Chiny biją rekord transmisji z kosmosu na Ziemię. 120 Gb/s z orbity

Zespół badaczy pracujących dla Instytutu Badań Informacji Aerokosmicznej poinformował o zakończeniu eksperymentu, który wyznacza nowy punkt odniesienia dla krajowych systemów łączności optycznej.

Po serii operacji przeprowadzonych już na orbicie przepustowość transmisji między satelitą a stacją naziemną wzrosła do ponad 100 gigabitów na sekundę, a w szczycie osiągnęła 120 Gb/s.  Eksperyment przeprowadzono z wykorzystaniem infrastruktury ulokowanej na surowym, wysokogórskim terenie Pamiru. Rzadkie powietrze i niska wilgotność sprzyjają stabilności wiązki, a odizolowanie od dużych skupisk ludzkich ogranicza zakłócenia. To właśnie stamtąd wysyłano i odbierano sygnały kierowane do satelity AIRSAT-02, który stał się platformą testową dla nowych metod zarządzania transmisją.

Skok bez dotykania sprzętu

Najbardziej spektakularny element przedsięwzięcia polega na tym, że inżynierowie nie ingerowali fizycznie w konstrukcję statku. Cała operacja została zrealizowana poprzez modyfikację parametrów pracy i algorytmów sterujących ładunkiem laserowym. Z orbity wysłano pakiety aktualizacyjne, a następnie uruchomiono nowe tryby działania systemu.

Dla branży kosmicznej to sygnał o ogromnym znaczeniu. Każda możliwość wydłużenia życia satelity i zwiększenia jego możliwości bez kosztownej misji serwisowej otwiera drogę do innych modeli ekonomicznych. Operatorzy mogą planować bardziej agresywne harmonogramy aktualizacji, a projektanci sprzętu dostają potwierdzenie, że rezerwy wydajności da się uruchamiać długo po starcie.

Od 10 do 120 gigabitów w trzy lata

AIR budował kompetencje etapami. W 2023 roku mówiło się o 10 Gb/s, dwa lata później raportowano 60 Gb/s. Teraz wynik jest dwukrotnie wyższy. Tempo przyrostu pokazuje, jak szybko dojrzewają zarówno elementy optyczne, jak i oprogramowanie odpowiedzialne za modulację, korekcję błędów oraz utrzymanie precyzyjnego śledzenia celu.

Starszy inżynier Li Yalin opisuje drogę do rekordu jako przejście od niewielkiej przeprawy do rozbudowanej autostrady danych. Zwraca uwagę na potrzebę synchronizacji wielu strumieni informacji i perfekcyjnej koordynacji pracy systemów naziemnych oraz orbitalnych. Wraz ze wzrostem prędkości rosną wymagania dotyczące stabilności, mocy obliczeniowej i odporności na zakłócenia atmosferyczne.

Sekundy na zestawienie, minuty transferu

Podczas prób połączenie między satelitą a stacją zestawiano w ciągu kilku sekund. Wskaźniki powodzenia utrzymywały się powyżej 93 procent, a najdłuższe okno nieprzerwanej pracy trwało 108 sekund. W tym czasie przez kanał przeszły dziesiątki tysięcy terabajtów informacji, obejmujących zarówno dane testowe, jak i pakiety symulujące rzeczywiste zastosowania obserwacyjne.

Takie parametry przybliżają wizję niemal natychmiastowego zrzutu ogromnych zbiorów danych z instrumentów teledetekcyjnych, radarów czy eksperymentów naukowych. W kolejnych krokach podobne rozwiązania mogą zostać powiązane z sieciami między satelitami na niskiej i średniej orbicie, budując kręgosłup przyszłego internetu kosmicznego.

Co dalej z laserową rewolucją

Rezultat uzyskany przez AIR wpisuje się w globalny trend przechodzenia z łączy radiowych na optyczne. Wiązki światła oferują znacznie większą pojemność i trudniej je przechwycić, dlatego budzą zainteresowanie nie tylko cywilnych operatorów, ale też struktur odpowiedzialnych za bezpieczeństwo. Kolejne lata pokażą, czy rekord z Pamiru stanie się początkiem regularnej eksploatacji podobnych systemów w komercyjnych konstelacjach.