Лазер для зв’язку із супутником: Франція випробовує нову технологію для оборонної галузі
Французьке агентство оборонних інновацій нещодавно протестувало лазер для зв’язку між низькоорбітальним наносупутником. Подібні технології можуть допомогти обійти обмеження радіозв’язку та мають нижчу ймовірність перехоплення. SPEKA з’ясувала, що відомо про відносно нову технологію зв’язку та чи має вона недоліки.
Проєкт Keraunos: що відомо
За даними Міністерства збройних сил Франції, супутник Unseenlabs із лазерним корисним навантаженням встановив стабільний зв’язок протягом кількох хвилин з оптичною наземною станцією, наданою французькою оборонною компанією Cailabs. Країна виділила 5,5 млн євро на фінансування проєкту.
Французький уряд тримає в таємниці більшість інформації про перебіг експерименту та технічні деталі. У міністерстві заявили, що проєкт Keraunos сприяє досягненню цілей Закону про військове програмування на 2024-2030 роки щодо зміцнення космічного потенціалу країни. Успішне випробування пришвидшить інтеграцію системи на військові супутники Франції.
Наземна станція Cailabs, яку використовували у тесті, складається з купола з великим телескопом і кількома меншими, причому складність полягає в обробленні лазерного світла. За словами генерального директора Cailabs Жан-Франсуа Морізюра, наземну станцію можна зробити розміром з вантажівку.
Підписуйтеся на наші соцмережі
Cailabs планує мати сім наземних станцій, дві з яких використовуватиме уряд Франції та її військові агенції. Інші побудують для цивільних клієнтів, зокрема для Європейської космічної агенції та південнокорейської Contec.
У чому перевага використання лазерного зв’язку для військових
Є кілька причин, чому оборонні агенції зацікавлені у розвитку лазерного зв’язку. Лазерні установки менш помітні як для людини, так і для технічних засобів виявлення. Через роботу в інфрачервоному спектрі, сигнал невидимий для людського ока, а через відсутність радіохвиль у передаванні інформації — для ворожих радіолокаторів. Це особливо корисно для бойових кораблів, розташування яких тепер буде важче відстежити. Водночас застосування не обмежується морем, станції передавання можуть бути наземні та повітряні.
Окрім того, лазерний зв’язок може передавати дуже великі файли, як-от детальні супутникові зображення за кілька хвилин, тоді як для радіосигналів на це потрібно більше часу.
Водночас технологія поки що не ідеальна — однією з цілей проєкту Keraunos є пом’якшення впливу атмосферної турбулентності, яка може погіршити якість передавання. Хоча лазерна система, яку використовують у тесті, пройде крізь деякі хмари, вона не може проникнути крізь щільні хмари.
Чи тестують інші установи лазерний космічний зв’язок
Оскільки це не перший подібний експеримент, варто згадати, на якому етапі перебуває розробка технології. Наприклад, експеримент DARPA під назвою Mandrake 2. 14 квітня 2022 року під час майже 40-хвилинного випробування два невеликі супутники, запущені минулого літа американським Агентством перспективних оборонних досліджень, успішно встановили оптичний зв’язок. Супутники передали понад 200 гігабіт даних на відстань майже 100 км. Таким чином планують побудувати мережу супутників, які зможуть оперативно передавати сигнали між собою.
Великі зусилля у цьому напряму докладає і NASA (передавання даних на МКС досі відбувається за допомогою складного алгоритму радіосигналів). У 2013 році NASA успішно провела місію Lunar Laser Communication Demonstration (LLCD), яка передавала дані з Місяця на Землю за допомогою лазерної технології. Це був важливий прорив у використанні лазерів для комунікації в космічному просторі.
Розташований на геосинхронній орбіті на висоті 35 тис. км над Землею, передавач LCRD наразі діє як експериментальна платформа для NASA, інших державних установ, наукових кіл і комерційних компаній для тестування можливостей лазерного зв’язку. Після експериментальної фази місія може стати оперативною ретрансляцією. Це означатиме, що для майбутніх місій, які використовують лазерний зв’язок, не потрібна буде чітка лінія видимості до Землі, і вони просто надсилатимуть свої дані на LCRD, який потім передаватиме їх на Землю.
Через недостатнє фінансування та інші оперативні проблеми, проєкт сповільнився, але одним із перших оперативних користувачів LCRD буде інтегрований модем користувача та підсилювач на низькій орбіті LCRD ( Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal ILLUMA-T). Цей термінал отримуватиме наукові дані високої роздільної здатності від експериментів і інструментів на борту космічної станції, а потім передаватиме ці дані на LCRD, який потім передаватиме їх на наземну станцію.
ILLUMA-T відправили на МКС лише 10 листопада 2023 року. Зараз вчені опублікували проміжні результати про експерименти з LCRD, але зазначають, що погода досі впливає на якість передаання даних. Хоча варто додати, що це набагато складніше завдання, ніж передавання інформації на низькоорбітальні супутники, зокрема, через вищу швидкість руху об’єктів та складнішу траєкторію.