إنجاز تكنولوجي لجامعة تل أبيب: في أقل من عامين، أطلقت الجامعة ثلاثة أقمار صناعية إلى الفضاء. تم إطلاق القمر الصناعي الثالث TAU-SAT3 إلى الفضاء أمس باستخدام منصة الإطلاق فلاكون 9 التابعة لشركة سبيس اكس، من ميناء كيب كانافيرال الفضائي في فلوريدا. وفقا للباحثين، فإن القمر الصناعي TAU-SAT3، الذي تم تطويره في مركز الأقمار الصناعية النانوية في كلية الهندسة بجامعة تل أبيب، هو اختراق علمي ويهدف إلى تمهيد الطريق لعرض الاتصالات البصرية والكمية من الفضاء باستخدام الأقمار الصناعية الصغيرة.
تم إطلاق TAU-SAT3، وهو قمر صناعي يبلغ طوله 20 سم فقط، على ارتفاع 550 كم ومن المتوقع أن يدور حول الأرض لمدة خمس سنوات تقريبا. إنه يحمل بطاريات إبسيلون صناعة اسرائيلية لأول مرة ، والتي ستقوده طوال حياته في المدار. تم تصميم القمر الصناعي للقيام بعدد من المهام العلمية، أهمها التواصل مع المحطة الأرضية البصرية الحديثة المبنية على سطح مبنى شنكار للفيزياء. هذه هي المرة الأولى في إسرائيل، وواحدة من المرات القليلة في العالم ، التي ستتمكن فيها محطة أرضية بصرية من قفل وتتبع وجمع البيانات من قمر صناعي صغير حجمه ، كما لوحظ من الأرض ، أصغر من بكسل واحد! لاحظ الباحثون أن هذا يعني من الناحية التكنولوجية أنه سيكون من الممكن في المستقبل بناء أنظمة مصغرة للاتصالات البصرية التي تكلف أقل بكثير لبنائها وإطلاقها في الفضاء من الأقمار الصناعية الكبيرة. كما سيقوم القمر الصناعي بإجراء تجارب في الاتصال عبر الأقمار الصناعية بمعدلات سريعة جدًا وفي السيناريوهات التي تتعطل فيها قناة الاتصال عبر الأقمار الصناعية.
التشفير الكمي واستعادة المعلومات المفقودة
TAU-SAT3 هو القمر الصناعي الثالث الذي تطلقه جامعة تل أبيب في أقل من عامين، وهو نتيجة بحث وتطوير قام به مركز الأقمار الصناعية النانوية في كلية الهندسة بالتعاون مع مركز علوم وتكنولوجيا الكم في الجامعة . يحمل القمر الصناعي جهازا بصريا يساعد في إجراء تجربة اتصالات فريدة. يُوضح البروفيسور مئير أريئيل، رئيس مركز الهياكل النانوية في جامعة تل أبيب: "عندما يمر القمر الصناعي فوق إسرائيل، سيضيء الجهاز بأطوال موجية مختلفة بحيث يكتشف التلسكوب في المحطة الأرضية البصرية الفلاش الصغير ويكون قادرا على قفله وتتبعه. سيتواصل القمر الصناعي مع الأرض في نفس الوقت عن طريق الاتصالات البصرية واتصالات الموجات الراديوية. لكن عندما يتم توجيه الجهاز البصري إلى المحطة الأرضية البصرية، سيشير الهوائي في اتجاه مختلف. ولذلك، قد يتم فقدان جزء كبير من المعلومات. يتمثل الإبتكار في هذا المشروع في قدرة أنظمة الاتصالات المثبتة على القمر الصناعي والمحطة الأرضية على استعادة المعلومات المفقودة في الوقت الفعلي باستخدام خوارزميات معالجة الإشارات المتطورة التي طورتها جامعة تل أبيب".
إن التجربة التي أجريت مهمة في تأمين المعلومات من خلال التشفير الكمي، كما أوضح البروفيسور يارون عوز، رئيس مركز علوم وتكنولوجيا الكم في جامعة تل أبيب ورئيس الجامعة السابق: "إن مبادئ ميكانيكا الكم تمكن من تأمين المعلومات بشكل كامل طريقة تشفير آمنة. بمجرد أن يحاول كيان معاد التنصت على رسالة البث، تتبدد الرسالة ويمكن معرفة محاولة التنصت. هذا على النقيض من التشفير بالطرق التقليدية التي تتعرض للتنصت ودون معرفة وجود التنصت. في الواقع، أصبحت قضية الاتصال الكمي القوي الآن في طليعة الأبحاث. تتسابق اليوم الحكومات والهيئات العملاقة حول العالم للحصول على قدرات التشفير الكمي، وذلك أساسًا على ضوء قدرات أجهزة الكمبيوتر الكمومية على كسر خوارزميات التشفير المستخدمة اليوم. هذا جهد هائل، سواء من الناحية العلمية أو التكنولوجية أو المالية".
يؤكد البروفيسور عوز أن الاتصال الكمي حساس للغاية للوسط الذي ينتقل فيه، على سبيل المثال من خلال الألياف الضوئية أو الإرسال عبر الغلاف الجوي. لذلك يأمل الباحثون أن يتمكنوا باستخدام TAU-SAT3 من التواصل لأول مرة بين المحطة الأرضية البصرية والقمر الصناعي. يضيف البروفيسور عوز: "سيؤدي هذا إلى تقدمنا بشكل كبير على الطريق نحو الهدف العلمي المتمثل في إظهار الاتصال الكمي الموثوق به".
شاهدوا الإطلاق:
لمشروع القمر الصناعي والمحطة الأرضية شركاء كثر في هيئة التدريس في جامعة تل أبيب، منهم البروفيسور عوفر عمراني الذي عمل كباحث رئيسي في المشروع، ورئيس مختبر أبحاث الفيمتو نانو البروفيسور حاييم سوشوفسكي، وكذلك طلاب الدكتوراه والطلاب الذين شاركوا في البحث وتطوير أنظمة الأقمار الصناعية: د. دوليف باشي، عيدان فينكلشتين، ميخايل تسوكران، أوفير كوهين، دافيد جرينبرغ، باراك ليفي، ألون هرماتي، أون رانجينجد، أوفير يافي، شاحار مورغ، أوري داغان، إيلعاد ساغي، وأورلي بلومبرغ.