Mėnuo: 2026 spalio

Lietuvos kosmoso ir gynybos technologijų bendrovė „Astrolight“ kartu su partneriais Graikijoje sėkmingai pradėjo eksploatuoti lazerinio ryšio sistemą, leidžiančią perduoti duomenis iš orbitoje skriejančio palydovo į antžeminę stotį. Tai pirmasis kartas, kai „Astrolight“ sukurta lazerinio ryšio technologija veikia orbitoje ir užtikrina reguliarų duomenų perdavimą į Žemę. Sistema jau veikia autonomiškai, o jos valdymas vykdomas nuotoliniu būdu iš Lietuvos.

Apie pasiektą rezultatą spalio 8 d. paskelbė „Astrolight“ kartu su Atėnų nacionaliniu ir Kapodistrijos universitetu bei Salonikų Aristotelio universitetu.

Duomenys perduodami 1 Gb/s sparta

Lietuvos kosmoso ir gynybos technologijų bendrovė „Astrolight“ kartu su partneriais Graikijoje sėkmingai pradėjo eksploatuoti lazerinio ryšio sistemą, leidžiančią perduoti duomenis iš orbitoje skriejančio palydovo į antžeminę stotį. Tai pirmasis kartas, kai „Astrolight“ sukurta lazerinio ryšio technologija veikia orbitoje ir užtikrina reguliarų duomenų perdavimą į Žemę. Sistema jau veikia autonomiškai, o jos valdymas vykdomas nuotoliniu būdu iš Lietuvos.

Apie pasiektą rezultatą spalio 8 d. paskelbė „Astrolight“ kartu su Atėnų nacionaliniu ir Kapodistrijos universitetu bei Salonikų Aristotelio universitetu.

Duomenys perduodami 1 Gb/s sparta

Lazerinis ryšys užmegztas tarp dviejų „Astrolight“ sukurtų sistemų: palydove įrengto lazerinio ryšio terminalo ATLAS-1 ir Graikijoje veikiančios optinės antžeminės stoties. ATLAS-1 yra integruotas į Atėnų universiteto sukurtą nanopalydovą ERMIS-3, o duomenis priima Salonikų Aristotelio universiteto optinė antžeminė stotis HolOGS-1, įrengta Holomondo kalnuose, Graikijoje. Šią stotį „Astrolight“ modernizavo iki savo OGS-2.5 modelio. Abi sistemos sukurtos įgyvendinant ERMIS ir „PeakSat“ misijas, kurias remia Europos kosmoso agentūra (EKA).

Šiuo metu duomenys perduodami 1 gigabito per sekundę (Gb/s) sparta, o bendrovės atlikti techniniai vertinimai rodo, kad sistema galėtų palaikyti ir iki 10 Gb/s spartą. Pirmąjį optinį ryšį pavyko užmegzti jau per pirmąjį aktyvų palydovo praskridimą virš antžeminės stoties. Trečiojo praskridimo metu abi sistemos buvo visiškai sukalibruotos ir pradėjo veikti autonomiškai pagal iš anksto sudarytą tvarkaraštį. Per savaitę nuo pirmojo ryšio užmezgimo pereita prie reguliaraus veikimo – dabar ryšys užmezgamas du kartus per dieną, o abi sistemos valdomos nuotoliniu būdu iš Lietuvos.

Vienas svarbiausių šio pasiekimo aspektų – ne tik pats duomenų perdavimas lazeriu, bet ir įrodytas sistemos gebėjimas autonomiškai užmegzti bei palaikyti ryšį. „Astrolight“ duomenimis, ryšys buvo užtikrinamas tiek dieną, tiek naktį, taip pat sudėtingesnėmis sąlygomis, kai palydovas buvo žemai virš horizonto arba optinį kelią protarpiais užstodavo debesys ir kitos kliūtys. Po sistemos kalibravimo orbitoje optinio ryšio prieinamumas viršijo 85 proc. palydovo praskridimų metu, kai jo pakilimo kampas buvo didesnis nei 15 laipsnių. Nutrūkus optiniam ryšiui, ATLAS-1 gebėjo jį atkurti greičiau nei per 10 milisekundžių, neatlikdamas papildomos skenavimo procedūros.

Pasak „Astrolight“ technologijų vadovo ir bendraįkūrėjo Daliaus Petrulionio, bendrovė yra viena pirmųjų, kurioms pavyko autonomiškai užtikrinti visą lazerinio ryšio grandinę, naudojant savo sistemas tiek orbitoje, tiek Žemėje ir jas prižiūrint nuotoliniu būdu. Bendrovės siekis – kad didelės spartos optinis ryšys taptų praktiškai pritaikoma, reguliariai naudojama paslauga palydovų operatoriams, kuriai nereikėtų nuolatinės tiesioginės priežiūros.

Lazerinis ryšys – alternatyva radijo bangomis perduodamiems duomenims

Šiuo metu dauguma palydovų duomenis į Žemę perduoda radijo bangomis. Lazerinis ryšys yra alternatyva, leidžianti didelius duomenų kiekius perduoti siauru optiniu spinduliu. Vienas pagrindinių šios technologijos privalumų – atsparumas radijo dažnių trikdžiams. Be to, siauras lazerio spindulys apsunkina perduodamų duomenų perėmimą, o optinio ryšio technologijos suteikia galimybių pasiekti didesnę duomenų perdavimo spartą. Šios savybės aktualios augant palydovinių duomenų kiekiams ir didėjant patikimų, didelės spartos bei saugių ryšio sprendimų poreikiui.

„Astrolight“ vadovas ir bendraįkūrėjas Laurynas Mačiulis atkreipia dėmesį, kad elektroninės kovos grėsmės, GPS trikdžiai ir ryšio infrastruktūros pažeidžiamumas didina alternatyvių ryšio technologijų svarbą. Pasak jo, Lietuvai ir Europai reikalingi sprendimai, atsparūs radijo trikdžiams ir mažinantys priklausomybę nuo atskirų ryšio infrastruktūros elementų.

Toliau – naujos kartos lazerinio ryšio sistemos

Po sėkmingo ATLAS-1 ir OGS-2.5 sistemų paleidimo „Astrolight“ toliau plėtoja lazerinio ryšio tarp kosmoso ir Žemės technologijas. Be jau veikiančios optinės antžeminės stoties Graikijoje, bendrovė bendradarbiaudama su Europos kosmoso agentūra stato dar vieną tokią stotį Grenlandijoje. Taip pat kuriami trys naujos kartos lazerinio ryšio terminalai – ATLAS-2, ATLAS-X-MINI ir ATLAS-X.

ATLAS-2 ir ATLAS-X-MINI projektuojami iki 2,5 Gb/s spartos ryšiui tarp palydovų bei tarp palydovo ir Žemės. Kai kurios šių terminalų konfigūracijos galėtų pasiekti iki 100 Gb/s spartą. Didesnysis ATLAS-X terminalas kuriamas siekiant užtikrinti iki 400 Gb/s duomenų perdavimo spartą pagal ESTOL standartą. Šio terminalo paleidimas ir parengimas eksploatacijai numatomas 2028–2029 m., įgyvendinant EKA „HydRON“ projektą, o ATLAS-2 ir ATLAS-X-MINI kvalifikacinius bandymus planuojama užbaigti dar 2026 metais.

Sėkmingas ATLAS-1 veikimas orbitoje žymi svarbų „Astrolight“ technologijų plėtros etapą: Lietuvoje sukurtos lazerinio ryšio sistemos jau naudojamos reguliariam duomenų perdavimui iš kosmoso į Žemę, o pasiekti rezultatai sudaro pagrindą tolesnei šių technologijų plėtrai ir komerciniam pritaikymui.

Šaltiniai:

astrolight.com

lrt.lt

Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro mokslininkų komanda, vadovaujama Asoc. Prof. Dr. Marijono Tutkaus, sukūrė itin didelės skiriamosios gebos fluorescencinį mikroskopą „miEye“, leidžiantį tyrinėti biologines struktūras pavienių molekulių lygmeniu. Mokslininkų žiniomis, tai pirmoji Lietuvoje veikianti ir kasdieniams tyrimams naudojama tokio tipo mikroskopijos sistema. Svarbų vaidmenį ją kuriant atliko ir Lietuvos lazerių gamintojos „Integrated Optics“ lazeriai.

Galimybė pažvelgti į pavienių molekulių pasaulį

Įprastinės šviesinės mikroskopijos skiriamąją gebą riboja šviesos difrakcija, todėl labai smulkias, arti viena kitos esančias struktūras sunku atskirti. Vienos molekulės lokalizacijos mikroskopija (angl. single-molecule localization microscopy, SMLM) leidžia įveikti šį apribojimą ir gauti gerokai detalesnius biologinių struktūrų vaizdus.

Taikant šį metodą, registruojami atskirų fluorescuojančių molekulių signalai, tiksliai nustatomos jų padėtys, o iš daugybės tokių matavimų atkuriamas itin didelės skiriamosios gebos vaizdas. Tai leidžia mokslininkams tyrinėti ląstelių struktūras ir molekulių išsidėstymą tokiu detalumu, kokio įprastinė šviesinė mikroskopija negali pasiekti.

Vilniaus universiteto mokslininkų sukurta „miEye“ sistema suteikia galimybę tokius eksperimentus atlikti Lietuvoje, naudojant pačių mokslininkų sukonstruotą ir jų tyrimų poreikiams pritaikytą įrangą.

Nuo atvirojo kodo projekto iki veikiančio mikroskopo

„miEye“ kūrimo istorija prasidėjo 2020 m., kai M. Tutkus gavo Lietuvos mokslo tarybos finansavimą mokslinių tyrimų projektui. Vienas iš jo tikslų buvo sukurti pažangią mikroskopijos sistemą, kuri atitiktų laboratorijos mokslinius poreikius ir kartu būtų įgyvendinama turimomis finansinėmis galimybėmis.

Užuot įsigijusi komercinę mikroskopijos sistemą, mokslininkų komanda pasirinko ją konstruoti savarankiškai. Pagrindu tapo Nyderlandų mokslininkų sukurtas atvirojo kodo „miCube“ projektas, kurį Lietuvos tyrėjai papildė savo sprendimais.

Vienas jų – automatinio fokusavimo sistema, padedanti išlaikyti stabilų vaizdo fokusą ilgų eksperimentų metu. Komanda taip pat sukūrė „microEye“ – Python programavimo kalba paremtą mikroskopo valdymo programinę įrangą, kurią paskelbė kaip atvirojo kodo projektą.

Tokiu būdu mokslininkai sukūrė ne tik veikiantį prietaisą, bet ir lankstų eksperimentinį įrankį, kurį gali toliau tobulinti bei pritaikyti naujiems tyrimams.

Lietuviški lazeriai – svarbi sistemos dalis

Vienas svarbiausių iššūkių kuriant „miEye“ buvo tinkamų lazerinių šaltinių pasirinkimas. Itin didelės skiriamosios gebos fluorescencinei mikroskopijai reikalingi stabilūs, pakankamos galios ir skirtingų bangos ilgių lazeriai. Kartu jie turi būti suderinami su kitais optiniais komponentais ir mikroskopo valdymo sistema.

Mokslininkai pasirinko Lietuvos bendrovės „Integrated Optics“ gaminamus „MatchBox“ lazerius. Kompaktiški jų moduliai leido ribotoje erdvėje integruoti kelis lazerinius šaltinius, o atvira programinio valdymo sąsaja – juos tiesiogiai susieti su komandos kuriama „microEye“ programine įranga.

„miEye“ sistemoje naudojami skirtingų bangos ilgių lazeriai, apimantys 405–830 nm diapazoną. Jie atlieka skirtingas funkcijas: vieni naudojami fluorescuojančioms molekulėms sužadinti, o 830 nm lazeris – automatinio fokusavimo sistemai. Skirtingi sužadinimo bangos ilgiai leidžia dirbti su įvairiais fluorescenciniais žymenimis ir atlikti kelių spalvų mikroskopijos eksperimentus.

Svarbus buvo ir finansinis aspektas. Pasirinkti lazeriai leido mokslininkams įgyvendinti platesnių galimybių sistemą neatsisakant kitų tyrimams reikalingų komponentų. Per kelerius bendradarbiavimo metus komanda savo sistemose panaudojo beveik dešimt „Integrated Optics“ lazerinių gaminių, o šiuo metu kuriamas ir antrasis lazerinis modulis.

“Bendradarbiavimas su mokslininkais, kuriančiais savo sistemas, yra vienas iš būdų, padedančių mums tobulinti savo produktus. Tik galutinis vartotojas gali nusakyti tikslų poreikį, kurio mes patys nebūtume numatę. Jų sprendimai ir patirtis tiesiogiai daro įtaką mūsų naujų produktų kūrimui ir tobulinimui. Marijono Tutkaus komandos projektas yra puikus to pavyzdys” – teigia Integrated Optics direktorius Evaldas Pabrėža.

Naujos galimybės moksliniams tyrimams Lietuvoje

Šiandien „miEye“ jau yra kasdien naudojamas mokslinių tyrimų instrumentas. Pasak sistemos kūrėjų, tai pirmasis Lietuvoje tokio tipo visiškai funkcionalus SMLM mikroskopas, suteikiantis galimybę atlikti itin didelės skiriamosios gebos eksperimentus vietinėje laboratorijoje.

Šis pasiekimas svarbus ne tik dėl paties prietaiso techninių galimybių. Savarankiškai sukurta sistema suteikia mokslininkams daugiau laisvės ją modifikuoti, išbandyti naujus eksperimentinius metodus ir pritaikyti įrangą konkretiems moksliniams klausimams spręsti.

„miEye“ istorija taip pat atskleidžia platesnį Lietuvos aukštųjų technologijų potencialą. Šalyje kuriamos lazerių technologijos, kurios eksportuojamos į viso pasaulio mokslinių tyrimų laboratorijas ir pramonės įmones, kartu prisideda ir prie naujų mokslinių galimybių kūrimo Lietuvoje.

Plačiau apie „miEye“ sistemos kūrimą ir „MatchBox“ lazerių pritaikymą – „Integrated Optics“ paskelbtoje atvejo analizėje: https://integratedoptics.com/blog/case-study/matchbox-lasers-super-resolution-microscopy

Remdamasi šia patirtimi, „Integrated Optics” sukūrė ARA, keturių bangos ilgių lazerinį modulį (405, 488, 561 ir 638 nm), kuris visus sužadinimo šaltinius sutalpina į 65×40×10 mm korpusą, taip leisdamas OEM klientams ir mokslininkams dar labiau sumažinti prietaisų gabaritus