دارپا با پروژه انقلابی کردن ارتباطات ماهواره ای به جلو حرکت می کند


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 در مدار پایین با انتخاب 11 تیم برای کار بر روی برنامه گره ارتباطات تطبیقی ​​مبتنی بر فضای خود به پیش برد.

این پروژه که با نام Space-BACN شناخته می‌شود، به دنبال ایجاد یک پایانه ارتباطی نوری کم‌هزینه و قابل تنظیم مجدد است که با اکثر استانداردهای پیوند بین ماهواره‌ای نوری سازگار است و بین صورت‌های فلکی ماهواره‌ای مختلف ترجمه می‌شود.

به گفته دارپا، Space-BACN یک «اینترنت» از ماهواره‌های مدار پایین زمین (LEO) ایجاد می‌کند که امکان ارتباط بی‌وقفه بین صور فلکی ماهواره‌ای نظامی/دولتی و تجاری/مدنی را فراهم می‌کند که در حال حاضر قادر به گفتگو با یکدیگر نیستند.

هدف تیم‌هایی که روی فاز 1 پروژه کار می‌کنند، که تکمیل آن 14 ماه طول می‌کشد، ایجاد یک طرح اولیه برای یک دیافراگم نوری انعطاف‌پذیر، اندازه، وزن، قدرت و هزینه (SWaP-C) خواهد بود. فیبر تک حالته و یک مودم نوری قابل تنظیم مجدد که تا 100 گیگابیت بر ثانیه را در یک طول موج پشتیبانی می کند و همچنین یک رابط کاملاً تعریف شده بین اجزای سیستم.

همچنین در فاز 1 طرحی برای فرمان و کنترل متقابل صورت فلکی خواهد بود که در یک محیط شبیه سازی شده نمایش داده می شود.

تیمی که بر دیافراگم اپتیکال SWaP-C تمرکز می کند شامل CACI، MBRYONICS و Mynaric است. تیم کار بر روی مودم نوری شامل II-VI Aerospace and Defense، دانشگاه ایالتی آریزونا و فدرال اینتل است. تیم فرماندهی و کنترل پنج عضو دارد: SpaceX، Telesat، SpaceLink، Viasat و راه‌حل‌های دولتی کویپر آمازون.

پس از اتمام فاز 1، 6 تیم 18 ماهه را صرف توسعه واحدهای طراحی مهندسی اجزای ترمینال نوری خواهند کرد، در حالی که پنج تیم باقی مانده به تکامل این طرح برای عملکرد 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 بین ماهواره ای نوری یک فناوری جدید بدون استانداردهای اتصال متقابل است.

من صنعت ماهواره را به عنوان یک کل به عنوان برنده بزرگ اینجا می بینم، بیشتر از کاربران نهایی، با توجه به اینکه توان – 100 وات – و قیمت – 100 هزار دلار – برای یک پایانه کاربر مانع استفاده گسترده از فناوری هایی می شود که او به TechNewsWorld گفت.

اما کاری که Space-BACN انجام می دهد این است که همه بازیکنان را وارد یک اتاق مجازی می کند تا روی استانداردهایی که بسیار مورد نیاز است کار کنند و به آنها اجازه می دهد هم برای تحقیقات خود از حمایت فدرال برخوردار شوند و هم از کار سایر شرکت ها استفاده کنند. او ادامه داد.

«در حالی که به نظر می‌رسد یک ویدیوی دارپا سعی می‌کند Space-BACN را شبیه به کاری که FirstNet در ارتباط با اولین پاسخ‌دهنده انجام داده است، قرار دهد – جایگزین تعداد بی‌شماری از سیستم‌های اختصاصی منفرد که بر روی فرکانس‌های متفاوت کار می‌کنند – من فکر نمی‌کنم این قیاس در اینجا برای قیمت مناسب باشد. و دلایل قدرت.»

با این حال، پروژه‌های دارپا، تأثیری گسترده‌تر از آنچه در ابتدا به نظر می‌رسد، دارند. پروفسور دانشگاه ایالتی آریزونا، دانیل بلیس، مدیر مرکز سیستم‌های اطلاعات بی‌سیم و معماری‌های محاسباتی، اظهار داشت: «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. از نظر اهداف خاص این برنامه، ما فن‌آوری‌های ارتباطات نوری انعطاف‌پذیر، کارآمد و نسبتاً کم‌هزینه را برای گسترش سریع سیستم‌های ماهواره‌ای کم‌هزینه نشان می‌دهیم.»

کاهش هزینه های LEO

دانستان خاطرنشان کرد که اپراتورهای موجود صور فلکی ماهواره ای در مدار غیرزمین ایستا (NGSO)، مانند شبکه Starlink ایلان ماسک، در نهایت می توانند از Space-BACN بهره ببرند.

او گفت: «اتصالات نوری هنوز یکی از محرک‌های بزرگ قیمت سیستم‌های NGSO هستند. بخش رادیویی 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 و به نفع تمام اپراتورهای NGSO باشد.»

برای LEO موجود و جدید [Low Eart Orbit] بلیس اضافه کرد، ما توانایی اتصال پیوندهای ارتباطی نوری قدیمی و هنوز تعریف نشده را فعال می کنیم. ما می‌توانیم بین استانداردهای نوری ترجمه کنیم و استانداردهای جدید را در حین توسعه، به طور بالقوه پس از راه‌اندازی پیاده‌سازی کنیم.»

دارپا هنگام گردآوری تیم‌ها برای Space-BACN سعی کرد اصطکاک بسیاری از شرکت‌هایی را که می‌خواهند در این پروژه شرکت کنند، از بین ببرد.

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

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

دموکراتیک کردن فضا

دانستان اظهار داشت که دارپا با برنامه Space-BACN به “نقطه شیرین” رسیده است. او گفت: «این شبکه گسترده ای ایجاد کرد و افراد بسیار مستقر و نسبتاً تازه وارد را به میز مذاکره آورد.

«از دیگر مرجع تراکنش های دارپا استفاده می کند [OTA] وی ادامه داد: برای جلوگیری از سربار بالای بیشتر مکانیسم‌های تامین مالی دولت، و ۱۱ برنده در فاز اول به این معنی است که دارپا می‌تواند ریسک‌های بیشتری را بپذیرد و اجازه دهد تا در این فرآیند شکست بخورد، بدون اینکه هدف کلی برنامه به خطر بیفتد.

توانایی شرکت‌های کوچک‌تر برای مشارکت در پروژه‌ای مانند Space-BACN نشان‌دهنده این است که صنعت ماهواره امروز چگونه است. جان استرند، از مشاوران Strand در دانمارک توضیح داد: «در گذشته، ساخت یک ماهواره هزینه زیادی داشت. اکنون ما می بینیم که شرکت های کوچکی با بودجه محدود ماهواره هایی را برای کاربردهای محدود ایجاد می کنند.

او به TechNewsWorld گفت: «آنها می توانند با استفاده از اجزای استاندارد ماهواره بسازند، به همان روشی که شما یک کامپیوتر سفارشی می سازید. بنابراین اگر به تعداد شرکت‌های فعال در صنعت ماهواره نگاه کنید، در حال رونق است.

وی افزود: «فضا، از نظر تاریخی، دولتی متمرکز بوده است. آنچه در حال حاضر با صنعت فضایی اتفاق می‌افتد این است که این صنعت دموکراتیک شده است، زیرا هزینه‌های قرار دادن اشیا در فضا به لطف مشارکت‌های خصوصی و دولتی به طور چشمگیری کاهش یافته است.

سوالات امنیتی

دارپا در اعلامیه آغازین خود برای Space-BACN گفت امیدوار است ارتباط بی‌وقفه‌ای بین صور فلکی ماهواره‌ای نظامی/دولتی و تجاری/مدنی برقرار کند. این می تواند تاثیری در آینده این برنامه داشته باشد.

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

«سیستم‌های نوری به دلیل پرتوهای فشرده‌شان کمتر در معرض پارگی هستند. آنها همچنین ممکن است کمتر مستعد هک باشند، اما باید دید.” حدس من این است که یکی از دلایل علاقه دارپا به این پروژه این است که بتواند پنجره ای به قابلیت های امنیتی این نوع شبکه ها داشته باشد.

وی افزود: «مطمئناً وزارت دفاع برای یک رابط بین سامانه‌های ماهواره‌ای دفاعی و غیرنظامی که نمی‌توانند ایمن شوند، ثبت نام نمی‌کند». با توجه به حجم فضایی که ترافیک ارتباطی در حال حاضر بر روی سیستم‌های غیرنظامی می‌گذرد، حدس من این است که آنها کاملاً مطمئن هستند که می‌توانند سمت رابط خود را ایمن کنند.

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



منبع