Ένας κινεζικός δορυφόρος σε γεωστατική τροχιά μετέδωσε δεδομένα μέσω λέιζερ πολύ χαμηλής ισχύος σε επίγειο σταθμό στα νοτιοδυτικά της χώρας, φτάνοντας την ταχύτητα ενός gigabit ανά δευτερόλεπτο. Η δοκιμή που πραγματοποιήθηκε στο Observatório του Lijiang, στο Yunnan, έδειξε ότι μια δέσμη μόλις 2 watt κατάφερε να ξεπεράσει το φράγμα των 36 χιλιάδων χιλιομέτρων και τις ακραίες ατμοσφαιρικές αναταράξεις. Το κατόρθωμα ανοίγει το δρόμο για πιο ανθεκτικές και αποτελεσματικές διαστημικές επικοινωνίες, σε αντίθεση με αυτό που μπορούν να κάνουν σήμερα οι δορυφόροι χαμηλής τροχιάς όπως ο Starlink.
Η ατμόσφαιρα πάνω από τις πανύψηλες κορυφές του Yunnan μετέτρεψε την ακτίνα λέιζερ σε ένα σπινθηροβόλο χάος. Ένας παλμός συνεκτικού φωτός που ξεκίνησε σε τροχιά λυγίστηκε, διασκορπίστηκε και κατακερματίστηκε σε πραγματικό χρόνο καθώς περνούσε μέσα από στρώματα αέρα με διαφορετικές θερμοκρασίες και πυκνότητες. Η παραμόρφωση άλλαζε κάθε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου. Quando η αμυδρή και άμορφη λάμψη τελικά άγγιξε το έδαφος στο παρατηρητήριο, είχε ήδη απλωθεί εκατοντάδες μέτρα. Apesar από σοβαρή υποβάθμιση, ο δέκτης εντόπισε μια ροή δεδομένων θαμμένη στα συντρίμμια.
Η στρατηγική Dupla ξεπερνά το ατμοσφαιρικό φράγμα
Η ομάδα με επικεφαλής τον Wu Jian, του Universidade του Correios και του Telecomunicações του Pequim, και του Liu Chao, του Academia Chinesa του Ciências, συνδύασε δύο τεχνικές μηχανικής που από μόνες τους δεν είχαν επιτύχει ποτέ τόσο αδύναμο πομπό ανά δευτερόλεπτο. Το Adaptive Optics χρησιμοποιεί έναν παραμορφώσιμο καθρέφτη με 357 μικροκάτοπτρα που κινούνται σε πραγματικό χρόνο για να διορθώσουν άμεσα την ατμοσφαιρική παραμόρφωση. Η λήψη διαφοροποίησης τρόπου λειτουργίας δέχεται τη βλάβη και αναζητά εναπομείναντα θραύσματα του διακοπτόμενου σήματος. Η μέθοδος Nenhum από μόνη της θα ξεπερνούσε το εμπόδιο. Juntos, μετέτρεψε το αδύνατο σε μετρημένη πραγματικότητα.
Η προσπίπτουσα δέσμη έφτασε αρχικά σε ένα στάδιο προσαρμοστικής οπτικής που μείωσε την παραμόρφωση αρκετά για την επόμενη φάση. Στη συνέχεια, το φως εισήλθε σε έναν μετατροπέα φωτός πολλαπλών επιπέδων που χώριζε το σήμα σε οκτώ ξεχωριστά χωρικά κανάλια. Ένας ψηφιακός επεξεργαστής αξιολόγησε και τους οκτώ και επέλεξε μόνο τους τρεις ισχυρότερους, απορρίπτοντας τους πέντε πιο θορυβώδεις. Ο συνδυασμός Essa ήταν η διαφορά:
- Aproveitamento του σήματος πριν από το συνδυασμένο σύστημα: 72%
- Aproveitamento μετά από ενσωμάτωση τεχνικών: 91,1%
- Επιτευχθέντα δεδομένα Taxa: 1 gigabit ανά δευτερόλεπτο
- Πομπός Potência: 2 Watt
- Distância: 36 χιλιάδες χιλιόμετρα
Σταθερή γεωστατική τροχιά στρατηγικής Vantagem
Οι δορυφόροι χαμηλής τροχιάς Terra όπως ο Starlink βρίσκονται σε τροχιά σε υψόμετρο μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα και επικοινωνούν με τερματικά μέσω ραδιοσυχνοτήτων. Ο κινεζικός δορυφόρος σε γεωστατική τροχιά βρίσκεται 60 φορές πιο μακριά και αντιμετωπίζει μια εκθετικά πιο περίπλοκη πρόκληση. Η δέσμη φωτός εξασθενεί πάρα πολύ με την απόσταση και μόνο. Porém, ένας γεωστατικός δορυφόρος δεν διασχίζει γρήγορα τον ορίζοντα. Το Ele αιωρείται σταθερά στον ουρανό, διατηρώντας μια συνεχή σύνδεση με έναν μόνο επίγειο σταθμό επ’ αόριστον.
Εφαρμογές Para που δεν ανέχονται μεταβάσεις ή διακοπές, αυτή η μονιμότητα αντισταθμίζει τη σημαντική απόσταση. Από αυτήν τη σταθερότητα εξαρτώνται από το Redes απόκρισης καταστροφών, τα ασφαλή στρατιωτικά κανάλια και τα ρελέ δεδομένων μεγάλου όγκου που πρέπει να λειτουργούν χωρίς διακοπή. Τα μήκη κύματος λέιζερ μεταφέρουν πολύ περισσότερα δεδομένα από τις ραδιοσυχνότητες και είναι πιο δύσκολο να υποκλαπούν ή να παρέμβουν. Η δοκιμή στο Lijiang έδειξε ότι μια πρακτική αρχιτεκτονική δέκτη μπορεί να γεφυρώσει το χάσμα χωρίς έναν πομπό τόσο ισχυρό που θα ήταν ανέφικτο σε τροχιά.
Το Inovação μεταφέρεται σε δέκτες στο Terra
Η καινοτομία της δοκιμής δεν ήταν ο κοινός πομπός 2 Watt. Τα Dois watt δεν σημαίνουν τίποτα στο διάστημα. Το σημείο καμπής ήταν η ικανότητα του δέκτη να ανακτήσει ένα σήμα ήδη κατεστραμμένο από την ατμόσφαιρα. Η ανακάλυψη Essa ανατρέπει τη συνηθισμένη αφήγηση για τις διαστημικές επικοινωνίες, η οποία επικεντρώνεται σε αυτό που εκτοξεύεται. Η κινεζική ομάδα μετέφερε τη σκληρή δουλειά σε εξελιγμένους επίγειους δέκτες.
Η εγκατάσταση του Lijiang δεν είναι καταναλωτικό προϊόν. Το τηλεσκόπιο 1,8 μέτρων, ο παραμορφώσιμος καθρέφτης, ο μετατροπέας φωτός πολλαπλών επιπέδων και ο επεξεργαστής σε πραγματικό χρόνο αποτελούν ένα ερευνητικό κέντρο. Η υποδομή Essa παίζει βασικό ρόλο: ένας μικρός αριθμός επίγειων σταθμών υψηλής χωρητικότητας που στέλνουν δορυφορικά δεδομένα σε επίγεια δίκτυα οπτικών ινών. Η δοκιμή ήταν μια μεμονωμένη επίδειξη υπό συγκεκριμένες συνθήκες, αλλά οι αριθμοί που κυκλοφόρησαν είναι πραγματικές μετρήσεις και όχι προσομοιώσεις. Το Tratam είναι μεμονωμένα δεδομένα, όχι εγγύηση μελλοντικής υπηρεσίας.
Το Segundo αναφέρει από το South China Morning Post, αυτή η ταχύτητα επιτρέπει σε μια ταινία υψηλής ευκρίνειας να ταξιδέψει από το Xangai στο Los Angeles σε λιγότερο από πέντε δευτερόλεπτα. Το επίτευγμα αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα στον αγώνα για ταχύτερες και πιο ανθεκτικές διαστημικές επικοινωνίες, ανοίγοντας προοπτικές για εφαρμογές εθνικής ασφάλειας και μαζική μετάδοση δεδομένων που απαιτούν πλεονασμό και εξαιρετική αξιοπιστία χωρίς διακοπή.