NASA Moonshot vil teste laserkommunikation

En ny kommunikationsteknologi, der er planlagt til at blive lanceret af NASA denne fredag, vil give rekordstore 600 megabits-per-sekund downloads. Den resulterende sonde vil kredse om månen og sende kommunikation tilbage til Jorden via lasere.

Månemodul: Ingeniører ved NASAs Wallops Flight Facility forbereder arbejdet med en månesonde, der skal teste et laserkommunikationssystem med høj båndbredde.

Planen antyder, hvordan lasere også kan give et boost til jordbaseret internetdækning. Inden for få år forventes kommercielle internetsatellittjenester at bruge optiske forbindelser – i stedet for nutidens radioforbindelser – og give langt større båndbredde. En nystartet virksomhed i Virginia, Laserlyskommunikation , er i de tidlige stadier af at designe et sådant system og håber at opsende en flåde på 12 satellitter om fire år.

I forvejen leverer nogle virksomheder optiske forbindelser med kort rækkevidde til opgaver som at forbinde campus eller kontorbygninger, når en forhindring som en flod eller vej gør fiberlægning umulig. Der er en masse teknologier, der alle kommer sammen til nye applikationer og forbedret service, ikke kun én, siger Heinz Willebrand, præsident og CEO for Lightpointe , en San Diego-baseret virksomhed, hvis teknologi giver op til 2,5 gigabit i sekundet for et par hundrede meter.

En ny teknologi, der figurerer i NASAs månesonde: en superledende nanotrådsdetektor, afkølet til tre kelvin. Den gadget, udviklet på MIT og dens Lincoln Laboratory , er designet til at detektere enkelte fotoner sendt næsten en kvart million miles fra infrarøde lasere på en kredsende månesonde, som opsendes fredag ​​til måle støv i måneatmosfæren.

Det nye kommunikationssystem, døbt Lunar Laser Communications Demonstration , vil levere seks gange større downloadhastigheder sammenlignet med det hurtigste radiosystem, der bruges til månekommunikation. Den vil bruge teleskoper, der er lige under en meter i diameter, til at opfange signalet. Men det kunne regne med at levere 2,5 gigabit pr. sekund, hvis jordteleskopet designet til at detektere signalerne blev forstørret til tre meter i diameter, siger Don Boroson, Lincoln Lab-forskeren, der ledede projektet. Dette demonstrerer den første optiske datatransmission til en dyb-agtig rummission. Hvis du ændrer størrelsen på det og delvist regner det, kan du potentielt gøre det til Mars, siger han.

Fordi skyer blokerer fotoner, bliver detektorer installeret tre steder: en hver i Californien og New Mexico og en tredje på De Kanariske Øer. På denne mission vil systemet dog blot blive testet. De fleste operationer vil blive håndteret af radioteknologier – opgraderede versioner af systemet, der leverede Neil Armstrongs One small step for man transmission i 1969. Men hvis alt går vel, vil optiske systemer sandsynligvis dominere rumtransmissioner i fremtiden, hvor radiosystemer fungerer som en backup.

Ud over nanotrådsdetektoren afhænger systemet af højhastighedskodning og afkodning af data og et separat sæt beregninger og justeringer for at holde teleskoperne pegende mod hinanden. Der er en masse teknologier, der er nye og spændende, siger Boroson.

Men hvad der kan være endnu mere spændende for båndbredde-hungrende jordboere, er udsigten til et satellitbaseret optisk netværk, der kan udvide det jordbaserede netværk.

Laser Light Communications er ved at sammensætte komponenter til et kommercielt system, der vil levere optisk satellit-til-jord- og satellit-til-satellit-kommunikation. Virksomheden sigter mod at overlade internetbåndbredden rundt om i verden med et rumbaseret optisk netværk for at komplementere det globale fibernet (se New Oceans of Data ).

Tanken er, at systemet ofte vil skabe kortere kontinentspændende forbindelser, end der er tilgængelige på jorden, mens det omgår eventuelle flaskehalse. Hvad mere er, i tilfælde af fejl – såsom det afbrudte undersøiske fiberkabel, der mørklagde store dele af Mellemøsten og dele af Indien i 2008 (se Analyse af internettets sammenbrud) – ville det tilbyde alternative ruter og større modstandsdygtighed.

Virksomheden planlægger de første 48 jordstationer til sit system. Hvis skyer blokerer downlinks eller uplinks på et sted, kan det dumpe dataene til en anden modtager - måske kun et par hundrede miles væk - og opnå meget høj pålidelighed, siger Robert Brumley, administrerende direktør for Pegasus Global Holdings , som lancerer virksomheden baseret på føderalt finansieret forsvarsforskning inden for optisk kommunikation.

Mange flere kunne installeres: Detektorenhederne ville være små nok til at blive monteret oven på en kontorbygning eller endda en lastbil, som for eksempel til at håndtere feeds til direkte tv, tilføjer Brumley.

Under systemet ville otte satellitter, der suser rundt på planeten i en højde af omkring 12.000 kilometer, skabe en samlet systemkapacitet på seks terabit i sekundet - og downloadhastigheder på 200 gigabit i sekundet, omkring 100 gange hurtigere end nutidens radioforbindelser. Vi sigter efter verdensomspændende dækning på serviceniveauer og tilslutningsmuligheder, som tidligere var uopnåelige af andre satellitplatforme, siger Brumley. Men virksomhedens hovedformål er at blive en engrosleverandør af båndbredde til andre operatører – muligvis endda inklusive andre satellittjenester – og ikke at blive en konkurrent, tilføjede han.

Det nyligt lancerede satellitselskab O3B – som står for de øvrige tre milliarder – leverer mellem 150 megabit i sekundet og to gigabit i sekundet ved hjælp af radiofrekvenser. Andre virksomheder, Intelsat og Inmarsat , leverer også hastigheder i den boldgade.

En anden internetforstærkende idé, Googles Project Loon, forestiller sig, at balloner cirkulerer rundt om jorden i stratosfæren for at give dækning til underbetjente områder. Men det ville også bruge radiosignaler (se African Entrepreneurs Deflate Google's Internet Balloon Idea), siger Google.

skjule