Nanosatelit a horkovzdušný balón pro nouzové širokopásmové připojení kdekoli

Výzkumný tým katalánské univerzity navrhuje komunikační systém umožňující záchranným službám pracovat bezpečně v obtížných situacích. Nové řešení založené na standardu CubeSat znamená, že spolehlivou nouzovou komunikační síť lze nasadit v krátkém čase.

Přístup k širokopásmovému internetu přes kabel nebo mobilní síť má 95 % obyvatel planety. Stále však existují místa a situace, ve kterých může být velmi obtížné zajistit spojení. Rychlé reakce jsou nezbytné v nouzových situacích, například po zemětřesení nebo během konfliktu. Stejně jako spolehlivé telekomunikační sítě, které nejsou náchylné k výpadkům a poškození infrastruktury, lze sítě využít ke sdílení dat, která jsou životně důležitá pro blaho lidí.

Nedávno zveřejněný vědecký článek navrhuje použití nanosatelitů k zajištění komplexního a stabilního pokrytí v oblastech, které jsou obtížně dosažitelné pomocí komunikace na dlouhé vzdálenosti. Vychází z bakalářských a magisterských závěrečných projektů Davida N. Barracy Iborta, absolventa Universitat Oberta de Catalunya (UOC). Spoluautoři článku jsou také Raúl Parada, výzkumník z Telecommunications Technologického centra Katalánska (CTTC/CERCA) a lektor kurzu Fakulty informatiky, multimédií a telekomunikací UOC; Carlos Monzo, vědecký pracovník a člen stejné fakulty; a Víctor Monzón, výzkumník z Interdisciplinárního centra pro bezpečnost a spolehlivost na Lucemburské univerzitě.

Od sopek po klimatické katastrofy: důležitost rychlé reakce

Počet extrémních povětrnostních jevů v posledních desetiletích podle Světové meteorologické organizace (WMO) neustále rostl (a také finanční náklady jimi vyvolané). Změna klimatu výrazně zvýšila pravděpodobnost klimatických katastrof na celé planetě. Díky zlepšení pohotovostních služeb a služeb včasného varování však nárůst extrémních událostí nevedl ke zvýšení počtu obětí. Schopnost předvídat nouzovou situaci a reagovat na ni je zásadní pro minimalizaci škod. Klimatické katastrofy jsou nejnovějšími přírůstky do již tak dlouhého seznamu přírodních katastrof, včetně zemětřesení, sopečných erupcí, sesuvů půdy a cunami, či mimořádných událostí způsobených lidmi, jako jsou války, nehody a poškození infrastruktury. Ve všech těchto situacích je nezbytný spolehlivý telekomunikační systém, který lze použít k výměně informací, pro rychlou a koordinovanou reakci v situacích, kdy záleží na každé sekundě.

Technologické řešení navržené výzkumným týmem

„Náš projekt poskytuje řešení, které znamená, že lze rychle vytvořit komunikační síť poskytující pomoc v nouzových situacích,“ vysvětlil Monzo. „Využívá zařízení, které nabízí komunikační službu rychle, když by to jinak nebylo možné. Je speciálně navrženo pro záchranné služby, aby mohly pracovat bezpečněji a koordinovaněji ve složitých situacích.“

Tištěný satelit a horkovzdušný balón

Řešení navržené výzkumníky zahrnuje systém rychlého nasazení, který se skládá ze tří komponent – dvou pozemních a jedné vzdušné: CubeSat (standard pro návrh nanosatelitu). Komponenty na zemi jsou pilotní telekomunikační stanice rozmístěné v místě, kde dojde k mimořádné události, a základnová stanice. CubeSat dokáže spojit dvě místa odkudkoli, funguje jako opakovač a umožňuje uživatelům sítě bezdrátově sdílet informace. Všechny tři komponenty jsou vybaveny rádiovou technologií s dlouhým dosahem (LoRa) a umožňují vytvoření rozsáhlé komunikační oblasti.

CubeSat

CubeSat je malý nanosatelit, který lze pomocí 3D tiskárny vyrobit za pouhých 90 minut a vypustit nad oblast katastrofy pomocí horkovzdušného balónu. Trasu, kterou bude balón sledovat, lze určit pomocí předchozí simulace, která bere v úvahu vlastnosti balónu a meteorologii oblasti. CubeSat je také vybaven systémem GPS. Řešení umožňuje komunikaci na velké vzdálenosti a zároveň poskytuje škálovatelný systém pro velký počet uživatelů, který je opakovaně použitelný kdekoli a kdykoli. CubeSat byl vybrán pro komunikaci v náročných prostředích kvůli rychlosti nasazení a fungování. Funguje nezávisle na současných komunikačních systémech, které mohou být během katastrofy poškozeny, a umožňuje komunikaci na velké vzdálenosti. Po prvních úspěšných testech bude systém nadále testován v různých prostředích a bude také podroben experimentům s energetickým systémem poháněným fotovoltaickými panely, aby bylo možno řešení ještě vylepšit.

Zdroj: Tisková zpráva University of Catalunya

Více o Cubesatech se můžete dočíst na stránkách evropské kosmické agentury ESA https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/Technology_CubeSats