Gør-det-selv – Laserkommunikation

tirs apr 01, 2014 (Anders Enggaard)

I forlængelse af vores deltagelse i LOCL projektet (Lunar Optical Communication Link) kastede vi os over en gør-det-selv løsning til en up-link transmitter til LADEE satellitten, som kredser om månen. Det har vist sig, at den enorme følsomhed i detektorerne der anvendes i satellitterne – herunder også LADEE – ikke kræver laserenerginiveauer, som man ellers forestiller sig. Faktisk er kravet til sendeeffekt fra jordstationerne forholdsvis begrænset. Det ansporede os til at konstruere en simpel opstilling baseret på et amatørteleskop og laserteknologi fra de bredt tilgængelige laserpointere.

Det er åbenlyst, at sådan en opstilling ikke giver adgang til den fulde avancerede teknologi fra LOCL projektet. Teknologiprojektet vi har udført i samarbejde med ESA (og NASA) bygger på meget høje bitrater, store teleskoper og ganske avanceret optik og elektronik. ESA’s jordstation på Tenerife har en modtager, som er baseret på et 1 meter teleskop og en meget avanceret detektor, som næppe lader sig implementere som et gør-det-selv projekt. Derfor fokuserede vi på jord-til-måne transmitteren, som kan opbygges med simple midler.

Opstilling baseret på et simpelt teleskop og en lettere modificeret laserpointer.

På billedet ses en opstilling, som kan tilvejebringe up-link til månen eller LADEE.

Gøre-det-selv opstillingen har sine begrænsninger, eftersom modulationen og kodningen bliver begrænset i hastighed af laserpointeren. Ambitionen er derfor reduceret fra mange megabit båndbredde til blot få kilobit. Laserpointeren på billedet er modificeret med et særligt USB modul, som styres fra PC og varetager modulationen.

Modulation og kodning er underlagt fortrolighedsbestemmelser fra ESA og NASA, og USB modulet leverer vi derfor forprogrammeret og krypteret. Modulet er meget kompakt, har micro-USB snitflade og integreres simpelt med laserpointeren.

Den modificerede laserpointer kombineres med et billigt amatørteleskop. Okularet fjernes fra teleskopet, og den modificerede laserpointer sættes i okularets sted. Amatørteleskopet vil sprede laserstrålen betragteligt over de ca. 400.000 km, der er til månen. Indjustering af retning simplificeres således, da strålebundtet er ganske bredt, når det ankommer ved månen. Hvis månen er indenfor synsfeltet af teleskopet, når laserpointeren monteres, vil det være tilstrækkeligt præcist til at få forbindelse til LADEE.

Vores indledende eksperimenter viser, at både rød og grøn laser har svært ved at undgå scintillationen på vej gennem atmosfæren. De blå lasere ser ud til at være bedst i den henseende. De blå lasere har yderligere den fordel, at kortere bølgelængde nemmere passerer eventuelle skylag. Hvis der anvendes grøn eller rød laser, vil vi anbefale at afvente skyfrit vejr.

Tilbageværende spørgsmål er således: Hvordan ved vi det virker? Vi har fået en dataforbindelse til kontrolrummet på Tenerife gennem vores samarbejdspartnere hos ESA. Via denne forbindelse kan vi modtage de datagrammer, som LADEE satellitten sender retur til jordstationen på Tenerife som svar på gør-det-selv up-link datagrammerne. Vi har dog forpligtet os til koordinere og planlægge, hvilke tidsrum der transmitteres med de øvrige missionsdeltagere. Vi vil derfor opfordre til at tage kontakt til os for yderligere information, inden gør-det-selv transmitteren aktiveres.

Kategori: Case
Meta: ping/trackback | RSS 2.0

Kommentarer (2)

  1. Morten Kristiansen added on 2. april 2014

    “Jeg har en plan. Vi skal bruge en laserpointer, et teleskop, tre bøjede søm, et kalenderlys og et billede af dronning Margrethe.”

    Skøre ski……..! Det er f……. godt gået! :-) Vi er imponerede.

    /morten

  2. Anders Enggaard added on 29. april 2014

    Ha Ha :-) Jeg bør melde at denne historie var en aprilsnar (og tak til dem som fald i fælden).

    Til gengæld er der nu sandfærdig og officiel historie, som kan læses her på blog’en. http://www.axcon.dk/blog/debat/laserkommunikationen-med-esa-en-succes.htm

Hvad mener du?