Προς ευρυζωνικές συνδέσεις για τη Σελήνη

Καθώς η Σελήνη αρχίζει να αποκτά ξανά ενδιαφέρον ως προορισμός επανδρωμένων αποστολών, δεκαετίες μετά το πρόγραμμα «Απόλλων», κάποιοι εξετάζουν το πώς επισκέπτες ή και άποικοι θα μπορούσαν να έχουν πρόσβαση σε ευρυζωνικές συνδέσεις για να επικοινωνούν με τη Γη.

Ομάδα ερευνητών του Lincoln Laboratory του ΜΙΤ, συνεργαζόμενη με τη NASA, επέδειξε το περασμένο φθινόπωρο (LLCD- Lunar Laser Communication Demonstration) τη βιωσιμότητα τεχνολογίας επικοινωνίας δεδομένων που θα μπορούσε να παρέχει σε αποίκους και εξερευνητές επίπεδα διασυνδεσιμότητας που αντιστοιχούν σε αυτά που υπάρχουν σήμερα στη Γη και επιτρέπουν τη μεταφορά μεγάλων όγκων δεδομένων ή ακόμα και video streaming υψηλής ευκρίνειας.

Όπως αναφέρεται σε δημοσίευμα στην ιστοσελίδα της Optical Society (OSA), στο πλαίσιο της συνδιάσκεψης CLEO: 2014 (8-13 Ιουνίου, στο Σαν Χοσέ της Καλιφόρνια) η ομάδα θα παρουσιάσει νέες λεπτομέρειες και την πρώτη αναλυτική ανάλυση των επιδόσεων του βασισμένου σε λέιζερ uplink επικοινωνίας μεταξύ της Σελήνης και της Γης, το οποίο έσπασε κάθε προηγούμενο ρεκόρ ταχύτητας.

«Θα πρόκειται για την πρώτη φορά που παρουσιάζουμε τόσο την περιγραφή της εφαρμογής όσο και το πώς ακριβώς λειτούργησε» αναφέρει ο Μαρκ Στίβενς, του MIT Lincoln Laboratory. Μέχρι τώρα είχε γίνει γνωστό το επίτευγμα, αλλά όχι πολλές λεπτομέρειες γύρω από αυτό.

Η συγκεκριμένη ομάδα είχε γράψει ιστορία όταν, στο πλαίσιο του LLCD, μεταδόθηκαν δεδομένα σε απόσταση 384.633 χιλιομέτρων μεταξύ της Σελήνης και της Γης σε download rate της τάξης των 622 megabits per second, ταχύτερα από κάθε σύστημα RF. Επίσης, μεταδόθηκαν δεδομένα από τη Γη στη Σελήνη σε 19,44 megabits ανά δευτερόλεπτο- 4.800 φορές ταχύτερα από ό,τι το ταχύτερο RF uplink που χρησιμοποιήθηκε ποτέ.

Η επικοινωνία σε υψηλά data rates από μεταξύ της Γης και της Σελήνης με ακτίνες λέιζερ εμπεριέχει προκλήσεις λόγω της απόστασης και της ατμόσφαιρας του πλανήτη μας, καθώς αυξάνεται το εύρος της ακτίνας. Στο πλαίσιο του προγράμματος, για την αντιμετώπιση τέτοιων προβλημάτων, χρησιμοποιήθηκαν διάφορες τεχνικές για να επιτευχθούν υψηλές επιδόσεις, χωρίς λάθη. Ένας επίγειος σταθμός στο Γουάιτ Σαντς του Νέου Μεξικού χρησιμοποιεί τέσσερα διαφορετικά τηλεσκόπια για την αποστολή του σήματος στη Σελήνη. Το κάθε τηλεσκόπιο έχει διάμετρο περίπου έξι ιντσών και τροφοδοτείται από μεταδότη λέιζερ που στέλνει πληροφορίες υπό τη μορφή παλμών αόρατου υπέρυθρου φωτός.

Τα τηλεσκόπια είναι τέσσερα επειδή το καθένα από αυτά μεταδίδει φως μέσα από διαφορετικές «στήλες» αέρα, «βιώνοντας» έτσι διαφορετικά επίπεδα διάθλασης από την ατμόσφαιρα- κάτι που αυξάνει την πιθανότητα τουλάχιστον μία από τις ακτίνες να αλληλεπιδράσει με τον δέκτη, ο οποίος βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη. Ο δέκτης χρησιμοποιεί ένα ελαφρώς πιο στενό τηλεσκόπιο για τη συλλογή του φωτός, το οποίο στη συνέχεια επικεντρώνεται σε οπτική ίνα, αντίστοιχη αυτών που χρησιμοποιούνται στη Γη. Από εκεί και πέρα το σήμα πολλαπλασιάζεται περίπου 30.000 φορές. Ένας ανιχνευτής φωτός μετατρέπει τους παλμούς φωτός σε ηλεκτρικούς, οι οποίοι στη συνέχεια μετατρέπονται σε «πακέτα» δεδομένων, που μεταφέρουν το μήνυμα.

Αν και η τεχνολογία του LLCD σε πρώτη φάση προορίζεται για χρήση σε αποστολές κοντά στη Γη, οι ερευνητές εκτιμούν ότι είναι επεκτάσιμη και για πιο μακρινούς προορισμούς, όπως ο Άρης και οι άλλοι, πιο απομακρυσμένοι πλανήτες του ηλιακού συστήματος.
Πηγή