University of Western Australias 'TeraNet', ett nätverk av optiska markstationer som specialiserat sig på höghastighetsrymdkommunikation, har framgångsrikt tagit emot en lasersignal från en tysk satellit i låg omloppsbana runt jorden. Genombrottet banar väg för en 1,000-faldig ökning av bandbredden för kommunikation mellan rymden och jorden.
TeraNet 1, Western Australian Optical Ground Station vid University of Western Australia. Bildkredit: Danail Obreschkow, International Space Center
TeraNets laserkommunikationstest med OSIRISv1 markerar ett steg framåt för västra Australien när det gäller att ersätta föråldrade radiosystem med höghastighetslasrar i rymdkommunikation. Nätverket, som finansieras av den australiensiska regeringen, är utformat för att stödja en mängd olika uppdrag och förbättra dataöverföringskapaciteten inom flera sektorer.
TeraNet-teamet, ledd av docent Sascha Schediwy vid University of Western Australia nod vid International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), tog emot lasersignaler från OSIRISv1, en laserkommunikationsnyttolast vid German Aerospace Centers (DLR) Institute for Communications och Navigation. OSIRISv1 är monterad på universitetet i Stuttgarts Flying Laptop-satellit. Signalerna detekterades med två TeraNet optiska markstationer under en förbiflygning av satelliten i torsdags.
"Denna demonstration är ett kritiskt första steg för att etablera ett nästa generations rymdkommunikationsnätverk i västra Australien. Nästa steg inkluderar att ansluta nätverket till andra optiska markstationer som för närvarande utvecklas i Australien och runt om i världen", sa docent Schediwy.
Studenter som använder TeraNet 3, ett mobilt optiskt kommunikationsnätverk. Källa: ICRAR
TeraNet markstationer använder lasrar, snarare än traditionella trådlösa radiosignaler, för att överföra data mellan satelliter i rymden och användare på jorden. Eftersom lasrar arbetar vid mycket högre frekvenser än radio, kan mängden data som kan överföras per sekund potentiellt vara så hög som 1,000 gigabit.
Trådlös radioteknik har använts för rymdkommunikation sedan lanseringen av den första konstgjorda satelliten, Sputnik 1, för nästan 70 år sedan, och tekniken har varit relativt oförändrad sedan dess. När antalet satelliter i rymden ökar, och varje ny satellit genererar mer data, har en viktig flaskhals i rymden nu uppstått när det gäller att få tillbaka dessa data till jorden.
Laserkommunikation är väl lämpad för att lösa detta problem, men nackdelen är att lasersignaler kan störas av moln och regn. TeraNet-teamet åtgärdar denna brist genom att upprätta ett nätverk av tre markstationer spridda över västra Australien. Det betyder att om en markstation är molnig kan satelliten ladda ner data till en annan markstation där det är soligt.
Dessutom är en av de två TeraNet markstationer som tar emot satellitens lasersignal byggd på baksidan av en specialbyggd jeep. Det betyder att den snabbt kan distribueras till platser där ultrasnabb rymdkommunikation behövs, till exempel avlägsna samhällen avskurna från traditionella kommunikationslänkar på grund av naturkatastrofer.
Höghastighetslaserkommunikation från rymden kommer att revolutionera dataöverföring från jordobservationssatelliter, avsevärt förbättra säkerheten för militära kommunikationsnätverk och stödja säkra fjärroperationer inom sektorer som autonoma gruvdrift, såväl som nationell katastrofplanering och insatser.
TeraNet-teamet vid ICRAR fick finansiering från den australiensiska regeringen, den västra australiensiska regeringen och University of Western Australia 2023 som en del av den australiensiska rymdorganisationens finansieringsprogram "Moon to Mars Demonstration Mission". Projektet på 6,3 miljoner dollar stöder byggandet av tre TeraNet optiska markstationer i västra Australien, där German Aerospace Center (DLR) tillhandahåller sin satellit i omloppsbana utrustad med laserkommunikationsutrustning i natura.
TeraNet kommer att stödja flera internationella rymduppdrag som opererar mellan låg omloppsbana om jorden och månen, med användning av både beprövade traditionella optiska kommunikationsstandarder och mer avancerad optisk teknologi, inklusive djuprymdkommunikation, sammanhängande ultrahöghastighetskommunikation, kvantsäkra kommunikationer och optisk positionering och timing.
Nätverket inkluderar en markstation vid University of Western Australia, en andra markstation vid Mingenew Space Precinct, 300 kilometer norr om Perth, och en mobil markstation som tas i drift vid European Space Agencys nya Norcia-anläggning.
