İletişim aracı olarak boş alan; lazerle noktadan noktaya bağlantılar

Ensenada, Baja California, Meksika, 22 Ekim 2021. 30 yıl önce, 1991’de, Ensenada’daki iki bina arasında lazerle noktadan noktaya ilk bağlantıyı kurdu: CICESE’NİN Uygulamalı Fizik çatıları ve uabc’nin bilgisayar merkezi (yaklaşık 370 metrelik bir mesafede), Meksika’da kaydettiğiniz boş alandaki bir dizi optik iletişimin başarılı (belki de ilk) ilk testlerinden biriydi.

O yıllarda, akademik ve özel sektör hemen hemen bütün büyük çoğunluğu (veri, ses veya video) bilgi iletimi için optik iletişimin gelişmesiyle fiber optik kablo kullanımı ile ilgili bir iletim kanalı, boş alan, kabul ve pratik değil, O, evet, zaten –ve iletişim araçları radyo, televizyon, ve bugün her zamankinden daha çok internet ve cep telefonları: tüm frekans spektrumu için oldukça meşguldüm aynı duruldu.

Bununla birlikte, büyük dünya güçleri, bu tür optik iletişimciler üzerinde çalışarak, bilgi iletme potansiyellerinin yüksek olması nedeniyle onları uydularda kullanılmak üzere nasıl uyarlayabileceklerini görüyorlardı.

Mesele hiç de basit değil. CİCESE’NİN Elektronik ve Telekomünikasyon Bölümü’nden bir araştırmacı olan Dr. Arturo Arvizu Mondragón, sinyalleri duvarlar ve binalar da dahil olmak üzere hemen hemen her katı cisimden geçebilen radyo frekanslarını kullanan iletişim bağlantılarının aksine ışığın bunu yapamayacağını söyledi. En uygun bağlantıları kurmak için “görüş hattı” ve iyi hava koşulları gerekir. Ek olarak, boş alanda, bir vericiden bir lazeri işaret etmek ve bir alıcıya “vurmak”, bir keskin nişancının tüfeğiyle ne ilgisi olduğuna benzer bir şeydir, sadece burada 500 ile bin kilometre arasındaki mesafelerden bahsediyoruz.

Dr. Arvizu, 90’lı yılların ortalarında ilk Meksika deneysel uydusu SATEX-1’in yükünün geliştirilmesine katıldı. CİCESE, yer istasyonunu, telemetri ve komuta alt sistemlerini ve yükü, Satex’in (780 km’de yarı kutup yörüngesinde) bu lazer sistemlerinden biriyle yer istasyonu ile iletişim kurmasını sağlayacak yeni bir sistem geliştirmeyi üstlendi. Son olarak, SATEX-1 hiçbir zaman uzaya fırlatılmadı, ancak iletişim sistemi bu araştırma merkezinin araştırmacıları ve teknisyenleri tarafından tamamen tamamlandı.

İlerleyen yıllarda, nanosatellitlerin, Cubesat’ların ve sistemlerin gelişim sürelerini ve maliyetini azaltmayı başaran diğer önerilerin dünya çapında patlaması, ülkelerin standart olan büyük iletişim uydularını geliştirmek veya elde etmek için muazzam kaynaklara ihtiyaç duydukları paradigmasını kırdı.

Meksika bu konuda bir ara verirken (2010 yılında Meksika Uzay Ajansı’nın (AEM) kurulmasına kadar), CICESE Elektronik ve Telekomünikasyon Bölümü Fotonik İletişim Laboratuvarı’nda “didaktik bağlantılar” olarak adlandırılmaya devam edildi. Telematik ve Uygulamalı Fizik binaları arasında birincisi, CİCESE kampüsünde, lisansüstü öğrencilerinin yapması gereken uygulamalar kapsamında. Bu öğrencilerden bazıları, özellikle doktora öğrencileri, uabc’de profesör oldukları için, CICESE’Yİ bu yeni bakış açısıyla üniversiteye bağlamaya başladılar. Bilimsel Araştırma Yaz programları kapsamında gelen arkadaşlar da katıldı.

Mesafe çok büyük olmadığı için, aşağıdakiler Todos Santos Körfezi’nin güney ucunda, 17 kilometre mesafedeki Punta Banda’ya işaret etti. Daha sonra, Inaoe’de (Puebla’da) bir araştırmacı olan Dr. Celso Gutiérrez Martínez’in desteğiyle, bu enstitünün çatısından Iztaccíhuatl’ın yamaçlarına, unam’ın hava kalitesi izleme ekipmanının kurulu olduğu 43 km uzaklıktaki Meksika Eyaletindeki Altzomoni adlı bir yere kadar yapabildiler. “Puebla’da muhteşem görünen birkaç bağlantı kurduk. İztaccíhuatl’ın eteğinden Puebla’ya doğru uzanan yeşil bir ışın olan lazeri görebileceğiniz videolarımız var. Orada başlangıçta SATEX için olan birçok gelişmeyi test edebildik; bu, laboratuvardan hiç ayrılmadı ve onları önce CICESE içindeki didaktik bağlantılarda, sonra UABC’DEN CICESE’YE, sonra Punta Banda’dan CICESE’YE geliştirdik. Puebla’ya gittiğimizde zaten çok gelişmiş bir altyapımız vardı.”

Bu, bağlantıların daha uzak bir mesafeden denenmesine izin verdi. Bunu yapmak için, Sierra de San Pedro Mártir’den lazerle 53 km uzaklıktaki San Felipe yakınlarındaki bir çiftliğe bağlanmasına izin veren Ulusal Astronomik Gözlemevi ile bir işbirliği kuruldu.Buradaki zorluk çölde, rüzgarın yükselttiği kumla iletişim kurmaktı.

2017 Yılında Dr. Arturo Arvizu, AEM ve CONACYT’NİN çağrısı üzerine, yerden düşük yörüngeli bir uyduya optik uydu bağlantısı kurmak için gerekli olan alt sistemleri geliştirmek üzere bir proje sundu. Öneriye CICESE, INAOE, Nanobilimler ve Nanoteknoloji Merkezi ve UNAM Astronomi Enstitüsü, UABC, CETYS Ensenada ve Sonora Teknoloji Enstitüsü’nden meslektaşlar katıldı. Sorumlu olarak Arturo Arvizu’ya sahip olan teklif kabul edildi ve 1,7 milyon peso için fon aldı.

Bu proje 2020 yılında tamamlandı ve yer istasyonu da dahil olmak üzere tüm şartnameleri karşıladı. “Elde edilenlere doğru bir adım atmak ve en son teknolojinin iletişimi olan kuantum iletişimine girmek istedik. Aslında, kuantum optik uydusu olan tek ülke Çin; 2018’de başlattı. Çok yüksek güvenlikli bir iletişim. Bu uydularla bazı kuantum iletişimi yapmak için algoritmalar geliştirdik, “dedi Arturo Arvizu.

“Bu projeler sayesinde hem insan hem de laboratuvar altyapısını elde edebildik. Sayısallaştırıcılar ve çok yüksek frekanslı dijital sinyal işlemcileri (çünkü ihtiyacımız var) gibi yüksek hızlı dijital işleme gibi iyi ekipmanlarım var. Niçin? Çünkü bir uyduyla iletişim kuruyorsunuz ve bu size bir osiloskopta tasarruf etmeniz, bilgisayara götürmeniz ve işlem yapmanız için zaman vermeyecek, ancak dijital işlemi gerçek zamanlı olarak yapıyor olmalısınız.”

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.