University of Western Australias 'TeraNet', et netværk af optiske jordstationer med speciale i højhastighedskommunikation i rummet, har med succes modtaget et lasersignal fra en tysk satellit i lavt kredsløb om jorden. Gennembruddet baner vejen for en 1,000-fold forøgelse af båndbredden af kommunikation mellem rummet og Jorden.
TeraNet 1, den vestlige australske optiske jordstation ved University of Western Australia. Billedkredit: Danail Obreschkow, International Space Center
TeraNets laserkommunikationstest med OSIRISv1 markerer et skridt fremad for Vestaustralien med at erstatte forældede radiosystemer med højhastighedslasere i rumkommunikation. Netværket er finansieret af den australske regering og er designet til at understøtte en række forskellige missioner og forbedre datatransmissionskapaciteter på tværs af flere sektorer.
TeraNet-teamet, ledet af lektor Sascha Schediwy ved University of Western Australia-knudepunktet i International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), modtog lasersignaler fra OSIRISv1, en laserkommunikationsnyttelast ved German Aerospace Centers (DLR) Institut for Kommunikation og Navigation. OSIRISv1 er monteret på University of Stuttgarts Flying Laptop-satellit. Signalerne blev detekteret ved hjælp af to TeraNet optiske jordstationer under en forbiflyvning af satellitten sidste torsdag.
"Denne demonstration er et kritisk første skridt i etableringen af et næste generations rumkommunikationsnetværk i det vestlige Australien. De næste trin omfatter at forbinde netværket med andre optiske jordstationer, der i øjeblikket udvikles i Australien og rundt om i verden," sagde lektor Schediwy.
Studerende, der bruger TeraNet 3, et mobilt optisk kommunikationsnetværk. Kilde: ICRAR
TeraNet jordstationer bruger lasere i stedet for traditionelle trådløse radiosignaler til at transmittere data mellem satellitter i rummet og brugere på Jorden. Fordi lasere fungerer ved meget højere frekvenser end radio, kan mængden af data, der kan transmitteres pr. sekund, potentielt være så høj som 1,000 gigabit.
Trådløs radioteknologi er blevet brugt til rumkommunikation siden opsendelsen af den første kunstige satellit, Sputnik 1, for næsten 70 år siden, og teknologien har været relativt uændret siden da. Efterhånden som antallet af satellitter i rummet stiger, og hver ny satellit genererer flere data, er der nu opstået en vigtig flaskehals i rummet med hensyn til at få disse data tilbage til Jorden.
Laserkommunikation er velegnet til at løse dette problem, men ulempen er, at lasersignaler kan blive forstyrret af skyer og regn. TeraNet-teamet afhjælper denne mangel ved at oprette et netværk af tre jordstationer spredt over det vestlige Australien. Det betyder, at hvis en jordstation er overskyet, kan satellitten downloade data til en anden jordstation, hvor det er solskin.
Derudover er den ene af de to TeraNet jordstationer, der modtager satellittens lasersignal, bygget på bagsiden af en specialbygget jeep. Det betyder, at den hurtigt kan implementeres til steder, hvor der er behov for ultrahurtig rumkommunikation, såsom fjerntliggende samfund afskåret fra traditionelle kommunikationsforbindelser på grund af naturkatastrofer.
Højhastighedslaserkommunikation fra rummet vil revolutionere datatransmission fra jordobservationssatellitter, i høj grad øge sikkerheden for militære kommunikationsnetværk og understøtte sikre fjernoperationer i sektorer som autonome minedrift, såvel som national katastrofeplanlægning og -respons.
TeraNet-teamet hos ICRAR modtog finansiering fra den australske regering, den vestlige australske regering og University of Western Australia i 2023 som en del af det australske rumagenturs finansieringsprogram "Moon to Mars Demonstration Mission". Projektet på $6,3 millioner støtter opførelsen af tre TeraNet optiske jordstationer i det vestlige Australien, hvor det tyske luftrumscenter (DLR) leverer sin satellit i kredsløb udstyret med laserkommunikationsudstyr i naturalier.
TeraNet vil understøtte flere internationale rummissioner, der opererer mellem lavt kredsløb om Jorden og Månen, ved at bruge både gennemprøvede traditionelle optiske kommunikationsstandarder og mere avancerede optiske teknologier, herunder dybe rumkommunikation, ultra-højhastigheds kohærent kommunikation, kvantesikker kommunikation og optisk positionering og timing.
Netværket omfatter en jordstation ved University of Western Australia, en anden jordstation ved Mingenew Space Precinct, 300 kilometer nord for Perth, og en mobil jordstation, der tages i brug ved European Space Agencys nye Norcia-anlæg.
