Klimaforandringer truer vores satellitforbindelser

Klimaet forandrer sig. I fremtiden får vi mere regn, nedbør og vanddamp.

Det er ikke godt for kommunikationen med vores satellitter. Vi risikerer faktisk helt at miste forbindelsen til dem.

Hvis forbindelsen ryger, kan det have store konsekvenser, for vi er afhængige af satellitter til alt fra landbrug, søfart, klimaovervågning og militær brug. Satellitter er blevet en del af vores samfund, der er lige så svære at undvære som asfalterede veje og elektricitet.

"Satellitter bliver påvirket af partikler såsom støv, vand og regn. Vi har allerede haft scenarier i Europa, hvor vi mistede forbindelser til satellitter", siger Israel Leyva Mayorga, der er lektor på Aalborg Universitet og leder af Space Tech Center.

Vi får ikke færre satellitter i fremtiden. I dag er der mere end 14.000 aktive satellitter i kredsløb om Jorden. I 2040 lyder et skøn, at der vil være 250.000.

"Det er nødvendigt, at vi finder løsninger, hvor vi får robust kommunikation med vores satellitter, så de kan modstå klimaforandringerne", siger Israel Leyva Mayorga.

AI skal hjælpe satellitter med vejrudsigter

Derfor er Aalborg Universitet begyndt på et nyt tværfagligt forskningsprojekt, som skal finde en løsning, der klimasikrer kommunikationen med satellitter.

Projektet hedder AI: GeoComm, og det kombinerer AI med fysik og realtidsdata, så satellitterne laver mere nøjagtige data for vejret og gør kommunikationssystemer mere robuste.

"Vi forsøger at lave en model med et intelligent netværk af satellitter, hvor man bruger AI til at udarbejde mere præcise vejrudsigter. Når man har dem, kan operatørerne skifte frekvenser eller få satellitterne til at skifte retning fra andre områder og rette dem mod de berørte områder", siger Israel Leyva Mayorga, der samarbejder med lektor Lotte Ansgaard Thomsen fra Institut for Bæredygtighed og Planlægning på AAU.

Satellitter svigter, når katastrofen rammer

Det er en løsning, der kunne have givet et robust internet under oversvømmelserne i Spanien i 2024. Her blev Israel Leyva Mayorga kontaktet af spanske forskerkolleger i Valencia.

"Der var ikke nogen forbindelse til internettet i området, og det har konsekvenser, når man står midt i en katastrofe. Så de spurgte, om man kunne bruge satellitter til at få internet. Det kunne man, og satellitter blev brugt som en del af løsningen men med forstyrrelser og nedbrud på grund af nedbør og vejret", siger Israel Leyva Mayorga.

"Mange satellitter, der skal skabe internetforbindelse med jordoverfladen, bruger høje frekvenser, der kan sende mange data, men som også er sårbare, når der for eksempel er kraftig regn", siger Israel Leyva Mayorga.

"Når vi taler om alvorlige vejrhændelser og katastrofer, så er det ofte i de situationer, hvor robuste forbindelser er mest nødvendige. Generelt er vi afhængige af satellitter, og de må ikke svigte. Hvis vi i morgen mistede forbindelse til services som navigation og position, ville det give store økonomiske tab og skabe en kaskade af problemer for samfund og virksomheder", siger Israel Leyva Mayorga.

Et radiosignal er som bølger i vandet. De kan være små og store og ligge mere eller mindre tæt, hvilket svarer til forskellige frekvenser.

Man kan dele satellitsignalerne op i to slags frekvenser. De høje og de lave.

Bølgetoppene ved lave frekvenser ligger længere fra hinanden end ved høje frekvenser.

Det vil sige, at 1 Hz er én svingning per sekund. Og 1.000.000 Hz. er en million svingninger per sekund.

De lave frekvenser er mere robuste. Men de kan sender mindre data.

De højere frekvenser har mere data. Men er mere sårbare.

Projektet AI: GeoComm er en del af Aalborg Universitets AI:X Labs, der samler forskere indenfor AI på tværs af universitetet i projekter, der skal finde løsninger på konkrete problemer.