Nowa „antena hybrydowa” NASA wzmacnia połączenia z przestrzenią kosmiczną

NASA wyposażyła swoją dotychczasową sieć komunikacyjną w antenę hybrydową, która po raz pierwszy umożliwiła odbiór sygnałów o częstotliwości radiowej i lasera, pomagając agencji kosmicznej nadążać za rosnącą liczbą misji odbywających się w głębokim kosmosie.

Deep Space Station 13, eksperymentalna hybrydowa antena radiooptyczna o długości 112 stóp (34 m), śledziła i dekodowała sygnał z pokrytego złotem laserowego nadajnika-odbiornika podłączonego do należącej do NASA sondy asteroidy Psyche – poinformowała ostatnio agencja kosmiczna Ogłaszać. Na pokładzie statku kosmicznego uruchomiono eksperyment Deep Space Optical Communications (DSOC). Statek kosmiczny Psyche 13 października 2023 r Jako pierwsza demonstracja komunikacji laserowej lub optycznej z miejsc tak odległych jak Mars.

1 stycznia 2024 r. antena hybrydowa przesłała obraz przesłany przez zespół do DSOC przed wystrzeleniem Psyche. „Nasza antena hybrydowa była w stanie skutecznie i niezawodnie zablokować i śledzić łącze w dół DSOC wkrótce po rozpoczęciu demonstracji technologii” – powiedziała w oświadczeniu Amy Smith, zastępca dyrektora DSN w JPL. „Odebrał także sygnał o częstotliwości radiowej od Psyche, więc po raz pierwszy zademonstrowaliśmy jednoczesną komunikację radiową i optyczną w głębokim kosmosie”.

Antena jest częścią sieci Deep Space Network (DSN) należącej do NASA, zbioru gigantycznych anten radiowych rozmieszczonych w różnych częściach świata, z których agencja kosmiczna korzystała przez ostatnie 60 lat do transmisji komunikacji podczas swoich misji kosmicznych. Sieć składa się z 14 anten rozmieszczonych w trzech obiektach łączności kosmicznej w Goldstone na pustyni Mojave w Kalifornii, kolejnej w pobliżu Madrytu w Hiszpanii i trzeciej w pobliżu Canberry w Australii. Ostatni proces odbył się w ośrodku w Kalifornii.

Niezawodna sieć komunikacyjna stara się nadążać za popytem, ​​w miarę jak NASA wysyła więcej misji w przestrzeń kosmiczną. Ujawnił to niedawny raport wydany przez Biuro Generalnego Inspektora NASA Popyt na DSN czasami przewyższa podaż nawet o 40%.. Doposażając anteny radiowe w eksperymentalne możliwości hybrydowe, NASA ma nadzieję przesyłać więcej danych z większą szybkością, a także pomóc DSN sprostać dużemu zapotrzebowaniu.

Pod koniec 2023 roku antena hybrydowa transmitowała dane z odległości 32 milionów kilometrów z szybkością 15,63 megabitów na sekundę. Według NASA to około 40 razy szybciej niż komunikacja radiowa na taką odległość.

Ten radykalny wzrost prędkości przesyłania danych umożliwia przesyłanie bardziej szczegółowych informacji z misji kosmicznych, zwiększając naszą wiedzę o Układzie Słonecznym. Toruje także drogę do skuteczniejszej komunikacji podczas przyszłej eksploracji kosmosu, co może zrewolucjonizować sposób, w jaki badamy i badamy nasz wszechświat. Co więcej, komunikacja laserowa może przesyłać dane ze znacznie większą szybkością, umożliwiając szybką transmisję obrazów o wysokiej rozdzielczości i kompleksowych danych naukowych z odległych misji kosmicznych.

Deep Space Station 13 ma siedem segmentowych luster o ultrarozdzielczości (podobnych do sześciokątnych zwierciadeł teleskopu Webba) przymocowanych po wewnętrznej stronie jej zakrzywionej powierzchni. Każde zwierciadło odbija fotony lasera i przekierowuje je do kamery o wysokiej ekspozycji przymocowanej do subreflektora anteny, który znajduje się nad środkiem gigantycznej czaszy DSN. Sygnał laserowy zebrany przez kamerę jest następnie przesyłany przez światłowód zasilający chłodzony kriogenicznie półprzewodnikowy detektor pojedynczych fotonów z nanodrutem, który działa jako stacja naziemna łącza w dół.

„Korzystamy z systemu luster, maleńkich czujników i kamer, aby skutecznie ustawić i skierować laser z głębokiej przestrzeni kosmicznej na włókna docierające do detektora” – Barzia Tehrani, zastępca dyrektora ds. systemów komunikacji naziemnej i kierownik ds. dostaw anteny hybrydowej w JPL, – napisano w oświadczeniu.

Zespół chce przetestować antenę hybrydową w odległości odpowiadającej odległości między Ziemią a Marsem w jego najdalszym punkcie (czyli dwa i pół razy większej niż odległość między Słońcem a Ziemią). W czerwcu sonda Psyche dotrze na tę odległość, a jej pokładowy nadajnik-odbiornik laserowy będzie gotowy do przesłania sygnału do anteny.

W grudniu 2023 r. DSOC wyemitowało 15-sekundowe wideo Ujęcie pomarańczowego kota o imieniu Taters goniącego wskaźnik laserowy w górę i w dół po sofie 30 milionów kilometrów od Ziemi. Trudno to przebić, ale zobaczymy, co dalej przyniesie nam transceiver laserowy.

Jeśli chcesz więcej podróży kosmicznych w swoim życiu, śledź nas X (dawniej Twitter) i niestandardową zakładkę Gizmodo Strona lotów kosmicznych.