Новый «лазерный» проект, запускаемый в штате Западная Австралия, может произвести революцию в глобальных коммуникациях. Исследователи утверждают, что две оптические наземные станции в стратегически расположенной сети успешно приняли лазерные сигналы с немецкого спутника, что открывает путь к увеличению пропускной способности связи «космос-Земля» в ошеломляющие 1000 раз.
Инициатива «TeraNet» возглавляется ученым-астрофотоником Сашей Шедиви из Университета Западной Австралии (WA) и финансируется демонстрационной миссией Австралийского космического агентства «Луна-Марс».
«Основная цель проекта — внести вклад в реализацию видения Австралии относительно следующего поколения космических исследований», — сказал Шедиви.
С момента запуска Spuntik I в 1957 году спутники общались посредством радиоволн. Их низкочастотный сигнал ограничивает их возможности по передаче данных, и после почти 70 лет развития радиоволновая связь становится неспособной удовлетворить огромный спрос на передачу данных.
«Дело дошло до крайности, но сейчас оно действительно достигло узкого места», — сказал Шедиви.
С тысячами спутников, вращающихся вокруг Земли, собирается огромный объем данных, которые необходимо отправить обратно. Высокочастотная лазерная связь может стать решением.
«Перейдя на инфракрасные лазерные лучи для связи, мы получаем в 100 или 1000 раз большую пропускную способность», — сказал Шедиви.
Исследователи надеются, что среди множества потенциальных применений эта мощная система спутниковой связи поможет людям почувствовать себя более связанными с исследованием космоса, чем когда-либо прежде.
«Мы можем получить несколько ракурсов камер и видеоматериалы в формате 4K о следующей высадке людей на Луне», — сказал Шедиви. «Это действительно захватывающий аспект технологии, я думаю».
Традиционные радиокоммуникации, как правило, имеют широкую зону вещания , что может привести к перекрытию и помехам между радиосигналами . Коротковолновые сигналы, используемые TeraNet, будут более сфокусированными.
«С оптическими сигналами ваш луч может иметь ширину не 100 километров, а 100 метров. Таким образом, вы фактически нацеливаетесь на отдельного пользователя на земле», — сказал Шедиви.
При таких явных преимуществах может показаться удивительным, что оптическая связь не получила более широкого распространения. Но эти лазерные системы имеют недостаток.
В отличие от своих радиоволновых аналогов, целевые сигналы коротковолнового диапазона подвержены помехам. Лазеры легко прерываются облаками, что делает их ненадежным вариантом для спутниковой связи.
Команда нашла удивительно простое решение. Система будет иметь наземные станции в нескольких местах в Западной Австралии, подключенные к одной сети, так что, будем надеяться, по крайней мере одна станция всегда будет иметь четкую связь со спутником.
«Если в Перте облачно, спутник может загрузить данные в Мингенью, в 300 километрах к северу», — сказал Шедиви.
Если обе станции в Перте и Мингенью будут заблокированы облаком, у программы TeraNet есть последний туз в рукаве: дополнительный приемник наземной станции, установленный на задней части джипа, который можно вывезти в любые необходимые координаты для достижения наилучшего сигнала.
Если эта первоначальная сеть из трех станций окажется успешной, команда уже планирует сотрудничать с другими организациями на восточном побережье Австралии и в Новой Зеландии для создания австралийской сети оптических наземных станций, и это только начало.
«Западная Австралия географически идеально расположена, чтобы стать частью глобальной коммуникационной инфраструктуры, с контролем над большой частью Индийского океана и выходом в Юго-Восточную Азию и полярный регион», — сказал Шедиви в интервью.
После создания глобальная оптическая коммуникационная сеть обеспечит непрерывную сверхбыструю загрузку спутниковых данных. Это может изменить ситуации, требующие быстрого обмена большими объемами данных, например, при ликвидации последствий стихийных бедствий.
Возможно, сейчас это всего три наземные станции, но это потенциально может ознаменовать начало новой космической эры связи.
«Эта демонстрация — важный первый шаг», — говорит Шедиви.
