Διαστημική πρωτιά- Έλληνες φοιτητές μεταφέρουν δεδομένα με laser

Ακόμη μια μεγάλη επιτυχία σημειώθηκε για την Ελλάδα. Φοιτητές πέτυχαν την οπτική σύνδεση ενός επίγειου σταθμού με έναν τεχνητό δορυφόρο στο διάστημα. Η έρευνα αυτή έγινε μέσα από τη σύμπραξη του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (ΕΚΠΑ) με το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ).

Τα πειράματα σύνδεσης αφορούν τον ελληνικό νανοδορυφόρο ERMIS-3, που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε  από το Τμήμα Αεροδιαστημικής του ΕΚΠΑ, και τον Οπτικό Σταθμό Εδάφους στον Χολομώντα, που κατασκευάστηκε από το Εργαστήριο Θεωρητικής Μηχανικής και Αστροδυναμικής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ, σε συνεργασία με την εταιρία Astrolight και τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA).

Η συνεργασία οδήγησε σε μια από τις πρώτες σταθερές συνδέσεις από νανοδορυφόρο σε χαμηλή γήινη τροχιά με Οπτικό Σταθμό Εδάφους, ένα τηλεσκόπιο στη Γη. Τη διεθνή πρωτιά κατάφερε να «κλειδώσει» η χρήση υπέρυθρου laser, μιας τεχνολογίας που θεωρείται ασφαλής για τη μετάδοση μεγάλου όγκου δεδομένων στο μέλλον. Η χαμηλή τροχιά του δορυφόρου επιτρέπει την επίτευξη μεγάλης ταχύτητας διάβασης δεδομένων στην Ελλάδα.

Η συσκευή laser ATLAS-1, που βρίσκεται στον ελληνικό νανοδορυφόρο ERMIS-3, έχει τη δυνατότητα να μεταδώσει δεδομένα με ρυθμό 1 Gbps, ενώ τα δεδομένα δείχνουν ότι το σύστημα θα μπορούσε να υποστηρίξει ρυθμούς έως και 10 Gbps. Τόσο το ATLAS-1 όσο και ο OGS του Χολομώντα πέτυχαν την πρώτη λήψη σήματος («first light») κατά το πρώτο ενεργό πέρασμα του δορυφόρου πάνω από τον επίγειο σταθμό. Μέχρι το τρίτο πέρασμα, τα συστήματα λειτουργούσαν αυτόνομα, βάσει προκαθορισμένου προγράμματος, και στα δύο άκρα της ζεύξης. Πλέον, ο δορυφόρος και ο σταθμός εδάφους πραγματοποιούν σε τακτικά δύο ζεύξεις σε καθημερινή βάση.

Το μέλλον των τηλεπικοινωνιών με laser

Η τεχνολογία των οπτικών τηλεπικοινωνιών με laser ανοίγει νέους δρόμους.Τα πρώτα αποτελέσματα δείχνουν ότι προσφέρει σταθερότητα και αξιοπιστία στη μετάδοση δεδομένων τόσο την ημέρα όσο και τη νύχτα, ακόμη και κάτω από συνθήκες μερικής νέφωσης ή παρεμπόδισης της οπτικής επαφής.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η τεχνολογία αυτή θα επιτρέψει στο μέλλον τη μεταφορά τεράστιου όγκου δεδομένων για δίκτυα 5G, εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης, διαδορυφορικές συνδέσεις (inter-satellite links) και υπερασφαλείς κυβερνητικές και στρατιωτικές επικοινωνίες. Οι οπτικές τηλεπικοινωνίες με τεχνολογία laser αποτελούν την ασφαλέστερη μέθοδο τηλεπικοινωνιών ειδικά για εφαρμογές εθνικής ασφάλειας και άμυνας, δεν μπορούν να υποκλαπούν, και ανοίγουν τον δρόμο για την Ελλάδα και για την υλοποίηση προηγμένων κβαντικών τηλεπικοινωνιών, τεχνολογίες που διαθέτουν ελάχιστες χώρες σήμερα, όπως αναφέρουν.

Τα εύσημα για τους φοιτητές

«Το Εθνικό Πρόγραμμα Μικροδορυφόρων μετατρέπει την επένδυση της χώρας στο Διάστημα σε ουσιαστική τεχνογνωσία», δήλωσε ο υπουργός Ψηφιακής Διακυβέρνησης και Τεχνητής Νοημοσύνης Δημήτρης Παπαστεργίου.

Σύμφωνα με τους επιστημονικά υπεύθυνους του έργου ERMIS, καθηγητές του ΕΚΠΑ,  Βάιο Λάππα και Αντώνη Πασχάλη ο νανοδορυφόρος ERMIS-3 αποτελέί έναν από τους πιο προηγμένους δορυφόρους τύπου CubeSat που αναπτύχθηκε στην Ευρώπη. «Η χρήση του ATLAS-1 ως τερματικού επικοινωνίας λέιζερ οδήγησε σε μια μοναδική συνεργασία και στην πραγματοποίηση των πρώτων σταθερών ζεύξεων λέιζερ από νανοδορυφόρο σε παγκόσμιο επίπεδο. Αυτό το επίτευγμα ανοίγει νέες δυνατότητες και μεγάλες ευκαιρίες για ασφαλείς επικοινωνίες μικρών δορυφόρων εντός του ευρωπαϊκού οικοσυστήματος», ανέφεραν.

«Αξίζει να προσθέσουμε ότι η τεχνογνωσία της Astrolight και η αφοσίωσή της στην κάλυψη των εξελισσόμενων αναγκών μας αποδείχθηκαν πολύτιμες σε αυτή την κοινή προσπάθεια», πρόσθεσε ο υπεύθυνος καθηγητής του Τμήματος Φυσικής, Κλεομένης Τσιγάνης.

Σύμφωνα με τον Frederic Rouesnel, προϊστάμενο του Γραφείου Διαχείρισης Εφαρμογής Πρωτοβουλιών Ανθεκτικότητας της ESA, «αυτό το επίτευγμα αποδεικνύει ότι η Ευρώπη μπορεί να προσφέρει καινοτομία παγκόσμιας κλάσης μέσα από τη στενή συνεργασία μεταξύ της βιομηχανίας, της ακαδημαϊκής κοινότητας και των θεσμικών φορέων. Για πρώτη φορά, ένας μικροδορυφόρος 8U (CubeSat) που αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο Αθηνών, συνδέθηκε οπτικά (laser) απευθείας με τη Γη, χρησιμοποιώντας έναν μικρών διαστάσεων οπτικό τερματικό σταθμό που αναπτύχθηκε από την Astrolight και ενός αντίστοιχου δέκτη που φιλοξενείται στον Οπτικό Σταθμό Βάσης του Χολομώντα του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου, στο πλαίσιο του Εθνικού Διαστημικού Προγράμματος. Η ESA είναι υπερήφανη που παρείχε διαχείριση προγράμματος, τεχνική εποπτεία και υποστήριξη καθ’ όλη τη διάρκεια αυτού του ταξιδιού, συμβάλλοντας στη μετατροπή μιας φιλόδοξης ιδέας σε μια πρωτοποριακή επίδειξη ανθεκτικότητας σε τροχιά».