Lasery i teleskopy mogą w ciągu najbliższych 10 lat zastąpić nadajniki i odbiorniki radiowe – sugeruje praca wydrukowana w najnowszym numerze pisma Science. Autorzy, Joss Bland-Hawthorn (Obserwatorium Anglo-Australijskie), Alex Harwit (Transparent Networks) i Martin Harwit (Uniwersytet Cornell), twierdzą, że lasery będą w stanie zastąpić wąskie gardło w przekazywaniu danych do i z satelitów.

Problemem jest szerokość pasma, na którym przekazywane są informacje. Obecnie używane do tego są fale radiowe. Im wyższa częstotliwość, tym więcej danych można przesłać. Odbywa się to też w znacznie szybszym tempie.

Istnieje jednak pewne ograniczenie – gazy ziemskiej atmosfery pochłaniają fale radiowe o częstotliwościach powyżej 300Ghz.

Współczesne statki kosmiczne muszą dokonywać na swoich pokładach selekcji danych, wybierać informacje, które należy przesłać i odrzucać pozostałe. Jednak w dłuższym okresie czasu potrzebne będzie nowe rozwiązanie.

Układy detektorów współczesnej astronomii mają miliony pikseli” – powiedział dr Bland-Hawthorn. “Następcę Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, Next Generation Space Telescope, będzie używał ich kilku. W przyszłości misje astronomiczne będą miały tysiące razy więcej pikseli niż współcześnie“.

Aby wszystko to przekazać na Ziemię, potrzeba transmisji o szybkości 100 gigabitów na sekundę. Współczesne systemy są setki razy za wolne.

Ziemska atmosfera przepuszcza bliską podczerwień. Mając tysiąc razy większą częstotliwość niż fale radiowe, może ona przenieść znacznie więcej danych i w znacznie krótszym czasie. Autorzy artykułu w Science pytają: Dlaczego nie użyć laserów podczerwonych i nie przekazywać tą drogą danych na Ziemię?

Można by wykorzystać fale o długości około 1 mikrometra (jedna milionowa część milimetra). Większość potrzebnych technologii już istnieje.

10-metrowe teleskopy na szczytach gór odbierałyby sygnały. Chmury zatrzymują podczerwień, jednak niektóre górskie miejsca mają nawet 350 pogodnych dni w ciągu roku. Według dr Martina Harwita, jeśli zbudowano by wiele takich stacji komunikacyjnych, byłoby prawie niemożliwe, żeby wszystkie one miały jednocześnie złą pogodę.

Zaoszczędzono by również na energii, gdyż emisja wąskiej wiązki podczerwonej wymaga jej znacznie mniej niż emisja sygnału radiowego.

W zeszłym roku Europejska Agencja Kosmiczna przetestowała łączność laserową między dwoma satelitami: SPOT-4 i Artemis. NASA również pracuje nad tą technologią.

Z nowej metody można by korzystać na odległość Ziemia – Mars (nawet 400 milionów kilometrów).

Autor

Michał Matraszek