加利福尼亚州积雪覆盖的威尔逊山山顶是多个著名观测装置的所在地。1949年之前,其100英寸(2.5米)胡克望远镜是世界上最大的孔径望远镜。2004年,其CHARA阵列成为世界上最大的光学干涉仪。
现在,那里正在建造两座新的观测装置,虽然它们关注的并不是星星,但它们可能同样具有历史意义。它们可以容纳Facebook的首批被设计用来与轨道上的卫星连接的激光通信系统。
洛杉矶县颁发的建筑许可证显示,一家名为PointView Tech的小公司正在山顶上建造这两座各自独立的观测装置。
PointView是IEEE Spectrum去年披露的一家公司,它是Facebook的此前并不为人知的一个子公司,那时正在开发一颗名为Athena的实验卫星。4月份,PointView向美国联邦通信委员会(FCC)寻求许可,以测试E波段无线电信号是否可以“用于在尚没有服务和服务不足的地区提供固定和移动宽带接入”。
在目前的美国联邦政府停摆生效之前,其申请还在FCC等待批准,但该申请和其他公开文件及演讲都强烈表明,PointView正计划可能在Athena号和未来的航天器上都使用激光技术。
Facebook长期以来一直对自由空间光学或激光通信技术感兴趣。在给定的输入功率下,激光器能够支持比无线电发射器高得多的数据传输速率,而且它们的信号在很大程度上不受干扰或黑客攻击,尽管有云时可能存在问题。
虽然Facebook为其平流层无人机Aquila开发了毫米波E波段链路,但在去年6月取消此无人机项目之前,该公司也在试验空对地激光通信。使用德国公司Mynaric提供的技术进行的激光测试成功地在一个地面站和一架空中飞过的轻型飞机之间建立了10gb/s的链路。
Mynaric发言人Paul Cornwall对IEEE Spectrum表示:“我们证明了一个链路可以在瞬间重新建立起来,而没有任何明显的缺点。这对于想要建立(高空或卫星)星群的人来说非常关键。”然而,该公司既不证实也不否认仍在与Facebook合作。
图片来源:PointView Tech公司 /洛杉矶县公共工程部
规划文件显示,PointView的威尔逊山观测装置建设工作于7月开始,并于12月中旬通过了检查。如果这些观测装置是激光卫星装置的一部分,它们可能会使用一个在概念上与Mynaric公司的类似的光学地面站。它将自己的激光束发射到空中,以便无人机(或潜在的卫星)锁定目标。
Facebook本身并没有立即回应对这个故事的置评请求,管理威尔逊山天文台的Mount Wilson Institute只说,“PointView Tech公司的安装工作尚未完成。”
然而,Facebook研究人员撰写的科学论文表明该公司正在向轨道激光器投入资源。在2017年和2018年发表的一系列论文中,工程师Raichelle Aniceto和Slaven Moro对包括光学调制解调器在内的多种组件施以了与在轨道上经历的辐射类似的辐射。
他们写道:“针对潜在的空间任务应用,对研究结果进行了评估。我们希望这些结果对卫星和航天工业有用,并向前推进Facebook的互联任务。”
这两位工程师都在位于洛杉矶郊区的Facebook互联实验室(Connectivity Lab)工作,该实验室与PointView位于相同的地点。Moro的LinkedIn页面上显示,他正在进行卫星通信系统架构设计,以及研发光学和毫米波通信产品。Aniceto的页面上显示她正在测试用于光通信调制解调器系统的开发的硬件。
去年10月,Aniceto在佛罗里达州博卡拉顿的一次TedX演讲中,对服务于发展中国家的激光卫星改变游戏规则的潜力满怀热忱。她说:“通过为这些人提供受教育和拓展业务的机会,互联网的接入可以增强他们的能力。激光通信是一种用于连接未连接的人(尤其是那些难以到达的地方的人们)的可行技术。”
Aniceto描述了在地球静止轨道上的互联网卫星如何使用人眼安全的近红外激光器获得比类似的射频卫星高得多的数据速率,即使在减小其体积、重量和功率的情况下也是如此。
她还表示,行业新来者对激光卫星特别感兴趣,因为“该行业的许多主要参与者已经拥有最理想的(无线电)频率”,而“激光通信频率目前尚未受到监管”。
或许是个巧合,PointView在其Athena卫星的申请中包含了经过修订的机密章节,PointView声称,这些章节“具体涉及未受出口管制条例管控下的(FCC)…和…信息规定的技术的使用和实施”。激光跟踪系统同时满足这两个要求。
Aniceto所描述的地球同步设置与Facebook使用Mynaric提供的技术测试的激光系统有很大不同。从好的方面来说,使用地球静止卫星意味着地面观测站不需要跟踪快速移动的物体,如无人机或近地轨道卫星。然而,即使是高度聚焦的激光信号也会在从地球同步轨道前往地球的长达3.6万公里的漫长旅程中分散开并变弱。
Aniceto说:“来自光束的光......实际上会传播到一个城市的一小部分区域。而且,如果卫星和激光通信系统将这束光的指向偏离哪怕一度,它就会完全错过地球。”
尽管Aniceto所描述的系统可能与Facebook正在开发的那个系统不同,但她在结束发言时说:“我在继续开发新技术,或在寻找利用现有技术的替代方法,以便更大程度地连接尚未连接的人。加入我们吧!”
斯坦福大学航空航天学助理教授Zac Manchester告诉IEEE Spectrum,他不了解Facebook的任何卫星,但他知道该公司一直在研究激光通信。“我看过他们在该领域的一些工作,很酷。”
PointView在其文件中表示,预计将于2019年初发射Athena。
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原文标题:Facebook的空间激光通信计划曝光
文章出处:【微信号:IEEE_China,微信公众号:IEEE电气电子工程师】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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