Revolucionarni laserski sistem seče Zemljinu atmosferu sa lakoćom

Istraživanje satelitskih komunikacija bi mnogim naučnicima bilo olakšano ukoliko vazduha prosto ne bi bilo. Ipak, gubitak zaštitnog gasovitog mehura oko naše planete sigurno nije prijatna pomisao. Australijski i francuski istraživači zajedno su došli do optimalnog rešenja: sistema koji šalje svetlost kroz burne vazdušne struje pomoću najnovije tehnologije.

Rezultat je laserski link, sposoban da zadrži visoku stabilnost pri prolasku kroz atmosferu. Iako astronomi znaju kako da isprave izobličenja dolazećeg signala, glavni izazov je bilo emitovanje stabilnog snopa fotona sa zemlje ka udaljenom orbitalnom prijemniku.

Preciznost i koherentnost snopa pri prolasku kroz stotine kilometara kovitlajućeg vazduha omogućio bi nam da povežemo merne instrumente i komunikacione sisteme. Tako bi sateliti mogli da skeniraju rudne resurse ili procenjuju vodne površine. Brzi prenos podataka zahtevao bi manje energije i sadržao bi više informacija.

Vodeći naučnik Ben Diks-Metjuz, elektroinženjer iz Međunarodnog centra za radioastronomska istraživanja u Australiji, objasnio je ovu tehnologiju za ScienceAlert. „Aktivni terminal u osnovi koristi malu kameru od četiri piksela, koja meri bočno kretanje primljenog zraka. Ovo merenje položaja se zatim koristi za kontrolu pokretnog ogledala koje centrira primljeni snop i neutrališe bočno kretanje uzrokovano atmosferom.“

U stvari, sistem se može koristiti za sprečavanje vazdušne distorzije u tri dimenzije, ne samo gore i dole, ili levo i desno, već duž putanje snopa, održavajući centriranost veze i urednost njenih faza. Za sada je testiran na relativno kratkom rastojanju od 265 metara. Oko 715 metara podzemnog optičkog kabla sprovedeno je između predajnika i prijemnika kako bi se uporedilo ponašanje snopa.

Rezultati su bili toliko dobri da bi se mogli koristiti za povezivanje optičkih atomskih satova koji služe za ispitivanje fundamentalne fizike, poput Ajnštajnove teorije relativnosti. Nakon izvedenih dokaza, nema razloga da slična tehnika jednog dana ne bude usmerena ka nebu, i dalje. Ali, postoji nekoliko prepreka koje bi trebalo prevazići.

„Tokom ovog eksperimenta morali smo početno poravnanje da izvršimo ručno, koristeći vidljivi vodeći laser koji je bio u skladu sa stabilizovanim infracrvenim zrakom,“ rekao je Diks-Metjuz. „Kada se grade veze između optičkih atomskih časovnika, bilo bi dobro da postoji lakši način za ovo grubo poravnanje.“

Srećom, francuski saradnici Diks-Metjuza razvijaju uređaj koji će ubrzati početni grubi proces poravnavanja, najavljujući drugu generaciju tehnologije laserskog povezivanja koja neće zahtevati takvo mehaničko podešavanje. Tim je takođe otkrio da temperaturne razlike u opremi utiču na stabilnost faze, ograničavajući trajanje signala na oko 100 sekundi. Ova prepreka će biti u fokusu budućih istraživanja.

Možda nećemo morati dugo da čekamo, jer istraživači već napreduju u nadogradnji svog sistema. „Počeli smo da koristimo lasersko pojačalo velike snage kako bismo sprečili veće gubitke snage pri velikim udaljenostima,“ kaže Diks-Metjuz. „Takođe smo ponovo sagradili naš aktivni terminal kako bismo ga učinili osetljivijim na slabije sginale i efikasnijim u neutralisanju kretanja primljenog zraka.“

Budući da orbitalna tehnologija postaje glavni projekat mnogih internet provajdera, što će ispuniti naše nebo satelitima, inovacije u povezivanju komunikacionih sistema u našoj atmosferi postaće sve traženije.

(ScienceAlert-ZTP, foto: Stocktrek/Getty)

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.