Je leest:

Laser verbindt satellieten

Laser verbindt satellieten

Auteur: | 13 december 2005

Vier maanden na zijn lancering heeft de Japanse satelliet OICETS een smalle laserverbinding met de Europese Artemis opgezet. Via de bundel, met zijn 36.000 km. bijna zo lang als de omtrek als de aarde, kunnen de satellieten met breedbandsnelheid gegevens verzenden. De succesvolle test is de opmaat van snel interplanetair dataverkeer.

OICETS (Optical Inter-orbit Communications Engineering Test Satellite) werd op 22 oktober gelanceerd aan boord van een Russische intercontinentale raket. De satelliet is speciaal ontworpen om laserverbindingen in de ruimte te testen. Via zo’n laserbundel kunnen satelliet snel, veilig en zonder kans op storing gegevens uitwisselen; de zenders en ontvangers wegen ook nog eens minder dan traditionele radioapparatuur.

Artist’s concept van de laserverbinding tussen OICETS en Artemis. De bundel is bijna 36.000 km. lang, net zo ver als een trip rond de evenaar. Om elkaar over zo’n enorme afstand te raken met een dunne lijn laserlicht moeten de satellieten mikken met een nauwkeurigheid van minder dan een duizendste graad. bron: JAXA

Mikken

Hét probleem van zenden via een laserbundel is fatsoenlijk richten. Een laser vertrekt van zijn zender als een smalle bundel en waaiert nauwelijks uit – om over 36.000 km afstand te praten moesten Artemis en OICETS elkaar dus zien te raken met stipjes licht ter grootte van een paar postzegels, een nauwkeurigheid van meer dan een duizendste graad.

Bandbreedte

Omdat ruimtesondes als NASA’s Cassini of ESA’s Mars Express meer sensoren meesjouwen dan oudere satellieten, leveren ze ook meer gegevens op. Die moeten wél worden teruggeseind naar de wetenschappelijke staf op aarde. Via een radioverbinding gaat dat maar moeilijk. Een radiobundel waaiert tijdens de reis tussen planeten onvermijdelijk uit, waardoor een telescoop op aarde maar een piezeltje van de uitgezonden energie ontvangt. Fouten zijn bij zo’n zwakke ontvangst makkelijk gemaakt en er is dan ook veel bandbreedte nodig om datapakketjes te herhalen.

De aardobservatiesatelliet Envisat is zo tien meter lang en zit vól sensoren om de aarde in het oog te houden. Dat levert een flinke lading meetgegevens op, die allemaal terug moeten naar de aarde. Sinds haar lancering helpt Artemis Envisat de enorme datastroom te verstouwen; sinds 2003 reist twee derde van de datastroom via een microgolfverbinding naar Artemis en vandaar verder naar ESA’s rekencentrum ESRIN in Italië. bron: ESA

Lasers hebben als eigenschap dat ze nauwelijks breder worden. Ook over interplanetaire afstanden blijft een laser een strakke bundel, zodat alle uitgezonden energie bij de ontvanger aankomt. Een satelliet met laserzender hoeft daardoor minder tijd en energie te verspillen aan foutcorrectie en kan in dezelfde tijd meer gegevens overseinen dan een radiozender.

Artemis kwam in 2003 aan in een geostationaire aardbaan, waarbij ze telkens boven hetzelfde punt op het oppervlak hangt: 21,5 o ten oosten van Greenwich en recht boven de evenaar. De reis had wat voeten in de aarde, omdat Artemis niet vlekkeloos werd gelanceerd. In 2001 kwam ze in een veel te lage baan terecht, en moest ze twee jaar ploeteren om op haar geplande positie te komen. Daar helpt de satelliet de enorme hoeveelheid gegevens van de aardobservatie-satelliet Envisat te verstouwen, maar test ze ook allerlei geavanceerde communicatievormen met andere satellieten.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 13 december 2005
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.