دارپا در حال پیشبرد پروژه ای برای ایجاد تحول در ارتباطات ماهواره ای است

آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده (دارپا) که بیشتر به خاطر ایجاد اینترنت شناخته می شود، طرح خود را برای ایجاد انقلابی در ارتباطات بین شبکه های ماهواره ای مدار پایین با انتخاب 11 تیم برای کار بر روی یک برنامه گره ارتباطی تطبیقی ​​مبتنی بر فضا پیش برد.

این پروژه که با نام Space-BACN شناخته می‌شود، به دنبال ایجاد یک ایستگاه ارتباطات نوری کم‌هزینه و قابل تنظیم مجدد است که با اکثر استانداردهای پیوند بین ماهواره‌ای سازگار شده و آنها را در میان صورت‌های فلکی ماهواره‌ای مختلف ترجمه می‌کند.

به گفته دارپا، Space-BACN یک «اینترنت» برای ماهواره‌ها در مدار پایین زمین (LEO) ایجاد می‌کند که ارتباط یکپارچه بین برج‌های ماهواره‌ای نظامی/دولتی و تجاری/غیر نظامی را که در حال حاضر نمی‌توانند با یکدیگر صحبت کنند، امکان‌پذیر می‌سازد.

هدف تیم های کار بر روی فاز اول پروژه که تکمیل آن 14 ماه طول خواهد کشید، ایجاد یک طرح اولیه برای یک طرح انعطاف پذیر، کم حجم، کم وزن، قوی و مقرون به صرفه (SWaP-C) خواهد بود. ) دیافراگم نوری که با فیبر تک حالته و یک مودم نوری قابل تنظیم مجدد که تا 100 گیگابیت بر ثانیه را در یک طول موج واحد پشتیبانی می کند و همچنین یک رابط کاملاً تعریف شده بین اجزای سیستم متصل می شود.

یک طرح فرمان و کنترل متقابل نیز در مرحله اول ایجاد خواهد شد که در یک محیط شبیه سازی شده نشان داده خواهد شد.

تیم متمرکز بر دیافراگم اپتیکال شامل SWaP-C CACI، MBRYONICS و Mynaric است. تیمی که بر روی مودم نوری II-VI کار می کند شامل هوافضا و دفاع، دانشگاه ایالتی آریزونا و فدرال اینتل است. تیم فرماندهی و کنترل از پنج عضو تشکیل شده است: SpaceX، Telesat، SpaceLink، Viasat و راه حل های دولتی کویپر آمازون.

پس از تکمیل فاز اول، شش تیم از تیم ها 18 ماه را صرف توسعه ماژول های طراحی مهندسی برای اجزای نوری محیطی خواهند کرد، در حالی که پنج تیم باقی مانده به توسعه طرح برای کار در سناریوهای چالش برانگیزتر و پویاتر ادامه خواهند داد.

بسیاری از ذینفعان تجاری و اجتماعی

جیم دانستان، مشاور عمومی TechFreedom، یک گروه حامی فناوری در واشنگتن دی سی، توضیح داد که پیوندهای نوری بین ماهواره ها یک فناوری جدید بدون استانداردهای پیوند ثابت است.

من صنعت ماهواره را به عنوان یک کل برنده بزرگ اینجا می بینم، بیش از کاربران نهایی، زیرا قدرت – 100 وات – و قیمت – 100,000 دلار – پایانه کاربر مانع از استفاده گسترده از فناوری های ناشی از این می شود. او به TechNewsWorld گفت.

او ادامه داد: «با این حال، کاری که Space-BACN انجام می‌دهد این است که همه بازیکنان را به یک اتاق مجازی می‌آورد تا روی استانداردهای بسیار مورد نیاز کار کنند و به آنها اجازه می‌دهد از حمایت فدرال برای تحقیقات خود و بهره‌مندی از کار شرکت‌های دیگر بهره ببرند». .

«در حالی که DARPA Video به نظر می‌رسد سعی دارد Space-BACN را شبیه به کاری که FirstNet با ارتباطات اولین واکنش‌دهنده انجام داد – جایگزین تعداد بی‌شماری از سیستم‌های اختصاصی که در فرکانس‌های متفاوت کار می‌کنند – قرار دهد – من فکر نمی‌کنم این قیاس در اینجا مناسب باشد، برای قیمت و دلایل قدرت.»

با این حال، پروژه‌های دارپا راهی برای دستیابی به تأثیری گسترده‌تر از آنچه در ابتدا به نظر می‌رسید، دارند. دانیل بلیس، استاد دانشگاه ایالتی آریزونا، مدیر مرکز سیستم‌های اطلاعات بی‌سیم و زیرساخت‌های محاسباتی، خاطرنشان کرد: «بسیاری از ذینفعان تجاری و اجتماعی هستند که خارج از تمرکز رسمی برنامه هستند.

او به TechNewsWorld گفت: «فناوری هایی که ما توسعه خواهیم داد به طور گسترده برای پردازش و ارتباطات قابل استفاده هستند. با توجه به اهداف خاص این برنامه، ما فناوری‌های ارتباطات نوری انعطاف‌پذیر، کارآمد و نسبتا کم‌هزینه را برای گسترش سریع سیستم‌های ماهواره‌ای متنوع و کم‌هزینه نشان می‌دهیم.»

کاهش هزینه های LEO

دانستان خاطرنشان کرد که اپراتورهای فعلی صورت‌های فلکی ماهواره‌ای مدار غیرزمین ثابت (NGSO) مانند شبکه Starlink ایلان ماسک، در نهایت می‌توانند از Space-BACN بهره ببرند.

او گفت: «اتصالات نوری یکی از محرک‌های مهم قیمت سیستم‌های NGSO هستند. “طرف رادیویی چیزها تا حد زیادی کالایی شده است. شما می توانید رادیوهای بسیار پیچیده نرم افزاری را خریداری کنید. [SDRs] خیلی ارزان.”

او ادامه داد: «سیستم‌های نوری هنوز بسیار گران هستند، بنابراین Space-BACN این فرصت را دارد که بخشی از این هزینه را کاهش دهد که به نفع تمام اپراتورهای NGSO است.»

برای LEO های فعلی و جدید [Low Eart Orbit] با استفاده از شبکه، ما توانایی اتصال پیوندهای ارتباطی نوری قدیمی را که هنوز شناسایی نشده‌اند را فعال می‌کنیم. ما می‌توانیم استانداردهای بصری را ترجمه کرده و استانداردهای جدیدی را در حین توسعه پیاده‌سازی کنیم، شاید پس از راه‌اندازی.

در جمع آوری تیم های Space-BACN، دارپا تلاش کرده است تا اصطکاک بسیاری از شرکت هایی را که مایل به مشارکت در پروژه هستند، از بین ببرد.

ما عمداً پیشنهادی را برای برنامه‌های Space-BACN خود تا حد امکان آسان کردیم، زیرا می‌خواستیم از مزایای شرکت‌های دفاعی تأسیس‌شده و مجموعه بزرگ شرکت‌های فناوری کوچک نوآورانه استفاده کنیم، که بسیاری از آنها زمان یا منابع لازم را ندارند. گرگ کوپرمن، مدیر برنامه Space-BACN در بیانیه ای گفت.

ما از معاملات دیگری استفاده کردیم و از آن بسیار راضی بودیم [the] تنوع سازمان هایی که پاسخ دادند و کیفیت پیشنهادات.

دموکراتیک کردن فضا

دانستان تأیید کرد که دارپا با برنامه Space-BACN به “نقطه شیرین” رسیده است. او گفت: «او توری پهن پرت کرد و تازه واردان تثبیت شده و نسبی را به میز آورد.

“از دیگر مرجع تراکنش های دارپا استفاده می کند.” [OTA] وی ادامه داد: برای جلوگیری از سربارهای بالای بیشتر مکانیسم های تامین مالی دولتی، “11 برنده مرحله اول به این معنی است که دارپا می تواند ریسک های بیشتری را بپذیرد و اجازه دهد تا در این فرآیند شکست بخورد بدون اینکه هدف کلی برنامه را به خطر بیندازد.”

توانایی کسب‌وکارهای کوچک برای مشارکت در پروژه‌ای مانند Space-BACN نشان‌دهنده شکلی است که صنعت ماهواره‌ای امروزی به نظر می‌رسد. جان استرند، از مشاوران Strand در دانمارک توضیح داد: «در گذشته، ساخت ماهواره هزینه زیادی داشت. ما اکنون می بینیم که شرکت های کوچک با بودجه محدود، ماهواره هایی را برای کاربردهای محدود ایجاد می کنند.”

او به TechNewsWorld گفت: «آنها می توانند ماهواره ها را با استفاده از اجزای استاندارد بسازند، همانطور که شما یک کامپیوتر سفارشی می سازید. بنابراین اگر به تعداد شرکت‌های فعال در صنعت ماهواره نگاه کنید، متوجه خواهید شد که آنها در حال پیشرفت هستند.

وی افزود: «فضا از نظر تاریخی توسط دولت متمرکز شده است. «آنچه در حال حاضر با صنعت فضایی اتفاق می افتد این است که در حال دموکراتیک شدن است زیرا هزینه قرار دادن اشیا در فضا به لطف مشارکت های دولتی و خصوصی به طور چشمگیری کاهش یافته است.»

سوالات امنیتی

دارپا در اعلامیه پرتاب خود برای Space-BACN اعلام کرد که امیدوار است ارتباط یکپارچه بین برج های فضایی نظامی/دولتی و تجاری/غیر نظامی برقرار کند. این می تواند تاثیری در آینده این برنامه داشته باشد.

دانستان گفت: “این سوال نهایی خواهد بود – آیا می توانید جبهه نظامی/غیرنظامی را ایمن کنید.”

سیستم‌های نوری به دلیل پرتوهای باریک‌ترشان کمتر مستعد پارازیت هستند. همچنین ممکن است کمتر در معرض هک باشند، اما باید دید. من فکر می کنم یکی از دلایل علاقه دارپا به این پروژه این است که آنها می توانند پنجره ای به قابلیت های امنیتی این نوع شبکه ها داشته باشند.

وی افزود: «وزارت دفاع مطمئناً برای یک رابط بین سامانه‌های ماهواره‌ای دفاعی و غیرنظامی که نتواند ایمن کند، ثبت نام نمی‌کند». با توجه به میزان ترافیک ارتباطات فضایی که در حال حاضر از طریق سیستم‌های غیرنظامی در حال حرکت است، فکر می‌کنم آنها نسبت به توانایی خود برای ایمن کردن بخش رابط خود کاملاً مطمئن هستند.

بلیس اذعان داشت که استفاده مستقیم از فناوری های ارتباطی تجاری همیشه ایده خوبی نیست. اما او خاطرنشان کرد که «به دلیل انعطاف‌پذیری که توسعه می‌دهیم، می‌توانیم مزایای استفاده از فناوری‌های تجاری را به حداکثر برسانیم و در عین حال خطرات امنیتی را به حداقل برسانیم».