أُطلق مشروع جديد يعمل بالليزر في ولاية أستراليا الغربية قد يحدث ثورة في الاتصالات العالمية.
وفقًا للباحثين، فقد نجحت محطتان أرضيتان ضوئيتان باستقبال إشارات ليزر من قمر صناعي ألماني بواسطة شبكة موضوعة استراتيجيًا ما يمهد الطريق لزيادة قدرة اتصالات الإنترنت بين الفضاء والأرض بمعدل مذهل يصل إلى 1000 ضعف.
يقود مبادرة «تيرا نت» عالم الضوئيات الفلكية ساشا شيديوي من جامعة أستراليا الغربية، بتمويل من بعثة وكالة الفضاء الأسترالية لمهمة Moon to Mars Demonstrator.
بحسب بيان شيديوي لموقع ساينس أليرت: «إن الهدف الأساس للمشروع المساهمة في رؤية أستراليا للجيل القادم من استكشاف الفضاء».
منذ إطلاق سبوتنيك في عام1957، تتواصل الأقمار الصناعية بواسطة موجات الراديو. على هذا، فإن إشاراتها منخفضة التردد تحد من قدرتها على نقل بيانات الإنترنت؛ إذ أصبحت اتصالات موجات الراديو بعد ما يقرب من 70 عامًا من التطوير غير قادرة على مواكبة الطلب الهائل على نقل البيانات.
قال شيديوي: «لقد دُفع الأمر إلى أقصى حد، لكنه الآن وصل حقًا إلى طريق مسدود».
بوجود آلاف الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض، يوجد حجم هائل من بيانات الإنترنت التي تُجمع وتحتاج إلى إرسالها إلى الأرض. على هذا، قد تقدم اتصالات الليزر عالية التردد حلاً لهذه المشكلة.
أضاف شيديوي: «بالتحول إلى أشعة الليزر تحت الحمراء للاتصالات، نحصل على عرض نطاق ترددي أكبر بعامل 100 أو 1000 مرة».
من بين كثير من تطبيقاتها المحتملة، يأمل الباحثون أن يساعد هذا النظام القوي للاتصالات عبر الأقمار الصناعية الناس على الشعور بأنهم على اتصال أكبر بالفضاء أكثر من أي وقت مضى.
تابع شيديوي: «يمكننا الحصول على زوايا كاميرا متعددة وفيديو بدقة 4K للأشخاص القادمين إلى القمر في المستقبل، أعتقد أنه جانب مثير حقًا من التكنولوجيا».
تميل الاتصالات الراديوية التقليدية إلى أن تكون لها منطقة بث واسعة، ما قد يسبب تداخلًا بين الإشارات الراديوية. على هذا، ستكون الإشارات قصيرة الموجة المستخدمة بواسطة تيرا نت أكثر تركيزًا.
قال شيديوي: «باستخدام الإشارات الضوئية، بدلاً عن أن يكون الشعاع 100 كيلومترًا عرضًا، قد يكون عرضه 100 مترًا لذا يكون المستهدف مستخدمًا فرديًا على الأرض».
مع مثل هذه المزايا المتاحة، قد يبدو من المدهش أن الاتصالات الضوئية لم تُعتمد على نطاق واسع، لكن هذه الأنظمة المعتمدة على الليزر لها عيب، فعلى نقيض نظيراتها من موجات الراديو، تكون الإشارات قصيرة الموجة الموجهة عرضةً للتداخل. فضلًا عن أن أشعة الليزر تتعرض للانقطاع بسهولة بسبب السحب، ما يجعلها خيارًا غير موثوقًا به لاتصالات الإنترنت عبر الأقمار الصناعية.
توصل الفريق إلى حل بسيط بصورة مفاجئة؛ إذ سيحتوي النظام على محطات أرضية في عدة مواقع في أستراليا الغربية متصلة بالشبكة نفسها، لذا نأمل أن تكون هناك محطة واحدة على الأقل لديها اتصال واضح بالقمر الصناعي دائمًا.
بحسب شيديوي: «إذا كانت السماء ملبدة بالغيوم في بيرث، يمكن للقمر الصناعي تنزيل بياناته في مينجينيو، على بعد 300 كيلومترًا شمالًا».
أما إذا كانت محطتا بيرث ومينجينيو محجوبتين خلف السحب، فإن برنامج تيرا نت لديه ورقة رابحة أخيرة: محطة استقبال أرضية إضافية مثبتة على ظهر سيارة جيب يمكن قيادتها إلى أي إحداثيات ضرورية لتحقيق أفضل إشارة.
في حال نجاح الشبكة الأولية المكونة من ثلاث محطات، يتطلع الفريق بالفعل إلى التعاون مع منظمات أخرى على الساحل الشرقي لأستراليا وفي نيوزيلندا لإقامة شبكة محطات أرضية بصرية أسترالية، وهذه مجرد بداية.
صرح شيديوي لموقع ساينس أليرت: «إن موقع أستراليا الغربية الجغرافي مثالي لتكون جزءًا من البنية التحتية العالمية لاتصالات الإنترنت، مع الإشراف على جزء كبير من المحيط الهندي وصولًا إلى جنوب شرق آسيا والمنطقة القطبية».
ستتيح شبكة الاتصالات البصرية العالمية بمجرد إنشائها عمليات تنزيل مستمرة وسريعة للغاية لبيانات الأقمار الصناعية. على هذا، قد يؤدي هذا إلى تحويل المواقف التي تتطلب مشاركة سريعة إلى كميات كبيرة من البيانات، مثل الاستجابة للكوارث.
قد يكون عدد المحطات الأرضية في الوقت الحالي ثلاث محطات، لكنها قد تعلن عن عصر فضائي جديد للاتصالات.
اقرأ أيضًا:
ستارلينك تستعد لتوفير إنترنت عالي السرعة لأول محطة فضاء تجارية
الإنترنت الكمومي: اختبار أطول شبكة كمومية على الألياف البصرية في تجربة واعدة
ترجمة: محمد فواز السيد
تدقيق: ريمي سليمان
