مطالب پربازدید

1404/02/21 - 07:21- تروریسم سایبری

پیشنهاد رئیس سابق اداره ملی سایبری رژیم صهیونیستی درمورد ایران

رئیس سابق اداره سایبری ملی رژیم صهیونیستی گفت که این رژیم باید یک پیمان دفاع سایبری علیه ایران تشکیل دهد.

1404/03/25 - 08:09- تروریسم سایبری

جایزه 10 میلیون دلاری برای گروه هکری نجات دهنده سامانه‌های پدافندی

ایالات متحده اخیراً با اعلام بیانیه‌ای از تعیین جایزه 10 میلیون دلاری برای مرموزترین دشمن سایبری خود به نام مِستر سول خبر داد.

1404/01/16 - 14:04- جرم سایبری

حمله سایبری آژانس‌های اطلاعاتی آمریکا علیه کاربران موبایل

یک گزارش منتشرشده توسط یک ائتلاف صنعتی چینی، فعالیت‌های نظارتی و سرقت داده‌ای آژانس‌های اطلاعاتی آمریکا را که کاربران جهانی تلفن‌های هوشمند و سامانه‌های ارتباطی را هدف قرار می‌دهد، افشا کرد.

انتشار شده در تاریخ 1397/09/25 - 11:41

تقویت توان انتقال داده ماهواره کیوب ست

پژوهشگران دانشگاه MIT به تازگی بستر نشانه گر لیزری جدیدی تولید کردند که به ماهواره‌های کوچک کمک می‌کند، داده‌ها را با سرعت بسیار بالایی انتقال دهند.

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ از سال 1998 تاکنون تقریباً 2 هزار ماهواره مکعبی شکل با ابعاد بسیار کوچک (10 * 10 * 10) به نام کیوب‌ست (CubeSat) به فضا ارسال شده است. این ماهواره را به سادگی می‌توان با مواد اولیه‌ی موجود در بازار ایجاد کرد و به همین دلیل هزینه‌ی تمام‌شده‌ی آن‌ها بسیار پایین‌تر از نمونه‌های چند صد میلیون دلاری فعلی است.

کیوب‌ست تحول عظیمی در حوزه‌ی ماهواره‌ها ایجاد کرد؛ زیرا می‌توان تعداد بسیار زیادی از آن‌ها را به منظور پوشش محوطه‌ی بسیار بزرگی از سطح زمین، به فضا ارسال نمود؛ اما با وجود این که قدرت و دقت تصویربرداری توسط این دستاورد روزبه‌روز در حال افزایش است، توان انتقال مؤثر حجم عظیمی از داده‌ها به علت مسائلی مانند منبع انرژی و ابعاد، محدود می‌گردد.

نشانه گر لیزری جدید توسعه داده شده برای کیوب‌ست به این ماهواره امکان می‌دهد تا با استفاده‌ی کمتر از منابع روی تراشه، حجم قابل توجهی از داده‌ها را به ایستگاه‌های زمینی ارسال کنند. به همین سبب به جای این که در هر نوبت عبور از محدوده‌ی ایستگاه زمینی تنها تعداد محدودی عکس ارسال شود، می‌توان هزاران عکس با کیفیت بالا را از سوی این سخت‌افزارها دریافت کرد.

کری کاهوی (Kerri Cahoy)، دانشیار هواشناسی و فضانوردی MIT گفت:

به منظور کسب بینشی ارزشمند از مشاهدات زمین، از تصویرهای فرا طیفی (hyperspectral) که محتوا را در طول موج‌های مختلف دریافت کرده، چندین ترابایت داده را به وجود می‌آورند، استفاده می‌شوند و برای کیوب‌ست‌ها ارسال این حجم از داده‌ها بسیار سخت است؛ اما با استفاده از سیستم لیزری جدید، امکان ارسال داده‌های باکیفیت با سرعت بسیار بالا فراهم می‌شود. من فکر می‌کنم که این قابلیت، رویکرد جدیدی را ایجاد کرده، تعداد زیادی ماهواره را در مدار قرار می‌دهد که پوششی جهانی و زمان واقعی را ارائه می‌دهد.

ماهواره‌ها معمولاً داده‌ها را از طریق امواج رادیویی با پهنای باند بالا برای آنتن‌های زمینی ارسال می‌کنند. همه‌ی ماهواره‌های بزرگ موجود در فضای ارتباطی از پهنای باند رادیویی با فرکانس بالا برای انتقال حجم عظیمی از داده‌ها بهره می‌گیرند. این سخت‌افزارها معمولاً می‌توانند خود را با دیش‌های بزرگ یا آرایه‌ای از آن‌ها مطابقت دهند؛ اما کیوب‌ست به علت ابعاد کوچکی که دارد در این زمینه با محدودیت مواجه است.

کاهوی ادامه داد:

ماهواره‌های کوچک نمی‌توانند از باندهای فرکانسی یاد شده استفاده کنند؛ زیرا باید بسیاری از موانع نظارتی موجود را از سر راه خود حذف کنند که به طور معمول به نمونه‌های زمین آهنگ اختصاص دارند.

به علاوه ماهواره‌های بزرگ‌تر به منبع انرژی بیشتری نسبت به کیوب‌ست‌ها که یک‌بار مصرف هستند دسترسی دارند. به همین منظور پژوهشگران تصمیم گرفتند به جای سیستم‌های ارتباطی معمول امروزی از سامانه‌های لیزری استفاده کنند؛ زیرا دارای ابعاد کوچکی بوده، به انرژی بسیار کمتری نیاز دارند و حجم بیشتری از داده‌ها را انتقال می‌دهند.

Paragraphs

تقویت توان انتقال داده ماهواره کیوب ست

با وجود این ارتباط لیزری نیز با چالش‌های منحصربه‌فرد خود مواجه است؛ زیرا لیزر نسبت به امواج رادیویی بسیار بوده و پیش‌بینی محل دقیق دریافت آن روی زمین بسیار سخت می‌شود.

پژوهشگر یاد شده افزود:

تصور کنید در انتهای یک راهروی بسیار طولانی ایستاده و با یک پرتوافکن بزرگ مانند چراغ‌قوه قصد دارید چشمی را در انتهای دیگر ساختمان هدف بگیرد. من قادر هستم بازوی خود را به میزان بسیار اندک تکان دهم و نشانه گر همچنان روی هدف باقی خواهد ماند؛ اما اگر بخواهیم از لیزر استفاده کنیم؛ با کوچک‌ترین جابه‌جایی صورت گرفته، هدف از دست می‌رود. چالش ما حفظ نشانه‌گیر لیزری روی هدف است، حتی اگر ماهواره حرکت کند.

سامانه ارتباطات نوری و حسگر نمایش ناسا (OCSD¹) از سیستم ارتباطات لیزری کیوب‌ست استفاده کرده و همه‌ی ماهواره‌ها را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که پرتو لیزری آن ایستگاه زمینی را هدف گرفته باشد؛ اما سیستم هدایت آن به زمان و منابع گوناگونی نیاز دارد. به علاوه به منظور دستیابی به نرخ انتقال داده‌ی بیشتر، به لیزر قدرتمندتری نیاز دارد که حجم بیشتری از انرژی را به خود اختصاص داده و گرمای زیادی تولید می‌کند. به همین منظور پژوهشگران روی توسعه سیستم تحقیق کردند که علاوه بر کاهش انرژی و زمان مورد نیاز، حجم داده‌های در حال انتقال را نیز افزایش دهد.

پژوهشگران برای رفع مشکلات یاد شده، بستری لیزری با ابعادی کمی بزرگ‌تر از مکعب روبیک توسعه دادند که به آینه‌های ممز (MEMS mirror) قابل تنظیم موجود در بازار مجهز هستند. این آینه کوچک‌تر از یک دکمه‌ی موجود روی صفحه‌کلید رایانه است و می‌توان به کمک آن زاویه‌ی لیزر را برای هدف‌گیری ایستگاه زمینی تنظیم کرد.

کرنی (Cierny)، از دیگر پژوهشگران طرح یاد شده اظهار کرد:

حتی اگر کل ماهواره در مکان و زاویه نادرستی قرار بگیرد، همچنان می‌توان با کمک آینه‌های یاد شده آن را اصلاح کرد؛ اما این آینه‌ها نیز بازخوردی را نسبت به این که چه محلی را نشانه گرفته‌اند ارائه نمی‌دهند. تصور کنید آینه موجود در سامانه شما نامنظم است و این موضوع می‌تواند بر اساس ارتعاشات زمان پرتاب ایجاد شده باشد. چگونه می‌توانیم این مسئله را اصلاح کنیم و نشانه گر در کجا قرار دارد؟

پژوهشگران برای رفع این چالش یک روش کالیبره‌ی جدید توسعه دادند که با اندازه‌گیری تعداد دفعات انحراف از ایستگاه زمینی، زاویه‌ی ماهواره را به صورت خودکار تنظیم می‌کند. در این روش از یک لیزر رنگی یا طول موج اضافی در سیستم‌های نوری استفاده می‌شود. این مسئله باعث می‌شود علاوه بر ارسال پرتو حاوی داده‌ها، باریکه‌ی نور دیگری با رنگ متفاوت نیز ارسال شود. هر 2 پرتو از آینه مذکور عبور کرده و پرتوی اضافی با عبور از یک تقسیم‌کننده نوری، جدا می‌شود. سپس در حالی که لیزر اصلی حاوی داده‌ها به سمت ایستگاه زمینی ادامه‌ی مسیر می‌دهد، پرتو دوم مستقیماً به سمت یک دوربین روی تراشه بازگشت داده می‌شود. به طور هم‌زمان این دوربین پرتو دیگری را مستقیماً از ایستگاه زمینی دریافت می‌کند تا بتواند جهت ماهواره را همواره به درستی تنظیم کند.

اگر پرتو زمینی و لیزر اضافی تولید شده، دقیقاً روی یک نقطه از دوربین بازتاب داده شوند، محققان به این نتیجه خواهند رسید که جهت به درستی تنظیم شده است. در غیر این صورت با کمک الگوریتم‌های توسعه داده شده جهت لیزرِ مختص به کالیبره سازی تا زمانی که مجدداً با نقطه برخورد پرتو زمینی یکسان شود، تغییر می‌کند.

به منظور آزمایش دقت دستاورد بالا در محیط آزمایشگاهی، بستری شبیه‌سازی شده آماده شد. در این آزمایش ماهواره‌ای با ارتفاع 400 کیلومتری از سطح ایستگاه زمینی باید در هنگام عبور، تنها در مدت‌زمان 10 دقیقه اطلاعات را منتقل می‌کرد. پژوهشگران نشانه‌گیری را با دقت 0.65 میلیاردیوم راه‌اندازی کردند تا میزان خطای زاویه را در ابعادی که برای آن‌ها موردنیاز است اندازه‌گیری کنند. در طول آزمایش آن‌ها زاویه لیزر را تغییر می‌دادند تا شیوه اصلاح آن توسط آینه بر اساس روش یاد شده مشاهده گردد. در نهایت آن‌ها موفق شدند به دقت 0.05 میلیاردیوم دست یابند که بسیار فراتر از مقدار مورد نیاز بود.

پروژه بالا در همکاری با دانشگاه فلوریدا و مرکز تحقیقات ایمز ناسا (NASA Ames Research Center) توسعه یافته، توسط اداره مأموریت فناوری فضایی این سازمان به عنوان بخشی از طرح «کلیک» (CLICK²) پشتیبانی می‌شود.