चीनी वैज्ञानिकों ने स्मार्टफ़ोन पर सैटेलाइट कॉल कैसे संभव बनाया | Satellite Calling Project China
चीनी वैज्ञानिकों ने स्मार्टफ़ोन पर सैटेलाइट कॉल कैसे संभव बनाया
चीन में 2008 में आए भूकंप ने तकनीकी प्रगति को बढ़ावा दिया है, अब कुछ स्मार्टफ़ोन सैटेलाइट कॉल का समर्थन करने में सक्षम हैं
पैसिव इंटरमॉड्यूलेशन के मुद्दे को हल करने के प्रयास में, चीनी वैज्ञानिकों ने दुनिया का पहला सिमुलेशन सॉफ़्टवेयर बनाया है।
2008 में, चीन के दक्षिण-पश्चिमी प्रांत सिचुआन में 8 तीव्रता का एक बड़ा भूकंप आया था।
इस आपदा ने 80,000 से अधिक लोगों की जान ले ली क्योंकि कई शहरों में संचार बाधित हो गया था, जिससे बचाव प्रयासों में बाधा उत्पन्न हुई।
त्रासदी के बाद, चीनी सरकार ने सामाजिक-आर्थिक स्थिति की परवाह किए बिना सभी के लिए सुलभ उपग्रह संचार प्रणाली स्थापित करने के लिए चुपचाप तियानटोंग परियोजना शुरू की।
अब, 16 साल बाद, इस परियोजना ने उपग्रह संचार में बड़ी प्रगति और मोबाइल फोन विकास में नए रुझानों को जन्म दिया है।
तियानटोंग का अर्थ है "स्वर्ग से जुड़ना" और यह टॉवर ऑफ़ बैबेल की बाइबिल की कहानी को प्रतिध्वनित करता है।
तियानटोंग-1 श्रृंखला का पहला उपग्रह 6 अगस्त, 2016 को प्रक्षेपित किया गया था, जिसके बाद 2020 और 2021 में दूसरे और तीसरे उपग्रह प्रक्षेपित किए जाएंगे। तीनों उपग्रह 36,000 किमी (22,369 मील) की ऊँचाई पर भू-समकालिक कक्षा में एक नेटवर्क बनाते हैं, जो मध्य पूर्व से लेकर प्रशांत महासागर तक पूरे एशिया-प्रशांत क्षेत्र को कवर करता है।
फिर पिछले साल सितंबर में, हुआवेई टेक्नोलॉजीज ने दुनिया का पहला स्मार्टफोन जारी किया जो सीधे तियानटोंग उपग्रहों से जुड़कर सैटेलाइट कॉल का समर्थन करता है। Xiaomi, Honor और Oppo सहित अन्य चीनी स्मार्टफोन निर्माताओं ने भी इसी तरह के मॉडल पेश किए हैं।
इन उत्पादों को चीनी उपभोक्ताओं ने खूब सराहा है, और उद्योग के अनुमान बताते हैं कि अकेले हुआवेई ने स्पेसएक्स की स्टारलिंक सैटेलाइट सेवा को पीछे छोड़ते हुए लाखों यूनिट बेची हैं, जिसके 2 मिलियन से अधिक वैश्विक ग्राहक हैं। अब, सामान्य चीनी मोबाइल फोन उपयोगकर्ता अतिरिक्त 10 युआन (US$1.38) प्रति माह का भुगतान करके रेगिस्तान या अलग-थलग द्वीपों जैसे सिग्नल कवरेज के बिना स्थानों पर तियानटोंग उपग्रह के माध्यम से कोई भी नंबर डायल कर सकते हैं।
इसके परिणाम पहले ही देखे जा चुके हैं। 18 दिसंबर को, उत्तर-पश्चिमी प्रांत गांसु में 6.2 तीव्रता का भूकंप आया, जिससे फिर से व्यापक संचार व्यवधान उत्पन्न हुआ।
लेकिन इस बार, आपदा में फंसे कई लोग अपने स्मार्टफ़ोन पर सैटेलाइट कॉलिंग फ़ंक्शन के माध्यम से बाहरी दुनिया से जुड़ने में सक्षम थे। इस भूकंप से मरने वालों की संख्या लगभग 150 थी।
चीनी अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी अकादमी के कुई वानझाओ के नेतृत्व में चीनी वैज्ञानिकों की एक टीम ने 29 फरवरी को चीनी अकादमिक पत्रिका, एयरोस्पेस साइंस एंड टेक्नोलॉजी में प्रकाशित एक सहकर्मी-समीक्षित पेपर में लिखा, "मोबाइल फोन से सीधे उपग्रह संपर्क एक नया विकास प्रवृत्ति बन गया है, और उपग्रह संचार धीरे-धीरे आम जनता के बीच लोकप्रिय हो जाएगा।"
पहले यह माना जाता था कि एक दूरस्थ संचार उपग्रह के लिए जमीन पर बड़ी संख्या में मोबाइल फोन के साथ सूचना का आदान-प्रदान करना असंभव था।
बाइबिल की कहानी में, टॉवर ऑफ बैबेल विफल हो गया क्योंकि श्रमिक अलग-अलग भाषाएँ बोलने लगे और एक-दूसरे से भ्रमित हो गए। उपग्रह संचार में भी इसी तरह का हस्तक्षेप हो सकता है।
एक छोटे से स्मार्टफोन तक पहुँचने के लिए उपग्रह को बहुत शक्तिशाली संकेत उत्पन्न करने की आवश्यकता होती है। जब उपग्रह के संचारण एंटीना पर एक साथ कई अलग-अलग उच्च-शक्ति संकेत आते हैं, तो वे एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं, जिससे नए संकेत उत्पन्न होते हैं।
ये बेतरतीब ढंग से होने वाले संकेत उपग्रह कॉल की गुणवत्ता को खराब कर सकते हैं और गंभीर मामलों में, पूरे सिस्टम को ध्वस्त कर सकते हैं।
1970 के दशक से, अमेरिका, यूरोप और अंतर्राष्ट्रीय संगठनों द्वारा संचालित लगभग सभी वाणिज्यिक संचार उपग्रह नेटवर्क ने इन संकेतों के प्राप्त आवृत्ति बैंड के भीतर आने के कारण बड़ी विफलताओं का अनुभव किया है।
दूरसंचार इंजीनियरों के बीच निष्क्रिय इंटरमॉड्यूलेशन (PIM) के रूप में जाना जाने वाला यह मुद्दा उपग्रह संचार प्रौद्योगिकी के आगे के विकास के लिए एक अड़चन बन गया है। हालाँकि कई लोग इस समस्या को हल करने के लिए उत्सुक हैं, लेकिन वर्तमान में PIM की घटना को दबाने के लिए कोई सार्वभौमिक रूप से प्रभावी तकनीक नहीं है।
कुई की टीम के अनुसार, चीन के तियानटोंग प्रोजेक्ट ने इस "अंतर्राष्ट्रीय एयरोस्पेस समुदाय में आम चिंता की तकनीकी चुनौती" से निपटने के लिए देश भर से संचार प्रौद्योगिकी दिग्गजों को इकट्ठा किया है।
विशाल उपग्रह एंटेना में विभिन्न धातु घटक एक दूसरे के संपर्क में आते हैं, जो PIM का मुख्य स्रोत बनते हैं।
चीनी भौतिकविदों ने संपर्क इंटरफ़ेस पर क्वांटम टनलिंग और थर्मल उत्सर्जन जैसे सूक्ष्म भौतिक तंत्रों में गहराई से खोज की है, नए भौतिक नियमों की एक श्रृंखला की खोज की है जो चांदी-प्लेटेड और सोने-प्लेटेड माइक्रोवेव घटकों का सटीक वर्णन करते हैं।
उन्होंने एक भौतिक मॉडल भी स्थापित किया है जो विभिन्न संपर्क स्थितियों, कनेक्शन दबावों, तापमान, कंपन और अन्य बाहरी कारकों के तहत अभूतपूर्व सटीकता के साथ PIM प्रभावों की घटना की भविष्यवाणी कर सकता है।
इस काम के आधार पर, चीनी वैज्ञानिकों ने दुनिया का पहला सार्वभौमिक PIM सिमुलेशन सॉफ़्टवेयर विकसित किया। यह बहुत कम त्रुटि दरों के साथ बिजली, गर्मी और तनाव जैसे बाहरी कारकों के प्रभाव में जटिल संरचनाओं वाले माइक्रोवेव घटकों में PIM उत्पादन की संभावना का संख्यात्मक रूप से विश्लेषण और मूल्यांकन कर सकता है।
इस शक्तिशाली सॉफ़्टवेयर ने चीनी इंजीनियरों को डाइइलेक्ट्रिक आइसोलेशन कैपेसिटर और अनुकूलित मेष एंटीना वायर तैयारी और बुनाई विधियों सहित प्रभावी PIM दमन तकनीक विकसित करने में मदद की है। कुई की टीम ने दुनिया की सबसे संवेदनशील PIM पहचान तकनीक विकसित की है, जो बेहद कम स्तरों पर होने पर PIM उत्पादन की साइट का तुरंत पता लगा सकती है।
यह उपग्रह को अभूतपूर्व रिसेप्शन संवेदनशीलता प्राप्त करने की अनुमति देता है, जिससे स्मार्टफ़ोन से संकेतों को बाहरी एंटेना के बिना हज़ारों किलोमीटर दूर एंटेना द्वारा कैप्चर और पहचाना जा सकता है। प्रत्येक तियानटोंग उपग्रह को 12 साल के जीवनकाल के लिए डिज़ाइन किया गया है, और इसका एंटीना 800 अलग-अलग आवृत्ति बैंड में विद्युत चुम्बकीय तरंगों को एक साथ संचारित और प्राप्त करते हुए 160 डिग्री सेल्सियस (320 डिग्री फ़ारेनहाइट) तक के दैनिक तापमान परिवर्तनों से गुजरता है।
ऐसी कठोर कार्य स्थितियों में PIM समस्या को हल करना बेहद चुनौतीपूर्ण है। कुई की टीम ने पेपर में लिखा, "तियानटोंग-1 सैटेलाइट सिस्टम का विकास कई प्रमुख तकनीकी सफलताओं से अविभाज्य है।" "इसकी सफलता परियोजना टीम की कड़ी मेहनत का प्रमाण है और दुनिया भर में इस तकनीकी क्षेत्र में चीन की अग्रणी स्थिति को दर्शाती है।" चीन ने तियानटोंग सैटेलाइट के लिए बड़ी संख्या में पेटेंट के लिए आवेदन किया है, जिसका अर्थ है कि चीनी उच्च तकनीक कंपनियों को इस क्रांतिकारी तकनीक का उपयोग करते समय पेटेंट बाधाओं या पश्चिम से प्रतिबंधों के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है।
इस साल की शुरुआत में, स्पेसएक्स ने कई स्टारलिंक उपग्रहों में से पहला लॉन्च किया जो स्मार्टफोन से कनेक्ट हो सकता है, अगले साल वाणिज्यिक सेवाएं शुरू करने की योजना है। कुछ सौ किलोमीटर की ऊँचाई पर निचली-पृथ्वी कक्षा में काम करने वाले इन उपग्रहों में छोटे एंटीना क्षेत्र होते हैं, जो PIM हस्तक्षेप को कम करते हैं।
हालाँकि, चूँकि एक एकल उपग्रह केवल थोड़े समय के लिए एक निश्चित क्षेत्र के ऊपर रह सकता है, इसलिए व्यापक क्षेत्र, पूर्णकालिक कवरेज प्राप्त करने के लिए बड़ी संख्या में उपग्रहों को तैनात करना आवश्यक है। वर्तमान में, स्पेसएक्स द्वारा लॉन्च किए गए 5,000 से अधिक स्टारलिंक उपग्रहों में से अधिकांश में मोबाइल फोन से कनेक्ट करने की कार्यक्षमता नहीं है। फिर भी, नए स्टारलिंक उपग्रहों का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि वे पुराने 4G फोन से जुड़ सकते हैं।
स्टारशिप प्रौद्योगिकी की परिपक्वता के साथ, स्टारलिंक उपग्रहों की प्रक्षेपण गति में उल्लेखनीय वृद्धि होने की संभावना है, जबकि चीन को प्रतिस्पर्धा करने के लिए अभी तक एक परिपक्व पुनर्प्राप्ति योग्य रॉकेट प्रौद्योगिकी विकसित करनी है।
लेख@अम्बिका_राही
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