La 'TeraNet' della University of Western Australia, una rete di stazioni ottiche di terra specializzate in comunicazioni spaziali ad alta velocità, ha ricevuto con successo un segnale laser da un satellite tedesco in orbita terrestre bassa. La svolta apre la strada a un aumento di 1,000- volte della larghezza di banda delle comunicazioni tra lo spazio e la Terra.
TeraNet 1, la stazione ottica di terra dell'Australia Occidentale presso l'Università dell'Australia Occidentale. Credito immagine: Danail Obreschkow, International Space Centre
Il test di comunicazioni laser di TeraNet con OSIRISv1 segna un passo avanti per l'Australia Occidentale nella sostituzione di sistemi radio obsoleti con laser ad alta velocità nelle comunicazioni spaziali. Finanziata dal governo australiano, la rete è progettata per supportare una varietà di missioni e migliorare le capacità di trasmissione dati in più settori.
Il team TeraNet, guidato dal professore associato Sascha Schediwy presso l'Università dell'Australia Occidentale, nodo dell'International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), ha ricevuto segnali laser da OSIRISv1, un payload di comunicazioni laser presso l'Istituto per le comunicazioni e la navigazione del Centro aerospaziale tedesco (DLR). OSIRISv1 è montato sul satellite Flying Laptop dell'Università di Stoccarda. I segnali sono stati rilevati utilizzando due stazioni ottiche di terra TeraNet durante un sorvolo del satellite giovedì scorso.
"Questa dimostrazione è un primo passo fondamentale per stabilire una rete di comunicazioni spaziali di prossima generazione nell'Australia Occidentale. I prossimi passi includono la connessione della rete ad altre stazioni ottiche di terra attualmente in fase di sviluppo in Australia e nel mondo", ha affermato il professore associato Schediwy.
Studenti che utilizzano TeraNet 3, una rete di comunicazioni ottiche mobili. Fonte: ICRAR
Le stazioni terrestri TeraNet utilizzano laser, anziché i tradizionali segnali radio wireless, per trasmettere dati tra satelliti nello spazio e utenti sulla Terra. Poiché i laser operano a frequenze molto più elevate rispetto alla radio, la quantità di dati che può essere trasmessa al secondo può potenzialmente arrivare fino a 1,000 gigabit.
La tecnologia radio wireless è stata utilizzata per le comunicazioni spaziali sin dal lancio del primo satellite artificiale, lo Sputnik 1, quasi 70 anni fa, e da allora la tecnologia è rimasta relativamente invariata. Con l'aumento del numero di satelliti nello spazio e con la generazione di più dati da parte di ogni nuovo satellite, è emerso un collo di bottiglia chiave nello spazio in termini di trasmissione di tali dati sulla Terra.
Le comunicazioni laser sono adatte a risolvere questo problema, ma lo svantaggio è che i segnali laser possono essere interrotti da nuvole e pioggia. Il team TeraNet sta mitigando questa lacuna creando una rete di tre stazioni di terra sparse in tutta l'Australia Occidentale. Ciò significa che se una stazione di terra è nuvolosa, il satellite può scaricare i dati su un'altra stazione di terra dove è soleggiato.
Inoltre, una delle due stazioni terrestri TeraNet che riceve il segnale laser del satellite è costruita sul retro di una jeep costruita su misura. Ciò significa che può essere rapidamente distribuita in luoghi in cui sono necessarie comunicazioni spaziali ultraveloci, come comunità remote tagliate fuori dai collegamenti di comunicazione tradizionali da calamità naturali.
Le comunicazioni laser ad alta velocità dallo spazio rivoluzioneranno la trasmissione dei dati dai satelliti di osservazione della Terra, miglioreranno notevolmente la sicurezza delle reti di comunicazioni militari e supporteranno operazioni remote sicure in settori quali le operazioni minerarie autonome, nonché la pianificazione e la risposta alle catastrofi nazionali.
Il team TeraNet presso l'ICRAR ha ricevuto finanziamenti dal governo australiano, dal governo dell'Australia Occidentale e dall'Università dell'Australia Occidentale nel 2023 come parte del programma di finanziamento "Moon to Mars Demonstration Mission" dell'Agenzia Spaziale Australiana. Il progetto da 6,3 milioni di $ supporta la costruzione di tre stazioni ottiche terrestri TeraNet nell'Australia Occidentale, con il German Aerospace Center (DLR) che fornisce in natura il suo satellite in orbita dotato di apparecchiature di comunicazione laser.
TeraNet supporterà numerose missioni spaziali internazionali che operano tra l'orbita terrestre bassa e la Luna, utilizzando sia collaudati standard di comunicazione ottica tradizionali sia tecnologie ottiche più avanzate, tra cui comunicazioni nello spazio profondo, comunicazioni coerenti ad altissima velocità, comunicazioni quantistiche sicure e posizionamento e temporizzazione ottica.
La rete comprende una stazione di terra presso l'Università dell'Australia Occidentale, una seconda stazione di terra presso il Mingenew Space Precinct, 300 chilometri a nord di Perth, e una stazione di terra mobile in fase di messa in servizio presso la nuova struttura di Norcia dell'Agenzia spaziale europea.
