Тель-Авивский университет возглавляет усилия Израиля по созданию каналов спутниковой связи на основе оптических и квантовых технологий.

Для осуществления дальней квантовой связи на сотни и более километров требуются орбитальные платформы, и TAU-SAT3 призван открыть путь к квантовой связи через наноспутник, который будет сконструирован в университете уже в ближайшем будущем. 

Проф. Меир Ариэль, руководитель Центра наноспутников: «Первые два наших спутника были разработаны для измерения космического излучения вокруг Земли и проверки различных средств лучевой защиты спутниковых электронных систем. С этой целью наноспутники несли специальные полезные нагрузки, созданные в сотрудничестве с различными научными учреждениями, включая Центр ядерных исследований Сорек. Наш третий спутник стал первым, который полностью спроектирован, разработан и построен в стенах университета».

Декан инженерного факультета проф. Ноам Элиаз: «Инженерный факультет Тель-Авивского университета гордится успешным запуском наноспутника TAUSAT3. Этот наноспутник реализует ряд шагов на нашем пути к квантовой связи из космоса. Недавно мы были единственными победителями тендера Министерства науки и технологий Израиля на создание и запуск «созвездия» спутников, одновременно открывая эту область для студентов на периферии». 

На сегодняшний день инженерный факультет Тель-Авивского университета является лидером в этой области в Израиле и координационным центром для студентов, школьников, исследовательских центров и космической индустрии нашей страны. Ожидается, что запущенный на высоту 550 км TAU-SAT3 будет находиться на орбите Земли около пяти лет и выполнит несколько научных задач. 

На его борту впервые установлены аккумуляторы израильской компании Epsilor, которые будут обеспечивать его энергией на протяжении всей жизни на орбите.

Его основной задачей будет связь с новой оптической наземной станцией, установленной на крыше физического факультета Тель-Авивского университета — это первая такая станция в Израиле и одна из очень немногих в мире. Она способна следить и принимать данные с наноспутника, размер которого с Земли будет меньше одного пикселя.

По мнению исследователей, это означает, что в будущем технологически возможно будет строить и запускать наноспутники для оптической связи с гораздо меньшими затратами по сравнению с большими спутниками. TAU-SAT3 также будет проводить эксперименты со спутниковой связью на очень высоких скоростях передачи и в сценариях, когда каналы спутниковой связи были нарушены.

Проф. Ариэль поясняет:

«TAU-SAT3 — это 20-сантиметровый наноспутник с оптическим устройством длиной всего несколько сантиметров. Когда спутник пролетает над Израилем, устройство будет излучать свет на различных длинах волн, а телескоп оптической наземной станции определит эту крошечную вспышку, зафиксирует ее и будет вести слежение за спутником. В то же время сам наноспутник будет одновременно посылать оптические и радиосигналы обратно на Землю.

В то время, как оптическое устройство спутника будет в контакте с наземной станции, его антенна будет направлена в другую сторону, и это создает опасность потери части данных. Поэтому значительной инновацией этого проекта стала способность систем связи, установленных как на наноспутнике, так и на наземной станции, восстанавливать потерянные данные в режиме реального времени с использованием «умных» алгоритмов обработки сигналов, разработанных в нашем университете».

Проф. Ярон Оз, глава Центра квантовой науки и технологий Тель-Авивского университета:

«Принципы квантовой механики дают возможность создать безусловно безопасный метод шифрования информации. Всякий раз, когда враждебная третья сторона пытается перехватить переданное сообщение, его содержание моментально рассеивается. Более того — попытка перехвата тут же становится известна, в то время как современные методы шифрования сами по себе не могут дать такую возможность. 

Поэтому защищенная от подслушивания квантовая связь сегодня находится на переднем крае научных исследований. Правительства и гигантские организации по всему миру участвуют в гонке за возможности квантового шифрования. – тем более, что квантовые компьютеры, судя по всему, смогут эффективно взламывать современные алгоритмы шифрования. Речь идет об огромных усилиях с точки зрения науки, технологий и бюджета».

Проф. Оз отмечает также, что

«как только современные методы шифрования будут взломаны с помощью квантовых вычислений, будут раскрыты буквально все базы данных, в том числе личные медицинские и финансовые записи, электронная почта, сообщения WhatsApp… Поэтому квантовое шифрование очень важно для защиты права каждого из нас на тайну частной жизни и конфиденциальность. Квантовая связь очень чувствительна к среде, через которую она передается, например, к оптическим волокнам или атмосфере. Мы надеемся, что TAU-SAT3 впервые обеспечит связь между оптической наземной станцией и спутником и сделает большой шаг вперед к демонстрации надежной квантовой связи».

Источник: gov.il., 5.01.2023