सौर-ऊर्जा संचालित HAPS: स्ट्रॅटोस्फेरिक कनेक्टिव्हिटीसाठी नवीन क्षितीज

जागतिक कनेक्टिव्हिटीसाठीची स्पर्धा तीव्र होत असताना, जमिनीवरील टॉवर्स आणि कक्षीय उपग्रह यांच्यातील अंतर कमी करण्यासाठी एक महाकाय सौर-ऊर्जा संचालित विमान तयार होत आहे. हे महत्त्वाकांक्षी मिशन High-Altitude Platform Stations (HAPS) मध्ये एक मोठी झेप आहे, जे पृथ्वीच्या सर्वात दुर्गम कोपऱ्यांपर्यंत हाय-स्पीड डेटा कसा पोहोचवायचा याचे स्वरूप बदलण्याचे आश्वासन देते.

Sceye चे स्ट्रॅटोस्फियरमधील मिशन

या ऑगस्टमध्ये नियोजित असलेल्या एका ऐतिहासिक प्रदर्शनामध्ये, न्यू मेक्सिकोस्थित स्टार्टअप Sceye प्रशांत महासागर पार करण्यासाठी डिझाइन केलेले २०० फूट लांब, चांदीसारख्या रंगाचे, लंबवर्तुळाकार विमान प्रक्षेपित करेल. या विमानाचा मार्ग दक्षिण-पश्चिम युनायटेड स्टेट्सपासून जपानच्या किनारपट्टीपर्यंत असेल, जिथे ते महासागराच्या पृष्ठभागापासून सुमारे १८ किलोमीटर उंचीवर "पार्क" (स्थिर) होईल.

स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये कार्यरत असलेले हे विमान Softbank च्या विद्यमान 5G नेटवर्कला पूरक ठरण्यासाठी तयार करण्यात आले आहे. हजारो किलोमीटर दूर कक्षात फिरणाऱ्या पारंपारिक उपग्रहांपेक्षा वेगळे, Sceye चे HAPS थेट मोबाईल उपकरणांना डेटा पाठवण्यासाठी विशेषतः तयार केलेल्या अँटेनांचा वापर करेल. ही जवळीक हा मुख्य तांत्रिक फायदा आहे: लो-अर्थ ऑर्बिट (LEO) उपग्रहांच्या तुलनेत जमिनीच्या जवळ असल्याने सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी लागणारी ऊर्जा लक्षणीयरीत्या कमी होते.

अभियांत्रिकी आव्हान: सौर ऊर्जा आणि स्टेशन-कीपिंग (Station-Keeping)

HAPS प्लॅटफॉर्म तयार करण्यासाठी हलकी सामग्री आणि उच्च-कार्यक्षम ऊर्जा प्रणाली यांचा अचूक समतोल राखणे आवश्यक आहे. Sceye चे विमान हलक्या, परावर्तित (reflective) कापडाने वेढलेले आहे आणि ते इंटिग्रेटेड सौर पॅनेलद्वारे चालते. ही ऊर्जा केवळ कम्युनिकेशन पेलोड चालवण्यासाठीच नाही, तर इलेक्ट्रिक फॅन सिस्टम चालवण्यासाठी देखील पुरेशी असणे आवश्यक आहे.

हे फॅन सिस्टम "स्टेशन-कीपिंग" (station-keeping) साठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे—म्हणजेच जेव्हा उच्च-उंचीवरील वारे विमानाला मार्गावरून भरकटवण्याचा प्रयत्न करतात, तेव्हा त्याला पुन्हा मूळ स्थितीत आणण्याची क्षमता. Sceye ने २०२४ च्या चाचणी उड्डाणादरम्यान ही क्षमता आधीच सिद्ध केली आहे, ज्यामध्ये विमान १२ दिवस हवेत राहिले, ब्राझीलच्या किनारपट्टीपर्यंत उडाले आणि ८८ तासांहून अधिक काळ "पार्क" स्थितीत राहिले.

जागतिक AI आणि IoT क्षेत्रासाठी HAPS का महत्त्वाचे आहे

Sceye आणि Airbus ची उपकंपनी Aalto सारख्या खेळाडूंच्या नेतृत्वाखाली HAPS चा उदय टेलिकम्युनिकेशन श्रेणीमध्ये एक मध्यम स्तर दर्शवतो. उपग्रह जागतिक कव्हरेज देतात आणि जमिनीवरील टॉवर्स उच्च-घनता असलेल्या शहरी भागासाठी क्षमता प्रदान करतात, तर HAPS आपत्ती क्षेत्रे, सागरी मार्ग आणि सेवा न पोहोचलेल्या ग्रामीण भागातील "कनेक्टिव्हिटीमधील तफावत" भरून काढते.

व्यापक तंत्रज्ञान परिसंस्थेसाठी (tech ecosystem), ही प्रगती Internet of Things (IoT) आणि edge computing च्या विस्तारासाठी अत्यंत महत्त्वाची आहे. स्ट्रॅटोस्फेरिक प्लॅटफॉर्ममुळे मिळणारा कमी लॅटन्सी (latency) आणि कमी ट्रान्समिशन खर्चामुळे, सध्या ज्या दुर्गम सेन्सर्स आणि स्वायत्त प्रणालींना (autonomous systems) विश्वसनीय हाय-बँडविड्थ प्रवेश नाही, त्यांना जोडणे अधिक सुलभ होईल. Sceye चे CEO Mikkel Vestergaard Frandsen यांच्या मते, हे प्लॅटफॉर्म भविष्यात जागतिक लॉजिस्टिक आणि कम्युनिकेशन इन्फ्रास्ट्रक्चरचा एक मानक भाग बनू शकतात.

मुख्य निष्कर्ष

• स्ट्रॅटोस्फेरिक फायदा: HAPS प्लॅटफॉर्म पृथ्वीपासून १८ किमी उंचीवर कार्यरत असतात, जे उपग्रहाप्रमाणे व्यापक कव्हरेज आणि जमिनीवरील टॉवर्सप्रमाणे कमी लॅटन्सी आणि ऊर्जा कार्यक्षमता प्रदान करतात.
• सिद्ध विश्वासार्हता: Sceye ने दीर्घकाळ टिकणाऱ्या उड्डाणाचे यशस्वी प्रदर्शन केले आहे, ज्यामध्ये १२ दिवसांच्या मिशनद्वारे सौर-ऊर्जा संचालित स्टेशन-कीपिंगची परिणामकारकता सिद्ध झाली आहे.
• 5G इंटिग्रेशन: जपानमधील आगामी चाचणीचा उद्देश हे सिद्ध करणे आहे की, हवेतील प्लॅटफॉर्म थेट ग्राहकांच्या उपकरणांना डेटा पाठवून विद्यमान 5G नेटवर्कला अखंडपणे पूरक ठरू शकतात.