Поставщики спутникового наземного сегмента, как правило, скептически относятся к наземной оптической связи. 

Они не сомневаются в полезности оптических межспутниковых каналов связи.
Они просто задаются вопросом, как быстро оптические терминалы будут внедрены корпоративными заказчиками для связи спутников на низкой околоземной орбите с землей.
“Лично я не думаю, что оптическая связь на низкую околоземную орбиту действительно будет запущена”, - сказал Рольф Скаттебо, президент и главный исполнительный директор Kongsberg Satellite Systems, норвежской компании, которая установила первую коммерческую наземную станцию в Греции в 2020 году. “Будет много каналов спутниковой связи. Но еще интереснее наблюдать за Луной и за ее пределами”.
Скаттебо сделал комментарий 15 сентября во время Всемирной недели спутникового бизнеса в Париже, где он отметил, что KSAT эксплуатирует первый коммерческий оптический наземный терминал.
Шведская космическая корпорация “также скептически” относится к скорости внедрения оптической связи, сказал участник дискуссии Ник Приборски, президент SSC Satellite Management Services. “Тем не менее, также важно получить этот опыт за плечами”.
Позже в тот же день SSC объявила о планах по созданию своей первой наземной оптической станции в Западной Австралии.
Почему компании строят оптические наземные станции, если они сомневаются в ближайших перспективах этой технологии? Отчасти потому, что государственные учреждения берут на себя расходы.
Оптический наземный терминал SSC финансировался Европейским космическим агентством. В Соединенных Штатах Агентство космических разработок Космических сил тратит миллиарды долларов на спутники, оснащенные оптическими терминалами для связи с другими космическими аппаратами, а также воздушными и наземными терминалами.
Для государственных учреждений частью привлекательности является безопасность. Оптические сигналы распространяются в узком луче света, что делает их более трудными для перехвата или глушения, чем радиочастотные сигналы.
“Вы можете отправить радиочастотный луч на спутник, который вы намереваетесь использовать, но за ним в тени есть другой” спутник", - сказал Шантану Гупта, главный инженер Aerospace Corp. по оптической связи. “Помехи будут возникать из-за того, что [радиочастотный] луч в 1000-10 000 раз шире оптического луча”.
Оптические линии связи также могут ускорить передачу огромных объемов данных наблюдения Земли, полученных с помощью оптических и радиолокационных спутников с синтезированной апертурой, со спутника на спутник и из космоса на землю.
Ник Приборски, президент SSC Satellite Management Services. Фото: Всемирная неделя спутникового бизнеса 2022
“Вы находитесь в точке, где датчики могут генерировать гораздо больше данных”, - сказал Гупта. “Если бы у вас были толстые трубы, чтобы отключить его с низкой задержкой, это было бы очень полезно, потому что все еще большая часть вычислительной и вычислительной мощности находится на земле”.
В целом, оптическая связь - это “отличная технология для обеспечения соединений с высокой скоростью передачи данных и обеспечения отказоустойчивости между платформами”, - сказала Джули Пандья, старший менеджер Lockheed Martin по коммуникационным и сетевым технологиям. Как и радиочастотная связь, оптические технологии - это инструменты, которые можно применять, “чтобы максимально использовать их для удовлетворения конкретных потребностей клиентов и приложений”, - сказал Пандья в интервью.
Lockheed Martin производит спутники для Агентства космического развития, оснащенные оптическими терминалами, поставляемыми Tesat-Spacecom, дочерней компанией Airbus в США.
Скептики не сомневаются в том, что оптические сигналы могут передавать данные в космос и из космоса.
Японское космическое агентство JAXA установило оптическую связь в 2006 году между наземной станцией в Токио и своим Оптическим межорбитальным инженерным испытательным спутником на низкой околоземной орбите. Демонстрация лунной лазерной связи НАСА на спутнике Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer отправила видео высокой четкости с земли на лунную орбиту в 2013 году.
Также люди не ставят под сомнение ценность оптических межспутниковых линий связи.
“Вообще говоря, что касается межспутниковых связей, почти все думают об оптических”, - сказал Гупта в интервью. “Он почти достиг зрелости”.
Например, Агентство космического развития Пентагона планирует запустить сотни спутников транспортного уровня с оптическими перекрестными каналами для передачи изображений и данных по всему миру, а также радиочастотные и оптические терминалы для отправки их на землю.
“Как только вы получите данные на транспортном уровне, я могу переместить их в любую систему вооружения, в которую они должны попасть, я могу объединить данные”, - сказал директор SDA Дерек Турнер в октябре на симпозиуме MilSat в Маунтин-Вью, Калифорния.
Вотум доверия SDA к оптическим технологиям в сочетании с покупательной способностью агентства помогает снизить стоимость оптических терминалов.
Первые демонстрации оптической связи проводились правительственными учреждениями, использующими терминалы, изготовленные на заказ. В последние годы компании снизили стоимость оптических терминалов и наладили массовое производство для снабжения спутниковых группировок.
“Задача состоит в том, чтобы сделать терминалы производимыми с экономичными затратами и графиком, которые могут позволить системы”, - сказал Дэвид Чайковски, генеральный директор, директор и соучредитель Space Micro, фирмы, приобретенной ранее в этом году Voyager Space. Space Micro заключила контракт на поставку оптических терминалов командованию космических систем космических сил.
В то время как компании добиваются устойчивого прогресса на экономическом фронте, поставщики наземного сегмента указывают на другие проблемы.
Облака и туман блокируют оптические сигналы. А атмосфера Земли искажает световые волны, вызывая колебания их интенсивности.
“Настроить оптические каналы связи и обеспечить их надежную работу, когда ничего не движется, действительно сложно”, - сказал Эндрю Айверс, президент Communications and Power Industries, производителя электронных компонентов, во время дискуссии на Всемирной неделе спутникового бизнеса. “Заставить их работать в сверкающей атмосфере, когда все немного движется и у вас даже мягкая погода, может быть огромной проблемой”.
Если эта проблема может быть решена, оптические технологии “имеют большое, большое значение в спутниковой индустрии”, - добавил участник дискуссии Пол Гаске, исполнительный вице-президент и генеральный директор Hughes Network Systems. “Если вы посмотрите на объем пропускной способности, который вам нужен для доступа к спутнику в мире [высокопроизводительных спутников], мы установим 20 шлюзов или 200 шлюзов меньшего размера. Мы делаем это, потому что не можем получить достаточное количество битов в одном потоке. Но если бы вы могли заставить работать оптическую связь, это было бы здорово ”.
Чтобы уменьшить влияние погоды, организации ищут солнечные места или горные вершины для оптических наземных станций. К сожалению, эти сайты не всегда обеспечивают необходимую наземную инфраструктуру.
“Мне нужно подключение к Интернету к моему шлюзу”, - сказал в интервью Картик Сешадри, вице-президент международного подразделения Hughes Network Systems. “Мне нужно хорошее разнообразное, высокодоступное волокно для Интернета”.
Чтобы преодолеть это препятствие, компании создают географически распределенные сети наземных станций.
“Все сводится к диверсификации”, - заявил Эндрю Чизмар, старший директор Honeywell по малым спутникам, на Всемирной неделе спутникового бизнеса. “Если у вас будет достаточно наземных станций, вы получите необходимую пропускную способность, но это будет на глобальной основе. Тогда связь заключается в том, как вы возвращаете эту обратную передачу пользователям ”.
Honeywell сотрудничает со Skyloom в обеспечении оптической межспутниковой связи для спутников Агентства по космическому развитию, которые строит York Space Systems.
Компании борются с искажениями, вызванными атмосферой Земли, с помощью технологий.
Потоки атмосферного воздуха могут переносить дым или водяной пар, которые мешают оптическим волнам.
Эндрю Айверс, президент отрасли связи и энергетики. Фото: Всемирная неделя спутникового бизнеса 2022
Чтобы нейтрализовать атмосферную турбулентность, датчики волнового фронта определяют воздействие атмосферы на световой луч и используют быстросменные или деформируемые зеркала для компенсации помех. Наземные обсерватории используют аналогичные технологии для улучшения качества астронавтических изображений.
“Это контур управления”, - сказал Гупта. “Вы чувствуете это и корректируете с помощью адаптивной оптики”.
Заглядывая в будущее, Lockheed Martin изучает немеханические методы борьбы с атмосферной турбулентностью.
“Мы хотим отойти от вещей, которые может быть трудно изготовить и интегрировать”, - сказал Пандья. “В будущем предполагается немеханическое решение для повышения общей надежности некоторых из этих систем, а также уменьшения габаритов, веса и мощности”.
Источник: https://spacenews.com/walking-a-narrow-beam-laser-links-are-great-for-satellite-relay-but-challenges-abound-for-taking-it-to-ground/