TeraNet 1, תחנת הקרקע האופטית של WA ב-UWA. קרדיט: Danail Obreschkow, מרכז החלל הבינלאומי
'TeraNet' של אוניברסיטת מערב אוסטרליה, רשת של תחנות קרקע אופטיות המתמחות בתקשורת חלל במהירות גבוהה, קיבלה בהצלחה אותות לייזר מלוויין גרמני במסלול נמוך של כדור הארץ. פריצת דרך זו סוללת את הדרך להגדלה של פי 1,000 ברוחב הפס של התקשורת בין החלל לכדור הארץ.
מבחן תקשורת הלייזר של TeraNet עם OSIRISv1 מסמן צעד לקראת החלפת מערכות רדיו מיושנות בלייזרים מהירים לתקשורת חלל במערב אוסטרליה. עם מימון מממשלות אוסטרליה, הרשת שואפת לתמוך במשימות מגוונות, תוך שיפור יכולות העברת הנתונים במגזרים מרובים.
מבחן תקשורת לייזר פורץ דרך
צוות TeraNet, בראשותו של פרופסור-משנה סאשה Schediwy מצומת UWA במרכז הבינלאומי לחקר אסטרונומיה ברדיו (ICRAR), קיבלו אותות לייזר מ-OSIRISv1, מטען תקשורת לייזר מהמכון לתקשורת וניווט של המרכז הגרמני לתעופה וחלל (DLR). OSIRISv1 מותקן בלוויין Flying Laptop של אוניברסיטת שטוטגרט. האותות זוהו באמצעות שתיים מתחנות הקרקע האופטיות של TeraNet במהלך טיסה של הלוויין ביום חמישי שעבר.
"ההדגמה הזו היא הצעד הראשון הקריטי בהקמת רשת תקשורת חלל מהדור הבא ברחבי מערב אוסטרליה. הצעדים הבאים כוללים הצטרפות לרשת זו לתחנות קרקע אופטיות אחרות המפותחות כעת באוסטרליה וברחבי העולם", אמר פרופסור חבר Schediwy.
סטודנטים העובדים עם רשת התקשורת האופטית הניידת – TeraNet 3. קרדיט: ICRAR
היתרונות של לייזר על רדיו בתקשורת בחלל
תחנות הקרקע של TeraNet משתמשות בלייזרים, במקום אותות רדיו אלחוטיים מסורתיים, כדי להעביר נתונים בין לוויינים בחלל ומשתמשים בכדור הארץ. לייזרים יכולים להעביר נתונים ב-1000 שניות של גיגה-ביט לשנייה, מכיוון שלייזרים פועלים בתדרים גבוהים בהרבה מרדיו, כך שניתן לארוז הרבה יותר נתונים בכל שנייה.
ראש קבוצת אסטרופוטוניקה, פרופסור-משנה Sascha Schediwy. קרדיט: ICRAR
טכנולוגיית רדיו אלחוטי שימשה לתקשורת מהחלל מאז שיגור הלוויין הראשון, ספוטניק 1, לפני כמעט 70 שנה, והטכנולוגיה נותרה ללא שינוי יחסית מאז. ככל שמספר הלוויינים בחלל גדל, כאשר כל לוויין חדש מסוגל לייצר יותר נתונים, יש כעת צוואר בקבוק קריטי בחלל בהחזרת הנתונים לכדור הארץ.
התגברות על אתגרי מזג האוויר בתקשורת לייזר
תקשורת לייזר מתאימה באופן מושלם לפתרון בעיה זו, אך החיסרון הוא שאותות לייזר עלולים להיקטע על ידי עננים וגשם. צוות TeraNet מפחית את החיסרון הזה, על ידי הקמת רשת של שלוש תחנות קרקע הפרוסות ברחבי מערב אוסטרליה. המשמעות היא שאם מעונן באתר תחנת קרקע אחת, הלוויין יכול להוריד את הנתונים שלו לאתר אחר עם שמיים בהירים.
בנוסף, אחת משתי תחנות הקרקע של TeraNet שקיבלו את אות הלייזר הלווייני בנויה על גבו של משאית ג'יפ בהתאמה אישית. המשמעות היא שניתן לפרוס אותו במהירות לאתרים הזקוקים לתקשורת חלל מהירה במיוחד, כמו קהילות מרוחקות שבהן נותקו קישורי תקשורת מסורתיים עקב אסונות טבע.
השפעה על פעולות כדור הארץ והחלל
תקשורת לייזר מהירה מהחלל תחולל מהפכה בהעברת נתונים עבור לווייני תצפית על כדור הארץ, תשפר ואבטחה משמעותית את רשתות התקשורת הצבאיות, ותחזק פעולות מרוחקות מאובטחות למגזרים כמו פעולות כרייה אוטונומיות, כמו גם תכנון ותגובות לאסונות לאומיים.
צוות TeraNet מבוסס ICRAR קיבל מימון מממשלת אוסטרליה, ממשלת מערב אוסטרליה ו-UWA בשנת 2023 כחלק מהירח של סוכנות החלל האוסטרלית. מַאְדִים תוכנית מענק משימת מפגין. הפרויקט של 6.3 מיליון דולר תומך בבניית שלוש תחנות הקרקע האופטיות של TeraNet במערב אוסטרליה, כאשר המרכז הגרמני לתעופה וחלל (DLR) מספק גישה בעין ללוויינים המצויידים בלייזר במסלול שלהם.
הרשת המתרחבת של TeraNet ויעדים עתידיים
TeraNet תתמוך במספר משימות חלל בינלאומיות הפועלות בין מסלול כדור הארץ נמוך לירח, תוך שימוש הן בתקני תקשורת אופטית קונבנציונלית מוכחת והן בטכנולוגיות אופטיות מתקדמות יותר כולל תקשורת בחלל עמוק, תקשורת קוהרנטית במהירות גבוהה, תקשורת מאובטחת קוונטית ואופטית. מיקום ותזמון.
הרשת כוללת תחנת קרקע ב-UWA, תחנת קרקע שנייה במתחם החלל מינגניו 300 ק"מ צפונית לפרת', ותחנת קרקע ניידת המופעלת ב- סוכנות החלל האירופיתהמתקן החדש של Norcia.
