最近由佐治亞理工學院和衛星通信提供商Xenesis合作宣布的一項新研究項目可以幫助解決現在限制從地球軌道衛星到地面站的數據流動的瓶頸。

該項目將小型化，空間合格并測試激光通信收發器，該收發器可以極大地擴展可用于從低地球軌道上越來越多的衛星 - 以及未來太空飛行器星座 - 下載信息的帶寬。Xenesis已獲得宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的技術許可，并將與佐治亞理工學院和JPL合作，使其成熟，作為CubeSats小型衛星的主要通信系統。

“我們期望顯著增加信息的總帶寬，我們可以從太空下來，和更多的帶寬，我們有，我們可以交流更多的信息和更多的價值，我們可以從衛星網絡得到的，說：” 布賴恩·岡特，一佐治亞理工學院Daniel Guggenheim航空航天工程學院助理教授 將領導該項目。

Gunter的實驗室擁有小型衛星的經驗，并將與Xenesis一起將該專業知識應用于該項目 - 該公司于6月14日簽署了一份價值120萬美元的合同，以支持這項工作。佐治亞理工學院的貢獻將是最小化原始JPL技術，更新控制軟件，空間限定所有硬件并從太空測試改進的系統 - 可能來自國際空間站。

Xenesis的首席技術官Dennis Poulos表示，“隨著所有進入太空的衛星，從CubeSat到主要衛星的所有衛星，生成的信息都比以往任何時候都要多。” “今天的大多數系統都依賴于射頻下行鏈路，而且只有有限的帶寬可供使用。”

Poulos表示，基于激光的系統可以將帶寬擴展到每秒10千兆位以上。除了提高帶寬之外，光學系統還可以使用更小的天線，更有效地使用電源，并提供更好的數據安全性。

Xenesis的首席執行官Mark LaPenna將計劃中的天基網絡的優勢與20世紀90年代地面撥號連接到今天的高速寬帶服務的性能提升進行了比較。

“Xenesis認識到全球通信革命的必要性，我們計劃通過名為XenHub的光學產品為太空提供支持，”LaPenna說。“通過這種架構，地面或太空中的任何公司，任務或全球運營商將能夠在Sputnik之后首次在公平的競爭環境中競爭。”

JPL開發的激光通信收發器由兩部分組成：(1)光學模塊，包括5厘米望遠鏡，雙軸萬向節，監控傳感器和熱控制系統，以及(2)帶發射器，處理器的電子模塊，控制器和電源調節系統。

盡管它受到云的干擾，但激光系統將受益于產生窄波束，該波束可以比相同功率水平的類似射頻傳輸更遠地傳播。

最初的重點是空對地通信，盡管該系統也可用于衛星之間的交叉通信。小天線尺寸也更適合于為未來星座設想的小型衛星，可能包括數千個航天器。

“一旦我們能夠證明這種工作從空間到地面，這將證明該技術可以在惡劣的太空環境中生存，并允許我們繼續開發用于商業用途的收發器，”Gunter補充說。“這有可能開辟一系列新功能，包括向世??界任何地方提供大量數據服務的能力。”

Gunter說，在喬治亞理工學院的航空航天工程學院，該合同將支持三到四名研究生，一名博士后研究員和一組本科生。“這將是我們實驗室的一個主要衛星項目，我們期待與我們的合作者一起推進這項技術。”