Creación de un agujero temporal en la nube para impulsar la comunicación por satélite

• Los investigadores quieren hacer agujeros en las nubes para transmitir información a altas velocidades.
• Para ello, utilizarán filamentos láser ultracortos de alta intensidad.
• La tecnología no deja ningún impacto negativo en la atmósfera.

La información de largo alcance actual se transmite mediante ondas de radio (a través de satélites) o fibra óptica subterránea. Sin embargo, el flujo de información aumenta significativamente cada año y pronto no será posible satisfacer la demanda diaria transmitiendo datos solo a través de ondas de radio.

Dado que las ondas de radio tienen longitudes de onda más largas (en comparación con el láser), restringen la cantidad de datos que se van a transferir. Además, sus bandas de frecuencia disponibles son limitadas y progresivamente caras.

Es por eso que los investigadores ahora están cambiando su enfoque hacia las técnicas láser, que son mucho más complejas que las frecuencias de radio pero tienen numerosas ventajas en términos de seguridad. En la actualidad, las barreras atmosféricas son uno de los principales problemas de las comunicaciones ópticas en el espacio libre (FSO).

Ahora, investigadores de la Universidad de Ginebra, Suiza, han ideado una técnica que consiste en hacer agujeros en las nubes para allanar el camino para la información transmitida a través de láser desde un satélite.

Perforando las nubes

Los láseres con longitudes de onda ultracortas pueden transportar diez mil veces más datos que las ondas de radio, y no hay límite para el número de canales. Sin embargo, estos rayos ultracortos no pueden penetrar la niebla y las nubes. Por lo tanto, con mal tiempo, en realidad no puede transmitir ningún dato con láser.

Para resolver este problema, los investigadores ahora están desarrollando más estaciones terrestres que pueden recibir señales láser en diferentes regiones. El objetivo es seleccionar la (s) estación (es) a las que apuntan los satélites según el clima.

Este tipo de soluciones ya existen, pero la transmisión de datos aún depende de las situaciones meteorológicas. Además, cambia la configuración de los satélites, un problema grave que debe procesarse antes de la comunicación.

Por ahora, la única solución eficaz es crear un agujero a través de las nubes para transmitir el rayo láser que transporta la información. En este estudio, los autores han hecho algo similar:han construido un láser ultracorto de alta intensidad que calienta el aire a más de 1750 Kelvin y genera una onda de choque para expulsar radialmente las gotas de agua del rayo desde el aire que barre. Esto produce un agujero de varios centímetros de ancho sobre todo el espesor de la nube.

Referencia:arXiv:1810.09800 | Universidad de Ginebra

Utilizaron la misma tecnología láser que ha sido galardonada con el Premio Nobel de Física 2018 (pinzas ópticas). Solo necesita mantener el haz en la nube y transportará datos de telecomunicaciones de alta velocidad de bits, ya que su frecuencia se encuentra en el rango de kilohercios.

Crédito:UNIGE / Xavier Ravinet

Según los investigadores, este es el primer método activo que abre un enlace óptico a través de nubes y nieblas. El láser de alta potencia pico produce una vía local sin nubes con una disminución de la dispersión de Mie para el segundo haz modulado. También afirmaron que su tecnología no deja ningún impacto negativo en la atmósfera.

¿Cuánto tiempo lleva implementar esto?

Actualmente, los investigadores están probando los láseres en nubes artificiales que tienen un grosor de solo 50 centímetros pero son 10,000 veces más densas que las nubes atmosféricas. Los láseres funcionan muy bien en esta configuración, incluso cuando la nube se está moviendo.

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En la siguiente fase de prueba, utilizarán niebla y nubes más espesas (de hasta 1.000 metros de espesor) con diferentes densidades y altitudes. Es un paso crucial hacia la comunicación comercial por satélite láser, y los investigadores creen que la tecnología se implementará a nivel mundial para 2025.