چاپ ۳ بعدی و استقرار یک ماهواره ظرف ۹۰ دقیقه!

به نقل از آی‌ای، هنگامی که یک وضعیت اضطراری رخ می‌دهد، ایجاد ارتباطات از راه دور در منطقه مانع اصلی امدادگران است. اکنون پژوهشگران دانشگاه اوبرتا دی کاتالونیا (UOC) در اسپانیا راه حلی ساده با استفاده از چاپ سه‌بعدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند در کمتر از ۹۰ دقیقه ارتباطات راه دور را ممکن کند.

اینترنت پهن‌باند این روز‌ها به قدری فراگیر شده است که تا زمانی که در دسترس نباشد، به اهمیت آن پی نمی‌بریم. این روز‌ها از کار گرفته تا سرگرمی یا برقراری ارتباط با خانواده و دوستان، همگی بر پایه اینترنت پرسرعت هستند که از طریق کابل یا بی‌سیم ارائه می‌شود.

اتصال بدون اختلال زمانی که یک وضعیت اضطراری روی می‌دهد، بسیار مهم است. در دوره اخیر، فوران‌های آتشفشانی در تونگا و تهاجم روسیه به اوکراین، اتصال مردم محلی به اینترنت را با مشکل مواجه کرد تا اینکه شبکه ماهواره‌های اینترنتی استارلینک (Starlink) متعلق به ایلان ماسک وارد عمل شد و اتصال را فراهم کرد.

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی کارلوس مونزو سانچز از دانشکده علوم کامپیوتر، چند رسانه‌ای و ارتباطات از راه دور دانشگاه اوبرتا دی کاتالونیا نشان داده‌اند که چگونه می‌توان یک نانوماهواره را تنها در ۹۰ دقیقه با فناوری چاپ سه‌بعدی چاپ کرد و با استفاده از یک بالون هوای داغ برای برقراری ارتباط در منطقه آسیب‌دیده مستقر کرد.

این سامانه چطور کار می‌کند؟

راه‌اندازی این سامانه نسبتا ساده است و از سه جزء تشکیل شده است که دو جزء آن روی زمین باقی می‌مانند. این ایستگاه‌های مخابراتی و پایه آزمایشی آن باید در محل نیازمند ارتباط اضطراری مستقر شوند.

سپس می‌توان از یک چاپگر سه‌بعدی برای ساخت یک نانوماهواره که به نام CubeSat یا تاسواره نیز شناخته می‌شود، استفاده کرد و سپس با استفاده از یک بالون هوای داغ در منطقه آن را در هوا مستقر کرد.

این تاسواره دو ایستگاه زمینی را به هم متصل می‌کند و به عنوان یک تکرار کننده (رله) عمل می‌کند و به کاربران زمینی اجازه می‌دهد ارتباط برقرار کنند.

همه اجزای این سیستم از فناوری رادیویی برد بلند (LoRa) استفاده می‌کنند که می‌تواند خدمات را در یک منطقه وسیع ارائه دهد.

این تاسواره همچنین می‌تواند به سلول‌های فتوولتائیک تجهیز شود تا به طور مستقل برای مدت طولانی کار کند. این راه حل بسیار مقیاس‌پذیر است و تاسواره‌های بیشتری را می‌توان به مکان اضافه کرد تا گزینه‌های ارتباطی را در سناریو‌هایی که به شدت آسیب دیده یا غیرفعال شده‌اند، بهبود بخشد.

چرا تاسواره؟

پژوهشگران تاسواره‌ها را به دلیل اندازه کوچک و سهولت در استقرار و بازیابی آن‌ها انتخاب کردند. مسیر پرتاب تاسواره با استفاده از بالون هوای گرم را می‌توان با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی منطقه ترسیم کرد.

علاوه بر این، تاسواره‌ها می‌توانند GPS را برای کمک به مکان‌یابی و بازیابی آن‌ها پس از ازسرگیری سیستم‌های ارتباطی معمولی حمل کنند.

مونزو می‌گوید: راه حل ما برای ارائه خدمات سریع در سناریو‌های پیچیده طراحی شده است و به همین دلیل ما سهولت استقرار آن را بر استفاده از آن به عنوان راه حل مخابراتی در شرایط عادی، جایی‌که زیرساخت‌های دیگر مناسب‌تر هستند، اولویت داده‌ایم.

این تیم اکنون به دنبال کاهش بیشتر زمان‌های استقرار و افزایش تعداد موقعیت‌هایی است که می‌توان از این رویکرد استفاده کرد. چیزی که مطمئناً به کاهش وابستگی به ثروتمندترین فرد جهان (ایلان ماسک) و شبکه استارلینک کمک خواهد کرد.

یافته‌های این پژوهش در مجله Aerospace منتشر شده است.