این هفته، شرکت Blue Origin متعلق به جف بزوس قراردادی از ناسا برای توسعه شبکه مخابراتی مریخ دریافت کرد. این پروژه پیشنهادی، یک سیستم ارتباطی جدید برای ایجاد ارتباطاتی مطمئنتر و با پهنای باند بالاتر با سیاره سرخ است. چنین سیستمی هم برای ارتباطات و هم برای ناوبری کاوشگرهای رباتیک فعلی در مریخ و در آینده برای انسانها اهمیت زیادی خواهد داشت.
ارزش بالقوه این قرارداد در بیشترین حالت به ۷۰۰ میلیون دلار میرسد و این شرکت فضایی باید مدارگرد خود را تا ۳۱ دسامبر ۲۰۲۸ تحویل دهد. Blue Origin همچنین وظیفه پرتاب این فضاپیما را نیز بر عهده خواهد داشت.
اگرچه در اطلاعیه رسمی ناسا به این موضوع اشاره نشده است، اما با توجه به اینکه مدارگرد باید تا آن تاریخ آماده شود، به نظر میرسد ناسا قصد دارد آن را در همان بازه زمانی به فضا پرتاب کند. دسامبر ۲۰۲۸ و ژانویه ۲۰۲۹ در محدوده پنجرههای پرتاب کممصرف برای ارسال مأموریتها به مریخ قرار دارند.
هنوز مشخص نیست این ماهواره مخابراتی دقیقاً چه ساختاری خواهد داشت یا چه الزامات فنی برای آن در نظر گرفته شده است.
ناسا مدتی است برنامههایی برای ایجاد ارتباطات کارآمدتر با سیاره سرخ دارد و چندین آزمایش نیز برای آمادهسازی این فناوری انجام شده است.
سال گذشته، IFLScience با آبجیت «آبی» بیسواس، پژوهشگر آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، گفتوگو کرد. او در پروژه Deep Space Optical Communications یا DSOC مشارکت داشت؛ یک برنامه آزمایشی دوساله که بررسی میکرد آیا میتوان از ارتباطات نوری به جای امواج رادیویی استفاده کرد یا خیر.
مزایای این فناوری زمانی که با نحوه عملکرد آن آشنا شوید، کاملاً مشخص میشوند. یک ماهواره با استفاده از پرتو لیزر میتواند دادهها را با سرعتی تا ۱۰۰ برابر بیشتر از امواج رادیویی ارسال کند. این یعنی انتقال حجم بسیار بیشتری از اطلاعات.
البته این فناوری معایبی نیز دارد. امواج رادیویی در طول شبانهروز و تقریباً در هر شرایط آبوهوایی کار میکنند، اما ارتباطات نوری چنین قابلیتی ندارند. مریخ از دید ناظر زمینی حدود دو سوم زمان خود را در بخش روشن آسمان سپری میکند و وجود ابرها نیز میتواند مانع دریافت سیگنال DSOC شود.
با وجود این، آزمایش DSOC موفقیتی چشمگیر بود. این فناوری آزمایشی بهعنوان یک سیستم ارتباطی ثانویه روی فضاپیمای Psyche نصب شد و برای ارسال ویدئویی از گربهای به نام Taters از فاصله ۳۱ میلیون کیلومتری، معادل ۱۹ میلیون مایل، به زمین مورد استفاده قرار گرفت؛ اتفاقی که کاربران اینترنت را بسیار هیجانزده کرد.
این فناوری حتی در فاصله ۴۶۰ میلیون کیلومتری، معادل ۲۹۰ میلیون مایل، از زمین نیز آزمایش شد. این فاصله حدود ۶۰ میلیون کیلومتر، معادل ۳۷ میلیون مایل، بیشتر از بیشترین فاصله ممکن میان زمین و مریخ است.
در فاصله ۳۹۰ میلیون کیلومتری، معادل ۲۴۰ میلیون مایل، نرخ پایدار دانلود داده از فضاپیمای Psyche به ۶.۲۵ مگابیتبرثانیه رسید و حداکثر سرعت نیز ۸.۳ مگابیتبرثانیه بود. این سرعت هنوز در سطح اینترنت پهنباند نیست، اما قطعاً از سرعت ارتباطات مبتنی بر امواج رادیویی بیشتر است.
بیسواس در گفتوگو با IFLScience گفت:
«هدف اصلی این بود که نشان دهیم میتوانیم لیزرها را بهدرستی نشانهگیری کنیم و با فرستندهها و گیرندههای مستقر روی زمین ارتباط برقرار کنیم.»
او افزود:
«بسیار خوشحالم که بگویم آزمایش ما واقعاً عملکرد بسیار خوبی داشت. ما توانستیم تمام الزامات سطح اول را برآورده کنیم و حتی از برخی جهات، عملکرد فناوری فراتر از انتظارات بود.»
این موضوع فقط به زیرساختهای فضایی مربوط نمیشود
برای اینکه DSOC بتواند کار کند، به تلسکوپهای اختصاصی برای دریافت سیگنالهای نوری نیاز است؛ درست همانطور که آنتنهای رادیویی برای برقراری ارتباط با فضاپیماهای مختلف در سراسر منظومه شمسی مورد استفاده قرار میگیرند.
آزمایش DSOC نشان داد که میتوان آنتنهای موجود را بهگونهای ارتقا داد که هم برای ارتباطات نوری و هم رادیویی مورد استفاده قرار بگیرند. این روش میتواند راهکاری هوشمندانه برای بهرهگیری همزمان از هر دو فناوری باشد. البته هنوز مشخص نیست آیا این رویکرد در نهایت بهطور گسترده مورد استفاده قرار خواهد گرفت یا خیر.
بیسواس در اینباره گفت:
«آینده نامشخص است. ارتباطات لیزری در حال حاضر یک تلاش مستمر و گسترده نیست و مسیر توسعه زیرساختهای زمینی، که برای عملیات حیاتی هستند، همچنان یکی از پرسشهایی است که ناسا باید با آن دستوپنجه نرم کند و برای تأمین بودجه و حمایت از آن راهکاری پیدا کند.»
او ادامه داد:
«ایدههای بسیار خوبی برای انجام این کار داریم و این موضوع در سالهای آینده مورد بحث قرار خواهد گرفت. اما در حال حاضر برنامه مشخصی نداریم که بگوییم تا یک سال مشخص، زیرساخت مشخصی را ایجاد خواهیم کرد.»
ایدههای دیگری نیز مطرح شدهاند؛ از جمله قرار دادن گیرندههای ارتباطی در فضا. در این روش، دادههای پرسرعت ابتدا به مدار منتقل میشوند و سپس از آنجا به زمین ارسال خواهند شد.
این روش میتواند مشکل طول روز و وجود ابرها را برطرف کند، اما هزینه آن بهمراتب بیشتر خواهد بود.
بیسواس در این زمینه گفت:
«نکته کلیدی برای تحقق اینترنت روی مریخ، زیرساختهای زمینی است. برخی افراد معتقدند بهتر است زیرساختها را در فضا قرار دهیم تا مشکلاتی مانند قطع ارتباط به دلیل وجود ابرها نداشته باشیم. نظر شخصی من، که صرفاً نظر شخصی خودم است، این است که چنین روشی بسیار گرانتر خواهد بود و به یک راهکار بلندمدت بسیار طولانیتر نیاز دارد.»
حالا باید منتظر بمانیم و ببینیم Blue Origin برای این سامانه ارتباطی نسل جدید چه برنامهای دارد و آیا قرار است در آن از فناوری آزمایشی ارتباطات نوری نیز استفاده شود یا خیر.
