16 نوامبر 2023 -توسط Juan F. Samaniego، دانشگاه آزاد کاتالونیا-واحد CubeSat توسعه یافته است. اعتبار: هوافضا (2023). DOI:
تخمین زده می شود که 95 درصد از جمعیت کره زمین به اینترنت پهن باند، از طریق کابل یا شبکه تلفن همراه دسترسی دارند. با این حال، هنوز مکان‌ها و موقعیت‌هایی وجود دارند که در آنها در ارتباط ماندن می‌تواند بسیار دشوار باشد. واکنش سریع در شرایط اضطراری، مانند پس از زلزله یا در هنگام درگیری ضروری است. همچنین شبکه‌های مخابراتی قابل اعتمادی که مستعد قطع شدن و آسیب به زیرساخت‌ها نیستند، می‌توان از شبکه‌ها برای به اشتراک گذاشتن داده‌هایی استفاده کرد که برای رفاه مردم حیاتی است.
مقاله‌ای که اخیراً در مجله Aerospace منتشر شده است، استفاده از نانوماهواره‌ها را برای ارائه پوشش جامع و پایدار در مناطقی که دسترسی به آنها با استفاده از ارتباطات دوربرد دشوار است، پیشنهاد می‌کند. این بر اساس پروژه های پایانی کارشناسی و کارشناسی ارشد دیوید ان. باراکا ایبورت، فارغ التحصیل دانشگاه اوبرتا د کاتالونیا (UOC) است.
این مقاله توسط رائول پارادا، محقق مرکز فناوری ارتباطات کاتالونیا (CTTC/CERCA) و مدرس دوره با دانشکده علوم کامپیوتر، چند رسانه ای و ارتباطات راه دور UOC نوشته شده است. کارلوس مونزو، محقق و عضو همین دانشکده؛ و ویکتور مونزون، محقق مرکز بین رشته ای برای قابلیت اطمینان و اعتماد امنیتی در دانشگاه لوکزامبورگ همکاری داشته اند.
بر اساس گزارش سازمان جهانی هواشناسی (WMO)، تعداد و هزینه مالی رویدادهای شدید آب و هوایی در دهه های اخیر به طور مداوم افزایش یافته است. تغییرات اقلیمی احتمال وقوع بلایای آب و هوایی را در سرتاسر کره زمین به شدت افزایش داده است. با این حال، به لطف بهبود خدمات اضطراری و هشدار اولیه، افزایش حوادث شدید منجر به افزایش تعداد قربانیان نشده است. توانایی پیش بینی و واکنش به یک موقعیت اضطراری برای به حداقل رساندن آسیب بسیار مهم است.
بلایای آب و هوایی جدیدترین افزوده شده به فهرست طولانی از بلایای طبیعی، از جمله زلزله، فوران آتشفشانی، رانش زمین و سونامی، و شرایط اضطراری ناشی از انسان، مانند جنگ، تصادف و آسیب به زیرساخت ها است. در تمام این شرایط، داشتن یک سیستم مخابراتی قابل اعتماد که بتوان از آن برای تبادل اطلاعات استفاده کرد، برای واکنش سریع و هماهنگ در شرایطی که هر ثانیه اهمیت دارد، ضروری است.
این جایی است که راه حل فن آوری پیشنهاد شده توسط تیم محقق است . مونزو توضیح داد: “پروژه ما راه حلی ارائه می دهد که به این معنی است که یک شبکه ارتباطی برای ارائه کمک در شرایط اضطراری می تواند به سرعت ایجاد شود.” “این دستگاه از تجهیزاتی استفاده می کند که خدمات ارتباطی را به سرعت ارائه می دهد، در حالی که در غیر این صورت امکان پذیر نیست. این به ویژه برای خدمات اضطراری طراحی شده است، به طوری که آنها می توانند به روشی ایمن تر و هماهنگ تر در موقعیت های پیچیده کار کنند.”
راه حل ارائه شده توسط محققان شامل یک سیستم استقرار سریع متشکل از سه جزء است – دو مورد زمینی و یک غیر زمینی: CubeSat (استاندارد طراحی نانوماهواره). اجزای روی زمین یک ایستگاه مخابراتی آزمایشی است که در محلی که اضطراری اتفاق می‌افتد مستقر شده و یک ایستگاه پایه است.
CubeSat می تواند این دو مکان را از هر نقطه به یکدیگر متصل کند، به عنوان یک تکرار کننده عمل می کند و امکان اشتراک گذاری اطلاعات به صورت بی سیم را برای کاربران شبکه فراهم می کند. هر سه مولفه مجهز به فناوری رادیویی دوربرد (LoRa) هستند و امکان ایجاد یک منطقه ارتباطی وسیع را فراهم می کنند.
CubeSat یک نانوماهواره کوچک است که می تواند از ابتدا با استفاده از یک چاپگر سه بعدی فقط در 90 دقیقه ایجاد شود و با استفاده از بالون هوای داغ بر فراز منطقه فاجعه پرتاب شود. مسیری که بالون دنبال می کند را می توان با شبیه سازی قبلی که ویژگی های بالون و هواشناسی منطقه را در نظر می گیرد تعیین کرد. CubeSat همچنین مجهز به سیستم GPS است که به این معنی است که می توان آن را بازیابی و استفاده مجدد کرد.
پارادا، محقق واحد تحقیقات هوش مصنوعی پایدار در CTTC، گفت: «راه‌حل ما امکان ارتباط در فواصل طولانی و همچنین ارائه یک سیستم مقیاس‌پذیر را برای تعداد زیادی از کاربران فراهم می‌کند که قابل استفاده مجدد در هر مکان و در هر زمان است.
او گفت: ما CubeSat را برای ارتباطات در محیط‌های دشوار به دلیل سرعت استقرار و عملکرد آن انتخاب کردیم. این سیستم مستقل از سیستم‌های ارتباطی فعلی، که ممکن است در طول یک فاجعه آسیب ببیند، عمل می‌کند و ارتباطات دوربرد را امکان‌پذیر می‌کند. پس از اولین آزمایش‌های موفقیت‌آمیز، سیستم همچنان در محیط‌های مختلف آزمایش می‌شود و همچنین تحت آزمایش‌هایی با یک سیستم انرژی که از پنل‌های فتوولتائیک تغذیه می‌شود، قرار می‌گیرد تا محلول کاملاً مستقل باشد.
“راه حل ما برای ارائه خدمات سریع در سناریوهای پیچیده طراحی شده است و به همین دلیل ما
مونزو نتیجه گرفت که سهولت استقرار خود را بر استفاده از آن به عنوان یک راه حل مخابراتی در شرایط عادی، که زیرساخت های دیگر مناسب تر است، اولویت داده است. گام بعدی کار بر روی خدماتی است که می تواند در این نوع زیرساخت گنجانده شود، به حداقل رساندن زمان استقرار و اطمینان از اینکه می توان از آن در طیف گسترده ای از موقعیت ها استفاده کرد.”
