Lubang Awan Hasil Laser: Terobosan untuk Data Satelit Kecepatan Tinggi

• Peneliti ingin meledakkan lubang di awan untuk mentransmisikan informasi dengan tingkat tinggi.
• Untuk melakukan ini, mereka akan menggunakan filamen laser intensitas tinggi ultratingkat.
• Teknologi ini tidak menimbulkan dampak negatif pada atmosfer.

Informasi jarak jauh saat ini ditransmisikan oleh gelombang radio (melalui satelit) atau kabel optik bawah tanah. Namun, aliran informasi meningkat secara signifikan setiap tahun dan segera tidak akan mungkin untuk memenuhi permintaan harian dengan mentransmisikan data hanya melalui gelombang radio.

Karena gelombang radio memiliki panjang gelombang yang lebih lama (dibandingkan laser), mereka membatasi jumlah data yang dapat ditransfer. Juga, pita frekuensi yang tersedia terbatas dan semakin mahal.

Inilah mengapa peneliti sekarang memindahkan fokus mereka pada teknik laser, yang jauh lebih kompleks dari frekuensi radio tetapi memiliki banyak keuntungan dalam hal keamanan. Saat ini, hambatan atmosfer adalah salah satu masalah utama untuk komunikasi optik ruang bebas (FSO).

Sekarang, peneliti dari Universitas Geneva, Swiss telah menemukan teknik yang melibatkan meledakkan lubang di awan untuk membuka jalan bagi informasi yang ditransmisikan melalui laser dari satelit.

Menembus Awan

Laser dengan panjang gelombang ultratingkat dapat membawa sepuluh ribu kali lebih banyak data daripada gelombang radio, dan tidak ada batas pada jumlah saluran. Namun, sinar ultratingkat ini tidak dapat menembus kabut dan awan. Oleh karena itu, pada cuaca buruk, Anda tidak dapat sebenarnya mentransmisikan data apa pun dengan laser.

Untuk mengatasi masalah ini, peneliti sekarang mengembangkan lebih banyak stasiun bumi yang dapat menerima sinyal laser di berbagai wilayah. Tujuannya adalah untuk memilih stasiun yang ditargetkan oleh satelit sesuai cuaca.

Jenis solusi ini sudah ada, tetapi transmisi data masih tergantung pada situasi cuaca. Juga, ini mengubah konfigurasi satelit – masalah serius yang harus diproses di hulu komunikasi.

Untuk saat ini, solusi efektif tunggal adalah membuat lubang melalui awan untuk mentransmisikan sinar laser yang membawa informasi. Dalam studi ini, para penulis telah melakukan sesuatu yang serupa: mereka telah membangun laser intensitas tinggi ultratingkat yang memanaskan udara hingga lebih dari 1750 Kelvin dan menghasilkan gelombang kejut untuk mengusir titik air secara radial dari sinar dari udara yang dilalapnya. Ini menghasilkan lubang beberapa sentimeter lebar di seluruh ketebalan awan.

Referensi: arXiv:1810.09800 | University of Geneva

Mereka menggunakan teknologi laser yang sama yang telah mendapatkan Nobel Fisika tahun 2018 (kacamata optik). Anda hanya perlu menjaga sinar tetap pada awan dan ia akan membawa data telekom dengan bit-rate tinggi, karena frekuensinya berada dalam kisaran kilohertz.

Kredit: UNIGE/Xavier Ravinet

Menurut peneliti, ini adalah metode aktif pertama yang membuka tautan optik melalui awan dan kabut. Laser puncak daya tinggi menghasilkan jalur awan bebas lokal dengan penurunan pencaran Mie untuk sinyal modulasi kedua. Mereka juga klaim bahwa teknologi mereka tidak menimbulkan dampak negatif pada atmosfer.

Berapa Lama Waktu Untuk Menerapkannya?

Peneliti saat ini menguji laser pada awan buatan yang memiliki ketebalan hanya 50 sentimeter tetapi 10.000 kali lebih padat dari awan atmosfer. Laser bekerja dengan baik dalam pengaturan ini, bahkan ketika awan bergerak.

Baca: DARPA Akan Menggunakan Sumber Cahaya Laser untuk Memaknai Pesawat Kecil di Udara

Dalam fase pengujian berikutnya, mereka akan menggunakan kabut dan awan yang lebih tebal (hingga 1.000 meter tebal) dengan berbagai densitas dan ketinggian. Ini adalah langkah penting menuju komunikasi satelit laser komersial, dan peneliti percaya bahwa teknologi akan diterapkan secara global pada tahun 2025.