Ziemia właśnie otrzymała wiadomość za pomocą wiązki laserowej z odległości 16 milionów kilometrów

W ramach eksperymentu kosmicznego przeprowadzonego na pokładzie statku kosmicznego Psyche należącego do NASA po raz pierwszy w historii wysłano wiadomość laserową na Ziemię z odległości od Księżyca, co może zmienić sposób komunikacji statku kosmicznego.

Podczas najdalszej w historii demonstracji tego typu komunikacji optycznej, Deep Space Optical Communications (DSOC) wysłała laser bliskiej podczerwieni zakodowany z danymi testowymi z lokalizacji oddalonej o około 16 milionów kilometrów (10 milionów mil), czyli około 40 razy dalej niż . Dalej od Księżyca niż Ziemia – do Teleskopu Hale’a w Obserwatorium Palomar w Caltech w Kalifornii.

DSOC to dwuletnia demonstracja technologii na pokładzie Psyche zmierzającego do głównego celu, asteroidy Psyche. Według Jet Propulsion Laboratory (JPL), które zarządza obiema misjami, demonstracja osiągnęła „pierwsze światło” 14 listopada, dzięki niezwykle precyzyjnemu manewrowi, w ramach którego transceiver laserowy namierzył potężną latarnię laserową JPL uplink w Obserwatorium Table Mountain. Umożliwiło to transiwerowi DSOC skierowanie lasera łącza w dół na Obserwatorium Caltech oddalone o 130 kilometrów (100 mil).

„Osiągnięcie pierwszego światła to jeden z wielu ważnych kamieni milowych dla DSOC w nadchodzących miesiącach, torujący drogę w kierunku komunikacji z większą szybkością transmisji danych, umożliwiającej przesyłanie informacji naukowych, obrazów w wysokiej rozdzielczości i strumieniowego przesyłania wideo, aby wesprzeć kolejny gigantyczny krok ludzkości: wysyłanie ludzi” – powiedział Trudy Curtis, dyrektor ds. promocji technologii w siedzibie NASA, na konferencji prasowej: „Na Marsa”. oświadczenie.

Do przesyłania wiadomości używano komunikacji optycznej Z orbity Ziemi wcześniej, ale jest to jak dotąd najdalsza odległość przy użyciu laserów. W wiązce lasera wiązka fotonów porusza się w tym samym kierunku i przy tej samej długości fali. Komunikacja laserowa może przesyłać ogromne ilości danych z niespotykaną dotąd szybkością poprzez pakowanie danych w oscylacje fal świetlnych i kodowanie sygnału optycznego, który może przesyłać wiadomości do odbiornika za pomocą promieni podczerwonych (niewidocznych dla ludzi).

NASA zazwyczaj wykorzystuje fale radiowe do komunikacji z misjami położonymi dalej od Księżyca, przy czym obie misje wykorzystują fale elektromagnetyczne do przesyłania danych, ale zaletą laserów jest to, że więcej danych można upakować w bardziej zwartych falach. Według NASA demonstracja technologii DSOC ma na celu wykazanie szybkości transmisji od 10 do 100 razy większej niż w najlepszych obecnych systemach komunikacji radiowej.

Umożliwienie przesyłania większej ilości danych umożliwi przyszłym misjom przenoszenie instrumentów naukowych o wyższej rozdzielczości, a także umożliwi szybszą komunikację podczas potencjalnych misji w przestrzeni kosmicznej – na przykład transmisję strumieniową wideo na żywo z powierzchni Marsa.

„Komunikacja optyczna jest dobrodziejstwem dla naukowców i badaczy, którzy zawsze chcą więcej od swoich misji kosmicznych i umożliwi załogowej eksploracji głębokiego kosmosu” – powiedział dr Jason Mitchell, dyrektor działu zaawansowanych technologii komunikacyjnych i nawigacji w programie komunikacji i astronautyki NASA . . „Więcej danych oznacza więcej odkryć”.

Istnieją jednak pewne wyzwania, które należy najpierw przetestować. Im dalej złącze optyczne musi przebyć drogę, tym staje się to trudniejsze, ponieważ skierowanie wiązki lasera wymaga niezwykłej precyzji. Ponadto sygnał fotonów stanie się słabszy, a dotarcie do celu zajmie więcej czasu, co ostatecznie spowoduje opóźnienia w komunikacji.

Podczas testu przeprowadzonego 14 listopada fotony podróżowały z Psyche na Ziemię w około 50 sekund. Zanim Psyche osiągnie najdalszy dystans, cofnięcie się zajmie około 20 minut, wystarczająco długo, aby Ziemia i statek kosmiczny mogły się poruszyć, więc lasery na obu muszą dostosować się do tej zmiany pozycji.

Jak dotąd rekordowa demonstracja technologii okazała się ogromnym sukcesem. „[The] „Test był pierwszym, który w pełni zintegrował transpondery naziemne i pokładowe, co wymagało współpracy zespołów operacyjnych DSOC i Psyche” – powiedziała Meera Srinivasan, kierownik ds. operacji DSOC w JPL. „To było ogromne wyzwanie i mamy dużo pracy do wykonania, ale w krótkim czasie udało nam się wysłać, odebrać i odszyfrować część danych”.

Lub, jak powiedziała Abi Biswas, technolog projektu DSOC w JPL: „[We] Byli w stanie wymieniać „kawałki światła” do i z głębokiego kosmosu. Wymiana fragmentów światła do i z głębokiego kosmosu może być przyszłą zmianą w sposobie komunikowania się podczas eksploracji kosmosu.