Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh tài trợ cho Phát triển Hệ thống Truyền thông Vệ tinh Dựa trên Laser Mới

Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh đã trao tặng gần 650.000 bảng Anh cho Đại học Northumbria để tiếp tục công việc hàng đầu thế giới nhằm phát triển hệ thống thông tin liên lạc vệ tinh dựa trên laser thương mại đầu tiên.

Hiện nay các vệ tinh sử dụng tần số vô tuyến để truyền dữ liệu, nhưng điều này bị hạn chế về tốc độ, dung lượng và bảo mật dữ liệu. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Đại học Northumbria đang nghiên cứu để phát triển một hệ thống liên lạc dựa trên laser mới cho các vệ tinh nhỏ, được gọi là CubeSats, có tiềm năng biến đổi ngành truyền thông vệ tinh.

Bằng cách sử dụng tia laser thay vì tần số vô tuyến, CubeSats trở nên an toàn hơn nhiều và có thể truyền dữ liệu gấp 1.000 lần mỗi giây.

Trường đại học đã được trao 360.000 bảng Anh vào năm ngoái để điều hành giai đoạn khám phá của dự án. Khoản tài trợ thêm này – nâng tổng số tiền được trao lên hơn 1 triệu bảng Anh – sẽ cho phép nhóm nghiên cứu xây dựng và thử nghiệm hệ thống laser của họ trong 12 tháng tới.

Đại học Northumbria đang dẫn đầu nghiên cứu, hợp tác với Trung tâm Thiết bị Tiên tiến của Đại học Durham, công ty công nghệ truyền thông vệ tinh e2E Group có trụ sở tại Gateshead và công ty sản xuất điện tử và viễn thông SMS Electronics Limited, có trụ sở tại Nottingham.

Họ dự định ghép ba con CubeSats lại với nhau – tạo thành một thiết bị có kích thước gần bằng một chiếc hộp đựng giày – để chứa hệ thống liên lạc laser mới. Điều này đặt ra một thách thức đáng kể vì nó đòi hỏi các công nghệ thường được sử dụng trên các quy mô lớn hơn nhiều phải được thiết kế lại và phát triển lại để phù hợp với thiết bị nhỏ hơn nhiều này và chịu được các điều kiện khí quyển trong không gian.

Mục đích cuối cùng của họ là phát triển một sản phẩm có sẵn cho các tổ chức toàn cầu lớn và các nhà cung cấp viễn thông có thể được đưa vào quỹ đạo một cách dễ dàng và rẻ tiền, đồng thời sẽ cải thiện việc truyền dữ liệu trong không gian. Nó cũng sẽ cải thiện khả năng giám sát vệ tinh theo thời gian thực đối với các vấn đề môi trường trên Trái đất, cho phép các nhà khoa học khí hậu xem các hình ảnh có độ phân giải cao và thậm chí phát trực tiếp các khu vực xa xôi.

Người ta hy vọng rằng các thiết bị đầu tiên sẽ sẵn sàng để thử nghiệm rộng rãi vào đầu năm 2023, với mục tiêu đưa chúng vào quỹ đạo vào năm 2025.

Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh đã công bố trao số tiền tài trợ gần 7 triệu bảng Anh thông qua Chương trình Đổi mới Không gian Quốc gia. Northumbria là một trong mười một tổ chức hàng đầu của Vương quốc Anh, bao gồm một tổ hợp các doanh nghiệp và chỉ ba trường đại học khác – Cambridge, Edinburgh và Đại học Mở – đã được trao một phần kinh phí để triển khai những tiến bộ mới nhất trong đổi mới không gian.

Phần lớn các dự án tập trung vào quản lý môi trường hoặc biến đổi khí hậu, nhưng Northumbria’s là dự án duy nhất liên quan đến truyền thông vệ tinh nhận được tài trợ, đánh giá cao công trình hàng đầu thế giới đang được thực hiện ở khu vực Đông Bắc về công nghệ truyền thông vệ tinh.

Tiến sĩ Eamon Scullion, một nhà vật lý năng lượng mặt trời trong nhóm nghiên cứu Khoa học Mặt trời-Mặt đất của Northumbria, đang dẫn đầu dự án. Ông nói: “Chúng tôi hoàn toàn vui mừng vì đã đảm bảo nguồn tài chính này để tiếp tục nghiên cứu của chúng tôi. Giải thưởng này sẽ cho phép chúng tôi chuyển sang giai đoạn tiếp theo trong kế hoạch của mình, nơi chúng tôi có thể đưa ý tưởng của mình vào thực tế để xây dựng và thử nghiệm các thiết kế của mình.

“Đây không phải là một kỳ tích ác ý. Chúng tôi cần thiết kế, kiểm tra và thu nhỏ cẩn thận các bảng điện tử, laser quang học, máy thu và máy phát có thể khớp với nhau trong vệ tinh và ‘đủ tiêu chuẩn không gian’, nghĩa là chúng sẽ được kiểm tra để đảm bảo chúng tiếp tục hoạt động ở mức tối ưu trong khi quỹ đạo, đối phó với tác động của bức xạ, lực cản của khí quyển và nhiệt độ không gian cực kỳ lạnh giá ”.

Cyril Bourgenot, trưởng nhóm phát triển công nghệ tại Trung tâm Thiết bị đo đạc tiên tiến của Đại học Durham cho biết thêm: “Công nghệ mới này sẽ cho phép liên lạc giữa các vệ tinh với tốc độ chưa từng có. Thách thức, trong dự án này, là lắp tất cả công nghệ tiên tiến này chỉ trong ba đơn vị CubeSat, về cơ bản có kích thước bằng một hộp chai rượu whisky. ”

Giáo sư Louise Bracken, Phó hiệu trưởng phụ trách nghiên cứu tại Đại học Northumbria, cho biết: “Chính phủ gần đây đã đưa ra Chiến lược Không gian Quốc gia, trong đó vạch ra các kế hoạch dài hạn để phát triển lĩnh vực vũ trụ của Vương quốc Anh và truyền thông vệ tinh là yếu tố chính của chiến lược này.

“Nhóm nghiên cứu Khoa học Mặt trời-Mặt đất của chúng tôi đã phát triển trong những năm gần đây và đang trở thành một trong những lĩnh vực nghiên cứu xuất sắc của Northumbria, với ảnh hưởng ngày càng lớn và được công nhận từ các nhà tài trợ nghiên cứu và đối tác kinh doanh lớn.

“Đặc biệt vui mừng khi thấy công việc của Northumbria trong lĩnh vực này được công nhận là rất sáng tạo, hơn thế nữa do tầm quan trọng của chính phủ đối với việc đầu tư vào truyền thông vệ tinh trong thập kỷ tới.”

Bộ trưởng Khoa học George Freeman cho biết giải thưởng sẽ giúp Vương quốc Anh áp dụng những tiến bộ mới nhất trong đổi mới không gian.

Ông nói: “Các vệ tinh trong không gian đang giúp chúng tôi giải quyết một số thách thức quan trọng nhất mà chúng tôi phải đối mặt. “Thông qua Chiến lược Không gian Quốc gia, chúng tôi đang đặt Vương quốc Anh đi đầu trong việc mở ra những đổi mới này. Nguồn tài trợ mới này sẽ tiếp nhận những ý tưởng thay đổi cuộc chơi từ lĩnh vực vũ trụ Vương quốc Anh và các nhà khoa học xuất sắc của chúng tôi và biến chúng thành hiện thực. ”

Đại học Northumbria đang trở nên nổi tiếng với các nghiên cứu đa lĩnh vực vào không gian. Nhóm nghiên cứu Khoa học Mặt trời-Mặt đất của trường đại học đang dẫn đầu các nghiên cứu theo dõi và dự đoán thời tiết không gian để giảm rủi ro mà điều này gây ra cho các hệ thống thông tin liên lạc, vệ tinh và lưới điện, trong khi Phòng thí nghiệm Phục hồi và Y học Hàng không đang dẫn đầu các nghiên cứu về tác động của việc giảm trọng lực đối với các phi hành gia. ‘cơ thể và làm thế nào điều này có thể được chuyển thành các điều kiện thường gặp trên Trái đất, chẳng hạn như đau lưng. Ngoài ra, Đại học Northumbria có chuyên môn hàng đầu thế giới về luật không gian, đảm nhận công việc tiên phong về khuôn khổ quản trị cho hoạt động của con người trong không gian vũ trụ.

Theo Scitechdaily