Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Met TBIRD kan informatie bijna 170 keer sneller naar de aarde worden verstuurd dan met huidige methodes die gebruikmaken van radiogolven.
Wetenschappers verzamelen tijdens ruimtemissies zoveel data dat het binnenhalen ervan soms sneller gaat dan het versturen. Ingenieurs van het MIT Lincoln Laboratory (VS) hebben daar een oplossing op bedacht. Met een lasercommunicatiesysteem, dat ze TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) hebben genoemd, kunnen ze veel sneller informatie naar de aarde versturen. Het apparaatje, dat past op een satelliet ter grootte van twee mueslidozen, gebruikt hiervoor laserstralen in plaats van radiogolven.
Lees ook:
Obstakels voor de laser
De meeste satellieten versturen data via radiogolven naar de aarde. Het International Space Station (ISS) kan daarmee maximaal 600 megabit per seconde (Mbps) versturen. TBIRD kan dat veel sneller en haalde onlangs een recordsnelheid van 100 gigabit per seconde (Gbps). Dat is bijna 170 keer zo snel. Dat is mogelijk doordat golven in lasers veel hogere frequenties hebben dan radiogolven. En hoe hoger de frequentie van een golf, hoe meer informatie die kan meedragen.
Dat klinkt fantastisch, dus waarom we hier dan nooit eerder lasers voor gebruikt hebben? Vanwege de problemen die lasers met zich mee brengen. Een laserstraal is bijvoorbeeld veel smaller dan een bundel radiogolven. De zender en ontvanger moeten daarom goed uitgelijnd staan. Ook verstoort de turbulente aardatmosfeer de laserbundel waardoor niet altijd alle informatie goed op aarde aankomt.
Ontvangststation op bergtop
Maar de MIT-ingenieurs hebben hier nu iets op bedacht. Om de laserstraal precies goed te richten, draait de gehele satelliet exact in de richting van het ontvangststation op aarde. Hierdoor hoeft de TBIRD niet zelf te draaien en kan het apparaatje zo klein blijven.
Om informatieverlies door de atmosfeer tegen te gaan, gebruikt TBIRD een Automatic Repeat Request (ARQ) protocol. Het ontvangststation op aarde controleert of alle data goed zijn doorgekomen. Als er informatie mist of beschadigd is, stuurt die een signaal richting de satelliet met het verzoek die specifieke gegevens nog een keer te sturen. Dit blijft zo doorgaan totdat alles correct is ontvangen.
Ondanks het opnieuw sturen van die data, is de TBIRD nog steeds flink sneller dan systemen die werken met radiogolven. Om zo min mogelijk last te hebben van het weer, staat het ontvangststation op de Table Mountain in Californië. Op 2200 meter hoogte steekt de telescoop vaak boven de wolken uit.
Wifinetwerk in de ruimte
De TBIRD kan niet alleen snel data naar de aarde sturen, het apparaat is ook nog eens relatief goedkoop. Het bestaat voornamelijk uit onderdelen die ook gebruikt worden voor glasvezelverbindingen op aarde. Internet maakt namelijk ook gebruik van lasers. Alleen gaan die niet door de lucht en ruimte, maar door dunne glasvezelkabels onder de grond. Het MIT-lab moest wel sleutelen aan de aardse onderdelen zodat die ook in de ruimte kunnen overleven.
De ingenieurs vinden zelf dat de datatransmissie nog sneller kan. Ze gaan daarom door met hun project en proberen nu een snelheid van 200 Gbps te halen.
Beeld: NASA/Dave Ryan