НАСА объявило: завершение самой большой на сегодняшний день демонстрации оптической связи на большие расстояния!

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) объявило, что в рамках продолжающегося эксперимента по оптической связи в дальнем космосе (DSOC) был успешно запущен лазер ближнего инфракрасного диапазона на расстоянии почти 16 миллионов километров (10 миллионов миль) от телескопа Хейла в Паломарской обсерватории в Калифорнии. Технологического института (Калифорнийский технологический институт) и закодировали тестовые данные. По заявлению НАСА, это самая дальняя демонстрация оптической связи на сегодняшний день!
На недавно запущенном космическом корабле «Психея» DSOC настроен на отправку тестовых данных с высокой пропускной способностью на Землю во время двухлетней демонстрации технологий, пока «Психея» путешествует к главному поясу астероидов между Марсом и Юпитером. Лаборатория реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии управляет как DSOC, так и Психика. DSOC и Психея.
Демонстрация технологии оптической связи (получившая название «первый свет») стала возможной ранним утром 14 ноября после того, как ее полетный лазерный трансивер, ключевой инструмент полезной нагрузки на «Психике», способный передавать и принимать сигналы ближнего инфракрасного диапазона, был успешно зафиксирован. к мощному лазерному маяку из Лаборатории телескопов оптической связи в Тейбл-Маунтин, Калифорния. свет") была успешно реализована.
При этом маяк восходящей линии связи помог приемопередатчику нацелить лазер нисходящей линии связи на Паломар, в 130 километрах (100 милях) к югу от Столовой горы, в то время как автоматизированные системы на приемопередатчике и наземных станциях точно настраивали его наведение.
Труди Кортес, директор по демонстрациям технологий в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне, округ Колумбия, прокомментировала: «Достижение «ПЕРВОГО СВЕТА» является одной из многих ключевых вех для DSOC в ближайшие месяцы, прокладывая путь к более высоким скоростям передачи данных, способным передавать научную информацию, - четкое изображение и потоковая видеосвязь, тем самым прокладывая путь к поддержке следующего гигантского скачка человечества - отправки людей на Марс».
Новая веха для DSOC
Тестовые данные также передавались одновременно через лазеры восходящей и нисходящей линии связи — процесс, известный как «закрытие канала», который был основной целью эксперимента. Хотя демонстрация технологии не передает данные миссии Psyche, она тесно сотрудничает с командой поддержки миссии Psyche, чтобы гарантировать, что операции DSOC не мешают работе космического корабля.
Мира Сринивасан, директор по операциям DSOC, входящей в состав Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), сказала: «Испытания во вторник утром были первым случаем, когда наземное оборудование и бортовой приемопередатчик были полностью интегрированы, что потребовало от оперативных групп DSOC и Psyche работать в тандеме. Это была непростая задача, и нам предстоит еще много работы, но за очень короткий период времени мы смогли передать, получить и декодировать некоторые данные».
Перед этим достижением проекту необходимо было изучить несколько других критических узлов: от снятия защитной крышки летающего лазерного приемопередатчика до включения прибора. Тем временем космический корабль «Психея» проходит собственные проверки, включая питание его двигательной установки и тестирование инструментов, которые будут использоваться в научных целях, когда он достигнет астероида Психея в 2028 году.
Первый свет, первая передача бита
Команда DSOC теперь будет работать над улучшением системы, которая контролирует наведение восходящих и нисходящих лазеров трансивера. В случае успеха проект сможет начать демонстрировать, как можно поддерживать высокоскоростную передачу данных от приемопередатчика на Паломар в любое время на разных расстояниях от Земли.
Данные кодируются в виде битов фотонов лазера (квантовых частиц света). После того, как специальный массив сверхпроводящих высокоэффективных детекторов обнаруживает фотоны, используются новые методы обработки сигналов для извлечения данных из отдельных фотонов, которые достигают телескопа Хейла.
Эксперимент DSOC призван продемонстрировать скорость передачи данных в 10–100 раз выше, чем у современных радиочастотных систем, используемых в настоящее время на космических кораблях. И радио, и лазерная связь ближнего инфракрасного диапазона используют электромагнитные волны для передачи данных, но свет ближнего инфракрасного диапазона объединяет данные в более плотные волны, позволяя наземным станциям получать больше данных. Это поможет будущим исследовательским миссиям с участием человека и роботов и обеспечит поддержку научных инструментов с более высоким разрешением.
Оптика открывает безграничные возможности космической связи
Джейсон Митчелл, директор отдела передовых коммуникационных и навигационных технологий программы НАСА по космической связи и навигации (SCaN), сказал: «Оптическая связь — это благо для ученых и исследователей, которые всегда стремятся получить больше от своих космических миссий, и это «Сделает возможным исследование глубокого космоса человеком. Больше данных означает, что будет сделано больше открытий».
Хотя оптическая связь была продемонстрирована на околоземной орбите и на Луне, DSOC является первой системой, испытанной в глубоком космосе. Подобно использованию лазерной указки для отслеживания монеты, перемещающейся на милю, наведение лазерного луча на миллионы миль требует чрезвычайно точного «наведения».
Аби Бисвас, технический специалист программы DSOC Лаборатории реактивного движения, прокомментировал: «Достижение «первого света» — огромное достижение. Наземная система успешно обнаружила лазерные фотоны дальнего космоса с бортового приемопередатчика DSOC на Psyche. Мы также смогли отправить некоторые данные, которые означает, что мы смогли обмениваться «светом» глубоко в космосе».