Razendsnel en super veilig

Draadloze lasercommunicatie de toekomst

Voor het eerst in Nederland slaagden knappe koppen er onlangs in via een laserstraal een digitaal signaal van een satelliet te ontvangen. Het experiment was een eerste demonstratie van het gebruik van lasercommunicatie. In Europa staat deze technologie nog in de kinderschoenen. Samen met TNO maakt projectofficier majoor-vlieger Martin er werk van lasercommunicatie bij Defensie te introduceren. “Lasercommunicatie is razendsnel en bovendien super veilig”.

Lasercommunicatie is volgens Martin allesbehalve nieuw. “Wat we in de volksmond glasvezelcommunicatie noemen, is een verbinding op basis van laserlicht dat door een dun draad van glas wordt geleid. Voor een satelliet is een draadverbinding vanzelfsprekend niet mogelijk. Met de draadloze variant van lasercommunicatie kun je een satelliet en een grondstation met elkaar laten communiceren.” De techniek is volgens Martin het antwoord op de telkens toenemende vraag naar supersnelle datacommunicatie. Volgens onderzoekers van TNO is een laser tot wel 1000 maal sneller dan de huidige radioverbindingen: data kan met 1 Gigabit per seconde worden verstuurd.

Afwijking

Defensie is afhankelijk van beveiligde satellietcommunicatie. Op middellange termijn zal de huidige wijze van informatiebeveiliging door middel van versleuteling ontoereikend zijn. Slimme quantum computers zullen dan in staat zijn versleutelde berichten in ogenblikken te ontcijferen.  Lasercommunicatie is daarom zeer geschikt voor militair dataverkeer. ”Om informatie te onderscheppen die met een laser wordt verstuurd zou je de lichtstraal moeten onderbreken. De duur van een informatieburst is sowieso heel kort en ook nog eens op één specifieke plek op aarde gericht. Dat maakt deze manier van communiceren veel veiliger dan alles wat we nu tot onze beschikking hebben.”

Minder hard

Daarbij spelen de aantrekkingskracht van de aarde en de nauwkeurigheid van de meetapparatuur ook een rol. Bij kleine satellieten die in lagere banen rond de aarde vliegen, moet je domweg beter weten waar ‘ie precies zit. Hoe meer recente metingen je verricht, hoe nauwkeuriger je de baan kunt berekenen. “Bij grotere satellieten die verder van de aarde afstaan, speelt deze problematiek minder doordat ze ten opzichte van de aarde minder hard draaien. Ook geven ze meer licht af, waardoor het signaal op de grond makkelijker is op te vangen.”

Nauwkeurig

Volgens de ingenieur was het experiment goed voorbereid door het team van TNO en het Amerikaanse Aerospace Corporation. Kunst hierbij was de laserstraal uit de ruimte precies op de spiegel van de grootformaat kijker te laten vallen. Met een speciaal hiervoor aangepaste telescoop van TNO werd een Amerikaanse satelliet in een baan om de aarde op zo’n 500 kilometer hoogte nauwkeurig gevolgd. Kleine microvibraties zijn daarbij uit den boze. Een zeer geringe trilling van telescoop of satelliet kan over een afstand van honderden kilometers voor een flinke afwijking zorgen. Daarbij spelen de variaties in aantrekkingskracht van de aarde en de hogere lagen van de atmosfeer een belangrijke rol. “Bij een kleine satelliet die in een lage baan rond de aarde beweegt, is het moeilijk te berekenen waar ‘ie precies zit. Hoe meer recente metingen je verricht, hoe nauwkeuriger je de verwachte baan kunt berekenen.”

Volgende stap

Nu het opzetten van een verbinding van een satelliet naar een grondstation is gelukt, bestaat de volgende stap er uit vanaf de grond een verbinding naar de ruimte op te zetten. Ook voorziet het project, waarbij 7 voornamelijk NAVO-landen zijn betrokken -  in het verkennen van de mogelijkheden om communicatie tussen satellieten op te zetten.  Het multinationale project MOSCOM, dat staat voor Military Optical Satellite Communication, is erop gericht door samenwerking lasertechnologie sneller te ontwikkelen en duplicatie te voorkomen. “Groot voordeel is dat door de handen ineen te slaan, je niet alle benodigde apparatuur zelf hoeft te hebben om toch iets voor elkaar te krijgen”, aldus Martin.

Volwassenheid

Vraag is natuurlijk wanneer lasercommunicatie voor de gemiddelde militair beschikbaar komt. Martin verwacht dat dat nog wel enkele jaren zal duren. Hierbij speelt geld een grote rol. Hoe meer kapitaal er wordt geïnvesteerd, des te sneller toegepaste technologie beschikbaar zal komen. Inmiddels heeft Martin de initiële resultaten van de test binnen MOSCOM gedeeld en blijft hij de uitkomsten van beproevingen door andere landen op de voet volgen. “Waar het in de kern om draait is dat we in de ruimte sneller gebruik willen maken van de mogelijkheden van nieuwe technologie, zoals in dit geval van lasercommunicatie. Dat duurt nu nog veel te lang, waardoor je niet alert op dreigingen kunt reageren. Op dat gebied is er de laatste jaren veel veranderd. Met dit experiment hebben we gedemonstreerd dat lasercommunicatie vanuit space in Nederlands mogelijk is.”