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DARPA의 Mandrake 2 위성은 광 통신 이용

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출처 https://breakingdefense.com/2022/08/darp...-of-light/

DARPA의 스티븐 포브스는 화요일 브레이킹 디펜스(Breaking Defense)와의 인터뷰에서 위성 간 통신을 위한 공간 간 레이저 링크의 성공적인 테스트에서 나온 DARPA의 Mandrake 2 실험 위성 두대가 다음 번 우주에서 지상으로 데이터를 중계하기 위해 광선을 사용하려고 시도할 것이라고 말했다.


포브스는 DARPA의 Blackjack 프로젝트를 관리하여 국방부가 여러 임무를 위해 LEO(저지구 궤도)에 있는 상호 연결된 작은 위성들의 대규모 별자리를 확장하는 방법을 시연한다. 맨드레이크는 우주개발국(SDA)이 개발 중인 위성군을 포함해 이런 종류의 별자리를 위한 저비용 광학 위성간 링크(OISL)에 대해 "위험을 최대한 빨리 소각"하도록 설계됐다고 그는 설명했다.


그는 "맨드레이크 2는 블랙잭과 확산된 LEO 프로그램의 위험 감소입니다. 그래서 SBA가 우리와 파트너십을 맺게 된 것입니다. 이러한 의지의 연합이 함께 하게 된 이유는 확산된 LEO 아키텍처를 구축하기 위해서는 위성 간에 데이터를 공유할 수 있어야 하기 때문입니다."라고 말했다. "그것은 근본적으로 이러한 아키텍처가 성공하기 위해 필요한 것의 기초입니다."


Derek Tournear SDA 국장은 OISL이 국방부의 7계층 우주 건축의 운송 계층을 가능하게 하는 핵심 요소라고 강조했다. 전송 계층(Transport Layer)은 DoD의 새로운 네트워크 공동 올 도메인 명령 및 제어 네트워크를 위한 "백본" SATCOM 인프라로 간주되는 계획된 LEO 위성들의 집합체이다.


레이시온 테크놀로지스의 자회사인 SEAKR Engineering의 6월 보도 자료에 따르면 포브스는 지난 5월 OSIL을 사용하여 "40분이 넘는 기간 동안 114km 범위에서" 자신들 사이에 "약 280GB의 데이터"를 전송할 수 있었던 맨드레이크 2의 첫 번째 시연에 매우 만족하고 있다.


아스트로 디지털은 지난 6월 스페이스X에 의해 발사된 맨드레이크 2 위성을 위한 버스를 만들었다. DARPA의 웹사이트에 따르면, 어드밴스드 솔루션은 비행 소프트웨어를 작성하고 임무 운영을 지원하고 있으며, 매버릭 스페이스 시스템스는 통합 및 테스트 분석과 발사 통합 서비스를 수행했으며, 록히드 마틴은 통합 지원과 발사 조달 서비스를 제공했다고 한다. 마지막으로 SA Photonics는 OISL 하드웨어를 개발했다.


포브스씨는 OSIL의 능력을 입증하는 것 외에도, 국방부의 시위의 핵심 측면은 위성에 탑재된 레이저 통신 단말기가 이전에 시연된 어떤 것보다 훨씬 작고 저렴하여 DoD가 광범위한 운영 용도로 "확대"할 수 있다는 것이라고 말했다.


그는 "이전에 이 가격대에서 실제로 시행된 적이 없다"고 말했다. "우리는 10킬로그램 또는 50와트의 전력을 가진 터미널에 대해 이야기하고 있습니다. 이전 터미널과 비교해 볼 때 작은 것들이 있습니다. 그는 그리고 가격면에서 그것은 아마도 훨씬 더 적은 금액일 것이며 "개당 수십만 달러"의 비용이 든다고 말했다.

 

 

위쪽(그리고 아래쪽) 다음: 우주에서 지상으로 링크


그러나 DARPA는 OSIL 기술에 대한 광범위한 야망을 가지고 있다고 포브스는 말했다. "우리는 우주 대 우주와 우주 대 지상 둘 다 하기를 원했습니다."


그는 이 두 가지 사용 사례에 대해 서로 다른 기술적 문제가 있다고 설명했다. 위성에서 지상 수신기로 빔을 보낼 때 더 긴 범위가 관련된다. LEO의 위성은 고도가 약 300km에서 2,000km 사이의 어느 곳에서나 작동하므로 더 강력한 레이저가 필요하다. 지구가 자전하기 때문에 각 패스마다 경로가 약간 변경된다는 사실을 기억하고 위성이 통과할 때 빔의 초점을 지상 사이트에 유지해야 하기 때문에 합병증이 발생한다.


게다가, 빔은 대기를 가로질러야 하고, 그것은 그것을 감쇠시킨다. 따라서, 개조 가능한 거울을 사용하여 레이저 빔을 좁게 유지하는 방법인 적응 광학이 필요하다. 그리고 빔을 왜곡시킬 수 있는 비나 나쁜 날씨가 있으면 문제는 더 악화된다. 사실, 구름이 충분히 두꺼우면 광통신이 불가능해진다.


포브스는 "이 모든 것은 본질적으로 소다 빨대를 흔들기 위한 것"이라고 말했다. "그리고 이제 여러분은 더 긴 범위에 있기 때문에 [대상 수신기를 향해] 가리키는 것은 훨씬 더 어렵습니다."


포브스는 DARPA가 곧 우주-지상 통신 시험을 실시하기를 희망한다고 말했다.


그는 "우리는 아마도 한 달 정도를 보고 있을 것입니다. 하지만, 알다시피, 처음이에요. 그래서 예측하기가 정말 어렵습니다," 라고 말했다.


그는 자조적인 웃음소리로 덧붙이면서 "물론, 우리 모두는 우리가 궤도에 첫 번째 우주 대 우주 링크를 한 달 또는 한 달 반 동안 갖게 될 것이라고 생각했고 그것은 우리가 마침내 그것을 작동시키기 전에 10개월 후 또는 무엇이 되었든 간에 마찬가지였습니다."라고 했다.


하지만, 포브스는 언제 최초의 블랙잭 위성이 발사될지 주목하지 않을 것이다.


"우리는 첫 번째 출시를 위해 계속해서 진전을 이루고 있습니다. 지금 블랙잭에 대해 정말 하고 싶은 말은 그게 다인 것 같다"고 말했다.
 

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