Επιτυχείς οπτικές ζεύξεις laser μεταξύ του ελληνικού νανοδορυφόρου ERMIS-3 και του σταθμού στον Χολομώντα

Επιτυχημένα ήταν τα πρώτα πειράματα οπτικής ζεύξης μεταξύ του ελληνικού νανοδορυφόρου ERMIS-3 και του Οπτικού Σταθμού Εδάφους στον Χολομώντα. Ο δορυφόρος σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε στο Τμήμα Αεροδιαστημικής του ΕΚΠΑ, ενώ ο σταθμός κατασκευάστηκε από το Εργαστήριο Θεωρητικής Μηχανικής και Αστροδυναμικής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ. Στην προσπάθεια συμμετείχαν η εταιρεία Astrolight και ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA).

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, πρόκειται για μία από τις πρώτες σταθερές ζεύξεις διεθνώς ανάμεσα σε νανοδορυφόρο τύπου CubeSat σε χαμηλή γήινη τροχιά (LEO) και τηλεσκόπιο στη Γη, με δέσμη υπέρυθρου laser. Παράλληλα, είναι η πρώτη επιτυχής ζεύξη στην Ελλάδα με δορυφόρο χαμηλής τροχιάς, που διέρχεται με μεγάλη ταχύτητα.

Τα τεχνικά χαρακτηριστικά και τα αποτελέσματα

Η συσκευή laser ATLAS-1 του ERMIS-3 μπορεί προς το παρόν να μεταδίδει δεδομένα με ρυθμό 1 Gbps. Τα περιθώρια του προϋπολογισμού ζεύξης (link budget) δείχνουν ότι το σύστημα θα μπορούσε να υποστηρίξει ρυθμούς έως και 10 Gbps.

Τόσο το ATLAS-1 όσο και ο σταθμός του Χολομώντα κατέγραψαν την πρώτη λήψη σήματος («first light») ήδη στο πρώτο ενεργό πέρασμα του δορυφόρου. Μέχρι το τρίτο πέρασμα τα συστήματα είχαν βαθμονομηθεί πλήρως και λειτουργούσαν αυτόνομα, με προκαθορισμένο πρόγραμμα, και στα δύο άκρα της ζεύξης. Έκτοτε πραγματοποιούνται τακτικά δύο ζεύξεις ημερησίως.

Τα πρώτα αποτελέσματα δείχνουν, σύμφωνα με τους συντελεστές του έργου, αξιόπιστη μετάδοση δεδομένων σε επίπεδο κατάλληλο για επιχειρησιακή ή εμπορική χρήση, ημέρα και νύχτα. Η λήψη ήταν εφικτή ακόμη και με μερική νέφωση ή χαμηλή ανύψωση του δορυφόρου, σε γωνίες κάτω των δέκα μοιρών από τον ορίζοντα, και παρά τις περιοδικές παρεμποδίσεις από σύννεφα ή δέντρα. Μετά τη βαθμονόμηση, η διαθεσιμότητα της ζεύξης ξεπέρασε το 85% του διαθέσιμου χρόνου.

Οι προοπτικές της τεχνολογίας

Οι επιστήμονες αναφέρουν ότι οι οπτικές τηλεπικοινωνίες με laser θα επιτρέψουν τη μεταφορά τεράστιου όγκου δεδομένων για δίκτυα 5G, εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης, διαδορυφορικές συνδέσεις και υπερασφαλείς κυβερνητικές και στρατιωτικές επικοινωνίες. Όπως υποστηρίζουν, πρόκειται για την ασφαλέστερη μέθοδο τηλεπικοινωνιών, κατάλληλη για εφαρμογές εθνικής ασφάλειας και άμυνας, η οποία δεν μπορεί να υποκλαπεί και ανοίγει τον δρόμο για προηγμένες κβαντικές τηλεπικοινωνίες.

Ο πομπός laser του δορυφόρου και ο δέκτης του σταθμού κατασκευάστηκαν από τη λιθουανική εταιρεία Astrolight. Τα πειράματα έγιναν με την υποστήριξη του ESA, του Υπουργείου Ψηφιακής Διακυβέρνησης και του Ελληνικού Κέντρου Διαστήματος.

Οι δηλώσεις

Ο υπουργός Ψηφιακής Διακυβέρνησης και Τεχνητής Νοημοσύνης, Δημήτρης Παπαστεργίου, δήλωσε ότι «το Εθνικό Πρόγραμμα Μικροδορυφόρων μετατρέπει την επένδυση της χώρας στο Διάστημα σε ουσιαστική τεχνογνωσία». Πρόσθεσε ότι το πρόγραμμα προσφέρει στη νέα γενιά επιστημόνων και μηχανικών ευκαιρίες εκπαίδευσης και πρακτικής εμπειρίας σε τεχνολογίες αιχμής.

Οι επιστημονικά υπεύθυνοι του έργου ERMIS, καθηγητές του ΕΚΠΑ Βάιος Λάππας και Αντώνης Πασχάλης, ανέφεραν ότι ο ERMIS-3 συγκαταλέγεται στους πιο προηγμένους δορυφόρους CubeSat της Ευρώπης και ότι το επίτευγμα ανοίγει ευκαιρίες για ασφαλείς επικοινωνίες μικρών δορυφόρων στο ευρωπαϊκό οικοσύστημα.

Ο καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ Κλεομένης Τσιγάνης, κύριος ερευνητής του προγράμματος HolOGS, χαρακτήρισε το γεγονός «σημαντικό ορόσημο» για την ομάδα του και για τις οπτικές επικοινωνίες στην Ελλάδα. Ο Frederic Rouesnel, προϊστάμενος του Γραφείου Διαχείρισης Εφαρμογής Πρωτοβουλιών Ανθεκτικότητας της ESA, σημείωσε ότι το επίτευγμα δείχνει πως η Ευρώπη μπορεί να προσφέρει καινοτομία παγκόσμιας κλάσης μέσα από τη συνεργασία βιομηχανίας, ακαδημαϊκής κοινότητας και θεσμικών φορέων.

Το πρόγραμμα ΕΡΜΗΣ αποτελεί μέρος του Εθνικού Προγράμματος Μικροδορυφόρων και χρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Ανάκαμψης και το Υπουργείο Ψηφιακής Διακυβέρνησης, με την υποστήριξη του ESA και του Ελληνικού Κέντρου Διαστήματος.