University of Western Australias 'TeraNet', et nettverk av optiske bakkestasjoner som spesialiserer seg på høyhastighets romkommunikasjon, har med suksess mottatt et lasersignal fra en tysk satellitt med lav bane rundt jorden. Gjennombruddet baner vei for en 1,000-dobling av båndbredden for kommunikasjon mellom verdensrommet og jorden.
TeraNet 1, Western Australian Optical Ground Station ved University of Western Australia. Bildekreditt: Danail Obreschkow, International Space Center
TeraNets laserkommunikasjonstest med OSIRISv1 markerer et skritt fremover for Vest-Australia når det gjelder å erstatte utdaterte radiosystemer med høyhastighetslasere i romkommunikasjon. Nettverket er finansiert av den australske regjeringen og er designet for å støtte en rekke oppdrag og forbedre dataoverføringskapasiteter på tvers av flere sektorer.
TeraNet-teamet, ledet av førsteamanuensis Sascha Schediwy ved University of Western Australia-noden til International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), mottok lasersignaler fra OSIRISv1, en laserkommunikasjonsnyttelast ved German Aerospace Center (DLR) Institute for Communications og navigasjon. OSIRISv1 er montert på University of Stuttgarts Flying Laptop-satellitt. Signalene ble oppdaget ved hjelp av to TeraNet optiske bakkestasjoner under en forbiflyvning av satellitten sist torsdag.
"Denne demonstrasjonen er et kritisk første skritt i å etablere et neste generasjons romkommunikasjonsnettverk i Vest-Australia. De neste trinnene inkluderer å koble nettverket til andre optiske bakkestasjoner som for tiden utvikles i Australia og rundt om i verden," sa førsteamanuensis Schediwy.
Studenter som bruker TeraNet 3, et mobilt optisk kommunikasjonsnettverk. Kilde: ICRAR
TeraNet bakkestasjoner bruker lasere, i stedet for tradisjonelle trådløse radiosignaler, for å overføre data mellom satellitter i verdensrommet og brukere på jorden. Fordi lasere opererer med mye høyere frekvenser enn radio, kan mengden data som kan overføres per sekund potensielt være så høy som 1,000 gigabit.
Trådløs radioteknologi har blitt brukt til romkommunikasjon siden lanseringen av den første kunstige satellitten, Sputnik 1, for nesten 70 år siden, og teknologien har holdt seg relativt uendret siden den gang. Etter hvert som antallet satellitter i verdensrommet øker, og hver nye satellitt genererer mer data, har det nå dukket opp en viktig flaskehals i verdensrommet når det gjelder å få disse dataene tilbake til jorden.
Laserkommunikasjon er godt egnet for å løse dette problemet, men ulempen er at lasersignaler kan forstyrres av skyer og regn. TeraNet-teamet avhjelper denne mangelen ved å sette opp et nettverk av tre bakkestasjoner spredt over Vest-Australia. Dette betyr at hvis en bakkestasjon er overskyet, kan satellitten laste ned data til en annen bakkestasjon der det er sol.
I tillegg er en av de to TeraNet bakkestasjonene som mottar satellittens lasersignal bygget på baksiden av en spesialbygd jeep. Dette betyr at den raskt kan distribueres til steder der ultrarask romkommunikasjon er nødvendig, for eksempel fjerntliggende lokalsamfunn avskåret fra tradisjonelle kommunikasjonsforbindelser av naturkatastrofer.
Høyhastighets laserkommunikasjon fra verdensrommet vil revolusjonere dataoverføring fra jordobservasjonssatellitter, i stor grad forbedre sikkerheten til militære kommunikasjonsnettverk og støtte sikre fjernoperasjoner i sektorer som autonome gruveoperasjoner, samt nasjonal katastrofeplanlegging og respons.
TeraNet-teamet ved ICRAR mottok midler fra den australske regjeringen, den vestlige australske regjeringen og University of Western Australia i 2023 som en del av Australian Space Agencys finansieringsprogram "Moon to Mars Demonstration Mission". Prosjektet på 6,3 millioner dollar støtter byggingen av tre TeraNet optiske bakkestasjoner i Vest-Australia, med German Aerospace Center (DLR) som leverer sin satellitt i bane utstyrt med laserkommunikasjonsutstyr i natura.
TeraNet vil støtte flere internasjonale romoppdrag som opererer mellom lav bane rundt jorden og månen, ved å bruke både velprøvde tradisjonelle optiske kommunikasjonsstandarder og mer avanserte optiske teknologier, inkludert dypromskommunikasjon, ultra-høyhastighets sammenhengende kommunikasjon, kvantesikker kommunikasjon og optisk posisjonering og timing.
Nettverket inkluderer en bakkestasjon ved University of Western Australia, en andre bakkestasjon ved Mingenew Space Precinct, 300 kilometer nord for Perth, og en mobil bakkestasjon som settes i drift ved European Space Agencys nye Norcia-anlegg.
