NASAને મળી મોટી સફળતા, 530km થી 200 Gbps ની વિક્રમી લિંક બીમ કરી

NASA, MIT અને અન્ય જાણીતી સંસ્થાઓના સભ્યોનો સમાવેશ કરતી સંશોધકોની ટીમે અવકાશ-થી-ગ્રાઉન્ડ લેસર કમ્યુનિકેશનમાં ગ્રાઉન્ડબ્રેકિંગ સિદ્ધિ હાંસલ કરી છે. તેઓએ અત્યાર સુધીની સૌથી ઝડપી કોમ્યુનિકેશન લિંક સ્થાપિત કરીને તેમના અગાઉના રેકોર્ડને સફળતાપૂર્વક બેવડાવ્યો છે.

200 ગીગાબીટ પ્રતિ સેકન્ડના પ્રભાવશાળી ડેટા રેટ સાથે, આ ટેક્નોલોજીથી સજ્જ ઉપગ્રહ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશન પર માત્ર 5-મિનિટના પાસમાં 2 ટેરાબાઈટથી વધુ ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે. આ નોંધપાત્ર પ્રગતિ વૈજ્ઞાનિક સંશોધન અને શોધ માટે અસંખ્ય શક્યતાઓ ખોલે છે.

નાસાના સ્પેસ કોમ્યુનિકેશન્સ એન્ડ નેવિગેશન પ્રોગ્રામના એરોસ્પેસ એન્જિનિયર જેસન મિશેલ, આ સિદ્ધિના અપાર અસરો પર ભાર મૂકે છે, કહે છે, આ અસરકારકતા દૂરગામી છે. કારણ કે, સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, વધુ ડેટાનો અર્થ વધુ શોધ છે.

ટેરાબાઇટ ઇન્ફ્રારેડ ડિલિવરી (TBIRD) નામની ગ્રાઉન્ડબ્રેકિંગ કમ્યુનિકેશન લિંક, પૃથ્વીની સપાટીથી આશરે 530 કિલોમીટર ઉપરની ભ્રમણકક્ષામાંથી કાર્ય કરે છે. આ અગાઉના વર્ષના મે મહિનામાં અવકાશમાં લોન્ચ કરવામાં આવેલા, TBIRD એ જૂન સુધીમાં કેલિફોર્નિયામાં ગ્રાઉન્ડ-બેઝ્ડ રીસીવર સાથે શરૂઆતમાં 100 Gb/s સુધીના ડાઉનલિંક દરો હાંસલ કર્યા હતા. આ સ્પીડ મોટાભાગના શહેરોની ઝડપી ઈન્ટરનેટ સ્પીડ કરતા 100 ગણી ઝડપી છે અને સેટેલાઈટ કોમ્યુનિકેશન માટે વપરાતી પરંપરાગત રેડિયો લિંક્સ કરતા 1,000 ગણી વધુ ઝડપી છે.

જ્યારે પાર્થિવ ડેટા નેટવર્ક ફાઇબર ઓપ્ટિક્સ દ્વારા લેસર સંચાર પર આધાર રાખે છે, ત્યારે ઉપગ્રહો માટે હાઇ-સ્પીડ લેસર-આધારિત ઇન્ટરનેટ હજુ સુધી સાકાર થયું નથી. વર્તમાન અવકાશ એજન્સીઓ અને કોમર્શિયલ સેટેલાઇટ ઓપરેટરો મુખ્યત્વે અવકાશ પદાર્થો સાથે સંચાર માટે રેડિયો તરંગોનો ઉપયોગ કરે છે. જોકે, ઇન્ફ્રારેડ લાઇટનો ઉપયોગ કરતા લેસર કમ્યુનિકેશન્સ, જે રેડિયો તરંગો કરતાં ઘણી ઊંચી આવર્તન ધરાવે છે, તે નોંધપાત્ર રીતે હાઇ ડેટા રેટને સક્ષમ કરે છે.

વૈજ્ઞાનિકોની ટીમ આ ગ્રાઉન્ડબ્રેકિંગ ટેક્નોલોજીના ઉપયોગને વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં વિસ્તારવા આતુર છે. મિશેલ ચંદ્ર પરના ભાવિ મિશનને સરળ બનાવવા માટે TBIRD ની ક્ષમતાઓને વધારવાની તેમની યોજનાઓ પર ભાર મૂકે છે. પૃથ્વી અને ચંદ્ર વચ્ચેના આશરે 400,000 કિલોમીટરના વિશાળ અંતરને ધ્યાનમાં લેતા, 1 થી 5 ગીગાબીટ્સ પ્રતિ સેકન્ડ (Gb/s) ની રેન્જમાં ડેટા રેટ હાંસલ કરવો એ કોઈ નોંધપાત્ર સુધારણા જેવું લાગતું નથી. જોકે, મિશેલના મતે આટલું વિશાળ અંતર આવરી લેવું એ કોઈ નાની સિદ્ધિ નથી, અને આ મોટે ભાગે સાધારણ ડેટા રેટ પણ ચંદ્ર મિશન માટે સંદેશાવ્યવહાર ક્ષમતાઓને મોટા પ્રમાણમાં વધારશે.

એરોસ્પેસ એન્જિનિયર અને MIT લિંકન લેબોરેટરીમાં TBIRD ટીમના સભ્ય કેટ રાઇઝિંગે જણાવ્યું હતું કે, વર્તમાન ઉપગ્રહો દ્વારા સામનો કરવામાં આવતી મર્યાદાઓ સમજાવે છે, અને જણાવે છે કે, હાલમાં ભ્રમણકક્ષામાં ઉપગ્રહો છે, જે તેઓ ડાઉનલિંક કરી શકે તેટલા ડેટા દ્વારા મર્યાદિત છે, અને આ વલણ વધુ સક્ષમ ઉપગ્રહો લોન્ચ થતાં જ વધશે. તેણીએ પૃથ્વીની આબોહવા, સંસાધનો અને એસ્ટ્રોફિઝિક્સ એપ્લિકેશન્સ, જેમ કે, બ્લેક હોલ ઇમેજિંગ પર મહત્વપૂર્ણ ડેટા એકત્રિત કરતા મિશનને સક્ષમ કરવામાં TBIRD ના મહત્વને વધુ પ્રકાશિત કર્યું છે.

TBIRD નો ખ્યાલ શરૂઆતમાં MIT લિંકન લેબોરેટરી દ્વારા 2014 માં અવકાશયાન માટે સસ્તું, હાઇ-સ્પીડ ડેટા એક્સેસ સોલ્યુશન તરીકે વિકસાવવામાં આવ્યો હતો. ખર્ચ ઘટાડવા માટે, ટીમે વાણિજ્યિક રીતે ઉપલબ્ધ ઘટકોનો ઉપયોગ કર્યો જે મૂળ રૂપે પાર્થિવ એપ્લિકેશનો માટે વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. આ ઘટકોમાં ફાઈબર ટેલિકોમ્યુનિકેશન્સ માટે રચવામાં આવેલ હાઈ-રેટ ઓપ્ટિકલ મોડેમ અને ડેટા રીટેન્શન માટે હાઈ-સ્પીડ, મોટા-વોલ્યુમ સ્ટોરેજ ઉપકરણોનો સમાવેશ થાય છે.

TBIRD ને નાસાના પાથફાઈન્ડર ટેક્નોલોજી ડેમોનસ્ટ્રેટર 3 (PTD-3) ઉપગ્રહ પર તૈનાત કરવામાં આવ્યું હતું, જે લગભગ 12 કિલોગ્રામ વજનનું કોમ્પેક્ટ ક્યુબસેટ છે, જે લગભગ બે સ્ટેક કરેલા અનાજના બોક્સનું કદ જેટલું છે. TBIRD પેલોડ, સરેરાશ ટિશ્યુ બોક્સ કરતા મોટો નથી, 25 મે, 2022 ના રોજ ફ્લોરિડામાં કેપ કેનાવેરલ સ્પેસ ફોર્સ સ્ટેશનથી SpaceX ના ટ્રાન્સપોર્ટર-5 રાઈડશેર મિશન પર ભ્રમણકક્ષામાં લોન્ચ કરવામાં આવ્યો હતો.

અવકાશથી પૃથ્વી પરના લેસર બીમ વાતાવરણની અસરો અને હવામાન પરિસ્થિતિઓને કારણે વિકૃતિનો અનુભવ કરી શકે છે, જેનાથી પાવર અને ડેટા નુકશાન થાય છે. આ પડકારોની ભરપાઈ કરવા માટે, ટીમે ઓટોમેટિક રિપીટ રિક્વેસ્ટ (ARQ) નું પોતાનું વર્ઝન વિકસાવ્યું, એક પ્રોટોકોલ જે ડેટા ટ્રાન્સમિશનમાં ભૂલોને નિયંત્રિત કરે છે. ગ્રાઉન્ડ ટર્મિનલ લો-રેટ અપલિંક સિગ્નલનો ઉપયોગ કરીને સેટેલાઇટને કોઈપણ ખોવાયેલ અથવા ક્ષતિગ્રસ્ત ડેટા ફ્રેમને ફરીથી ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે જાણ કરે છે.

200 ગીગાબીટ પ્રતિ સેકન્ડના પ્રભાવશાળી ડેટા રેટ સાથે, આ ટેક્નોલોજીથી સજ્જ ઉપગ્રહ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશન પર માત્ર 5-મિનિટના પાસમાં 2 ટેરાબાઈટથી વધુ ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે.

English summary

A major breakthrough for NASA, beaming a record link of 200 Gbps from 530km