TeraNet libera comunicazioni nello spazio 1000 volte più veloci con la tecnologia laser

TeraNet 1, la Stazione Ottica a Terra WA presso UWA. Credito: Danail Obreschkow, International Space Centre

Il 'TeraNet' dell'Università dell'Australia Occidentale, una rete di stazioni ottiche a terra specializzate in comunicazioni spaziali ad alta velocità, ha ricevuto con successo segnali laser da un satellite tedesco in orbita terrestre bassa. Questa svolta apre la strada a un aumento di 1.000 volte della larghezza di banda delle comunicazioni tra lo spazio e la Terra.

Il test di comunicazione laser di TeraNet con OSIRISv1 segna un passo verso la sostituzione dei sistemi radio obsoleti con laser ad alta velocità per le comunicazioni spaziali nell'Australia Occidentale. Con il finanziamento dei governi australiani, la rete mira a supportare missioni diverse, potenziando le capacità di trasferimento dati in vari settori.

Il team di TeraNet, guidato dal Professore Associato Sascha Schediwy del nodo UWA presso il Centro Internazionale per la Ricerca Radio Astronomica (ICRAR), ha ricevuto segnali laser da OSIRISv1, un carico utile di comunicazione laser dall'Istituto per le Comunicazioni e la Navigazione del Centro Aerospaziale Tedesco (DLR). OSIRISv1 è installato sul satellite Flying Laptop dell'Università di Stoccarda. I segnali sono stati rilevati utilizzando due delle stazioni ottiche a terra di TeraNet durante i passaggi ravvicinati del satellite giovedì scorso.

“Questa dimostrazione è il primo passo cruciale per stabilire una rete di comunicazioni spaziali di prossima generazione in tutta l'Australia Occidentale. I prossimi passi includono il collegamento di questa rete ad altre stazioni ottiche a terra attualmente in fase di sviluppo in Australia e nel resto del mondo”, ha dichiarato il Professore Associato Schediwy.

Gli studenti che lavorano con la rete di comunicazioni ottiche mobile - TeraNet 3. Credito: ICRAR

Le stazioni a terra di TeraNet utilizzano laser, anziché segnali radio wireless tradizionali, per trasferire dati tra satelliti nello spazio e utenti sulla Terra. I laser possono potenzialmente trasferire i dati a migliaia di gigabit al secondo, poiché i laser operano a frequenze molto più alte rispetto alla radio, quindi è possibile immettere molto più dati in ogni secondo.

Il gruppo di astrofotonica guidato dal Professore Associato Sascha Schediwy. Credito: ICRAR

La tecnologia radio wireless è stata utilizzata per comunicare dallo spazio sin dal lancio del primo satellite, lo Sputnik 1, quasi 70 anni fa, e la tecnologia è rimasta relativamente inalterata da allora. Con l'aumento del numero di satelliti nello spazio, con ciascun nuovo satellite in grado di generare più dati, c'è ora un collo di bottiglia spaziale critico nel trasferire i dati sulla Terra.

La comunicazione laser è perfettamente adatta a risolvere questo problema, ma il lato negativo è che i segnali laser possono essere interrotti dalle nuvole e dalla pioggia. Il team di TeraNet sta mitigando questo lato negativo, stabilendo una rete di tre stazioni a terra distribuite in tutta l'Australia Occidentale. Ciò significa che se c'è nuvolosità in un sito di stazione a terra, il satellite può scaricare i suoi dati in un altro sito con cieli sereni.

Inoltre, una delle due stazioni a terra di TeraNet che ha ricevuto il segnale laser del satellite è costruita sul retro di un furgone Jeep personalizzato. Ciò significa che può essere rapidamente dispiegata in siti che necessitano di comunicazioni spaziali ultra veloci, come comunità remote in cui i collegamenti di comunicazione tradizionali sono stati interrotti a causa di disastri naturali.

La comunicazione laser ad alta velocità dallo spazio rivoluzionerà il trasferimento dati per i satelliti di osservazione terrestre, migliorerà significativamente e garantirà le reti di comunicazione militare, e rafforzerà le operazioni remote sicure per settori come le operazioni minerarie autonome, nonché la pianificazione e le risposte ai disastri nazionali.

Il team di TeraNet basato sull'ICRAR ha ricevuto finanziamenti dal Governo Australiano, dal Governo dell'Australia Occidentale e dall'UWA nel 2023 nell'ambito del programma di sovvenzione Moon to Mars Demonstrator Mission dell'Agenzia Spaziale Australiana. Il progetto da 6,3 milioni di dollari supporta la costruzione delle tre stazioni ottiche a terra di TeraNet in Australia Occidentale, con il Centro Aerospaziale Tedesco (DLR) che fornisce l'accesso in natura ai loro satelliti in orbita equipaggiati con comunicazioni laser.

TeraNet supporterà diverse missioni spaziali internazionali tra l'orbita terrestre bassa e la Luna, utilizzando standard di comunicazione ottica convenzionali comprovati, e tecnologie ottiche più avanzate tra cui la comunicazione nello spazio profondo, le comunicazioni coerenti ad altissima velocità, le comunicazioni sicure quantistiche, e il posizionamento e il timing ottici.

La rete comprende una stazione a terra a UWA, una seconda stazione a terra presso il Mingenew Space Precinct 300 km a nord di Perth, e una stazione a terra mobile che sarà commissionata presso l'impianto New Norcia dell'Agenzia Spaziale Europea.