DARPA vrea sa interconecteze direct constelațiile de sateliți LEO

U.S. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), agenția cunoscută mai ales pentru contribuția semnificativă la crearea internetului, și-a prezentat planul de a revoluționa comunicarea între rețelele de sateliți de pe orbită joasă, selectând 11 echipe care să lucreze la programul său Space-Based Adaptive Communications Node.

Cunoscut sub numele de Space-BACN, proiectul urmărește să creeze un terminal de comunicații optice reconfigurabil, cu costuri reduse, care se adaptează la majoritatea standardelor de legături optice între sateliți, în special între diversele constelații de sateliți.

Potrivit DARPA, Space-BACN ar crea un „internet” prin sateliții de pe orbita joasă a Pământului (LEO), permițând o comunicare fără întreruperi între constelațiile militare/guvernamentale și comerciale/civile, care în prezent nu pot comunica între ele în mod direct.

Scopul membrilor echipelor care lucrează la Etapa 1, care va dura 14 luni, va fi acela de a crea un proiect preliminar pentru o deschidere optică flexibilă (SWaP-C) și un modem optic reconfigurabil care acceptă până la 100 Gbps pe o singură lungime de undă, precum și o interfață complet definită între componentele sistemului.

De asemenea, va fi dezvoltată (tot în timpul Etapei 1) și schema pentru comandă și control între constelații, care va fi demonstrată într-un mediu simulat.

Echipa care se concentrează pe deschiderea optică SWaP-C include CACI, MBRYONICS și Mynaric. Echipa care lucrează la modemul optic include II-VI Aerospace and Defence, Arizona State University și Intel Federal. Echipa de comandă și control are cinci membri: SpaceX, Telesat, SpaceLink, Viasat și Kuiper Government Solutions de la Amazon.

După finalizarea Etapei 1, șase dintre echipe vor lucra timp de 18 luni pentru a dezvolta unități de proiectare inginerească a componentelor terminalelor optice, în timp ce celelalte cinci echipe vor continua să evolueze schema pentru a funcționa în scenarii mai provocatoare și mai dinamice.

Legăturile optice directe între sateliți sunt o tehnologie nouă, dar fără standarde de interconectare stabilite. Industria sateliților în ansamblu este marele câștigător aici, mai mult decât utilizatorii finali, având în vedere că puterea (100 de wați) și prețul (100.000 dolari) pentru un terminal de utilizator vor împiedica utilizarea pe scară largă a tehnologiilor care vor rezulta din acest program. Ce face, totuși, Space-BACN, este să-i aducă pe toți jucătorii în aceeași cameră virtuală pentru a lucra standardizat. În plus, le va permite atât să obțină sprijin federal pentru cercetările lor, cât și să valorifice munca altor companii.

Proiectele DARPA vor impact mai larg decât poate inițial părea evident. Există mulți beneficiari comerciali și sociali care sunt în afara obiectivului oficial al programului. Tehnologiile pe care le vor dezvolta vor fi aplicabile pe scară largă pentru procesare și comunicații, demonstrând că tehnologiile de comunicații optice sunt flexibile, eficiente și relativ ieftine pentru extinderea rapidă a diverselor sisteme de satelit.

Reducerea costurilor sistemelor de sateliți LEO

Operatorii existenți ai constelațiilor de sateliți pe orbită non-geostationară (NGSO), cum ar fi rețeaua Starlink a lui Elon Musk, ar putea beneficia în cele din urmă de Space-BACN. Interconexiunile optice sunt încă unul dintre cei mai mari factori de preț ai sistemelor NGSO. Sistemele de interconectare optică a sateliților sunt încă foarte scumpe, deci Space-BACN are posibilitatea de a reduce o parte din aceste costuri, de care vor beneficia toți operatorii NGSO.

Pentru rețelele LEO (Low Eart Orbit) existente și viitoare, proiectul va oferi posibilitatea de a interconecta și legăturile de comunicații optice vechi, care nu au fost încă standardizate. Sistemul va putea face conversia între standardele optice, iar echipele vor implementa noi standarde pe măsură ce acestea sunt dezvoltate, eventual după lansare.

Democratizarea spațiului

Atunci când a reunit echipele pentru Space-BACN, DARPA a încercat să elimine fricțiunile pentru multe dintre firmele care doresc să participe la proiect.

„Am decis că aderarea la proiectul Space-BACN să fie cât mai simplă, pentru că am dorit să apelăm atât la companii de apărare consacrate, cât și la marele grup de companii inovatoare mici din lumea tehnologiei, dintre care multe nu au timpul sau resursele necesare pentru procedura complicată de contractare guvernamentală”, a precizat într-un comunicat managerul programului Space-BACN.

Spațiul, din punct de vedere istoric, a fost centralizat guvernamental. Ceea ce se întâmplă cu industria spațială din prezent este că s-a democratizat, deoarece costul lansărilor în spațiu a fost redus dramatic datorită parteneriatelor publice-private.

DARPA a atins un punct sensibil cu programul Space-BACN. A aruncat o plasă întinsă, atrăgând atât noi parteneri la masa de lucru. În trecut însă, costurile fabricării unui satelit erau "astronomice".  În prezent, capacitatea firmelor mai mici de a participa la un proiect precum Space-BACN reflectă industria actuală a sateliților: companii mici cu finanțare limitată creează sateliți pentru aplicații restrânse. Ei pot construi sateliți folosind componente standard, în același mod în care ați asambla un computer personalizat. De aceea, numărul de companii din industria sateliților este în plină expansiune.

Aspecte privind securitatea cibernetică

În anunțul său de lansare pentru proiectul Space-BACN, DARPA a afirmat că speră să stabilească o comunicare fără întreruperi între constelațiile de sateliți militare/guvernamentale și comerciale/civile. Aceasta ar putea fi însă o problemă în viitorul programului. 

DARPA va putea securiza interfața militară/civilă? Sistemele optice sunt mai puțin predispuse la bruiaj din cauza fasciculelor lor restrânse. De asemenea, pot fi mai puțin predispuse la hacking, dar aceasta rămâne de văzut.

Aplicarea directă a tehnologiilor de comunicații comerciale nu este întotdeauna o idee bună. Cu siguranță că organizațiile miliare nu s-ar înscrie să utilizeze o interfață între sistemele de apărare și sistemele de satelit civile, pe care nu o pot asigura temeinic. Având în vedere cât de mult trafic de comunicații străbate în prezent spațiul prin intermediul sistemele civile, probabil autoritățile militare sunt deja destul de încrezătoare că își pot asigura o interfață sigură. În plus, datorită flexibilității pe care o proiectul o va avea în dezvoltarea sa, se vor putea maximiza beneficiile valorificării tehnologiilor comerciale, minimizând în același timp riscurile de securitate.