رکوردشکنی چین با اینترنت کم‌مصرف لیزری از فضا

به گزارش خبرگزاری خبرآنلاین و براساس گزارش زومیت، چین در سال‌های اخیر با سرعتی سرسام‌آور در حال پیشروی در مرزهای دانش است؛ از تسخیر بازار خودروهای برقی گرفته تا پیشتازی در هوش مصنوعی و انرژی‌های تجدیدپذیر، حالا نوبت به قلمرو اختصاصی ایلان ماسک، یعنی اینترنت ماهواره‌ای رسیده است تا با رقیبی قدرتمند از شرق دور روبه‌رو شود. تیمی از پژوهشگران چینی موفق شده‌اند سیستمی انقلابی را به نمایش بگذارند که با استفاده از لیزرهای بسیار کم‌توان، رکورد سرعت یک گیگابیت بر ثانیه را در ارتباطات ماهواره‌ای ثبت کرده است.

به‌گزارش ساوث‌چاینا مورنینگ پست، دستاورد تازه حاصل زیرساخت جدیدی به نام هم‌افزایی اپتیک تطبیقی و گیرنده‌های چندبعدی (AO-MDR) است. اما نکته‌ی خیره‌کننده، تنها سرعت انتقال داده نیست؛ دانشمندان چینی این رکورد را با سیستم لیزری تنها دو واتی به دست آورده‌اند. برای مقایسه، یک مطالعه توان ارسال لیزری ماهواره‌های استارلینک را ۱۰ وات و توان انتقال رادیویی آن‌ها به زمین در باند Ka را ۵۰ وات برآورد می‌کند.

اگرچه ماهواره‌های فعلی استارلینک به لیزرهای فضایی با ظرفیت ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه مجهزند، محدودیتی بزرگ دارند: لیزرها فقط برای ارتباط میان خود ماهواره‌ها در فضا کاربرد دارند و نمی‌توانند داده‌ها را مستقیماً به گیرنده‌های روی زمین ارسال کنند؛ وظیفه‌ای که استارلینک هنوز با امواج رادیویی انجام می‌دهد.

لیزر به دلیل فرکانس بسیار بالا، امکان جابه‌جایی حجم داده‌ای چندین برابر سیستم‌های رادیویی را فراهم می‌سازد.

پروژه‌ی پیشروی چین که حاصل همکاری دانشگاه پست و مخابرات پکن و آکادمی علوم چین است، از تلسکوپی ۱٫۸ متری مجهز به ۳۵۷ ریزآینه برای متمرکزکردن سیگنال لیزر از ماهواره بهره می‌برد. اما چرا دانشمندان به لیزر امید بسته‌اند؟ ارتباط لیزری به‌طور فزاینده‌ای به‌عنوان فناوری آینده محسوب می‌شود؛ زیرا نسبت به سیستم‌های مبتنی بر رادیو امکان انتقال حجم بسیار بیشتری داده از طریق یک مسیر (لینک) واحد را فراهم می‌کند.

کمی بیش از یک سال پیش، ناسا فناوری انتقال فروسرخ ترابایتی (TBIRD) را به نمایش گذاشت که به سرعت انتقال داده‌ی ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه در یک مسیر واحد دست یافت. دانشمندان چینی نیز از رویکردی مشابه در انتقال لیزری استفاده کردند و به خروجی یک گیگابیت بر ثانیه رسیدند. نکته‌ی جالب اینکه یک شرکت ماهواره‌ای خصوصی در چین پیش‌تر ارتباط لیزری ماهواره به زمین را آزمایش کرده و نرخ انتقال شگفت‌آور ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه را ثبت کرده بود.

بزرگ‌ترین دشمن ارتباطات لیزری، اتمسفر زمین است. باران، مه و ذرات معلق در هوا مانند سد عمل می‌کند و باعث پراکندگی نور و افت شدید کیفیت سیگنال می‌شوند. بااین‌حال، تیم چینی توانست حتی در شرایط جوی ناپایدار، لینک یک گیگابیتی خود را زنده نگه دارد.

چینی‌ها برای حل مشکل از مبدل چندصفحه‌ای استفاده کردند که سیگنال لیزر را به هشت کانال مجزا تقسیم می‌کند. در ایستگاه زمینی، تراشه‌ای اختصاصی با هوشمندی کامل، بهترین سیگنال‌ها را انتخاب و با هم ترکیب می‌کند. نوآوری چینی‌ها باعث شد نرخ موفقیت دریافت سیگنال از ۷۲ درصد به بیش از ۹۱ درصد برسد که جهشی بزرگ در پایداری اینترنت ماهواره‌ای نوری است.

ماهواره آزمایشی چین در فاصله بسیار زیاد ۳۶٬۷۰۵ کیلومتری مستقر شده است

اما یکی از جنجالی‌ترین بحث‌های سال‌های اخیر، تجمع بیش‌ازحد ماهواره‌ها در مدار نزدیک زمین (LEO) است. دانشمندان بارها هشدار داده‌اند که هزاران ماهواره استارلینک با ایجاد آلودگی نوری و تداخلات رادیویی، در حال کور کردن تلسکوپ‌های زمینی هستند. اما راهکار چینی‌ها یک مزیت اخلاقی و علمی بزرگ دارد: دوری از شلوغی.

در حالی که ماهواره‌های استارلینک در ارتفاع ۵۵۰ کیلومتری زمین می‌چرخند، ماهواره آزمایشی چین در فاصله بسیار زیاد ۳۶٬۷۰۵ کیلومتری مستقر شده است؛ یعنی ماهواره در فضای بسیار دورتری قرار دارد که نه تنها باعث ترافیک مداری نمی‌شود، بلکه اثرات مخرب کمتری بر رصدهای نجومی دارد.

در دنیایی که هر روز بر تعداد زباله‌های فضایی افزوده می‌شود و پروژه‌هایی مثل «کویپر» آمازون و استارلینک در حال شلوغ‌کردن مدارهای پایینی هستند، فناوری لیزری چین در مدارهای دورتر، می‌تواند گزینه‌ای سریع‌تر، پاک‌تر و دوستدار نجوم باشد. اکنون پرسش بزرگ این است: آیا چین می‌تواند زودتر از شرکت‌های خصوصی آمریکایی، این فناوری را به سرویس تجاری در دسترس برای عموم تبدیل کند؟

۲۲۷۲۲۷