Οπτικής λειτουργίας μόντεμ από το... διάστημα

Οι διαστημικές αποστολές, από την πρώτη μέρα που άρχισαν έως και σήμερα, αποτελούν μια τεράστια πλατφόρμα δομικών για νέες τεχνολογίες που αργότερα ενσωματώνονται στην καθημερινότητα μας, όπως οι φωτονικές τεχνολογίες. 

Από τις πλέον ενδιαφέρουσες είναι η προοπτική ερευνητική ομάδα της NASA να κατασκευάσει το πρώτο οπτικής λειτουργίας μόντεμ, με φωτονικής τεχνολογίας μικροκύκλωμα που θα διαχειρίζεται μόνον οπτικά σήματα, δηλαδή φωτόνια, στην θέση των ηλεκτρικών σημάτων.

Με τη νέα τεχνολογία οι οπτικές πλέον τηλεπικοινωνίες ανάμεσα στα διαστημόπλοια και τις επίγειες εγκαταστάσεις θα λειτουργούν από 10 έως και 100 φόρες ταχύτερα συγκριτικά με τα σημερινά τεχνικά μέσα. Το μόντεμ θα έχει το μέγεθος κινητού τηλεφώνου, μικρό βάρος και θα καταναλώνει πολύ λιγότερη ενέργεια.

Το πρόγραμμα συντομογραφικά λέγεται LCRD (Laser Communications Relay Demonstration), βρίσκεται στην πιλοτική φάση της ανάπτυξης και οι πρώτες δοκιμές προγραμματίζεται να γίνουν στον διεθνή διαστημικό σταθμό (ISS) με χρονικό ορίζοντα το 2020.

Laser στη θέση του ηλεκτρικού ρεύματος

Χρησιμοποιώντας laser στη θέση του ηλεκτρισμού για την κωδικοποίηση των πληροφοριών και κατόπιν για την εκπομπή τους προς τη γη θα επιτευχθεί η μετάδοση τεράστιου όγκου δεδομένων από διαστημοσυσκευές σε αποστολή οπουδήποτε στο ηλιακό μας σύστημα.

Όταν γενικευθεί η χρήση της νέας τεχνολογίας στις διαστημικές αποστολές τότε οι ερευνητές θα λαμβάνουν μέσα σε λίγο χρόνο πολύ περισσότερες πληροφορίες από τα όργανα των διαστημοπλοίων όπως εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης φωτογραφίες και βίντεο, πληροφορίες σχετικά με το κλίμα.

Με τον τρόπο αυτό θα μελετούν πολύ πιο αναλυτικά και μέσα σε λιγότερο χρόνο τις συνθήκες που επικρατούν σε τόσο μακρινούς κόσμους, πολύ πιθανόν δε και για τις περιβαλλοντικές αλλαγές στη γη. Επίσης και δορυφόροι σε τροχιά γύρω από τη γη θα επικοινωνούν μεταξύ τους με ακτίνες laser στην θέση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων συγκροτώντας έτσι τα δικά τους δίκτυα επικοινωνιών.

Τεχνολογικά οι τηλεπικοινωνιακοί δίαυλοι στη συχνότητα του φωτός μπορούν να διακινήσουν πολύ μεγαλύτερο όγκο πληροφοριών συγκριτικά με τις επικοινωνίες μέσω των υψηλής συχνότητας ραδιοκυμάτων. Άλλωστε αυτό ήδη συμβαίνει στα επίγεια δίκτυα με οπτικές ίνες. Όπως αναμένεται η χρήση οπτικών μόντεμ θα προκαλέσει επανάσταση αρχικά στις διαστημικές τηλεπικοινωνίες και πιθανόν πολύ αργότερα στις επίγειες συμβατικές.

Οι αλλαγές στο τηλεπικοινωνιακό τοπίο

Το εύρος της αλλαγής που θα προκύψει είναι τεράστιο και περιλαμβάνει μέσω μιας μόνον συσκευής την ταυτόχρονη διακίνηση τεράστιου όγκου δεδομένων που σήμερα είναι αδύνατον να λειτουργήσει με αυτόν τον τρόπο. 

Συμπεριλαμβάνονται τομείς από την απλή σύνδεση στο ίντερνετ έως τις ψηφιοποιημένες ιατρικού περιεχομένου μεγάλης ανάλυσης εικόνες, βίντεο πολύ υψηλής ανάλυσης, τις προηγμένες τεχνολογίες στην βιομηχανία ακόμη και στην εθνική άμυνα.

Προκειμένου να γίνει αντιληπτή η σημασία του εγχειρήματος αξίζει να γνωρίζουμε ότι εκατομμύρια άνθρωποι, εταιρίες, βιομηχανίες, κυβερνήσεις κλπ., δηλαδή το σύνολο του πλανήτη βασίζεται στα συμβατικά μόντεμ. Στις γνωστές συσκευές που θυμίζουν μικρό κουτί και «διαμεσολαβούν» ανάμεσα στον υπολογιστή, τα κινητά και τις ταμπλέτες και το ίντερνετ.

Ολα ανεξαιρέτως τα σημερινά μόντεμ διακινούν κατάλληλα διαμορφωμένες πληροφορίες βάσει προγραμμάτων (διάπλευση στο διαδίκτυο, email, φωτογραφίες, μουσική, βίντεο κλπ.) που βασίζονται μόνον στο ηλεκτρικό ρεύμα.

Ακόμη και εάν μέρος του τηλεπικοινωνιακού δικτύου σε μεγάλα αστικά κέντρα και πόλεις περιλαμβάνουν οπτικές ίνες, που μεταφέρουν φως στην θέση του ηλεκτρικού ρεύματος, τα σημερινά μόντεμ συνεχίζουν να «σκέφτονται» ηλεκτρικά. 

Για την ανάπτυξη του φωτονικού μόντεμ το κέντρο διαστημικών ερευνών Goddard Space Flight Center, σε θέση επικεφαλής φορέα, συνεργάζεται με το MIT, το εργαστήριο Lincoln Laboratory, το Jet Propulsion Laboratory της NASΑ και την Space Systems/Loral (SSL).