NASA erdvėlaivyje „Psyche“ atliktas giliosios erdvės eksperimentas ką tik pirmą kartą iš toli nuo Mėnulio nusiuntė lazerinį pranešimą į Žemę, o tai gali pakeisti erdvėlaivių bendravimą.

Tolimiausioje tokio tipo optinio ryšio demonstracijoje „Deep Space Optical Communications“ (DSOC) spinduliavo beveik infraraudonųjų spindulių lazerį, užkoduotą bandymų duomenimis, iš savo vietos maždaug už 16 milijonų kilometrų (10 milijonų mylių) – maždaug 40 kartų toliau nei . Toliau nuo Mėnulio nei Žemės – į Hale teleskopą Caltech Palomaro observatorijoje Kalifornijoje.

DSOC yra dvejus metus trunkantis technologijų demonstravimas, vykstantis „Psyche“, kai jis pasiekia pagrindinį tikslą – asteroidą „Psyche“. Remiantis NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), kuri valdo abi misijas, demonstracija buvo „pirmoji šviesa“ lapkričio 14 d., dėl neįtikėtinai tikslaus manevro, kai lazerinis siųstuvas-imtuvas užsifiksavo JPL galingame aukštyn nukreiptame lazeriniame švyturyje Table Mountain observatorijoje. Tai leido DSOC siųstuvui-imtuvui nukreipti žemyn nukreiptą lazerį į Caltech observatoriją, esančią už 130 kilometrų (100 mylių).

„Pasiekti pirmąją šviesą yra vienas iš daugelio svarbių DSOC etapų ateinančiais mėnesiais, atveriantis kelią didesnio duomenų perdavimo spartos ryšiui, galinčiam siųsti mokslinę informaciją, didelės raiškos vaizdus ir transliuoti vaizdo įrašus, kad būtų palaikomas kitas milžiniškas žmonijos šuolis – žmonių siuntimas. Trudy Curtis, reklamos direktorius. Technologijos NASA būstinėje, spaudos konferencijoje: „Į Marsą“. pareiškimas.

Pranešimams siųsti buvo naudojamas optinis ryšys Iš Žemės orbitos anksčiau, tačiau tai yra tolimiausias atstumas iki šiol naudojant lazerius. Lazerio pluošte fotonų spindulys juda ta pačia kryptimi ir vienodu bangos ilgiu. Lazerinis ryšys gali perduoti didžiulius duomenų kiekius precedento neturinčiu greičiu, supakuojant duomenis į šių šviesos bangų virpesius ir užkoduojant optinį signalą, galintį perduoti pranešimus imtuvui infraraudonaisiais spinduliais (žmonėms nematomais).

NASA paprastai naudoja radijo bangas, kad galėtų susisiekti su toliau nuo Mėnulio esančiomis misijomis, kurios abi naudoja elektromagnetines bangas duomenims perduoti, tačiau lazerių pranašumas yra tas, kad daugiau duomenų galima supakuoti į kompaktiškesnes bangas. NASA teigimu, DSOC technologijos demonstravimo tikslas – parodyti 10–100 kartų didesnį perdavimo spartą nei geriausios dabartinės radijo ryšio sistemos.

Perdavus daugiau duomenų, būsimose misijose bus galima nešiotis didesnės raiškos mokslinius instrumentus, taip pat bus galima greičiau užmegzti ryšį per potencialias giliosios kosmoso misijas, pavyzdžiui, tiesiogiai transliuoti vaizdo įrašus iš Marso paviršiaus.

„Optinis ryšys yra palaima mokslininkams ir tyrėjams, kurie visada nori daugiau iš savo kosminių misijų ir leis žmonėms tyrinėti giliąją erdvę“, – sakė NASA Ryšių ir astronautikos programos Pažangių ryšių ir navigacijos technologijų skyriaus direktorius dr. Jasonas Mitchellas. . . „Daugiau duomenų reiškia daugiau atradimų.”

Tačiau yra keletas iššūkių, kuriuos pirmiausia reikia išbandyti. Kuo toliau optinė jungtis turi nukeliauti, tuo ji tampa sunkesnė, nes reikia itin tiksliai nukreipti lazerio spindulį. Be to, fotonų signalas taps silpnesnis, užtruks ilgiau, kol pasieks tikslą, o tai galiausiai sukels ryšio vėlavimą.

Lapkričio 14 d. atlikto bandymo metu fotonai iš Psichės į Žemę nukeliavo maždaug per 50 sekundžių. Kol „Psyche“ pasieks didžiausią atstumą, prireiks maždaug 20 minučių, kad galėtų judėti atgal, tiek Žemei, tiek erdvėlaiviui, todėl abiejų lazeriai turi prisitaikyti prie šio padėties pasikeitimo.

Iki šiol rekordinė technologijų demonstracija buvo didžiulė sėkmė. “[The] „Bandymas buvo pirmasis, kuriame buvo visiškai integruoti antžeminiai ir skrydžio atsakikliai, todėl DSOC ir Psyche operacijų komandos turi dirbti kartu“, – sakė JPL DSOC operacijų vadovė Meera Srinivasan. „Tai buvo didžiulis iššūkis ir turime daug nuveikti, tačiau trumpą laiką galėjome siųsti, gauti ir iššifruoti kai kuriuos duomenis.

Arba, kaip sakė Abi Biswas, DSOC projekto technologė iš JPL:[We] Jie galėjo keistis „šviesos dalelėmis“ į ir iš gilios erdvės. Keitimasis šviesos dalelėmis į giliąją erdvę ir iš jos gali būti būsimos komunikacijos pokytis tyrinėjant kosmosą.