_ Deep Space Optical al NASA Demonstrația de comunicații transmite date de peste 140 de milioane de mile

Călare la bordul navei spațiale Psyche a NASA, demonstrația tehnologiei de comunicații optice în spațiul adânc a agenției continuă să bată recorduri. În timp ce nava spațială legată de asteroizi nu se bazează pe comunicații optice pentru a trimite date, noua tehnologie a demonstrat că este la înălțime. După interfața cu transmițătorul de frecvență radio al lui Psyche, demonstrația de comunicații cu laser a trimis o copie a datelor de inginerie de la peste 140 de milioane de mile (226 de milioane de kilometri) distanță, de 1,5 ori distanța dintre Pământ și Soare.

Această realizare. oferă o privire asupra modului în care navele spațiale ar putea folosi comunicațiile optice în viitor, permițând comunicații cu o viteză mai mare de date a informațiilor științifice complexe, precum și imagini și videoclipuri de înaltă definiție în sprijinul următorului salt uriaș al umanității: trimiterea oamenilor pe Marte.

„Am conectat în jos aproximativ 10 minute de date duplicate ale navelor spațiale în timpul unei treceri pe 8 aprilie”, a spus Meera Srinivasan, conducerea operațiunilor proiectului la Laboratorul de propulsie cu reacție al NASA din California de Sud. „Până atunci, am trimis date de testare și diagnosticare în link-urile noastre în jos de la Psyche. Aceasta reprezintă o etapă semnificativă pentru proiect, arătând modul în care comunicațiile optice pot interfața cu sistemul de comunicații cu frecvență radio al unei nave spațiale.”

Tehnologia de comunicații cu laser din această demonstrație este concepută pentru a transmite date din spațiul adânc la viteze de 10 până la 100 de ori mai rapide decât sistemele de frecvență radio de ultimă generație utilizate de misiunile în spațiul adânc în prezent.

După lansare. pe 13 octombrie 2023, nava spațială rămâne sănătoasă și stabilă în timp ce călătorește către centura principală de asteroizi dintre Marte și Jupiter pentru a vizita asteroidul Psyche.

Depășind așteptările

Comunicațiile optice ale NASA demonstrația a arătat că poate transmite date de testare la o rată maximă de 267 de megabiți pe secundă (Mbps) de la laserul în jos în infraroșu apropiat al emițătorului-receptor cu laser de zbor — o rată de biți comparabilă cu vitezele de descărcare pe internet în bandă largă.

Asta a fost realizat pe 11 decembrie 2023, când experimentul a transmis către Pământ un videoclip de 15 secunde de definiție ultra-înaltă de la 19 milioane de mile distanță (31 milioane de kilometri, sau de aproximativ 80 de ori distanța Pământ-lună). Videoclipul, împreună cu alte date de testare, inclusiv versiuni digitale ale lucrării de artă Psyche Inspired de la Arizona State University, au fost încărcate pe transceiver-ul laser de zbor înainte ca Psyche să fie lansat anul trecut.

Acum, că nava spațială este de peste șapte ori mai departe, rata la care poate trimite și primi date este redusă, așa cum era de așteptat. În timpul testului din 8 aprilie, nava spațială a transmis date de testare la o rată maximă de 25 Mbps, ceea ce depășește cu mult obiectivul proiectului de a demonstra că cel puțin 1 Mbps era posibil la acea distanță.

Echipa de proiect a comandat, de asemenea, transceiver pentru a transmite optic datele generate de Psyche. În timp ce Psyche transmitea date prin canalul său de frecvență radio către Rețeaua Spațială Adâncă (DSN) a NASA, sistemul de comunicații optice a transmis simultan o parte din aceleași date telescopului Hale de la Observatorul Palomar al Caltech din județul San Diego, California – principalul demo al tehnologiei. stație la sol pe legătură în jos.

„După ce am primit datele de la DSN și Palomar, am verificat datele optic downlink la JPL”, a declarat Ken Andrews, șeful operațiunilor de zbor de proiect la JPL. „A fost o cantitate mică de date conectate în jos într-un interval de timp scurt, dar faptul că facem asta acum a depășit toate așteptările noastre.”

După lansarea lui Psyche, demonstrația de comunicații optice a fost folosită inițial pentru a conecta datele preîncărcate, inclusiv videoclipul Taters the Cat. De atunci, proiectul a demonstrat că transceiver-ul poate primi date de la laserul uplink de mare putere de la instalația JPL Table Mountain, lângă Wrightwood, California. Datele pot fi chiar trimise la transceiver și apoi conectate înapoi pe Pământ în aceeași noapte, așa cum a demonstrat proiectul într-un recent „experiment de întoarcere”.

Acest experiment a transmis date de testare, precum și fotografii digitale cu animale de companie. — până la Psyche și înapoi, o călătorie dus-întors de până la 280 de milioane de mile (450 de milioane de kilometri). De asemenea, a transmis cantități mari de date de inginerie ale demonstrației tehnice pentru a studia caracteristicile conexiunii de comunicații optice.

„Am învățat multe despre cât de departe putem împinge sistemul atunci când avem clar cer, deși furtunile au întrerupt operațiunile atât la Table Mountain, cât și la Palomar, ocazional”, a declarat Ryan Rogalin, directorul de electronice al receptorului la JPL. (În timp ce comunicațiile cu frecvență radio pot funcționa în majoritatea condițiilor meteorologice, comunicațiile optice necesită un cer relativ senin pentru a transmite date cu lățime de bandă mare.)

JPL a condus recent un experiment pentru a combina Palomar, antena experimentală de frecvență radio-optică la Complexul de comunicații în spațiu adânc Goldstone al DSN din Barstow, California, și un detector de la Table Mountain pentru a primi același semnal în concert. „Aranjarea” mai multor stații la sol pentru a imita un receptor mare poate ajuta la creșterea semnalului în spațiul profund. Această strategie poate fi utilă și dacă o stație de la sol este forțată să deconectați din cauza condițiilor meteorologice; alte posturi mai pot primi semnalul.

(Fluierul)