A 'TeraNet' da University of Western Australia, uma rede de estações terrestres ópticas especializadas em comunicações espaciais de alta velocidade, recebeu com sucesso um sinal de laser de um satélite alemão de órbita baixa da Terra. A descoberta abre caminho para um aumento de 1,000-vezes na largura de banda das comunicações entre o espaço e a Terra.
TeraNet 1, a Estação Terrestre Óptica da Austrália Ocidental na Universidade da Austrália Ocidental. Crédito da imagem: Danail Obreschkow, Centro Espacial Internacional
O teste de comunicações a laser da TeraNet com OSIRISv1 marca um passo à frente para a Austrália Ocidental na substituição de sistemas de rádio desatualizados por lasers de alta velocidade em comunicações espaciais. Financiada pelo Governo Australiano, a rede é projetada para dar suporte a uma variedade de missões e melhorar as capacidades de transmissão de dados em vários setores.
A equipe TeraNet, liderada pelo Professor Associado Sascha Schediwy no nó da Universidade da Austrália Ocidental do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia (ICRAR), recebeu sinais de laser do OSIRISv1, uma carga útil de comunicações a laser no Instituto de Comunicações e Navegação do Centro Aeroespacial Alemão (DLR). O OSIRISv1 está montado no satélite Flying Laptop da Universidade de Stuttgart. Os sinais foram detectados usando duas estações terrestres ópticas TeraNet durante um sobrevoo do satélite na última quinta-feira.
"Esta demonstração é um primeiro passo crítico no estabelecimento de uma rede de comunicações espaciais de próxima geração na Austrália Ocidental. Os próximos passos incluem conectar a rede a outras estações terrestres ópticas atualmente em desenvolvimento na Austrália e ao redor do mundo", disse o Professor Associado Schediwy.
Alunos usando TeraNet 3, uma rede de comunicações ópticas móveis. Fonte: ICRAR
As estações terrestres TeraNet usam lasers, em vez de sinais de rádio sem fio tradicionais, para transmitir dados entre satélites no espaço e usuários na Terra. Como os lasers operam em frequências muito mais altas do que o rádio, a quantidade de dados que pode ser transmitida por segundo pode ser potencialmente tão alta quanto 1,000 gigabits.
A tecnologia de rádio sem fio tem sido usada para comunicações espaciais desde o lançamento do primeiro satélite artificial, Sputnik 1, há quase 70 anos, e a tecnologia permaneceu relativamente inalterada desde então. À medida que o número de satélites no espaço aumenta, e cada novo satélite gera mais dados, um gargalo importante no espaço surgiu agora em termos de levar esses dados de volta à Terra.
As comunicações a laser são bem adequadas para resolver esse problema, mas a desvantagem é que os sinais de laser podem ser interrompidos por nuvens e chuva. A equipe da TeraNet está mitigando essa deficiência ao configurar uma rede de três estações terrestres espalhadas pela Austrália Ocidental. Isso significa que se uma estação terrestre estiver nublada, o satélite pode baixar dados para outra estação terrestre onde estiver ensolarado.
Além disso, uma das duas estações terrestres TeraNet que recebe o sinal de laser do satélite é construída na traseira de um jipe feito sob medida. Isso significa que ela pode ser rapidamente implantada em locais onde comunicações espaciais ultrarrápidas são necessárias, como comunidades remotas cortadas de links de comunicações tradicionais por desastres naturais.
As comunicações a laser de alta velocidade do espaço revolucionarão a transmissão de dados de satélites de observação da Terra, aumentarão significativamente a segurança das redes de comunicações militares e oferecerão suporte a operações remotas seguras em setores como operações de mineração autônomas, bem como planejamento e resposta a desastres nacionais.
A equipe TeraNet no ICRAR recebeu financiamento do Governo Australiano, do Governo da Austrália Ocidental e da Universidade da Austrália Ocidental em 2023 como parte do programa de financiamento "Moon to Mars Demonstration Mission" da Agência Espacial Australiana. O projeto de US$ 6,3 milhões apoia a construção de três estações terrestres ópticas TeraNet na Austrália Ocidental, com o Centro Aeroespacial Alemão (DLR) fornecendo seu satélite em órbita equipado com equipamento de comunicação a laser em espécie.
A TeraNet dará suporte a diversas missões espaciais internacionais operando entre a órbita baixa da Terra e a Lua, usando padrões comprovados de comunicação óptica tradicional e tecnologias ópticas mais avançadas, incluindo comunicações no espaço profundo, comunicações coerentes de ultra-alta velocidade, comunicações quânticas seguras e posicionamento e temporização óptica.
A rede inclui uma estação terrestre na Universidade da Austrália Ocidental, uma segunda estação terrestre no Mingenew Space Precinct, 300 quilômetros ao norte de Perth, e uma estação terrestre móvel sendo comissionada nas novas instalações de Norcia da Agência Espacial Europeia.
