Αναβάθμιση Σκίνακα για διαστημική τηλεπικοινωνία και παρακολούθηση δορυφόρων

Οι βελτιώσεις στη διαστημική τεχνολογία και η μείωση του κόστους για εκτοξεύσεις από ιδιωτικές εταιρείες (όπως η SpaceX) οδήγησαν σε δραματική αύξηση των δορυφόρων που στέλνονται στο διάστημα. Σύμφωνα με τη βάση δεδομένων της Union of Concerned Scientists’ , μέχρι το τέλος του 2022 υπήρχαν 6.718 δορυφόροι σε λειτουργία σε τροχιά γύρω από τη Γης, εκ των οποίων οι 5.938 ήταν σε χαμηλή τροχιά (Low Earth Orbit: LEO) και πάνω από το 80% αυτών εκτοξεύτηκαν μόλις τα τελευταία 3 χρόνια. Υπάρχουν προτάσεις για περίπου 250.000 δορυφόρους που θα εκτοξευθούν σε LEO την επόμενη δεκαετία. Αυτό αντιπροσωπεύει περίπου 40πλάσια αύξηση σε σχέση με τον τρέχοντα αριθμό.

Παρόλο που ο μεγάλος αριθμός δορυφόρων θα επηρεάσει πιθανώς τις επίγειες αστρονομικές παρατηρήσεις, η ανάγκη μεταφοράς στο έδαφος του τεράστιου όγκου δεδομένων που συλλέγουν οι δορυφόροι, καθώς και παρακολούθησης της ακριβούς θέσης τους παρουσιάζει νέες ευκαιρίες και χρήση για οπτικά τηλεσκόπια και αστεροσκοπείοι. Οι λόγοι είναι αρκετά απλοί: η μεταφορά των δεδομένων με ακτίνες λέιζερ στο εγγύς υπέρυθρο παρουσιάζει 100.000 φορές αύξηση στo εύρος ζώνης σε σύγκριση με τα ραδιοκύματα μαζί με βελτιωμένη ασφάλεια, εξαιτίας της χρήσης κβαντικής κρυπτογράφηση και του μικρότερου αποτυπώματος της δέσμης λέιζερ στο έδαφος. Επιπλέον, η ανάκτηση της ακριβούς θέσης και τροχιάς των δορυφόρων απαιτεί την απεικόνιση τους στο οπτικό, ως κινούμενους στόχους, και πάλι με τη χρήση τηλεσκοπίων.

Το Αστεροσκοπείο Σκίνακα, χρησιμοποιώντας χρηματοδότηση από την ESA και την EC, έχει ξεκινήσει μια σημαντική αναβάθμιση των υποδομών του προκειμένου να διαδραματίσει ουσιαστικό ρόλο σε αυτό το νέο αναδυόμενο πεδίο ασφαλών τηλεπικοινωνιών λέιζερ εδάφους-διαστήματος καθώς και διαχείρισης της διαστημικής κυκλοφορίας, ανοίγοντας έτσι ευκαιρίες για ιδιωτικούς και δημόσιους φορείς στην Ελλάδα. Πρόσθετη υποστήριξη από την Περιφέρεια Κρήτης και τον Δήμο Ανωγείων προσφέρει την επιδιόρθωση του δρόμου που φθάνει στο αστεροσκοπείο και η οποία ολοκληρώνεται μέσα στο 2023 καθώς και την αντιμετώπιση των αναγκών ηλεκτρικής ενέργειας, μια που αναμένεται μέσα στο 2024, να συνδεθεί το αστεροσκοπείο, το οποίο σήμερα τροφοδοτείται από φωτοβολταϊκά και γεννήτριες, με το ηλεκτρικό δίκτυο της Κρήτης. 

Ακολουθούν σύνδεσμοι με τα σχετικά έργα:

• HellasQCI: The HellasQCI project aims to deploy advanced national Quantum Communication Initiative (QCI) systems and networks in Greece. The advancement in technologies that will be achieved by the realisation of the HellasQCI initiative include:
  • reinforcement of Scientific and Technological capabilities in cybersecurity,
  • improvement of industrial competitiveness,
  • strengthening European digital sovereignty
• SkinUp: The project objectives are:
  • Establishment of the critical operational parameters for classical space optical communication to operate on the 1.3 m telescope of Skinakas Observatory in Crete, Greece. Design of the OGS terminal. Design of a fast-reacting active optics module to compensate for beam wobbling due to turbulence.
  • Development of active optical stabilisation including lasers and electronics, tested in the laboratory and installed on the telescope of Skinakas Observatory.
  • Demonstration of optical communication with a satellite in LEO orbit.
  • Preparation of a quantum channel interface for future use.
• Greek Connectivity Optical Ground Stations: The project, which is led by Raymetrics, started in January 2024 and has as objective to develop a uniform central control systems for the three Optical Ground Stations (OGS: Chelmos, Cholomontas and Skinakas) in order to perform:
  • Open loop tracking of satellites in any orbit.
  • Closed loop precision tracking of satellites and establishing bidirectional optical links.
  • Reception of optical communication and quantum signals and their coupling into individual single mode fibres.
  • Transmission of a beacon or communication signal towards satellites.
  • Object detection in the telescope field-of-view (FoV), such that automatic transmit beam cut-off is triggered to ensure laser safety.
  • Preparation for the execution of all functions autonomously (without human intervention).