Ensimmäiset kuvat laserlinkin kautta

Artemis ja SPOT keskustelevat keskenään laserlinkin avulla.
11 Joulukuu 2001

Marraskuun 30. päivänä tehtiin historiaa, kun kaksi avaruudessa olevaa satelliittia välittivät kuvatiedostoja laserlinkin avulla. SPOT 4 -satelliitti välitti korkearesoluutioisia kuvia laserin välityksellä 50 megabitin sekuntinopeudella Artemis -tietoliikennesatelliittiin, joka välitti tiedot edelleen Toulousen luona sijaitsevaan maa-asemaan perinteisellä 20 GHz:n radiolinkillä. Se on pieni askel ihmiskunnalle, mutta suuri harppaus satelliittitekniikalle.

Tähtien sodassa lasersäteiden avulla tuhotaan avaruusaluksia, mutta todellisuudessa laserista on paljon muuhunkin - kuten esimerkiksi tiedonsiirtoon. Laservalo välittää tietoa jo nyt muun muassa valokaapeleissa, minkä lisäksi satelliititkin ovat nyt oppimassa valoaaltokeskustelua: eurooppalaiset Artemis- ja SPOT-satelliitit välittävät tietoa keskenään käyttämällä signaalin kantoaaltona laseria.

Artemis on viime heinäkuussa avaruuteen laukaistu Euroopan avaruusjärjestön omistama uuden sukupolven tietoliikennesatelliitti, jonka kyydissä on laserin avulla tapahtuvaan tiedonvälitykseen tarvittava SILEX-järjestelmä. Samanlainen systeemi on ranskalaisessa SPOT 4 -kaukokartoitussatelliitissa, joka kykenee lähettämään ottamiaan kuvia laserlinkin avulla Artemikseen, joka välittää ne saman tien SpotImage -yhtiön maa-asemalle Toulouseen, Ranskaan.

Normaalisti 832 kilometrin korkeudessa Maata kiertävä SPOT lähettää tietojaan suoraan maa-asemaan, jolloin yhteys voi tapahtua vain silloin, kun satelliitti on maa-aseman näköpiirissä. Koska Artemis lentää huomattavasti korkeammalla, on se huomattavasti pitemmän aikaa maa-aseman kuuluvissa, joten SPOT voi käyttää sitä kätevästi tietojensa välittäjänä. Kun radioaaltojen sijaan satelliitit keskustelevat laserin avulla, on tiedonsiirtonopeus suurempi. Ilman Artemista SPOT-4:n ottamat kuvat tallentuvat ensin satelliitin omaan muistiin, mistä ne lähetetään sopivan tilaisuuden tullen maa-asemalle. Artemiksen ja laserlinkin avulla lyhennetään kuvan ottamisen ja kuvan maa-asemalle saamisen välistä aikaa huomattavasti.

PASTEL
SILEX-laitteisto Artemiksessa.

Marraskuun 22. päivänä suoritetun kokeen aikana tiedonsiirtolinkki luotiin neljä kertaa. Artemiksen SILEX-järjestelmä toimii siten, että se aktivoi ensin optisen majakan, joka lähettää lasersäteitä eri puolille alhaalla olevaa aluetta, missä SPOTin pitäisi olla. Kun SPOT saa kontaktin, vastaa se kutsuun lähettämällä oman lasersignaalinsa Artemikselle. Saadessan viestin SPOTilta, lopettaa Artemis etsimisen ja suuntaa laserinsa SPOTin suuntaan ja lukittaa linkin siihen. Kokeiden aikana optista linkkiä pidettiin yllä neljästä 20 minuuttiin, jonka aikana yhteyden virheettömyys tarkitettiin ESAn testiasemalla Redussa (Belgiassa) ja SPOT 4:n maa-asemalla Toulousessa. SPOTin tiedonsiirtonopeus Artemiksen kautta maa-asemalleen oli 50 000 000 bittiä sekunnissa (50Mbps).

Artemis - Artist impression
Tulevaisuudessa monet muutkin satelliitit voivat käyttää Artemiksen laserlinkkiä tiedonvälityksessä.

Kahden satelliitin välistä optista linkkiä muodostettaessa kaikkein haastavinta on erittäin ohuen lasersäteen suuntaaminen tarkasti suurella nopeudella (7000 m/s) ohi lentävään satelliittiin. Säteen suuntaaminen kaukana olevaan satelliittiin on sinällään jo haastavaa, mutta satelliittien koko ajan muuttuvat sijainnit tekevät tempusta vielä mutkikkaamman. Artemiksen ja SPOTin tapauksessa koe suoritettiin vieläkin epäedullisemmissa olosuhteissa, sillä Artemis ei ole oikealla paikallaan 36 000 km korkeudessa geosynkronisella radalla, vaan alemmalla 31 000 km parkkeerausradalla.

La Saone valley floods
SPOT ottaa maasta kaukokartoituskuvia, joita Artemis tulee välittämään Maahan.

Nyt suoritettua koetta edelsi sarja aikaisempia kokeita, joissa laserlinkki muodostettiin Artemiksen ja ESAn Teneriffalla sijaitsevan maa-aseman välille. Näillä testeillä tarkastettiin SILEX-järjestelmän toimintakunto ja valmius tuleviin kokeisiin.

Joulukuun alussa on vuorossa uusi testi, missä SPOT 4:n ottamia kuvia lähetetään ensimmäistä kertaa lasertiedonsiirtolinkkiä käyttämällä. Ensimmäisessä testissä satelliittien välillä siirrettiin vain koeluontoista tietoa, mutta vasta kuvien lähettäminen siirtää laserlinkin askeleen kohti arkista rutiinia: ensi vuoden puolivälistä alkaen pitäisi SPOTin lähettää tietojaan rutiininomaisesti Artemiksen kautta Maahan vähintään 5 kertaa päivässä.

Lisätietoja:

ESA Communication Department
Media Relations Office
Tel: +33(0) 1.53.69.7155
Fax: +33(0) 1.53.69.76.90

Gotthard Oppenhäuser
ESA/ESTEC
Artemis Project Manager
Tel: +31.71.565.3168

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.