NASA odebrała sygnał z odległości 460 milionów kilometrów! Czy jesteśmy blisko kontaktu z innymi cywilizacjami?

Zespół demonstracyjny technologii DSOC (Deep Space Optical Communications) NASA osiągnął ważny kamień milowy: Badanie, czy lasery można wykorzystać do wysyłania wiadomości w przestrzeń kosmiczną.

Lasery mogą przesyłać dane z prędkością do 100 razy większą niż obecnie stosowane częstotliwości radiowe. Co pozwala na uzyskanie bardziej złożonych danych o wysokiej rozdzielczości, ale jego działanie wymaga też większej precyzji.

Projekt demonstracyjny technologii komunikacji optycznej w głębokiej przestrzeni kosmicznej NASA pobije kolejny rekord komunikacji laserowej w połowie 2024 roku. Wysyłając sygnał laserowy z Ziemi do statku kosmicznego NASA Psyche, oddalonego o około 700 milionów kilometrów. Jest to odległość między naszą planetą a Marsem, gdy obie planety są od siebie jak najbardziej oddalone.

Lasery mogą przesyłać dane z prędkością do 100 razy większą niż obecnie stosowane częstotliwości radiowe.

Niedługo po tym posunięciu, 29 lipca 2024 r., Demonstracja technologii zakończyła pierwszą fazę jej działaniaOd wystrzelenia na pokład Psyche 13 października 2023 r.

„Ten krok jest ważny. „Komunikacja laserowa wymaga bardzo wysokiego poziomu dokładności, a przed wystrzeleniem Psyche nie wiedzieliśmy, jak bardzo wydajność spadnie na duże odległości”. powiedziała Meera Srinivasan, kierownik operacyjny projektu w Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA w południowej Kalifornii. „Technologie, których używamy do śledzenia i targetowania, zostały teraz zweryfikowane, Potwierdza to, że komunikacja optyczna może być potężnym i rewolucyjnym sposobem badania Układu Słonecznego.

Udany eksperyment, który szybciej komunikuje się z przestrzenią

Eksperyment głębokiej komunikacji optycznej w przestrzeni kosmicznej, prowadzony przez JPL, składa się z latającego laserowego nadajnika-odbiornika i dwóch stacji naziemnych. Historyczny 5-metrowy Teleskop Hale’a firmy Caltech, znajdujący się w Obserwatorium Palomar Caltech w hrabstwie San Diego w Kalifornii, służy jako stacja łącza w dół, do której transceiver laserowy wysyła dane z głębokiego kosmosu.

Demonstracja komunikacji laserowej NASA ustanawia rekord w przestrzeni kosmicznej i kończy pierwszą fazę.

Teleskop komunikacji optycznej JPL, znajdujący się na Górze Stołowej w pobliżu Wrightwood w Kalifornii, służy jako stacja łącza zwrotnego. Możliwość przesyłania 7 kilowatów mocy lasera w celu przesłania danych do transceivera.

Przesyłając dane z prędkością do 100 razy większą niż częstotliwości radiowe, Lasery mogą umożliwić przesyłanie złożonych informacji naukowych, a także obrazów i filmów w wysokiej rozdzielczości, Potrzebne, aby wesprzeć kolejny wielki krok naprzód ludzkości, kiedy astronauci udają się na Marsa i dalej.

Jeśli chodzi o statek kosmiczny, Psyche pozostaje nienaruszona i stabilna. Wykorzystanie napędu jonowego do przyspieszenia w kierunku bogatej w metal asteroidy w głównym pasie asteroid pomiędzy Marsem a Jowiszem.

Nowy rekord NASA

Dane z wyświetlacza technologicznego są wysyłane i odbierane przez Psyche w postaci bitów zakodowanych w świetle bliskiej podczerwieni, Które mają wyższą częstotliwość niż fale radiowe. Wyższa częstotliwość pozwala na umieszczenie w transmisji większej ilości danych, Pozwala to na znacznie wyższe prędkości przesyłania danych.

Celem komunikacji optycznej w przestrzeni kosmicznej jest zademonstrowanie technologii zdolnej do niezawodnego przesyłania danych z prędkością większą niż inne technologie komunikacji kosmicznej.

Nawet gdy Psyche znajdowała się w odległości około 53 milionów kilometrów (w porównaniu z punktem najbliższego podejścia do Marsa), Demonstracja technologii umożliwiła przesyłanie danych z maksymalną szybkością systemu wynoszącą 267 Mb/s. Prędkość ta jest podobna do prędkości pobierania szerokopasmowego Internetu. W miarę oddalania się statku kosmicznego prędkość, z jaką może wysyłać i odbierać dane, zgodnie z oczekiwaniami maleje.

24 czerwca, kiedy Psyche znajdowała się w odległości około 390 milionów kilometrów od Ziemi (ponad dwa i pół razy większa niż odległość między naszą planetą a Słońcem), W ramach projektu osiągnięto trwałą szybkość przesyłania danych na poziomie 6,25 Mb/s, przy maksymalnej szybkości 8,3 Mb/s. Chociaż szybkość ta jest znacznie niższa niż maksymalna prędkość eksperymentu, jest znacznie wyższa niż to, co mógłby osiągnąć na tej odległości system komunikacji radiowej wykorzystujący podobną moc.

1…, 2…, 3…, testy

Cel komunikacji optycznej w głębokim kosmosie Ma on zademonstrować technologię zdolną do niezawodnego przesyłania danych Przy prędkościach większych niż w przypadku innych technologii komunikacji satelitarnej, takich jak systemy częstotliwości radiowej.

Aby osiągnąć ten cel, w ramach projektu istniała możliwość przetestowania unikalnych zbiorów danych, takich jak dzieła sztuki i filmy w wysokiej rozdzielczości, a także danych technicznych ze statku kosmicznego Psyche. Na przykład jedno łącze w dół zawierało cyfrowe kopie dzieła sztuki „Psyche Inspired” z Uniwersytetu Stanowego w Arizonie, Obrazy maskotek drużyn i 45-sekundowy film w wysokiej rozdzielczości naśladują styl telewizyjny z ubiegłego wieku i przedstawiają sceny z Ziemi i kosmosu.

Przy szybkości transmisji danych od 10 do 100 razy większej niż częstotliwości radiowe, komunikacja laserowa może wspierać roboty kosmiczne w całym Układzie Słonecznym, a nawet przyszłych astronautów badających Marsa.

Demonstracja technologii Umożliwiło transmisję pierwszego wideo w wysokiej rozdzielczości z kosmosu, Kot o imieniu Taters pojawia się na Ziemi ze statku kosmicznego Psyche 11 grudnia 2023 roku. 30 milionów kilometrów stąd (Działa sztuki, zdjęcia i filmy zostały przesłane do Psyche i zapisane w jej pamięci przed uruchomieniem.)

„To jeden z głównych celów systemu” – powiedział Abi Biswas, technik projektu demonstracyjnego technologii w JPL Miało to wykazać, że spadek szybkości transmisji danych jest proporcjonalny do odwrotności kwadratu odległości. Osiągnęliśmy ten cel i przesłaliśmy ogromne ilości danych testowych do i ze statku kosmicznego Psyche za pomocą lasera. W pierwszej fazie demonstracji pobrano prawie 11 TB danych.

Transponder lotu zostanie wyłączony 4 listopada i będziemy monitorować rozwój sytuacji. Działanie to wykaże, że sprzęt lotniczy może działać przez co najmniej rok.

„Włączymy pokładowy nadajnik-odbiornik laserowy i przeprowadzimy krótką kontrolę działania” – powiedział Ken Andrews, kierownik ds. operacji lotniczych projektu w JPL. Po zakończeniu tego etapu Będziemy mogli w pełni wykorzystać potencjał transiwera w fazie po parowaniu, która rozpocznie się jeszcze w tym roku.

Odniesienia do artykułów:

JPL, 3 października 2024 r. „Demonstracja komunikacji laserowej NASA w pierwszej fazie była rekordowa pod względem szczegółowości i kompletności„,

JPL, 17 października 2024 r.¡Lasery w kosmosie! Jak nowa technologia NASA może zrewolucjonizować komunikację w przestrzeni kosmicznej!„.

Laboratorium Komunikacji Optycznej