Gaisa kuģi kā datu nesēji

Pirmie panākumi ES projektā CAPANINA

Pārbaudes balons lāzera pārraides eksperimentu laikā © DLR
lasīt skaļi

Vācijas Aviācijas un kosmosa centra (DLR) zinātnieki ir devuši ieguldījumu faktā, ka Eiropas projekts CAPANINA ir guvis labus panākumus. Bezpilota dirižabļi, stingri novietoti 22 kilometru augstumā, izmanto lāzera staru, lai pārsūtītu datus ar ātrumu vairāki gigabiti sekundē. Eiropas Savienības finansētā projekta mērķis ir ieviest jaunu mobilo platjoslas sakaru laikmetu.

DLR zinātnieki nesen guva pirmos panākumus testā Anglijā. Zinātnieki pacēla gaisa balonu 300 metru augstumā. Balonam tika piestiprināta DLR izstrādātā ierīce, kas uz zemes nosūtīja neredzamu lāzera staru. Kustīgais balons bija jāizseko līdz grāda tūkstošdaļai ar zemes staciju. Precīza kontrole darbojās kā plānots, un pētnieki saņēma staru un tādējādi nekļūdīgu datu signālu. Tādējādi pirmais solis ir veiksmīgi izpildīts. Turpmākie testi notiks nākamajos divos gados Kirunā (Zviedrijā) un Japānā.

Kāpt 22 kilometru augstumā

Kirūnā ar hēliju piepildīts stratosfēras balons ar DLR lāzera sistēmu pacelsies 22 kilometru augstumā. Japānā nākamais gads tiks pārbaudīts ar pirmo stratosfēras dirižabli. Agrāk 15 gadu laikā pētnieki sagaida, ka pirmie dirižabļi ieņems savu vietu stratosfērā - tad lāzera stariem starp dirižabļiem ir jāpārraida dati vairāk nekā 700 kilometru attālumā.

Atmosfēras turbulence traucē datu pārsūtīšanu

Optiskajā komunikācijā caur atmosfēru DLR pētnieki cīnās ar dabas parādību. Raidītāja lāzera stara profils tiek iznīcināts atmosfēras turbulences dēļ pie uztvērēja - zinātnieki runā par tā saukto optisko turbulenci, kas uztvērējā rada “raibuma zīmējumu”. displejs

2002. gadā 61 kilometru attālumā DLR izdevās samazināt šo seku ietekmi. Tajā laikā divi raidītāju lāzeri tika novietoti uz institūta ēku Oberfafaenhofenā no Valberbahnas (Augšbavārija) augšējās stacijas. Uztvērējs saņēma divus gandrīz neatkarīgus "raibuma modeļus". Tādējādi signālu svārstības, ko rada shēmas, varētu ievērojami samazināt. Šādā veidā varētu sasniegt datu pārraides ātrumu vismaz 100 megabiti sekundē. DLR Komunikācijas un navigācijas institūtā pašlaik tiek izstrādātas un pārbaudītas citas tā saucamās kodēšanas un savietošanas metodes, kas paredzētas “raibuma modeļa efekta” novēršanai.

120 megabiti sekundē

Gaisa kuģi nākotnē nodrošinās ātrgaitas savienojumus ar tiešajiem lietotājiem. Ar ātrumu 120 megabiti sekundē tie ir vismaz 40 reizes ātrāk nekā mūsdienu DSL savienojumi. Tie ir mikroviļņu termināļi uz kuģa. Pēc tam DLR lāzera spailes koncentrēto datu daudzumu pārsūta uz kaimiņu dirižabļiem, kā arī uz satelītiem un zemes stacijām.

Šim nolūkam lāzera sistēma prasa ievērojami mazāk enerģijas nekā parastais radiorelejs, un tā ir arī vieglāka. Tādējādi vairāk enerģijas - dirižabļi saņem no saules un kurināmā elementiem - var izmantot, lai saglabātu nekustīgu stāvokli 22 kilometru augstumā. To nodrošina propelleri, kas uzstādīti uz dirižabļa.

Priekšrocības ir gaisa kuģiem pret satelītiem

Gaisa kuģi piedāvā ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar satelītiem: platformas var nodot atpakaļ uz zemes, lai uzturētu, pārveidotu vai nomainītu sistēmas. Turklāt tos var ātri nogādāt lietošanas vietā - piemēram, kad katastrofu vietās ir sabrukuši mobilie un sakaru tīkli. Brīvi peldošu platformu izmantošana būtu iespējama arī lielos pasākumos, piemēram, olimpiādē vai pasaules futbola čempionātos, kur nepieciešams milzīgs datu apjoms. Gaisa kuģi būtu ideāli piemēroti arī konurbāciju un teritoriju savienošanai, kurām līdz šim nav, novecojusi vai neatbilstoša telekomunikāciju infrastruktūra.

Paredzēts, ka CAPANINA projekts ilgs trīs gadus, un to trīs miljoni eiro finansē Eiropas Savienība. Kopējā DLR daļa projektā ir seši procenti.

(DLR, 22.11.2004. - DLO)