IL TEST

Far comunicare i satelliti attraverso la luce: made in Italy la tecnologia del progetto Tows

Transmission of Optical Wireless signals for Telecom Spacecrafts: grazie a un finanziamento di 700mila euro da parte dell’Esa e il coordinamento della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, sperimentata con successo la trasmissione per la prima volta presso i laboratori Fablab di Roma, di cui è partner Thales Alenia Space. Dispositivi più leggeri ed economici

24 Mar 2022

Nicola Desiderio

La luce renderà i satelliti più leggeri e li farà comunicare meglio. E tutto grazie ad una tecnologia messa a punto in Italia. Ha avuto infatti successo il test con il quale per la prima volta due satelliti si sono messi in comunicazione tra loro grazie a led e fotodiodi in grado di emettere e ricevere luce infrarossa. E tutto questo è avvenuto nei laboratori Fablab di Roma nell’ambito del progetto Tows (Transmission of Optical Wireless signals for Telecom Spacecrafts) finanziato per circa 700mila euro dall’Agenzia Spaziale Europea (Esa) e coordinato dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa della quale è partner Thales Alenia Space.

Gli esiti positivi di Tows, avranno due effetti fondamentali. Il primo sarà “interno” ai satelliti poiché le reti interne ad essi potranno fare a meno di cavi “fisici” per scambiarsi dati e questo renderà i satelliti più economici da lanciare per un motivo duplice: potranno fare a meno di costosi materiali ad alta conducibilità (oro e rame, ad esempio) e avranno bisogno di vettori meno grandi e potenti per essere portati in orbita oppure ogni vettore potrà portarne di più impiegando una quantità di carburante procapite inferiore e con un minore impatto con l’ambiente. L’altro effetto fondamentale sarà ampliare la possibilità di comunicare con i satelliti, sia con le stazioni di Terra sia tra loro utilizzando i diodi e i led come antenne che si scambiano informazioni attraverso i fotoni.

Tows sfrutta una tecnologia chiamata Optical wireless communication (Owc) ed è idealmente l’evoluzione ‘digitale’ dell’eliografo. Al posto però dei segnali luminosi ‘analogici’ visibili dall’occhio umano, lo scambio avviene utilizzando semiconduttori capaci di pulsare a velocità elevatissima luce infrarossa o ultravioletta. Oggi la capacità della luce di veicolare informazioni è ampiamente utilizzata con la fibra ottica che tuttavia ha bisogno di un cavo fisico per essere veicolata. La luce è il conduttore più puro che esista e i cablaggi rappresentano una delle voci di massa e di fragilità più critiche per i satelliti. Un altro vantaggio della tecnologia Owc è la minore sensibilità alle onde radio ed elettromagnetiche provenienti sia dall’esterno sia dagli altri apparati interni al satellite che obbligano a utilizzare schermature aggiuntive, con aggravio indiretto di pesi, costi ed ingombri.

Gli esiti di Tows rendono dunque i satelliti più economici, più compatti, più efficienti, più sicuri e più affidabili come lascia capire Ernesto Ciaramella, docente di telecomunicazioni dell’Istituto TeCIP (Tecnologie della Comunicazione, dell’Informazione e della Percezione) della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa che ha coordinato il gruppo di lavoro di Tows. “I cavi a bordo di un satellite sono molti, costano, occupano spazio e pesano. Ridurne il numero – spiega Ciaramella – consente di liberare spazio, ridurre il peso e i tempi di produzione. Inoltre, razzi più leggeri usano meno carburante, e comportano meno emissioni. La stessa tecnologia si potrà anche applicare alle fasi di assemblaggio, integrazione e test degli stessi satelliti. Inoltre, la luce non può attraversare le pareti, quindi le ‘antenne ottiche’ rappresentano una soluzione ideale per tutte le situazioni che richiedono elevata sicurezza e schermatura da interferenze esterne, oltre che per tutti gli ambienti all’interno dei quali le onde radio possono disturbare il funzionamento di altre apparecchiature”.

L’obiettivo successivo è sfruttare la tecnologia Ows per distanze molto più lunghe. “In questo progetto – prosegue Ernesto Ciaramella – si sono sviluppate soluzioni per le comunicazioni all’interno del satellite, ma altre linee di ricerca prevedono anche la comunicazione ottica tra i satelliti e le stazioni di terra. In questo ultimo caso tali tecnologie si rendono necessarie perché vi è una crescente richiesta di banda, per esempio allo scopo di trasferire le informazioni di osservazione della terra”. L’esperimento al Fablab ha dimostrato che la tecnologia messa a punto con Tows con satelliti posti a pochi metri l’uno dall’altro. Dunque c’è altro lavoro da fare.

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