ماهواره‌های مدار پایینی زمین به‌زودی می‌توانند به میلیون‌ها نفر در سراسر جهان دسترسی به ارتباطات پرسرعت ارائه دهند، اما به دلیل محدودیت‌های فناوری این امر با مسائلی روبه‌رو است: آرایه‌های آنتن این ماهواره‌ها فقط می‌توانند یک کاربر را در یک زمان مدیریت کنند. اکنون روشی جدید می‌تواند این مسئله را برطرف کند.

براساس گزارش Tech Xplore، نسبت یک‌به‌یک آرایه آنتن و کاربر به این معنی است که شرکت‌های فناوری باید یا صورت فلکی بزرگی از ماهواره‌های متعدد ایجاد کنند یا ماهواره‌های منفرد بزرگ با آرایه‌های زیاد را به فضا بفرستند تا پوشش گسترده‌ای داشته باشند. هر دو گزینه گران و از نظر فنی پیچیده هستند و می‌توانند به مدارهای فضایی شلوغ نیز منجر شوند.

به عنوان مثال، اسپیس‌ایکس گزینه اول، ایجاد صورت فلکی، را انتخاب کرد. شبکه اینترنت فضایی این شرکت، استارلینک، درحال‌حاضر از بیش از 6000 ماهواره در مدار پایینی زمین تشکیل شده است که بیش از نیمی از آن‌ها در چند سال گذشته پرتاب شده‌اند. همچنین اسپیس‌ایکس قصد دارد در سال‌های آینده ده‌ها هزار ماهواره دیگر را در مدار قرار دهد.

اکنون، محققان دانشگاه پرینستون و دانشگاه یانگ‌ مینگ چیائو تونگ در تایوان، روشی ابداع کرده‌اند که آنتن‌های ماهواره‌ای در مدار پایین را قادر می‌سازد سیگنال‌های چند کاربر را به‌صورت همزمان مدیریت کنند و سخت‌افزار مورد نیاز را به شدت کاهش دهند.

روش جدید برای کاهش تعداد ماهواره‌های فضایی اینترنت

درحالی که آرایه‌های آنتن روی پلتفرم‌ها و دکل‌های زمینی می‌توانند سیگنال‌های زیادی را در هر پرتو امواج رادیویی مدیریت کنند، ماهواره‌های مدار پایینی فقط می‌توانند یک سیگنال را مدیریت کنند. سرعت 20 هزار مایل‌برساعت (حدود 32 هزار کیلومتربرساعت) این ماهواره‌ها و تغییر مداوم موقعیت آن‌ها، کنترل سیگنال‌های متعدد را تقریباً غیرممکن می‌کند. به همین دلیل آرایه آنتن آن‌ها تک کاربره است.

براساس مقاله منتشرشده در IEEE، محققان راهی برای غلبه بر محدودیت تک‌کاربره‌بودن ایجاد کرده‌اند. آن‌ها سیستمی را توسعه دادند تا انتقال‌ها را از یک آرایه آنتن به چندین پرتو – بدون نیاز به سخت‌افزار اضافی – تقسیم کند. محققان این روش را به تابش دو پرتوی متمایز از یک چراغ قوه بدون چندین لامپ اضافه تشبیه می‌کنند. این امر به معنای کاهش شدید هزینه و مصرف انرژی است.

شبکه‌ای با آنتن‌های کمتر می‌تواند به معنای ماهواره‌های کمتر یا کوچک‌تر باشد. محققان می‌گویند یک شبکه ماهواره‌ای معمولی در مدار پایینی زمین ممکن است به 70 تا 80 ماهواره نیاز داشته باشد تا بتواند ایالات متحده را پوشش دهد. اکنون، با این روش تعداد ماهواره‌ها می‌تواند به 16 عدد کاهش یابد. همچنین این تکنیک جدید را می‌توان در ماهواره‌هایی که قبلاً ساخته شده‌اند، گنجاند.

خبرکاو