La Cina utilizza il laser per una comunicazione satellite-base a terra 10 volte più veloce

La Cina ha implementato con successo una tecnologia di comunicazione ad alta velocità basata su laser su satelliti commerciali, aumentando la velocità di trasferimento dei dati dallo spazio alla terra di dieci volte, fino a 10 gigabyte al secondo (Gbps). “Utilizzando un’apertura a terra di 500 mm (19,7 pollici), i ricercatori hanno ricevuto i segnali laser emessi da un trasmettitore sul satellite Jilin-1 MF02A04”, ha riferito all’inizio di questa settimana il quotidiano ufficiale Science and Technology Daily.

La costellazione di 108 satelliti Jilin-1 in orbita terrestre inferiore è la più grande rete di satelliti di imaging del mondo e invia dati commerciali di telerilevamento per settori quali il rilevamento delle risorse del territorio, la pianificazione urbana e il monitoraggio dei disastri. L’ultima innovazione dovrebbe migliorare in modo significativo la comunicazione a terra con i satelliti.

Tradizionalmente, i collegamenti satellite-terra si sono basati principalmente sulla tecnologia a microonde. Tuttavia, poiché la portata delle frequenze a microonde è limitata, lo è anche la velocità di trasferimento dei dati. I laser, invece, hanno uno spettro molto più ampio. Pertanto, l’uso dei laser come vettori di dati può aiutare a contenere più dati in ogni trasmissione, con una larghezza di banda che può raggiungere diverse centinaia di gigahertz.

Un team dell’Aerospace Information Research Institute (AIR), che fa capo al più importante istituto di ricerca del Paese – l’Accademia delle Scienze cinese – ha realizzato un collegamento satellite-terra utilizzando i laser, per quella che è formalmente nota come “comunicazione ottica”.

Li Yalin, responsabile del sistema di terra dell’AIR, ha paragonato la tecnologia alle strade cittadine. “Usare le comuni microonde a 375 MHz è come guidare su una sola corsia, mentre l’emergente [tecnologia di microonde a 1,5 GHz] sarebbe una strada a quattro corsie”, ha detto. “I laser, invece, possono ospitare centinaia o addirittura migliaia di corsie”. “Con questa comunicazione ottica è possibile trasmettere un film ad alta definizione in un secondo, da 10 a 1.000 volte più velocemente dell’attuale metodo di comunicazione a microonde”.

Il primo lotto di dati inviati a Terra dal trasmettitore Jilin-1 comprendeva un’immagine di Doha, la capitale del Qatar.
“È il primo test di comunicazione ottica ad altissima velocità [10 Gbps] da satellite a terra per applicazioni commerciali in Cina, e la singola comunicazione è durata più di 100 secondi”, ha dichiarato il capo progettista Chen Shanbo della Chang Guang Satellite Technology, la società commerciale che ha lanciato il satellite Jilin-1 MF02A04.

L’energia altamente concentrata dei laser significa anche che le dimensioni, il peso e il consumo di energia dei trasmettitori laser a bordo dei satelliti sono nettamente inferiori rispetto a quelli alimentati a microonde. I laser hanno anche una forte capacità anti-interferenza elettromagnetica, che può migliorare significativamente la sicurezza delle comunicazioni terra-satellite. In particolare, la Nasa ha accelerato ricerche simili e, in collaborazione con i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT), lo scorso giugno ha raggiunto una velocità di downlink di 100 Gbps. Il record della Nasa, tuttavia, è stato ottenuto su un satellite dimostrativo, non con uno con un utilizzo commerciale.

Il Jilin-1 MF02A04 è un satellite commerciale progettato per un uso pratico e una durata di vita più lunga. Pesa meno di 40 kg, ma non si conosce il peso del suo trasmettitore. Una trasmissione di dati più veloce potrebbe favorire lo sviluppo in molti settori. Le missioni per la raccolta di dati importanti sul clima e sulle risorse della Terra, le scoperte astrofisiche e i rilevamenti militari potrebbero essere potenziati da questa tecnologia.
“Le comunicazioni laser sono l’anello mancante che permetterà le scoperte scientifiche del futuro”, ha dichiarato Keer a maggio.