Châu Âu thử nghiệm liên kết laser cho vệ tinh khi sóng vô tuyến trở nên quá tải

Châu Âu đang nỗ lực tìm kiếm cơ sở hạ tầng truyền thông vệ tinh an toàn và có dung lượng cao, dẫn đến sự ra đời của một trạm mặt đất được trang bị laser trên đỉnh núi ở miền bắc Hy Lạp.

Công ty quốc phòng và không gian vũ trụ Litva Astrolight cho biết họ đã đưa vào vận hành một trạm mặt đất quang học mới tại Hy Lạp để hỗ trợ các nhiệm vụ CubeSat được ESA hỗ trợ, thử nghiệm truyền thông dựa trên laser giữa vệ tinh và Trái Đất.

Trạm Holomondas và dự án PeakSat

Trạm Mặt đất Quang học Holomondas được xây dựng thông qua dự án PeakSat, do Đại học Aristotle Thessaloniki dẫn đầu với sự hỗ trợ của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và Bộ Thống kĩ Số của Hy Lạp. Nhiệm vụ của nó là nhận dữ liệu từ vệ tinh thông qua các liên kết laser hồng ngoại thay vì các hệ thống vô tuyến mà các nhà khai thác không gian đã dựa vào trong nhiều thập kỷ.

Hai vệ tinh CubeSat của Hy Lạp là PeakSat và ERMIS-3, được phóng vào tháng 3 trong khuôn khổ chương trình nhiệm vụ IOD/IOV rộng lớn hơn của ESA tại Hy Lạp, đều được trang bị thiết bị đầu cuối truyền thông quang học ATLAS-1 của Astrolight. Astrolight cũng xây dựng phần mặt đất, mang lại cho dự án một thiết lập truyền thông quang học đầu cuối hoàn chỉnh và tích hợp.

Tại sao lại là công nghệ quang học?

CEO của Astrolight, Laurynas Mačiulis, chia sẻ với The Register rằng công ty theo đuổi truyền thông laser sau khi kết luận rằng họ "cần khai thác phổ quang học", khi nhu cầu về băng thông vệ tinh tiếp tục tăng trưởng. Ông mô tả kết nối quang học là "một trong những công nghệ hỗ trợ cho sự mở rộng hơn nữa vào không gian".

Công ty cho biết trạm sử dụng đèn hiệu laser bước sóng 808 nanomet và bộ thu dải C quang học có khả năng nhận dữ liệu với tốc độ lên tới 2,5 Gbps. Không giống như các hệ thống RF (tần số vô tuyến) truyền thống, các liên kết quang học sử dụng các chùm tia hồng ngoại tập trung cao độ, khó bị chặn hoặc gây nhiễu hơn đồng thời hỗ trợ thông lượng cao hơn đáng kể.

Thách thức kỹ thuật và ứng dụng quốc phòng

Tuy nhiên, vấn đề kỹ thuật phức tạp hơn một chút so với việc chỉ hướng một con trỏ laser lên bầu trời và hy vọng vào kết quả tốt nhất.

"Bạn có hai vật thể đang chuyển động cố gắng thiết lập liên kết laser, điều này có nghĩa là cố gắng hướng một con trỏ laser rất, rất hẹp về phía vật thể của bạn, vật thể đó có thể ở hàng chục nghìn kilômét xa, đang di chuyển với tốc độ tám kilômét mỗi giây," ông Mačiulis nói.

ESA và các đối tác đang quảng bá truyền thông quang học một phần là câu trả lời cho phổ vô tuyến ngày càng đông đúc, nhưng công nghệ này cũng đang thu hút sự chú ý từ các nhà khai thác quốc phòng và lưỡng dụng quan tâm đến các hệ thống truyền thông khả năng phục hồi cao hơn.

"Có nhu cầu về mạng lưới trong không gian, cả vì lý do kết nối và chiến thuật, cũng như các ứng dụng quốc phòng lưỡng dụng," ông Mačiulis nói, thêm rằng các chòm sao vệ tinh trong tương lai "sẽ chắc chắn dựa vào các liên kết quang học, vì điều đó mang lại sự ưu tiên thông tin, bảo mật và khả năng chống gây nhiễu chiến tranh điện tử."

Ông cũng bổ sung thêm "còn có các khía cạnh về chủ quyền, điều này có nghĩa là sẽ không bao giờ chỉ có một người chơi duy nhất – không thể chỉ có Starlink."