بدء التشغيل يرسل البلوتوث إلى مدار أرضي منخفض

يشير اتصال بلوتوث حديث بين جهاز على الأرض وقمر صناعي في المدار إلى سباق فضائي جديد محتمل، هذه المرة لشبكات تتبع المواقع العالمية.

أعلنت شركة Hubble Network الناشئة ومقرها سياتل اليوم أنها أبرمت خطاب تفاهم مع شركة Life360 الناشئة ومقرها سان فرانسيسكو لتطوير نظام عالمي لتتبع إنترنت الأشياء (IoT) قائم على الأقمار الصناعية. يأتي هذا الإعلان في أعقاب إعلان شبكة هابل في 29 إبريل الماضي عن إنشاء أول اتصال عبر البلوتوث بين جهاز على الأرض وقمر صناعي. يمهد هذان الإعلانان الطريق لنظام تتبع إنترنت الأشياء الذي يهدف إلى منافسة AirTags من Apple، وGalaxy SmartTag2 من Samsung، وCube GPS Tracker.

تقنية البلوتوث، وهي التكنولوجيا اللاسلكية التي تربط مكبرات الصوت المنزلية وسماعات الأذن بالهواتف، تقطع عادةً أمتارًا وليس مئات الكيلومترات (520 كيلومترًا، في حالة القمرين الصناعيين المداريين التابعين لشبكة هابل). وتقول شبكة هابل إن الحيلة لتوسيع نطاق التكنولوجيا تكمن في نظام الكشف عن الإشارات عالي الحساسية الحاصل على براءة اختراع والذي طورته الشركة الناشئة على القمر الصناعي LEO.

“نعتقد أن هذا مشابه لما حدث عندما أصبح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) متاحًا للاستخدام العام لأول مرة.” —أليكس هارو، شبكة هابل

لكن التحذير هو أن الاتصال يكون من جهاز إلى قمر صناعي فقط. لا يستطيع القمر الصناعي إرسال إشارة إلى الأجهزة الموجودة على الأرض ليقول “تم استلام الإشارة” على سبيل المثال. وذلك لأن علامات تتبع الموقع تعمل بميزانيات طاقة صغيرة – غالبًا ما يتم تشغيلها بواسطة بطاريات بحجم الزر وتعمل بشحنة واحدة لمدة أشهر أو حتى سنوات متواصلة. العلامات أيضًا قادرة على أداء الحد الأدنى فقط من معالجة الإشارات. وهذا يعني أن أجهزة التتبع لا يمكن أن تشمل الهوائيات الحساسة ذات المصفوفة المرحلية وتشكيل الشعاع الرقمي اللازم لاستخلاص إشارة بلوتوث صغيرة متلاشية تتسابق عبر طبقة الستراتوسفير.

ويقول أليكس هارو، الرئيس التنفيذي لشبكة هابل: “هناك سوق مؤسسية وصناعية ضخمة لتطبيقات “الإرسال فقط”. “بمجرد نشرها، لا تحتاج أجهزة الاستشعار والأجهزة هذه إلى الاتصال بالإنترنت إلا لإرسال بيانات موقعها وبيانات القياس عن بعد، مثل درجة الحرارة والرطوبة والصدمات والرطوبة. يتيح هابل إمكانية نشر أجهزة الاستشعار وأجهزة تعقب الأصول عالميًا بطريقة فعالة للغاية من حيث استهلاك البطارية والتكلفة.

ويقول هارو إن التطبيقات الأخرى لتقنيات الشركة تشمل تتبع الأصول، والمراقبة البيئية، وتتبع الحاويات والمنصات النقالة، والصيانة التنبؤية، وتطبيقات الزراعة الذكية، وإدارة الأسطول، والمباني الذكية، ومراقبة الشبكة الكهربائية.

يقول هارو: “لإعطائك فكرة عن مدى جودة شبكة هابل مقارنة بمزودي الأقمار الصناعية الحاليين مثل جلوبال ستار، نحن أرخص 50 مرة ولدينا عمر بطارية أطول 20 مرة. على سبيل المثال، يمكننا بناء جهاز Tile يمكن تحديد موقعه في أي مكان في العالم دون أي استقبال خلوي ويستمر لسنوات على بطارية خلية معدنية واحدة. سيكون هذا بمثابة تغيير في قواعد اللعبة في سوق AirTag بالنسبة للمستهلكين.

يقوم جون كيم، كبير مسؤولي الفضاء في شبكة هابل (على اليسار) واثنين من مهندسي الشركة بإجراء اختبارات على تكنولوجيا الأقمار الصناعية لاستشعار الإشارة الخاصة بالشركة. شبكة هابل

يستخدم نظام شبكة Hubble – ومن المفترض علامات Life360 المحسنة التي يجب أن تتبع إعلان اليوم – تكرارًا أقل للطاقة لبروتوكول Bluetooth اللاسلكي المألوف.

مثل ابن عمها الأكثر شهرة، تستخدم تقنية Bluetooth Low-Energy (BLE) نطاق 2.4 جيجاهيرتز، وهو نطاق طيف غير مرخص عالميًا تستخدمه أيضًا العديد من أجهزة توجيه Wi-Fi وأفران الميكروويف وأجهزة مراقبة الأطفال والميكروفونات اللاسلكية وغيرها من الأجهزة الاستهلاكية.

يقول هارو إن تقنية BLE قدمت المعيار اللاسلكي “قصير المدى” الأكثر إقناعًا لأغراض شبكة هابل. وعلى النقيض من ذلك، يقول إن شبكة LoRaWAN طويلة المدى وواسعة النطاق تعمل على نطاق اتصالات يبلغ 900 ميجا هرتز، والذي تنظمه بعض البلدان والمناطق بشكل مختلف عن غيرها – مما يجعل إنشاء معيار عالمي محتمل حولها أكثر صعوبة. . بالإضافة إلى ذلك، كما يقول، يمكن أن يبلغ حجم هوائيات 2.4 جيجا هرتز حوالي ثلث حجم هوائي LoRaWAN القياسي، مما يحدث فرقًا عند إطلاق المواد إلى الفضاء، عندما يكون كل جرام مهمًا.

يقول هارو إن تقنية شبكة هابل تتطلب تغيير برنامج جهاز الإرسال من أجل التواصل مع قمر صناعي لاستقبال بليه في المدار. ولا يتطلب الأمر أي تعديلات على أجهزة الجهاز، باستثناء تعديل واحد — إضافة هوائي BLE قياسي. يقول هارو: “هذه هي المرة الأولى التي تستطيع فيها شريحة بلوتوث إرسال البيانات من الأرض إلى قمر صناعي في المدار”. “نحتاج إلى تحميل مجموعة برامج هابل على الشريحة لجعل ذلك ممكنًا، ولكن ليست هناك حاجة لأي تعديلات مادية. أصبحت رقائق BLE المتوفرة في الأسواق الآن قادرة على التواصل مباشرة مع الأقمار الصناعية LEO.

ويضيف هارو: “نعتقد أن هذا مشابه لما حدث عندما أصبح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) متاحًا للاستخدام العام لأول مرة”. “لقد كانت لحظة رائدة في تاريخ التكنولوجيا والتي أثرت بشكل كبير على المستخدمين العاديين بطرق لم تكن متاحة من قبل.”

وما تبقى بالطبع هو الجزء الأصعب التالي: إطلاق جميع الأقمار الصناعية اللازمة لإنشاء شبكة تتبع متاحة عالميًا. وفيما يتعلق بما إذا كانت الشركات أو الدول الأخرى ستقوم بتطوير تقنيات منافسة خاصة بها، والآن بعد أن تم الكشف عن أن تقنية Bluetooth تتمتع بقدرات اتصال طويلة المدى، لم يتكهن Haro بما يتجاوز تصوره لطموحات شركته LEO.

يقول هارو: “لدينا حاليًا أول قمرين صناعيين لدينا في المدار اعتبارًا من 4 مارس”. “نحن نخطط لمواصلة إطلاق المزيد من الأقمار الصناعية، بهدف أن يكون لدينا 32 قمرًا صناعيًا في المدار بحلول أوائل عام 2026. يقوم عملاؤنا التجريبيون بالفعل بتحديث واختبار أجهزتهم على شبكتنا، وسنواصل توسيع نطاق مجموعتنا على مدى السنوات الثلاث إلى الخمس القادمة.”