Ενεργά στην ανάπτυξη τεχνογνωσίας σε θέματα τηλεπικοινωνιών εδάφους-δορυφόρων με χρήση λέιζερ συμμετέχει το Αστεροσκοπείο Σκίνακα, η κοινή ερευνητική υποδομή του Πανεπιστημίου Κρήτης και του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) που έγινε εφικτή χάρη σε δωρεά έκτασης στην ομώνυμη κορυφή του Ψηλορείτη από το Δήμο Ανωγείων.
Το Αστεροσκοπείο Σκίνακα αναμένεται μέσα στους επόμενους μήνες να συνδεθεί με οπτικές ίνες με τις κρίσιμες υποδομές της χώρας στα πλαίσια του εθνικού έργου Hellas – Quantum Communication Initiative (HellasQCI), ύψους 10 εκατομμυρίων ευρώ.
Η συγκεκριμένη σύνδεση θα επιτρέπει την ιδιαίτερα ασφαλή μεταφορά δεδομένων μεταξύ εθνικών υποδομών και βάσεων δεδομένων (όπως πχ αυτές που έχουν ιατρικά προσωπικά δεδομένα σε νοσοκομεία) με τη χρήση καινοτόμων μεθόδων κβαντικής κρυπτογραφίας, θέματα στα οποία ερευνητές του ΙΤΕ και καθηγητές του Πανεπιστημίου Κρήτης έχουν την απαραίτητη εμπειρία.
Η ένταξη του Αστεροσκοπείου Σκίνακα στο πρόγραμμα αυτό είναι αναγκαία διότι η υφιστάμενη τεχνολογία δεν επιτρέπει την ασφαλή μεταφορά δεδομένων με κβαντική κρυπτογραφία μέσα από οπτικές ίνες σε αποστάσεις πάνω από 150χλμ, χωρίς την ύπαρξη αναμεταδότη.
Η απόσταση όμως των 300χλμ της Κρήτης από την ηπειρωτική Ελλάδα, με την οπτική ίνα που μας συνδέει να βρίσκεται στο βυθό του Αιγαίου, καθιστά μονόδρομο την μεταφορά των δεδομένων μέσω του διαστήματος και ενός δορυφόρου σε χαμηλή τροχιά πάνω από τη Γη.
Τα τηλεσκόπια του Αστεροσκοπείου Σκίνακα θα στέλνουν τα δεδομένα που θα λάβουν προς ένα δορυφόρο με ακτίνες λέιζερ, ο δορυφόρος στη συνέχεια θα τα μεταδίδει σε ένα άλλο τηλεσκόπιο στην ηπειρωτική Ελλάδα, το οποίο με τη σειρά του θα τα προωθήσει, μέσω του επίγειου δικτύου, στον προορισμό τους.
Το όλο εγχείρημα όμως του να «σημαδέψουν» τα τηλεσκόπια του Σκίνακα έναν δορυφόρο που διασχίζει όλον τον ουρανό από την ανατολή μέχρι στη δύση μέσα σε μόλις 4 λεπτά αποτελεί μια μεγάλη τεχνική πρόκληση.
Για να γίνει αυτό εφικτό, οι αστρονόμοι του Αστεροσκοπείου Σκίνακα και του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του ΙΤΕ συμμετέχουν σε δύο καθοριστικής σημασίας προγράμματα τα οποία χρηματοδοτούνται από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA). Το πρώτο, με τον κωδικό 22SKINUP συντονίζεται από το ΙΤΕ, είναι ύψους 450,000 Ευρώ και ξεκίνησε τον Μάιο του 2023.
Μέχρι τις αρχές του 2025 θα έχει καταστήσει το τηλεσκόπιο 1.3μ του Αστεροσκοπείου ικανό να μπορεί να παρακολουθήσει δορυφόρους σε χαμηλή τροχεία (LEO: Low Earth Orbit), γύρω στα 1000 χλμ πάνω από την επιφάνεια της Γης. Θα στέλνει προς και θα λαμβάνει από αυτούς τους δορυφόρους δέσμες λέιζερ από «φώς» σε υπέρυθρα μήκη κύματος, 3 φορές μεγαλύτερα από αυτό που βλέπουμε με τα μάτια μας.
Άλλο ένα φιλόδοξο πρόγραμμα
Από τις αρχές του 2024 όμως, το Αστεροσκοπείο Σκίνακα συμμετέχει και σε ένα νέο ακόμη πιο φιλόδοξο πρόγραμμα, διάρκειας 3 ετών και συνολικού προϋπολογισμού 8 εκατομμυρίων ευρώ. Το GROGS όπως λέγεται, έχει ξεκινήσει υπό το συντονισμό της ελληνικής εταιρείας Raymetrics. Στο πρόγραμμα συμμετέχουν εταιρείες του εξωτερικού καθώς και τα αστεροσκοπεία του Χελμού στην Πελοπόννησο και του Χολομώντα στην Χαλκιδική.
Στο Σκίνακα το πρόγραμμα θα αναβαθμίσει ανάλογα το νέο τηλεσκόπιο 1.0μ το οποίο αναμένεται να αρχίσει να λειτουργεί από τον Σεπτέμβριο του 2024. Όπως θα θυμόμαστε η αγορά του νέου αυτού τηλεσκοπίου έγινε εφικτή χάρη στην χορηγία 500,000 Ευρώ της Επιτροπής Ελλάδα 2021 και ονομάστηκε «200+» από τον κ. Αγγελοπούλου-Δασκαλάκη κατά την επίσκεψή της στο ΙΤΕ τον Ιούνιο του 2022.
Ο στόχος του προγράμματος GROGS είναι να δημιουργηθεί ένα κεντρικό εθνικό σύστημα το οποίο θα ενώσει τα τρία αστεροσκοπεία ώστε να μπορούν συνεργατικά να παρακολουθούν και να επικοινωνούν με δορυφόρους σε χαμηλή τροχιά που διατρέχουν τον ουρανό της Ελλάδας από τον βορά προς το νότο, στέλνοντας και λαμβάνοντας δεδομένα από αυτούς με τη χρήση κβαντικής κρυπτογραφίας.
Η ολοκλήρωση αυτών των πρωτοποριακών προγραμμάτων μέσα στα επόμενα 2 χρόνια θέτει το Αστεροσκοπείο Σκίνακα στην πρώτη γραμμή παγκοσμίως στη νέα εποχή τηλεπικοινωνιών με χρήση λέιζερ. Έτσι, η μοναδική αυτή υποδομή του νησιού και τη χώρας μας θα μπορέσει να συνεισφέρει και σε εθνικούς επιχειρησιακούς σκοπούς συμβάλλοντας καταλυτικά στην ανάπτυξη της τοπικής οικονομίας.
Γιατί όμως όλα αυτά συμβαίνουν σήμερα; Οι βελτιώσεις στη διαστημική τεχνολογία και η μείωση του κόστους για εκτοξεύσεις από ιδιωτικές εταιρείες (όπως η SpaceX) οδήγησαν σε δραματική αύξηση των δορυφόρων που στέλνονται στο διάστημα.
Παρόλο που ο μεγάλος αριθμός δορυφόρων θα επηρεάσει πιθανώς τις επίγειες αστρονομικές παρατηρήσεις, η ανάγκη μεταφοράς στο έδαφος του τεράστιου όγκου δεδομένων που συλλέγουν οι δορυφόροι, καθώς και παρακολούθησης της ακριβούς θέσης τους παρουσιάζει νέες ευκαιρίες και χρήση για οπτικά τηλεσκόπια και αστεροσκοπείοι.
Οι λόγοι είναι αρκετά απλοί: η μεταφορά των δεδομένων με ακτίνες λέιζερ στο εγγύς υπέρυθρο παρουσιάζει 100.000 φορές αύξηση στo εύρος ζώνης σε σύγκριση με τα ραδιοκύματα μαζί με βελτιωμένη ασφάλεια, εξαιτίας της χρήσης κβαντικής κρυπτογράφηση και του μικρότερου αποτυπώματος της δέσμης λέιζερ στο έδαφος.
Είναι επομένως προφανές ότι το ρητό του Ινστιτούτου Αστροφυσικής “Ο ουρανός δεν αποτελεί το όριό μας” σχετίζεται άμεσα με την πραγματικότητα και όσα μπορούν οι αστρονόμοι του Παν. Κρήτης και του ΙΤΕ να προσφέρουν στο νησί μας.