'TeraNet' van de University of Western Australia, een netwerk van optische grondstations dat gespecialiseerd is in snelle ruimtecommunicatie, heeft met succes een lasersignaal ontvangen van een Duitse satelliet in een lage baan om de aarde. De doorbraak maakt de weg vrij voor een 1,000-voudige toename van de bandbreedte van communicatie tussen de ruimte en de aarde.
TeraNet 1, het Western Australian Optical Ground Station aan de University of Western Australia. Beeldmateriaal: Danail Obreschkow, International Space Centre
De lasercommunicatietest van TeraNet met OSIRISv1 markeert een stap voorwaarts voor West-Australië in het vervangen van verouderde radiosystemen door hogesnelheidslasers in ruimtecommunicatie. Het netwerk, gefinancierd door de Australische overheid, is ontworpen om een verscheidenheid aan missies te ondersteunen en de gegevensoverdrachtsmogelijkheden in meerdere sectoren te verbeteren.
Het TeraNet-team, onder leiding van universitair hoofddocent Sascha Schediwy aan de University of Western Australia node van het International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), ontving lasersignalen van OSIRISv1, een lasercommunicatielading bij het Institute for Communications and Navigation van het German Aerospace Center (DLR). OSIRISv1 is gemonteerd op de Flying Laptop-satelliet van de University of Stuttgart. De signalen werden gedetecteerd met behulp van twee optische grondstations van TeraNet tijdens een flyby van de satelliet afgelopen donderdag.
"Deze demonstratie is een cruciale eerste stap in het opzetten van een ruimtecommunicatienetwerk van de volgende generatie in West-Australië. De volgende stappen omvatten het verbinden van het netwerk met andere optische grondstations die momenteel in Australië en de rest van de wereld worden ontwikkeld", aldus universitair hoofddocent Schediwy.
Studenten die TeraNet 3 gebruiken, een mobiel optisch communicatienetwerk. Bron: ICRAR
TeraNet grondstations gebruiken lasers, in plaats van traditionele draadloze radiosignalen, om data te verzenden tussen satellieten in de ruimte en gebruikers op aarde. Omdat lasers op veel hogere frequenties werken dan radio, kan de hoeveelheid data die per seconde kan worden verzonden potentieel oplopen tot 1,000 gigabit.
Draadloze radiotechnologie wordt al sinds de lancering van de eerste kunstmatige satelliet, Spoetnik 1, bijna 70 jaar geleden, gebruikt voor ruimtecommunicatie en de technologie is sindsdien relatief onveranderd gebleven. Naarmate het aantal satellieten in de ruimte toeneemt en elke nieuwe satelliet meer data genereert, is er een belangrijk knelpunt in de ruimte ontstaan als het gaat om het terugsturen van die data naar de aarde.
Lasercommunicatie is zeer geschikt om dit probleem op te lossen, maar het nadeel is dat lasersignalen verstoord kunnen worden door wolken en regen. Het TeraNet-team verzacht dit probleem door een netwerk van drie grondstations op te zetten verspreid over West-Australië. Dit betekent dat als het bij één grondstation bewolkt is, de satelliet gegevens kan downloaden naar een ander grondstation waar het zonnig is.
Bovendien is een van de twee TeraNet-grondstations die het lasersignaal van de satelliet ontvangt, gebouwd op de achterkant van een speciaal gebouwde jeep. Dit betekent dat het snel kan worden ingezet op locaties waar ultrasnelle ruimtecommunicatie nodig is, zoals afgelegen gemeenschappen die door natuurrampen zijn afgesneden van traditionele communicatieverbindingen.
Snelle lasercommunicatie vanuit de ruimte zal de gegevensoverdracht van aardobservatiesatellieten revolutioneren, de veiligheid van militaire communicatienetwerken aanzienlijk verbeteren en veilige operaties op afstand ondersteunen in sectoren zoals autonome mijnbouwactiviteiten en nationale rampenplanning en -respons.
Het TeraNet-team bij ICRAR ontving in 2023 financiering van de Australische overheid, de West-Australische overheid en de University of Western Australia als onderdeel van het financieringsprogramma "Moon to Mars Demonstration Mission" van de Australian Space Agency. Het project van $ 6,3 miljoen ondersteunt de bouw van drie TeraNet optische grondstations in West-Australië, waarbij het German Aerospace Center (DLR) zijn in-orbit satelliet, uitgerust met lasercommunicatieapparatuur, in natura ter beschikking stelt.
TeraNet zal meerdere internationale ruimtemissies ondersteunen die plaatsvinden tussen een lage baan om de aarde en de maan, waarbij gebruik wordt gemaakt van zowel bewezen traditionele optische communicatiestandaarden als meer geavanceerde optische technologieën, waaronder diepe ruimtecommunicatie, ultrasnelle coherente communicatie, kwantumbeveiligde communicatie en optische positionering en timing.
Het netwerk bestaat uit een grondstation bij de University of Western Australia, een tweede grondstation bij het Mingenew Space Precinct, 300 kilometer ten noorden van Perth, en een mobiel grondstation dat in gebruik wordt genomen bij de nieuwe Norcia-faciliteit van de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA.
