Vi lever i en tid med långdistansinformation som sänds antingen av underjordisk optisk fiber eller av radiosatelliter. Men genomströmningen idag är så stor att radiofrekvensen inte längre räcker i sig. Forskning vänder sig mot användning av lasrar som, även om det är tekniskt komplext, har flera fördelar, särskilt när det gäller säkerhet. Dock, denna nya teknik, för närvarande i testfasen, står inför ett stort problem:moln. På grund av deras täthet, moln stoppar laserstrålarna och krypterar överföringen av information. Forskare vid universitetet i Genève (UNIGE), Schweiz, har tagit fram en ultra-het laser som skapar ett tillfälligt hål i molnet, som låter laserstrålen som innehåller informationen passera igenom. De har publicerat sina resultat i tidningen Optica .

Även om satellitradiokommunikation är kraftfull, den kan inte längre hänga med i det dagliga behovet av informationsflöde. Dess långa våglängder begränsar mängden information som överförs, medan tillgängliga frekvensband är knappa och allt dyrare. Vidare, den lätthet med vilken radiofrekvenser kan fångas upp medför allt mer akuta säkerhetsproblem, varför forskning vänder sig till lasrar. "Det är en ny teknik som är full av lovande, "säger Jean-Pierre Wolf, professor i fysiksektionen vid UNIGE:s naturvetenskapliga fakultet. "De mycket korta våglängderna kan bära 10, 000 gånger mer information än radiofrekvens, och det finns inga gränser för antalet kanaler. Lasrar kan också användas för att rikta in sig på en enda person, vilket betyder att det är en mycket säker kommunikationsform. "

Men det finns ett problem:laserstrålarna kan inte tränga igenom moln och dimma. Så om vädret är dåligt, det är omöjligt att överföra information med hjälp av lasrar.

En molngenomträngande laser

För att motverka denna svårighet, forskare bygger markstationer i olika delar av världen som kan ta emot lasersignaler. Tanken är att välja den station som satelliten riktar sig efter vädret. Även om denna lösning redan är operativ, det är fortfarande beroende av väderförhållandena. Det skapar också vissa problem när det gäller inställningarna på satelliten, som måste bearbetas före kommunikationen, utan någon försäkran om att det inte kommer att finnas något molntäcke vid utsatt tid.

"Vi vill komma runt problemet genom att göra ett hål direkt genom molnen så att laserstrålen kan passera genom, "förklarar professor Wolf. Hans team har utvecklat en laser som värmer luften över 1, 500 grader Celsius och ger en chockvåg för att utvisa de suspenderade vattendropparna i sidled. Detta skapar ett hål som är några centimeter brett över molnets hela tjocklek. Upptäckten av dessa ultrakraftiga lasrar har just tilldelats Nobelpriset i fysik 2018. "Allt du behöver göra är att behålla laserstrålen på molnet och skicka lasern som innehåller informationen samtidigt, "säger Guillaume Schimmel, en forskare i teamet som leds av Wolf. "Den glider sedan in i hålet genom molnet och gör att data kan överföras."

Denna "laserrensare" testas för närvarande på konstgjorda moln som är 50 cm tjocka men som innehåller 10, 000 gånger mer vatten per cm ³ än ett naturligt moln - och det fungerar, även om molnet rör sig. "Våra experiment innebär att vi kan testa en opacitet som liknar naturliga moln. Nu, det kommer att handla om att göra det på tjockare moln upp till en kilometer tjocka, säger Wolf.

"Det handlar också om att testa olika typer av moln när det gäller deras densitet och höjd, "tillägger Schimmel.

Denna nya teknik representerar ett viktigt steg mot kommersiell användning av satellitlaserkommunikation. "Vi pratar om möjlig global implementering år 2025, och vår idé är att vara redo och att låta mulna länder ha denna teknik, säger professor Wolf.