Связь НАСА в дальнем космосе получит лазерное ускорение

Приемопередатчик дальней космической оптической связи (DSOC) находится внутри большого трубчатого солнцезащитного козырька и телескопа на космическом корабле «Психея», как показано здесь, в чистой комнате в Лаборатории реактивного движения. На более ранней фотографии (вставка) показан блок приемопередатчика до его интеграции с космическим кораблем.

Телескоп Хейла в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего, штат Калифорния, будет принимать высокоскоростные данные по нисходящей линии связи от полетного приемопередатчика DSOC. Телескоп оснащен новым сверхпроводящим детектором, который способен определять время прибытия отдельных фотонов из глубокого космоса.

Агентство тестирует в космосе и на земле технологии, которые могут увеличить пропускную способность для передачи более сложных научных данных и даже потокового видео с Марса.

Проект НАСА «Оптическая связь в глубоком космосе» (DSOC), стартующий этой осенью, проверит, как лазеры могут ускорить передачу данных, намного превосходя возможности нынешних радиочастотных систем, используемых в космосе. То, что известно как демонстрация технологий, DSOC может проложить путь к широкополосной связи, которая поможет поддержать следующий гигантский скачок человечества: когда НАСА отправит астронавтов на Марс.

Лазерный приемопередатчик ближнего инфракрасного диапазона DSOC (устройство, которое может отправлять и получать данные) будет «присоединяться» к миссии НАСА «Психея», когда она запустится к богатому металлами астероиду с одноименным названием в октябре. В течение первых двух лет путешествия трансивер будет связываться с двумя наземными станциями в Южной Калифорнии, тестируя высокочувствительные детекторы, мощные лазерные передатчики и новые методы декодирования сигналов, которые трансивер посылает из глубокого космоса.

НАСА сосредоточено на лазерной или оптической связи из-за ее потенциала превзойти ширину полосы радиоволн, на которую космическое агентство полагается уже более полувека. И радио, и лазерная связь ближнего инфракрасного диапазона используют электромагнитные волны для передачи данных, но ближний инфракрасный свет упаковывает данные в значительно более плотные волны, что позволяет наземным станциям получать больше данных одновременно.

«DSOC был разработан, чтобы продемонстрировать в 10–100 раз большую пропускную способность современных радиосистем, используемых сегодня в космосе», — сказал Аби Бисвас, технолог проекта DSOC в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Лазерная связь с высокой пропускной способностью для околоземной орбиты и для спутников на орбите Луны была доказана, но глубокий космос представляет новые проблемы».

Получайте последние новости JPL

В глубокий космос направляется больше миссий, чем когда-либо, и они обещают предоставить экспоненциально больше данных, чем предыдущие миссии, в форме сложных научных измерений, изображений высокой четкости и видео. Таким образом, такие эксперименты, как DSOC, сыграют решающую роль в содействии НАСА в продвижении технологий, которые в будущем могут регулярно использоваться космическими кораблями и наземными системами.

«DSOC представляет собой следующий этап планов НАСА по разработке революционно улучшенных коммуникационных технологий, способных увеличить передачу данных из космоса, что имеет решающее значение для будущих амбиций агентства», — сказала Труди Кортес, директор программы технологических демонстрационных миссий (TDM). в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «Мы очень рады возможности протестировать эту технологию во время полета Психеи».

Трансивер, установленный на Psyche, оснащен несколькими новыми технологиями, в том числе никогда ранее не летавшей камерой для подсчета фотонов, прикрепленной к телескопу с апертурой 8,6 дюйма (22 сантиметра), который выступает из боковой части космического корабля. Приемопередатчик будет автономно сканировать и «фиксироваться» на мощном восходящем лазерном канале ближнего инфракрасного диапазона, передаваемом Лабораторией оптических коммуникационных телескопов на объекте Лаборатории реактивного движения в Столовой горе недалеко от Райтвуда, Калифорния. Лазерный восходящий канал также продемонстрирует отправку команд на трансивер.

«Мощный лазер восходящей линии связи является важной частью этой технологической демонстрации для более высоких скоростей космических кораблей, а модернизация наших наземных систем обеспечит оптическую связь для будущих миссий в дальний космос», — сказал Джейсон Митчелл, руководитель программы НАСА по космической связи и навигации (SCaN). ) программа в штаб-квартире НАСА.