycznej, jak i bardziej zaawansowane technologie optyczne, w tym komunikację w przestrzeni kosmicznej, ultraszybką spójną komunikację, komunikację zabezpieczoną kwantowo i optyczną. pozycjonowanie i synchronizacja.
Sieć składa się ze stacji naziemnej na UWA, drugiej stacji naziemnej w Mingenew Space Precinct 300 km na północ od Perth oraz mobilnej stacji naziemnej, która jest oddana do użytku w Europejska Agencja Kosmicznaw New Norcia.
