Større rør i rummet til håndtering af dataeksplosionen

Jordobservation bliver holdt tilbage af vores manglende evne til at transportere alle de data, der genereres ned til jorden. Irske forskere har udviklet et nyt sæt rør, i form af et smart system af optiske feeder links, for at rette op på dataflaskehalsen.

At observere planeten fra rummet kan hjælpe med at håndtere katastrofer, overvåge klimaændringer og hjælpe landmænd og mennesker med at spore dyreliv. Men væksten i Earth Observation (EO) holdes tilbage af manglen på kapacitet til at få data fra satellitterne tilbage til jorden. Forskere fra RAVEN-projektet sigter mod at løse denne flaskehals ved at udvikle optiske feeder-links, som kan gøre dette i realtid.

Indtil for ikke så længe siden, en satellit ville have kostet 100 millioner euro at bygge og være på størrelse med en dobbeltdækkerbus. Men fremkomsten af ​​mindre, billigere kubusatellitter ændrer alt dette og, i processen, sænkning af adgangsbarriererne til rummet.

"Hvor før rummet var domineret af regeringsorganer, nu er det ved at blive et sted at drive forretning, " siger John Mackey, RAVEN projektkoordinator og administrerende direktør for fotonikspecialister mBryonics of Galway, Irland. Et eksempel er Planet Labs, oprettet af tidligere NASA-forskere i 2010, som for nylig begyndte at afbilde jorden på daglig basis.

Udslidte rør

Sådanne initiativer genererer jævnligt petabytes af data, men rørene til at bringe dataene ned på jorden begynder at vise deres alder.

Det er her, RAVEN kommer ind i billedet. "Vi skaber helt nye rør til satellittelefoner, som sandsynligvis vil revolutionere, hvordan satellitter kan bruges til kommunikationsformål, " siger Mr. Mackey.

mBryonics har udviklet en intelligent arkitektur til optisk kommunikation i rummet, der kan forbinde en konstellation af satellitter i en automatiseret, transparent måde og skaber et virtualiseret distribueret jordsegment. "Det minimerer antallet af jordstationer, du har brug for, og giver dig mulighed for at få disse data ned... i næsten realtid, " siger Mr Mackey.

Dette fotoniksystem kan ikke kun håndtere 10 gigabyte per sekund af data, men er også betydeligt lettere og billigere end eksisterende løsninger. "Vi har formået at miniaturisere hele systemet med en revolutionerende SWaP (størrelse, vægt og kraft), og prisen er betydeligt lavere, så det er velegnet til små platforme og masseproduktion, " siger Mr Mackey.

Optiske hjerner

Holdet har udviklet et ArcLight-modem – et optisk software-defineret netværk, der fungerer som en slags optisk hjerne, der tillader satellitter at kommunikere med hinanden. De har også brugt RAVEN-midler til at udforske potentialet af EO fra High Altitude Platforms – konstellationer af balloner, luftskibe eller droner, som flyver 20 kilometer over jorden i stratosfæren.

Udover at fremme teknologien, mBryonics har brugt RAVENs seks måneders varighed til at tale med nøgleinteressenter i satcom-økosystemet om, hvad de har brug for fra et fotoniksystem. "H2020 er en dejlig døråbner, når du vil have samtaler med mennesker, da det giver prestige, " siger Mr Mackey.

Holdet har nu et prototype adaptivt optisk fase-array feeder-system og planlægger at ansøge om RAVEN II-midler til at udvikle det yderligere. Fremtiden ser lys ud for denne form for teknologi, de tror, og ikke kun for EO. Den kommende eksplosion i data, drevet af udviklinger såsom lanceringen af ​​5G-mobil i 2020, betyder, at eksisterende netværk ikke vil være i stand til at klare sig, forudsiger hr. Mackey.

"Når det kommer til 5G, datakrisen vil blive fænomenal – jordbaserede systemer vil blive overvældet, og satellitsystemer vil komme til deres ret for at backhaule data som en slags alternativ routingmulighed, " han siger, "det tovejs feeder-system vil være nøglen, fordi du bliver nødt til at dirigere dataene på en intelligent måde."