Фахівці Массачусетського технологічного інституту повідомили про встановлення абсолютного рекорду швидкості передачі даних з космосу на Землю. Дослідне встановлення розмірами як «коробка для взуття» передало інформацію зі швидкістю 100 Гбіт/с. На наступному етапі розробники обіцяють подвоїти швидкість передачі, що наділить наукові супутники безпрецедентними каналами зв’язку.
Найдорожчий тариф супутникового інтернету Starlink компанії SpaceX забезпечує низхідний канал зі швидкістю до 500 Мбіт/с. Запропоноване американськими розробниками рішення у 200 разів перекриває можливості Starlink. Виглядає неймовірно, але вся справа в середовищі передачі – якщо Starlink зв’язується з наземною станцією по радіоканалу, система TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) використовує для цього лазерний промінь.
За рахунок більш високої частоти лазерний промінь дозволяє передати більше даних за одиницю часу. Але це не означає, що запропонований метод не має недоліків — їх повно. Земна атмосфера спотворює сигнал – вносить у нього перешкоди і призводить до втрати пакетів. Також лазер необхідно максимально точно направляти на приймач, що не потрібно для радіопроменя. У проекті TBIRD фахівці MIT мали подолати всі ці та інші технологічні бар’єри, щоб створити вузли лазерної супутникової комунікації за подібною ціною та з високими характеристиками.
Прототип лазерного передавача зі швидким накопичувачем, оптичним модемом і оптичним підсилювачем було зібрано з комерційно доступних компонентів, хоча ряд вузлів довелося доопрацювати до умов роботи у вакуумі (наприклад, відсутність природної теплової конвекції банально плавило оптичні волокна). Блок вагою трохи більше 11 кг (25 фунтів) був виготовлений компанією Terran Orbital і розміщений на шасі кубсату NASA Ames Research Center. На низьку навколоземну орбіту висотою 480 км кубсат із лазерним передавачем було виведено у травні 2022 року ракетою компанії SpaceX.
Сигнал лазера приймався метровим телескопом з адаптивною оптикою наземної оптичної станцією в Каліфорнії. У результаті експериментів система зв’язку показала рекордну швидкість зв’язку до 100 Гбіт/с. До речі, проблему точного наведення лазера на приймач команда інженерів вирішила просто – вони відмовилися від індивідуального механізму наведення на ціль. На приймач лазер наводить шасі кубсату з допомогою двигунів орієнтації. При цьому сам блок передавача залишається простим і компактним, що було одним із завдань проєкту.
Додамо, команда розробила свій варіант протоколу автоматичного запиту повторної передачі (ARQ). Якщо в передачу вкрадаються помилки, то оновлений протокол повільним вихідним каналом зв’язку запитує повтор не всієї передачі, а лише окремих блоків з помилками, що майже не гальмує сеанс зв’язку.
“Далі ми плануємо використовувати додаткові можливості системи TBIRD, включаючи збільшення швидкості до 200 гігабіт в секунду, що дозволить передавати більше 2 терабайт даних – еквівалент 1000 фільмів високої чіткості – за один п’ятихвилинний прохід над наземною станцією”, – сказав керівник програми TBIRD Джейд Ванг Jade Wang).
Джерело: MIT News
