«Космический интернет» придется создавать на новых принципах

Нам помогут лазеры

Нынешний временный перерыв в запусках спутников Starlink связан именно с переходом на новую систему связи – лазерную. Отладка такой системы связи по планам SpaceX займет не менее года, после чего все новые аппараты Starlink уже будут использовать лазеры вместо радиоволн. В России созданием аналогичной лазерной космической связи занимаются ученые из Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ) из Сарова, где уже завершают создание уникальной установки для лазерной космической связи.

Следует сказать, что сейчас лазеры широко применяются для передачи огромного массива информации – на их использовании построена передача данных по оптико-волоконным кабелям. Но использование лазеров в космосе имеет еще больший потенциал – там они будут работать в вакууме, а отсутствие плотной и поглощающей сигнал физической среды для передачи позволит получить высокую скорость и надежность передачи при минимальном затухании сигнала. Для орбитального лазера связи перспективна работа в инфракрасном диапазоне, ведь для данной длины волны атмосфера практически прозрачна.

По сравнению с радиоволнами инфракрасное излучение имеет в 100 раз меньшую длину волны, а значит, и пропускной канал передачи данных будет в инфракрасном диапазоне в 100 раз шире. В этом случае мы можем позволить себе уже тысячи и десятки тысяч спутников в группировке. Это также означает, что сигнал лазера может передаваться узконаправленным лучом, что не будет требовать больших размеров для приемных и передающих устройств. Важно и то, что переход на лазеры позволяет уменьшить габариты и вес коммуникационного оборудования спутников, а сам передатчик сделать маломощным, что позволит экономить столь важные для аппарата киловатты энергии солнечных батарей.

Что немаловажно для защиты передаваемых данных, направленный лазерный луч перехватить практически невозможно. А это уже очень интересно как для гражданского применения, так и для военных.

Притом что военные давно присматриваются к коммерческим спутниковым группировкам, обращая внимание на их широкие возможности. В вопросе обеспечения страны широкополосным доступом к интернету во всех уголках Россия готовит самостоятельное решение.

Впервые Роскосмос заявил о намерении создать глобальную спутниковую систему в 2017 году, а в июне 2018 года система получила название «Сфера». По проекту система должна включать группировку из 638 искусственных спутников связи и зондирования Земли. Запуск первой части «Сферы» должен состояться в 2022 году, а полностью она будет развернута в период с 2022 по 2028 год. Пандемия внесла свои коррективы в планы Роскосмоса, что может повлиять лишь на сроки реализации, но сама программа запланирована и будет выполнена.

Наряду с этим специалисты из Сарова ведут работы по изготовлению опытных комплектов лазерного оборудования. Сам эксперимент с лазерной связью запланирован на 2024 год. Один из этих аппаратов будет установлен на транспортный корабль «Прогресс», а второй – на МКС. Таким образом, будет отработана процедура связи, а далее ее можно будет масштабировать на любое количество космических аппаратов. А это уже позволит решить ту самую проблему «космического шума», которая оказалась даже острее, чем проблема космического мусора.

Источник