NASA Moonshot przetestuje komunikację laserową

Nowa technologia komunikacyjna, która ma zostać uruchomiona przez NASA w ten piątek, zapewni rekordową prędkość pobrań 600 megabitów na sekundę. Powstała sonda okrąży Księżyc i za pomocą laserów prześle komunikację z powrotem na Ziemię.

Moduł księżycowy: Inżynierowie z Wallops Flight Facility NASA przygotowują prace nad sondą księżycową, która przetestuje szerokopasmowy system komunikacji laserowej.

Plan wskazuje, w jaki sposób lasery mogą również zwiększyć zasięg naziemnego Internetu. Oczekuje się, że w ciągu kilku lat komercyjne internetowe usługi satelitarne będą wykorzystywać połączenia optyczne — zamiast dzisiejszych łączy radiowych — zapewniając znacznie większą przepustowość. startup z Wirginii, Komunikacja laserowa , jest na wczesnym etapie projektowania takiego systemu i ma nadzieję na wystrzelenie floty 12 satelitów w ciągu czterech lat.

Już teraz niektóre firmy zapewniają połączenia optyczne krótkiego zasięgu w powietrzu do takich zadań, jak łączenie budynków kampusowych lub biurowych, gdy przeszkoda, taka jak rzeka lub droga, uniemożliwia układanie światłowodów. Istnieje wiele technologii, które łączą się w nowe aplikacje i ulepszoną obsługę, a nie tylko jedną, mówi Heinz Willebrand, prezes i dyrektor generalny Lightpointe , firma z siedzibą w San Diego, której technologia zapewnia do 2,5 gigabitów na sekundę na kilkaset metrów.

Jedna nowa technologia zastosowana w sondach księżycowych NASA: nadprzewodnikowy detektor nanoprzewodów, schłodzony do trzech kelwinów. Ten gadżet, opracowany w MIT i jego Laboratorium Lincolna , jest przeznaczony do wykrywania pojedynczych fotonów wysłanych prawie ćwierć miliona mil z laserów podczerwonych na orbitującej sondie księżycowej, która jest wystrzeliwana w piątek do zmierzyć kurz w księżycowej atmosferze.

Nowy system komunikacji, nazwany Demonstracja księżycowej komunikacji laserowej , zapewni sześciokrotnie większą prędkość pobierania w porównaniu z najszybszym systemem radiowym używanym do komunikacji księżycowej. Do odebrania sygnału użyje teleskopów o średnicy poniżej jednego metra. Ale można by go przeprojektować tak, aby zapewniał 2,5 gigabita na sekundę, gdyby naziemny teleskop przeznaczony do wykrywania sygnałów został powiększony do średnicy trzech metrów, mówi Don Boroson, badacz z Lincoln Lab, który kierował projektem. To demonstruje pierwszą optyczną transmisję danych dla głębokiej misji kosmicznej. Jeśli zmienisz jego rozmiar i częściowo przeprojektujesz, możesz potencjalnie zrobić to na Marsie, mówi.

Ponieważ chmury blokują fotony, detektory są instalowane w trzech miejscach: po jednym w Kalifornii i Nowym Meksyku, a trzeci na Wyspach Kanaryjskich. Jednak w tej misji system będzie tylko testowany. Większość operacji będzie obsługiwana za pomocą technologii radiowych — ulepszonych wersji systemu, który w 1969 r. dostarczył Jeden mały krok Neila Armstronga do transmisji człowieka. Ale jeśli wszystko pójdzie dobrze, systemy optyczne prawdopodobnie zdominują transmisje kosmiczne w przyszłości, a systemy radiowe będą służyć jako utworzyć kopię zapasową.

Oprócz detektora nanoprzewodowego system opiera się na szybkim kodowaniu i dekodowaniu danych oraz oddzielnym zestawie obliczeń i regulacji, aby teleskopy były skierowane na siebie. Jest wiele nowych i ekscytujących technologii, mówi Boroson.

Ale to, co może być jeszcze bardziej ekscytujące dla żądnych przepustowości Ziemian, to perspektywa całkowicie optycznej sieci opartej na satelitach, która wzmocni sieć naziemną.

Laser Light Communications łączy komponenty do komercyjnego systemu, który zapewni w pełni optyczną łączność satelita-ziemia i satelita-satelita. Firma dąży do zwiększenia przepustowości Internetu na całym świecie za pomocą kosmicznej sieci optycznej, która uzupełni globalną sieć światłowodową (patrz Nowe oceany danych ).

Chodzi o to, że system będzie często tworzył krótsze połączenia obejmujące cały kontynent niż dostępne na ziemi, omijając wszelkie wąskie gardła. Co więcej, w przypadku awarii — takich jak przerwany podmorski kabel światłowodowy, który zaciemnił większość Bliskiego Wschodu i części Indii w 2008 roku (patrz Analiza upadku Internetu) — oferowałby alternatywne trasy i większą odporność.

Firma planuje pierwsze 48 stacji naziemnych dla swojego systemu. Jeśli chmury blokują łącza w dół lub łącza w górę w jednej lokalizacji, mogą one zrzucić dane do innego odbiorcy — być może oddalonego o kilkaset mil — osiągając bardzo wysoką niezawodność — mówi Robert Brumley, dyrektor generalny Pegasus Global Holdings , który uruchamia firmę opartą na finansowanych z funduszy federalnych badaniach obronnych w obszarze komunikacji optycznej.

Można by zainstalować znacznie więcej: detektory byłyby wystarczająco małe, aby można je było zamontować na dachu budynku biurowego lub nawet na ciężarówce, na przykład do obsługi przekazów telewizyjnych na żywo, dodaje Brumley.

W ramach tego systemu osiem satelitów krążących wokół planety na wysokości około 12 000 kilometrów zapewniłoby całkowitą przepustowość systemu na poziomie sześciu terabitów na sekundę – i prędkości pobierania 200 gigabitów na sekundę, około 100 razy szybciej niż dzisiejsze łącza radiowe. Dążymy do ogólnoświatowego zasięgu na poziomach usług i opcjach łączności, które wcześniej były niedostępne dla innych platform satelitarnych, mówi Brumley. Dodał, że głównym celem firmy jest zostanie hurtowym dostawcą pasma dla innych operatorów – być może nawet z innymi usługami satelitarnymi – a nie zostanie konkurentem.

Niedawno uruchomiona firma satelitarna O3B — która oznacza pozostałe trzy miliardy — zapewnia od 150 megabitów na sekundę do dwóch gigabitów na sekundę przy użyciu częstotliwości radiowych. Inne firmy, Intelsat oraz Inmarsat , zapewniają również prędkości na tym polu.

Inny pomysł na rozwój Internetu, Google Project Loon, przewiduje balony okrążające Ziemię w stratosferze, aby zapewnić pokrycie niedostatecznie obsługiwanych obszarów. Ale to również wykorzystałoby sygnały radiowe (patrz African Entrepreneurs Deflate Google’s Internet Balloon Idea), mówi Google.

ukryć