TeraNet släpper lös 1000x snabbare rymdkommunikation med laser teknik

TeraNet 1, WA Optical Ground Station vid UWA. Kredit: Danail Obreschkow, International Space Center

University of Western Australias "TeraNet", ett nätverk av optiska markstationer som specialiserat sig på höghastighetsrymdkommunikation, har framgångsrikt tagit emot lasersignaler från en tysk satellit i låg omloppsbana om jorden. Detta genombrott banar väg för en 1 000-faldig ökning av kommunikationsbandbredden mellan rymden och jorden.

TeraNets laserkommunikationstest med OSIRISv1 markerar ett steg mot att ersätta föråldrade radiosystem med höghastighetslasrar för rymdkommunikation i västra Australien. Med finansiering från australiensiska regeringar syftar nätverket till att stödja olika uppdrag och förbättra dataöverföringskapaciteten inom flera sektorer.

TeraNet-teamet, ledd av docent Sascha Schediwy från UWA-noden vid International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), tog emot lasersignaler från OSIRISv1, en laserkommunikationsnyttolast från Institute of Communications and Navigation vid German Aerospace Center (DLR) ). OSIRISv1 är installerat på University of Stuttgarts Flying Laptop-satellit. Signalerna detekterades med två av TeraNets optiska markstationer under förbiflygningar av satelliten i torsdags.

"Denna demonstration är det kritiska första steget i att etablera ett nästa generations rymdkommunikationsnätverk över västra Australien. Nästa steg inkluderar att ansluta detta nätverk till andra optiska markstationer som för närvarande utvecklas i Australien och över hela världen, säger docent Schediwy.

Studenter som arbetar med det mobila optiska kommunikationsnätverket – TeraNet 3. Kredit: ICRAR

TeraNets markstationer använder lasrar, istället för traditionella trådlösa radiosignaler, för att överföra data mellan satelliter i rymden och användare på jorden. Lasrar kan potentiellt överföra data med 1000-tals gigabits per sekund, eftersom lasrar fungerar på mycket högre frekvenser än radio, så mycket mer data kan packas in i varje sekund.

Gruppledare för astrofotonik, docent Sascha Schediwy. Kredit: ICRAR

Trådlös radioteknik har använts för att kommunicera från rymden sedan lanseringen av den första satelliten, Sputnik 1, för nästan 70 år sedan, och tekniken har varit relativt oförändrad sedan dess. När antalet satelliter i rymden har växt, med varje ny satellit som kan generera mer data, finns det nu en kritisk rymdflaskhals när det gäller att få tillbaka data till jorden.

Laserkommunikation är perfekt lämpad för att lösa detta problem, men nackdelen är att lasersignaler kan avbrytas av moln och regn. TeraNet-teamet mildrar denna nackdel genom att etablera ett nätverk av tre markstationer spridda över västra Australien. Det betyder att om det är molnigt på en markstationsplats kan satelliten ladda ner sina data till en annan plats med klar himmel.

Dessutom är en av de två TeraNet markstationer som tog emot satellitlasersignalen byggd på baksidan av en specialbyggd Jeep-lastbil. Detta innebär att den snabbt kan distribueras till platser som behöver ultrasnabb rymdkommunikation, till exempel avlägsna samhällen där traditionella kommunikationslänkar har stängts av på grund av naturkatastrofer.

Höghastighetslaserkommunikation från rymden kommer att revolutionera dataöverföringen för jordobservationssatelliter, avsevärt förbättra och säkra militära kommunikationsnätverk och stärka säkra fjärroperationer för sektorer som autonoma gruvdrift, såväl som nationell katastrofplanering och insatser.

Det ICRAR-baserade TeraNet-teamet fick finansiering från den australiensiska regeringen, den västra australiensiska regeringen och UWA 2023 som en del av Australian Space Agencys Moon to Mars Demonstrator Mission-anslagsprogram. Projektet på 6,3 miljoner dollar stöder konstruktionen av de tre optiska TeraNet-markstationerna i västra Australien, med German Aerospace Center (DLR) som ger tillgång till deras laserkommunikationsutrustade satelliter i omloppsbana.

TeraNet kommer att stödja flera internationella rymduppdrag som opererar mellan låg omloppsbana om jorden och månen, med användning av både beprövade konventionella optiska kommunikationsstandarder och mer avancerad optisk teknik inklusive djuprymdkommunikation, sammanhängande ultrahöghastighetskommunikation, kvantsäkrad kommunikation och optisk kommunikation. positionering och timing.

Nätverket består av en markstation vid UWA, en andra markstation vid Mingenew Space Precinct 300 km norr om Perth, och en mobil markstation som tas i drift vid Europeiska rymdorganisationens New Norcia-anläggning.