Nejnovější rozšíření možností agentury ESA je opravdu velmi mobilní. Zařízení ETOGS (ESA Transportable Optical Ground Station) umístěné v klasickém přepravním kontejneru může být přepraveno podle potřeby kamkoliv po Evropě, aby provedlo laserovou komunikaci s družicemi a sondami vzdálenými klidně miliony kilometrů, jako je třeba americká mise Psyche. Formálně ETOGS spadá pod optickou a optoelektronickou laboratoř agentury ESA. Zařízení by mělo sloužit jakožto flexibilní testovací platforma pro hardware a systémy optické komunikace. ETOGS však kromě toho dokáže také plnit další úkoly, které vyžadují sledování oblohy teleskopem, nebo míření laserem na oblohu. Může se jednat třeba o sledování kosmické tříště, případě o určování oběžné dráhy pomocí měření vzdálenosti.

Výsuvný teleskop v přepravním kontejneru.
Zdroj: https://www.esa.int/

ETOGS se ukrývá ve standardním šest metrů dlouhém transportním kontejneru. Jeho útroby jsou uzpůsobeny tak, aby v nich mohl být uložen teleskop o průměru 80 centimetrů a také klimatizované pracoviště operátora. Laserové vysílače, přijímače a další potřebné vybavení může být připojeno k této flexibilní struktuře, aby bylo možné obhospodařit konkrétní kampaň. Stanici je možné přepravit nákladním automobilem, kamkoliv bude potřeba. Kontejner je připraven na napájení systémů různými způsoby – od klasického připojení do rozvodné sítě, přes dieselgenerátor až po soustavu fotovoltaických panelů.

Osmdesáticentimetrový teleskop po vysunutí.
Zdroj: https://www.esa.int/

Jorge Piris, optoelektronický inženýr agentury ESA vysvětluje: „Tato stanice skutečně vznikla v reakci na potřeby rychle se vyvíjející komunity optické komunikace. Ta potřebuje flexibilní testovací stanoviště, které je možné nasadit v reprezentativních podmínkách pozemního prostředí. Jednou z nejdůležitějších otázek v oblasti optické komunikace je, do jaké míry může okolní prostředí ovlivnit kvalitu spojení. Jde například o světelný smog v městských oblastech, ale i atmosférické turbulence způsobené počasím. To má zásadní význam pro příjem signálů z kvantových komunikačních systémů. Množství světla je totiž extrémně malé a informace se v zásadě přenáší prostřednictvím jednotlivých fotonů. Díky této stanici můžeme začít odpovídat na tyto otázky tím, že budeme pracovat na mnoha různých místech. Tím, že našim partnerům poskytujeme už přichystanou testovací platformu, jako je tato, podporujeme další prověřování a iterace hardwaru bez vysokých nákladů na vývoj specializované pozemní stanice.“

O laserové (optické) komunikaci se v poslední době hovoří především v souvislosti s americkou sondou Psyche. Ta na své palubě nese technologický demonstrátor laserové komunikace DSOC, který má prověřit laserovou komunikaci na velkou vzdálenost.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Optické a kvantové technologie slibují přinést revoluci v konektivitě na globální úrovni. Využíváním světelných pulsů s mnohem vyšší frekvencí, než jakou mají rádiové vlny, umožňuje optická komunikace přenést za stejnou dobu výrazně více dat. Optická komunikace přes optická vlákna je páteří dnešní pozemní internetové infrastruktury, ovšem družice zůstávají z většiny závislé na rádiových vlnách, které mají nižší frekvenci i přenosovou rychlost. A díky využití kvantových vlastností světla mohou systémy, jako je „kvantová distribuce klíčů“, zabezpečit data v dosud nepředstavitelné míře. Bezpečnost samotné výměny kryptografických klíčů je zajištěna fyzikálními vlastnostmi světelných částic, takže zprávy jsou odolné proti odposlechu „nežádoucími“ subjekty. Jorge dodává: „Osmdesáticentimetrový teleskop stanice je základní velikostí pro kvantovou distribuci klíčů na komerční úrovni. Očekáváme proto, že by se stanice mohla využívat pro demonstraci a ověření družicové kvantové komunikace.“

Observatoř Kryoneri.
Zdroj: https://www.esa.int/

První operační misí pro ETOGS bude podpora technologického demonstrátoru DSOC na americké sondě Psyche, což je naplánováno na rok 2025. ESA spolupracuje s Evropským konsorciem a Národní observatoří v Athénách na vývoji a nasazení ETOGS na řecké observatoři Kryoneri, kde by měla hostit vícesvazkový systém Ground Laser Transmitter. Cílem je odvysílat silný (až 7 kW) laserový signál, který by zachytil laserový terminál sondy Psyche a ten by poté poslal odpověď zpět. Spojení by mělo proběhnout na zatím bezkonkurenční vzdálenost 2,7 astronomických jednotek (cca 403 milionů kilometrů), což bude představovat novou éru optické komunikace v hlubokém vesmíru

Pohled ze střechy ETOGS.
Zdroj: https://www.esa.int/

Kontejner pro ETOGS byl postaven německou firmou WtW, přičemž teleskop dodala rakouská společnost Astrosysteme. Zbývající díly pro dokončení provozního systému budou z velké části pocházet z výsledků jednotlivých projektů a činností. Jorge Piris poznamenává: „Jednou ze zajímavých částí tohoto projektu je snaha spojit různé výstupy z jednotlivých projektů do jednoho celku a prokázat jejich synergii, aby fungovaly jako systém.“ ETOGS je prozatím umístěn v technickém středisku agentury ESA, tedy v nizozemském ESTECu. Týmy z optické a optoelektronické laboratoře chtějí využívat jeho teleskop k focení Mezinárodní kosmické stanice, ale i dalších družic. Budou tak moci prověřit, že celý systém nabízí požadovanou stabilitu a schopnost sledovat pohyb objektu po obloze. V průběhu letošního roku bude ETOGS společně s laserovým vysílačem do hlubokého vesmíru otestován v řeckém Kryoneri. Ke zkouškám se využije evropská družice Alphasat na geostacionární dráze ve výšce 36 000 kilometrů, která je vybavena laserovým komunikačním systémem. Jakmile ETOGS vstoupí do služby, bude fungovat jako součást optické a optoelektronické laboratoře ESA. To znamená, že bude k dispozici nejen pro projekty ESA, ale také firmy a výzkumné instituce z členských států Evropské kosmické agentury.

ETOGS bude během testování ve středisku ESTEC zkoušet fotografovat ISS a další družice. V ostrém provozu bude možné jeho základní systémy doplnit prostředky, které jsou potřebné pro konkrétní misi.
Zdroj: https://www.esa.int/

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/25470550-1-eng-GB/ESA_Transportable_Optical_Ground_Station.jpg
https://www.esa.int/…/25470595-1-eng-GB/Deployable_telescope_within_shipping_container.jpg
https://www.esa.int/…/25470640-1-eng-GB/Telescope_raised_to_the_roof_of_ETOGS.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/psyche_for_release_nov_4.jpg
https://www.esa.int/…/16956251-1-eng-GB/Kryoneri_Observatory_Greece.jpg
https://www.esa.int/…/25470685-1-eng-GB/Observing_from_the_roof_of_ETOGS.jpg
https://www.esa.int/…/25470730-1-eng-GB/ETOGS_looking_skyward.jpg