«TeraNet» Университета Западной Австралии, сеть оптических наземных станций, специализирующихся на высокоскоростной космической связи, успешно приняла лазерный сигнал с немецкого спутника на низкой околоземной орбите. Прорыв открывает путь к 1,000-кратному увеличению пропускной способности связи между космосом и Землей.
TeraNet 1, Западно-Австралийская оптическая наземная станция в Университете Западной Австралии. Изображение предоставлено: Данаил Обрешков, Международный космический центр
Испытание лазерной связи TeraNet с OSIRISv1 знаменует собой шаг вперед для Западной Австралии в замене устаревших радиосистем высокоскоростными лазерами в космической связи. Финансируемая австралийским правительством, сеть предназначена для поддержки различных миссий и улучшения возможностей передачи данных в различных секторах.
Команда TeraNet под руководством доцента Саши Шедиви из узла Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) при Университете Западной Австралии получила лазерные сигналы от OSIRISv1, полезной нагрузки лазерной связи в Институте связи и навигации Немецкого аэрокосмического центра (DLR). OSIRISv1 установлен на спутнике Flying Laptop Штутгартского университета. Сигналы были обнаружены с помощью двух оптических наземных станций TeraNet во время пролета спутника в прошлый четверг.
«Эта демонстрация является важным первым шагом в создании сети космической связи следующего поколения в Западной Австралии. Следующие шаги включают подключение сети к другим оптическим наземным станциям, которые в настоящее время разрабатываются в Австралии и по всему миру», — сказал доцент Шедиви.
Студенты используют TeraNet 3, мобильную оптическую сеть связи. Источник: ICRAR
Наземные станции TeraNet используют лазеры, а не традиционные беспроводные радиосигналы, для передачи данных между спутниками в космосе и пользователями на Земле. Поскольку лазеры работают на гораздо более высоких частотах, чем радио, объем данных, которые могут быть переданы в секунду, может потенциально достигать 1,000 гигабит.
Технология беспроводной радиосвязи использовалась для космической связи с момента запуска первого искусственного спутника, Спутника 1, почти 70 лет назад, и с тех пор технология оставалась относительно неизменной. Поскольку количество спутников в космосе увеличивается, и каждый новый спутник генерирует больше данных, в настоящее время в космосе возникло ключевое узкое место с точки зрения передачи этих данных обратно на Землю.
Лазерная связь хорошо подходит для решения этой проблемы, но недостатком является то, что лазерные сигналы могут быть нарушены облаками и дождем. Команда TeraNet смягчает этот недостаток, создавая сеть из трех наземных станций, распределенных по Западной Австралии. Это означает, что если на одной наземной станции облачно, спутник может загружать данные на другую наземную станцию, где солнечно.
Кроме того, одна из двух наземных станций TeraNet, которая принимает лазерный сигнал спутника, построена на задней части специально построенного джипа. Это означает, что ее можно быстро развернуть в местах, где требуется сверхбыстрая космическая связь, например, в удаленных общинах, отрезанных от традиционных каналов связи из-за стихийных бедствий.
Высокоскоростная лазерная связь из космоса произведет революцию в передаче данных со спутников наблюдения за Землей, значительно повысит безопасность военных сетей связи и обеспечит надежные удаленные операции в таких секторах, как автономные горнодобывающие операции, а также национальное планирование и реагирование на стихийные бедствия.
Команда TeraNet в ICRAR получила финансирование от австралийского правительства, правительства Западной Австралии и Университета Западной Австралии в 2023 году в рамках программы финансирования «Демонстрационной миссии с Луны на Марс» Австралийского космического агентства. Проект стоимостью 6,3 млн долларов поддерживает строительство трех оптических наземных станций TeraNet в Западной Австралии, при этом Германский аэрокосмический центр (DLR) предоставляет свой орбитальный спутник, оснащенный лазерным коммуникационным оборудованием в натуральной форме.
TeraNet будет поддерживать многочисленные международные космические миссии, работающие между низкой околоземной орбитой и Луной, используя как проверенные традиционные стандарты оптической связи, так и более передовые оптические технологии, включая связь в дальнем космосе, сверхскоростную когерентную связь, квантовую защищенную связь, а также оптическое позиционирование и синхронизацию.
Сеть включает наземную станцию в Университете Западной Австралии, вторую наземную станцию в космическом районе Мингенью, в 300 километрах к северу от Перта, и мобильную наземную станцию, вводимую в эксплуатацию на новом объекте Европейского космического агентства в Норсии.
