يشهد مجال الاتصالات الليزرية من الفضاء إلى الأرض منافسة متزايدة، وقد حققت الصين إنجازًا مهمًا يضعها في مقدمة هذا السباق، متفوقة بذلك على مشروع (ستارلينك) Starlink التابع لإيلون ماسك.
إذ نجحت الصين في تحقيق سرعة نقل بيانات غير مسبوقة تبلغ 100 جيجابت في الثانية في الاتصالات الليزرية بين الأقمار الصناعية والأرض، وهو ما يُعدّ أسرع بعشر مرات من الرقم القياسي السابق، مما يفتح الباب أمام تطبيقات متقدمة للغاية، بما يشمل: شبكات الجيل السادس 6G، والاستشعار من بُعد بدقة غير مسبوقة، وتكنولوجيا تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية من الجيل التالي.
تفاصيل الإنجاز الصيني:
أعلنت شركة (Chang Guang Satellite Technology Co)، المطورة لكوكبة (Jilin-1)، وهي أكبر شبكة أقمار صناعية تجارية للاستشعار من بُعد في العالم، تحقيق سرعة نقل بيانات فائقة تبلغ 100 جيجابت في الثانية خلال اختبار أجري في نهاية الأسبوع الماضي، ويُعدّ هذا الإنجاز قفزة نوعية مقارنةً بالرقم القياسي السابق للشركة، إذ يضاعف السرعة بمقدار عشرة أضعاف.
وقد حققت هذه السرعة المذهلة من خلال اتصال ليزري بين محطة أرضية مثبتة على شاحنة وأحد الأقمار الصناعية الـ 117 التي تشكل حاليًا كوكبة (Jilin-1)، ويوضح استخدام محطة أرضية متنقلة مرونة النظام وقابليته للتطبيق في مواقع مختلفة.
التفوق على ستارلينك:
يشير هذا التقدم الذي حققته شركة (Chang Guang Satellite) في مجال الاتصالات الليزرية بين الأقمار الصناعية والأرض إلى تفوق الشركة على مشروع سنارلينك التابع لشركة SpaceX، ويكمن جوهر هذا التفوق في التركيز على النشر الفعلي والتطبيق العملي للتكنولوجيا، بدلًا من مجرد الكشف عنها.
وقد أكد ذلك، وانج هانجهانج، رئيس تكنولوجيا محطات الاتصالات الأرضية بالليزر في شركة (Chang Guang Satellite) في تصريح لصحيفة (SCMP)، قائلًا: “لقد كشفت شركة (سبيس إكس) التابعة لإيلون ماسك عن نظام اتصالات بين الأقمار الصناعية بالليزر في مشروعها ستارلينك، لكنها لم تطلق بعد اتصالات ليزرية بين الأقمار الصناعية والأرض، ونعتقد أنهم قد يمتلكون التكنولوجيا، لكننا بدأنا بالفعل بنشرها على نطاق واسع”.
كما تخطط الشركة الصينية لنشر وحدات الاتصالات بالليزر هذه عبر جميع الأقمار الصناعية في كوكبة (Jilin-1)، بهدف تحسين كفاءة الكوكبة وإنشاء شبكة اتصالات فضائية ليزرية واسعة النطاق، مما يشير إلى رؤية إستراتيجية بعيدة المدى.
إذ قال هانجهانج: “نخطط لنشر وحدات الاتصالات بالليزر هذه عبر جميع الأقمار الصناعية في كوكبة Jilin-1 لتحسين كفاءتها، إذ نهدف إلى ربط 300 قمر صناعي بحلول عام 2027”.
التحديات التقنية والتغلب عليها:
يواجه إرسال كميات ضخمة من البيانات التي تجمعها الأقمار الصناعية المتطورة تحديات كبيرة باستخدام الطرق التقليدية، لذلك يُعدّ الاتصال عبر الأقمار الصناعية، وخاصة باستخدام الليزر، حلًا أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة.
وقد بدأت شركة (Chang Guang Satellite) الصينية بالتركيز على تكنولوجيا الاتصالات الليزرية في عام 2020، وطورت محطة اتصالات ليزرية مدمجة بحجم حقيبة الظهر تقريبًا، قادرة على نقل البيانات بين الأقمار الصناعية ومن الفضاء إلى الأرض، وأدمجت هذه المحطة في حمولة قمر صناعي (Jilin-1 02A02) أُطلق في يونيو 2023.
وبفضل تثبيت المحطة الأرضية على مركبة، يمكن تحريكها لتجنب سوء الأحوال الجوية والاضطرابات، مما يزيد من موثوقية نقل البيانات، كما ستنشئ الشركة محطات استقبال متعددة في جميع أنحاء الصين لتحسين كفاءة الحصول على بيانات صور الاستشعار من بُعد. وقد تغلب الفريق على العديد من العقبات الفنية لتحقيق هذا الإنجاز، بما يشمل الاضطرابات الجوية، والحركة السريعة للقمر الصناعي، والحفاظ على محاذاة شعاع الليزر بدقة.
كيف حققت الصين هذا الإنجاز؟
- الاستثمار في البحث والتطوير: استثمرت الصين بقوة في تطوير تكنولوجيا الليزر الفضائية والاتصالات البصرية في الفضاء.
- التركيز في التطبيق العملي: لم يقتصر العمل على البحث النظري، بل ركزت الصين في تطوير أنظمة عملية واختبارها في الفضاء، كما يتضح من الاختبارات التي أجريت بين قمر صناعي ومحطة أرضية متنقلة.
- تطوير مكونات متكاملة: طورت الشركات الصينية مكونات رئيسية للنظام، مثل محطات الليزر المدمجة القابلة للتركيب على الأقمار الصناعية والمحطات الأرضية المتنقلة.
- التغلب على التحديات التقنية: واجه الفريق الصيني تحديات كبيرة، مثل دقة توجيه شعاع الليزر بين القمر الصناعي المتحرك والمحطة الأرضية، والتأثيرات الجوية في انتشار الليزر، لكنهم نجحوا في التغلب عليها.
أهمية هذا الإنجاز وتأثيره المستقبلي:
يمثل هذا الإنجاز قفزة نوعية في مجال الاتصالات الفضائية، إذ إن السرعة المحققة تعادل نقل 10 أفلام كاملة الطول في ثانية واحدة، مما يشبه توسيع طريق سريع ذي حارة واحدة إلى آلاف الحارات.
وسيعزز هذا التطور بشكل كبير القدرات الفضائية للصين، ويهد الطريق لتحسين البنية التحتية للأقمار الصناعية المهمة لتطبيقات عديدة، تشمل:
- نقل بيانات الاستشعار من بُعد: تجمع الأقمار الصناعية كميات ضخمة من الصور والبيانات التي نحتاج إلى نقلها بسرعة إلى الأرض لتحليلها واستخدامها في مجالات مثل: الزراعة والمراقبة البيئية وإدارة الكوارث، وستعزز هذه التقنية من كفاءة الحصول على هذه البيانات.
- تطبيقات الإنترنت العالي السرعة: يمكن استخدام هذه التقنية كجزء من بنية تحتية للجيل السادس لتوفير اتصالات إنترنت فائقة السرعة في المناطق النائية أو التي يصعب الوصول إليها بالطرق التقليدية.
- الاتصالات بين الأقمار الصناعية: يستخدم الليزر أيضًا للاتصال بين الأقمار الصناعية نفسها في الفضاء، مما يحسن كفاءة الشبكات الفضائية ويقلل التأخير.