ارتباطات ليزري فناوري مورد استفاده در ناسا و پروژه استارلينك
امروزه سازمانهاي فضايي براي انتقال اطلاعات از فضا به زمين از ارتباطات راديويي استفاده ميكنند. كه در اين ميان سازمان ناسا و شركت اسپيس ايكس در حال حركت به سمت استفاده از ارتباطات ليزري هستند. ايلان ماسك اعلام كرده است آخرين گروه از ماهوارههاي اينترنت استارلينك اسپيس ايكس، به ارتباطات ليزري مجهز هستند. در جديدترين ماهوارههاي پرتاب شده استارلينك از فناوري ليزر استفاده ميشود.
ارتباطات ليزري يكي از نوآوريهاي در حال ظهور
با اين حال، ارتباط ليزري يك نوآوري در حال ظهور است كه بخش فضايي و صنعت مخابرات زمين را به ارتفاعات جديدي خواهد برد. اين ارتباطات به اين معني است كه نيازي به كابلهاي فيبر نوري نيست. و بر اساس پيشرفتهاي اخير مخابراتي ساخته ميشوند. اين نوآوريها در ارتباط با ماهوارهها كار ميكنند و جريان دادهها را به زمين بهبود ميبخشند. تا انسانها بتوانند تله متري(ضبط و انتقال خودكار دادهها از منابع از راه دور يا غير قابل دسترسي به يك سيستم IT در مكاني متفاوت براي نظارت و تجزيه و تحليل است) بيشتري را منتقل كنند، كه امكان كاوش عميقتر در فضا را فراهم ميكند.
راه اندازي ارتباطات ليزر
ارتباط هاي ليزري به عنوان سرعت نوري هم شناخته ميشود. زيرا از سرعت نور براي ارسال اطلاعات استفاده ميكند. در سالهاي اخير، صنايع تجاري بر توسعه سيستمهاي ليزري فضا براي استفاده در مدار پايين زمين (LEO) متمركز شدهاند. شركتها در بخش NewSpace و مجاور آن در صورت فلكي ماهوارهاي سرمايه گذاري كردهاند كه از ارتباطات ليزري براي ارائه پوشش پهناي باند گسترده استفاده ميكنند. صورتهاي فلكي تجاري به پيوندهاي فركانس راديويي براي ارسال دادهها به زمين متكي هستند، فناوري جديد ميتواند ليزرها را براي ارتباطات در فضا به زمين پياده سازي كند. ناسا با كمك شركتهاي خصوصي ثابت ميكند كه ميتواند يك مبتكر بزرگ در فناوري ليزر باشد.
ارتباطات ليزري چگونه كار ميكند؟
ليزرها به صورت دقيقتري به گيرندهها هدايت ميشوند، در حالي كه امواج راديويي به صورت همگاني پخش ميشوند و دادهها در ريسك بالاتري براي شنود قرار ميگيرند. عرضه و ايجاد تكنولوژي ارتباطات ليزري باعث كاهش سرعت پرتاب ماهوارهاي استارلينك شده است. علاوه بر آن توليد ترمينالهاي ليرزي هزينه گرانتري دارد. ايجاد اين ارتباط هاي ليزري و ماهوارهاي ميتواند، سرعت ارتباطات را افزايش داده و ميزان تاخير در دسترسي به دادهها را پايين بياورد. ارائه اين تكنولوژي همانند گذر از كابلهاي مسي در شبكههاي اينترنتي خانگي به كابلهاي فيبر نوري است. ايلان ماسك در توييتي دربارهي اين فناوري جديد گفته: ارتباط ليزري در مدار ميتواند به سبب سرعت بالاتر از نور در خلاء و فاصله كمتر نسبت به فيبرهاي زير دريا، تاخير ناشي از فاصلههاي طولاني را تا 50 درصد كاهش دهد.
تجاري سازي فناوري ارتباط ليزري
ناسا از دههي 1980 مجموعهاي از ماهوارههاي رديابي و رلهي داده را با استفاده از فركانسهاي راديويي براي برقراري ارتباط بين شاتلهاي فضايي، پايگاه كنترل ماموريت و ايستگاه فضايي پرتاب كرده است. و ديگر برنامهاي براي ساخت و پرتاب ماهوارههاي رلهي داده به صورت دولتي ندارد.
ناسا قصد دارد تا بسياري از قابليتهاي ارتباطي فضاي نزديك زمين را تجاري سازي كند و خدمات ارتباطي را از بخش خصوصي دريافت نمايد. يونس گفته است كه ما محيطي را دنبال ميكنيم كه كاربران بتوانند با ماهوارههاي خود در فضا فعال باشند. و از هر ارائه دهندهاي كه در آنجا حضور دارد، پشتيباني دريافت كنند.
سرعت ارتباطات ليزري
ارتباط ليزري به فضاپيما اجازه ميدهد تا اطلاعات بيشتري مانند ويديو 4K يا آناليزهاي علمي را با سرعت بيشتري به زمين ارسال كنند. سيستم ارتباطات ليزري ميتواند حجم دادههاي انتقالي را بين 10 تا 100 برابر نسبت به سيستم كنوني افزايش دهد. براي مثال انتقال نقشه كامل مريخ به زمين 9 هفته طول ميكشد اما با ارتباط ليزري ميتوان در 9 روز حجم زيادي از اطلاعات را منتقل كرد.
سرعت اينترنت استارلينك با ارتباطات ليزري
وب سايت استارلينك اعلام كرده است كه كاربران ميتوانند در اغلب مناطق طي چند ماه آينده از اينترنت استارلينك كه مجهز به سيستم ارتباطات ليزري است استفاده كنند. و همچنين گفته است ما در حال بهبود سيستم استارلينك هستيم، كاربران انتظار سرعت دادهها در طيف 50 مگابايت بر ثانيه تا 150 مگابايت بر ثانيه و زمان تاخير بين 20 تا 40 ميلي ثانيه را داشته باشند.
اين سرعتها با استقرار ماهوارههاي بيشتر و ارتقا و توسعه نرم افزارهاي شبكه، مدام در حال افزايش خواهد بود. اسپيس ايكس در متن بايگاني اصلي ثبت شده در كميسيون ارتباطات فدرال ايالات متحده (FCC) ادعا كرده كه منظومه ماهوارهاي اين شركت احتمالا قادر خواهد بود كه سرعت اينترنت تا ميزان 1 گيگابايت بر ثانيه را ارائه دهد.
آزمايش LCRD ناسا
LCRD مخفف عبارت: Laser Communications Relay Demonstration ميباشد. ناسا اعلام كرده كه نمونه آزمايشي اين سيستم را در ماموريتي با عنوان (نمونه آزمايشي بازپخش ارتباطات ليرزي) به فضا خواهد فرستاد. اين ماموريت به ناسا كمك ميكند تا بتواند فوايد سيستم ارتباطات ليزري را به راحتي آزمايش كند تا به صورت تجربي به عملكرد بهتري دست يابند.
به گفته آقاي ميچل، سامانه LCRD و نمايشهاي ليزري آتي كه كمي دورتر از زمين پديدار خواهند شد، به ما كمك خواهند كرد تا نحوه كار با ليزرها از يك مركز همچون يك قمر را به خوبي ياد بگيريم. وي ميگويد در عوض، تجربه يادگيري در ماه به ما نشان خواهد داد كه اين كار را در مريخ (و در واقع هر جاي ديگري) چگونه بايد اجرا كنيم. ماموريت LCRD ارتباط ليزري فضا به زمين را نشان خواهد داد كه ايستگاههاي زميني در هاوايي و كاليفرنيا را به هم متصل ميكند.
با اثبات كارايي سيستم ارتباط ليزري ميتوان از آن در ماموريتهاي آتي استفاده نمود و آن را به عنوان يك سيستم استاندارد براي ارتباط ميان ستارهاي شناخت. ناسا براي آزمايش LCDR ابزار مورد نظر را در مداري تا ارتفاع 35 كيلومتري زمين ميفرستد. ناسا به مطالعه و تحقيقات و آزمايشهاي مكرر نياز دارد تا بهتر بتواند متوجه نتايج شود.
در دو سال اول ماموريت، اين سيستم ارتباطي بارها به صورت آزمايشي اطلاعاتي را از كاليفرنيا به هاوايي به صورت امتحاني منتقل ميكند. تا بتواند تاثيرات جوي را روي اين سيستم مشاهده كند. LCRD توسط مركز پرواز فضايي گودارد ناسا در گرين بلت، مريلند هدايت ميشود.
مزاياي ارتباطات ليزري
ترودي كورتس مدير اداره ماموريت فناوري فضايي ناسا در يك تله كنفراس گفته است كه اين سيستم جديد نه تنها نرخ انتقال دادههاي بالاتري را ارائه ميدهد، بلكه حجم، وزن و قدرت ماموريتها را بهينه ميكند. اين تكنولوژي نسبت به تكنولوژيهاي كنوني، كوچكتر، كم حجمتر، داراي وزن كمتر و مصرف انرژي كمتر خواهد بود.
نتيجه گيري
طبق تحقيقات انجام شده تمام ماهوارههايي كه در سال آينده پرتاب ميشوند، مجهز به ارتباطات ليزري خواهند بود. سيستمهاي ليزري به استانداردي جديد در ارتباط ميان ماهوارهها تبديل خواهد شد. پروژه استارلينك شركت اسپيس ايكس عرضه اينترنت به كاربران از فضا را به واسطه هزاران ماهواره ارائه ميدهد. در حال حاظر، ارتباط ميان اين ماهوارهها از طريق ايستگاههاي فضايي صورت ميگيرد كه تا كنون 20 ايستگاه زميني در كشور آمريكا ايجاد شده است. اما در سيستم جديد ارتباط ليزري كه قرار است به زودي مورد استفاده قرار گيرد ديگر نيازي به ايستگاههاي زميني نخواهد بود. ارتباط ليزري روزي گامي فراتر از منظومه شمسي خواهد گذشت.
برچسب: ارتباطات ليزري، فناوري ارتباط ليزري، سرعت ارتباطات ليزري، ،
ادامه مطلب