مصنوعی سیاروں میں تیزی سے اضافہ زمین کے نچلے مدار کو تیزی سے ہجوم بنا رہا ہے، جس سے تصادم کا خطرہ بڑھ رہا ہے اور ریڈیو سپیکٹرم کے اوورلوڈ ہونے کی وجہ سے ڈیٹا ٹرانسمیشن انفراسٹرکچر پر دباؤ پڑ رہا ہے۔ اس تناظر میں، لیزر کمیونیکیشن ٹیکنالوجی کو خلائی تحقیق کی اگلی نسل کے لیے رابطے کی ایک نئی سمت کے طور پر دیکھا جاتا ہے۔
اوورلوڈ رفتار
حالیہ برسوں میں، زمین کے گرد چکر لگانے والے مصنوعی سیاروں کی تعداد میں بہت تیزی سے اضافہ ہوا ہے۔ 2019 میں اسٹار لنک سسٹم کے آغاز کے ساتھ، SpaceX کے پاس اب مدار میں 10,200 سے زیادہ آپریشنل سیٹلائٹس ہیں۔ یورپی خلائی ایجنسی (ESA) نے پیش گوئی کی ہے کہ اگلی دہائی کے آخر تک تقریباً 100,000 سیٹلائٹ بیک وقت زمین کے گرد کام کر رہے ہوں گے۔ زیادہ تر موجودہ سیٹلائٹ زمین پر ڈیٹا منتقل کرنے کے لیے ریڈیو لہروں کا استعمال کرتے ہیں۔ یہ موبائل فون، وائی فائی، بلوٹوتھ اور ٹیلی ویژن کے لیے بھی استعمال ہونے والی ٹیکنالوجی ہے۔
تاہم، ریڈیو لہریں برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے صرف ایک چھوٹے سے حصے پر قابض ہوتی ہیں (فطرت میں موجود لہروں اور شعاعوں کی حد)۔ ریڈیو فریکوئنسی سپیکٹرم کا وہ حصہ جس کا استعمال مواصلات کے لیے کیا جا سکتا ہے محدود ہے اور اس لیے اسے انٹرنیشنل ٹیلی کمیونیکیشن یونین (ITU) کے ذریعے منظم اور مختص کیا جانا چاہیے۔
یونیورسٹی آف سرے (یو کے) میں سیٹلائٹ کمیونیکیشن کے پروفیسر بیری ایونز نے کہا کہ سپیکٹرم اوورلوڈ اس وقت شروع ہوتا ہے جب زیادہ سے زیادہ سیٹلائٹ سسٹم ایک ہی فریکوئنسی بینڈ پر کام کرتے ہیں۔
مثال کے طور پر، Starlink اور Eutelsat OneWeb دونوں Ku-band (تقریباً 11-14 Gigahertz) کو زمین پر ڈیٹا منتقل کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں، جس سے مداخلت اور سگنل اوورلیپ کا خطرہ بڑھ جاتا ہے۔ کمپنیوں کو اب سپیکٹرم شیئرنگ کو مربوط کرنا ہوگا یا سگنل ٹرانسمیشن کے اوقات کو ایڈجسٹ کرنا ہوگا، لیکن ماہرین کا خیال ہے کہ یہ صرف ایک عارضی حل ہے۔
مختلف اونچائیوں پر کام کرنے والے سیٹلائٹ بھی سگنل میں مداخلت کا سبب بن سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، جب ایک گراؤنڈ اسٹیشن تقریباً 1,200 کلومیٹر کی بلندی پر OneWeb سے سگنل وصول کرتا ہے، تو 500km کے ارد گرد نچلی پرواز کرنے والا Starlink سیٹلائٹ اگر کوریج ایریا سے گزرتا ہے تو عارضی مداخلت کا سبب بن سکتا ہے۔ اس رجحان کو ان لائن ایونٹس کہا جاتا ہے۔ خلا سے تیزی سے بڑھتے ہوئے ڈیٹا کے تناظر میں، ریڈیو لہروں کو ہائی ریزولوشن ویڈیو ٹرانسمیشن، سینسر ڈیٹا، اور عالمی سیٹلائٹ انٹرنیٹ کے طویل مدتی مطالبات کو مناسب طور پر پورا کرنے کا امکان نہیں سمجھا جاتا ہے۔
تکنیکی چیلنج
اس دباؤ کا سامنا کرتے ہوئے، خلائی صنعت ڈیٹا کی ترسیل کے لیے لیزرز کو استعمال کرنے کی طرف مائل ہو رہی ہے۔ ریڈیو لہروں کے برعکس، جو خلا میں بڑے پیمانے پر پھیلتی ہیں، لیزر بہت تنگ شعاعوں میں سفر کرتے ہیں، جس سے وہ دوسرے سسٹمز کی مداخلت سے عملی طور پر محفوظ رہتے ہیں، اس طرح ڈیٹا کی ترسیل کی رفتار میں اضافہ ہوتا ہے اور سیکیورٹی میں بہتری آتی ہے۔
Astrolight (Lithuania) کے شریک بانی اور CTO، Dalius Petrolionis نے کہا کہ بہت سے اگلی نسل کے سیٹلائٹ اب لیزر لنکس کو مربوط کرتے ہیں۔ سٹار لنک نیٹ ورک میں، مصنوعی سیاروں کے درمیان ڈیٹا پہلے ہی لیزر کے ذریعے کچھ اسپیس پر مبنی رابطوں میں منتقل ہوتا ہے۔ تاہم، سیٹلائٹ سے زمین تک لیزر مواصلات ایک بڑا تکنیکی چیلنج بنی ہوئی ہے کیونکہ لیزر ماحولیاتی حالات کے لیے بہت حساس ہوتے ہیں۔ بادل، دھند، پانی کے بخارات، یا ہوا میں درجہ حرارت کے اتار چڑھاو سبھی سگنل کو بگاڑ سکتے ہیں۔
اس حد پر قابو پانے کے لیے، کمپنیاں آپٹیکل مداخلت (AO) معاوضے کا نظام تیار کر رہی ہیں، جو لیزر بیم کو حقیقی وقت میں ماحول کے اتار چڑھاؤ کے لیے خود کو ایڈجسٹ کرنے کی اجازت دیتی ہیں۔ ان سسٹمز میں عام طور پر سگنل کی مسخ کی پیمائش کرنے کے لیے ویو فرنٹ سینسر، لیزر بیم کو درست کرنے کے لیے مسخ کرنے والے آئینے، اور ایک تیز رفتار کنٹرول کمپیوٹر شامل ہوتے ہیں۔
NASA کے مطابق، کچھ نظام متوازی طور پر کام کرنے والے دو قسم کے سٹرین آئینے کا بھی استعمال کرتے ہیں، جہاں ایک آئینہ بڑی، سست خرابیوں کو ہینڈل کرتا ہے، اور دوسرا چھوٹے، تیز دوغلوں کو سنبھالتا ہے۔ کنٹرولرز کو فی سیکنڈ تقریباً 100-1,000 ایڈجسٹمنٹ کرنا ہوں گی۔
5Gbps لیزر ڈیٹا ٹرانسمیشن ٹیسٹ میں، AO سسٹم، جس میں 137 کنٹرول عناصر شامل ہیں، نے ڈیٹا کی خرابی کی شرح کو 10⁻⁶ سے کم کر دیا، جو کہ ڈیٹا کے فی ملین بٹس پر 1 سے کم غلطی کے برابر ہے، عملی طور پر کسی بھی اہم تضاد کو ختم کر کے۔
سگنل کی تحریف کے علاوہ، لیزر ٹرانسمیشن سسٹم کو ماحولیاتی ہنگامہ خیزی کی وجہ سے روشنی کی اتار چڑھاؤ کی شدت کو بھی سنبھالنا چاہیے۔ کچھ لیزر ٹرانسمیشن نیٹ ورک مصنوعی لیزر ستاروں کا استعمال کرتے ہوئے ریفرنس پوائنٹس بناتے ہیں، جس سے ماحولیاتی ہنگامہ خیزی کی سطح کو درست طریقے سے ماپنے میں مدد ملتی ہے۔ آپٹیکل ہارڈویئر کے علاوہ، کمپنیاں لاگت کو کم کرنے اور سگنل پروسیسنگ کو تیز کرنے کے لیے AI اور مشین لرننگ الگورتھم بھی لاگو کرتی ہیں۔
ناسا نے حال ہی میں اورین خلائی جہاز پر لیزر کمیونیکیشن سسٹم کا کامیابی سے تجربہ کیا، جو آرٹیمس II پروگرام کا حصہ ہے، چاند کے قریب سے 100 جی بی سے زیادہ ڈیٹا واپس زمین پر منتقل کرتا ہے۔ دریں اثنا، Astrolight، ایک لتھوانیائی خلائی ٹیکنالوجی کمپنی، ESA کی مدد سے گرین لینڈ میں اپنا پہلا آپٹیکل گراؤنڈ اسٹیشن بنا رہی ہے اور اس نے مدار میں تین تجرباتی لیزر ٹرانسمیٹر لانچ کیے ہیں۔
آپٹیکل کمیونیکیشن، جسے لیزر کمیونیکیشن بھی کہا جاتا ہے، مصنوعی سیاروں کے درمیان یا سیٹلائٹ سے زمین پر ڈیٹا بھیجنے کے لیے روایتی ریڈیو لہروں کی بجائے انفراریڈ شعاعوں کا استعمال کرتا ہے۔ یہ ٹیکنالوجی زیادہ ڈیٹا کی ترسیل کی رفتار، کم بجلی کی کھپت، اور عملی طور پر کوئی سگنل مداخلت کی اجازت دیتی ہے۔
ماخذ: https://www.sggp.org.vn/cuoc-dua-truyen-du-lieu-bang-tia-laser-post854231.html
تبصرہ (0)