Технология NASA Deep Space Optical Communications успешно доказала, что данные, закодированные в лазерах, могут надёжно передаваться, приниматься и декодироваться после прохождения миллионов миль от Земли на расстояниях, сопоставимых с Марсом.
Почти через два года после запуска в рамках миссии агентства Psyche в 2023 году демонстрация технологии недавно завершила свой 65-й и последний проход, отправив лазерный сигнал на Psyche и получив ответный сигнал с расстояния в 218 миллионов миль.
«NASA выводит Америку на путь к Марсу, а развитие технологий лазерной связи приближает нас на шаг к потоковой передаче видео высокой чёткости и доставке ценных данных с поверхности Марса быстрее, чем когда-либо прежде», — сказал исполняющий обязанности администратора NASA Шон Даффи. «Технологии открывают новые горизонты, и мы стремимся тестировать и подтверждать возможности, необходимые для Золотого века исследований».
Основные моменты
- Успешная передача данных: всего через месяц после запуска демонстрация Deep Space Optical Communications доказала, что может отправлять сигнал обратно на Землю. Она установила связь с оптическим терминалом на борту космического корабля Psyche.
- Превосходные результаты: за два года технология превзошла ожидания, продемонстрировав скорость передачи данных, сравнимую со скоростью домашнего широкополосного интернета, и отправку инженерных и тестовых данных на Землю с рекордных расстояний.
- Исторический первый поток: 11 декабря 2023 года демонстрация достигла исторического первого результата, передав на Землю видео в сверхвысоком разрешении с расстояния более 19 миллионов миль (примерно в 80 раз больше расстояния между Землёй и Луной) на максимальной скорости передачи данных системы в 267 мегабит в секунду.
Управление экспериментом
Эксперимент, проводимый Лабораторией реактивного движения NASA (JPL) в Южной Калифорнии, состоит из полётного лазерного приёмопередатчика, установленного на космическом корабле Psyche, а также двух наземных станций для приёма и отправки данных с Земли. Мощный 3-киловаттный восходящий лазерный луч на объекте Table Mountain Facility в JPL передал лазерный маяк на Psyche, помогая приёмопередатчику определить, куда направить лазерный луч оптической связи обратно на Землю.
Вызовы и достижения
Команды NASA доказали, что оптическая связь может поддерживать будущие миссии по всей Солнечной системе. Проект также использовал 200-дюймовый телескоп в обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего в качестве основной станции приёма сигналов, что позволило собрать достаточно света для обнаружения самых слабых фотонов.
«Мы столкнулись со многими проблемами, от погодных условий, которые закрывали наши наземные станции, до лесных пожаров в Южной Калифорнии, которые повлияли на членов нашей команды, — сказала Аби Бисвас, технолог проекта Deep Space Optical Communications и руководитель в JPL. — Но мы не сдались, и я горжусь тем, что наша команда приняла еженедельную рутину оптической передачи и приёма данных от Psyche. Мы постоянно улучшали производительность и добавляли возможности, чтобы привыкнуть к этому новому виду связи в глубоком космосе, растягивая технологию до предела».
Будущие перспективы
«По мере развития освоения космоса растут и наши потребности в передаче данных, — сказал Кевин Коггинс, заместитель ассоциированного администратора программы NASA SCaN (космическая связь и навигация) в штаб-квартире агентства. — Будущим космическим миссиям потребуется, чтобы астронавты отправляли изображения высокого разрешения и данные приборов с Луны и Марса обратно на Землю. Усиление наших возможностей традиционной радиочастотной связи с помощью мощности и преимуществ оптической связи позволит NASA удовлетворить эти новые требования».