|
Будущее лазерной связи НАСА
|
|
|
|
НАСА использует лазеры для отправки информации на Землю и с Земли, используя невидимые лучи для перемещения по небу, отправляя терабайты данных — изображения и видео — для расширения наших знаний о Вселенной. Эта возможность известна как лазерная или оптическая связь, хотя эти безопасные для глаз инфракрасные лучи невидимы для человеческого глаза. «Мы в восторге от перспектив, которые лазерная связь предложит в ближайшие годы», — говорит Бадри Юнес, заместитель помощника администратора и руководитель программы космической связи и навигации (SCaN) в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «Эти миссии и демонстрации открывают новое Десятилетие света НАСА, в котором НАСА будет работать с другими государственными учреждениями и коммерческим сектором, чтобы значительно расширить будущие возможности связи для исследования космоса и обеспечить яркие и надежные экономические возможности».
|
|
|
|
Системы лазерной связи обеспечивают миссиям повышенную скорость передачи данных, то есть они могут отправлять и получать больше информации за одну передачу по сравнению с традиционными радиоволнами. Кроме того, эти системы легче, гибче и надежнее. Лазерная связь может дополнить радиочастотную связь, которую сегодня использует большинство миссий НАСА. 7 декабря 2021 года демонстрационный ретранслятор лазерной связи (LCRD) был запущен на орбиту примерно в 22 000 миль от Земли для проверки возможностей лазерной связи. LCRD — это первая технологическая демонстрация агентством двухсторонней лазерной релейной системы. Теперь, когда LCRD находится на орбите, НАСА продолжает развивать лазерную связь.
|
|
|
В мае 2022 года НАСА подтвердило готовность LCRD к проведению экспериментов. Эти эксперименты тестируют и совершенствуют лазерные системы — главная цель миссии. Эксперименты, проведенные НАСА, другими государственными учреждениями, академическими кругами и промышленностью, измеряют долгосрочное воздействие атмосферы на сигналы лазерной связи; оценка применимости технологии для будущих миссий; и тестирование возможностей лазерного ретранслятора на орбите.
|
|
|
|
«Мы начнем получать некоторые результаты экспериментов почти сразу, в то время как другие являются долгосрочными, и потребуется время, чтобы тенденции проявились в течение двухлетнего периода экспериментов LCRD», — сказал Рик Батлер, руководитель проекта программы экспериментаторов LCRD в космическом полете имени Годдарда НАСА. Центр в Гринбелте, штат Мэриленд. «LCRD ответит на вопросы аэрокосмической отрасли о лазерной связи как о рабочем варианте для приложений с высокой пропускной способностью».
|
|
|
|
«Программа все еще ищет новые эксперименты, и всем, кто заинтересован, следует связаться с ними», — сказал Батлер. «Мы подключаемся к сообществу лазерной связи, и эти эксперименты покажут, как оптическая технология будет работать для международных организаций, промышленности и научных кругов». НАСА продолжает принимать предложения о новых экспериментах, которые помогут усовершенствовать оптические технологии, расширить знания и определить будущие приложения.
|
|
|
|
LCRD даже будет передавать данные, представленные общественностью вскоре после запуска, в виде новогодних обещаний, которые будут опубликованы в аккаунтах НАСА в социальных сетях. Эти разрешения будут передаваться с наземной станции в Калифорнии и ретранслироваться через LCRD на другую наземную станцию, расположенную на Гавайях, в качестве еще одной демонстрации возможностей LCRD.
|
|
|
|
Недавно после LCRD полезная нагрузка TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) была запущена 25 мая 2022 года в рамках миссии Pathfinder Technology Demonstrator 3 (PTD-3) со станции космических сил на мысе Канаверал в рамках совместной миссии SpaceX Transporter-5. TBIRD продемонстрирует нисходящие каналы передачи данных со скоростью 200 гигабит в секунду — самая высокая оптическая скорость, когда-либо достигнутая НАСА.
|
|
|
|
TBIRD продолжает внедрение оптической связи НАСА, демонстрируя преимущества лазерной связи для околоземных научных миссий, которые собирают важные данные и большие подробные изображения. TBIRD отправляет обратно терабайты данных за один проход, демонстрируя преимущества более высокой пропускной способности и давая НАСА больше информации о возможностях лазерной связи на малых спутниках. TBIRD размером с коробку салфеток!
|
|
|
|
«В прошлом мы разрабатывали наши инструменты и космические корабли с учетом ограничения того, сколько данных мы можем отправить или вернуть из космоса на Землю», — сказала менеджер проекта TBIRD Бет Кир. «Благодаря оптическим коммуникациям мы превзошли все ожидания по объему данных, которые мы можем вернуть. Это действительно революционная возможность». Запущенный в начале 2023 года в стволе Dragon 27-й коммерческой миссии SpaceX по доставке грузов на Международную космическую станцию, интегрированный низкоорбитальный пользовательский модем и терминал-усилитель LCRD (ILLUMA-T) обеспечит лазерную связь с орбитальной лабораторией и расширит возможности живых астронавтов. и работать там с расширенными возможностями данных.
|
|
|
|
ILLUMA-T будет собирать информацию об экспериментах на борту станции и отправлять данные на LCRD со скоростью 1,2 гигабита в секунду. С такой скоростью полнометражный фильм можно было скачать менее чем за минуту. Затем LCRD передаст эту информацию наземным станциям на Гавайях или в Калифорнии. «ILLUMA-T и LCRD будут работать вместе, чтобы стать первой лазерной системой, которая продемонстрирует связь с низкой околоземной орбиты, геосинхронной орбиты и наземных каналов связи», — сказал Четан Сайал, руководитель проекта ILLUMA-T в NASA Goddard.
|
|
|
|
Система оптической связи Orion Artemis II (O2O) обеспечит лазерную связь с Луной на борту космического корабля NASA Orion во время миссии Artemis II. O2O сможет передавать изображения и видео высокого разрешения, когда астронавты вернутся в лунный регион впервые за более чем 50 лет. Artemis II станет первым лунным полетом с экипажем, который продемонстрирует технологии лазерной связи, отправляя данные на Землю со скоростью нисходящей линии связи до 260 мегабит в секунду.
|
|
|
|
«Внедряя новые технологии лазерной связи в миссии Artemis, мы даем нашим астронавтам больше доступа к данным, чем когда-либо прежде», — сказал менеджер проекта O2O Стив Горовиц. «Чем выше скорость передачи данных, тем больше информации наши инструменты могут отправить домой на Землю, и тем больше научных исследований могут выполнить наши лунные исследователи». Усилия НАСА в области лазерной связи распространяются и на дальний космос. В настоящее время НАСА работает над будущим терминалом, который сможет тестировать лазерную связь на экстремальных расстояниях и в сложных условиях наведения.
|
|
|
|
Будь то лазерная связь в околоземных миссиях, на Луне или в дальнем космосе, внедрение оптических систем станет неотъемлемой частью будущих миссий НАСА. Более высокие скорости передачи данных с помощью лазерной связи позволят исследовательским и научным миссиям отправлять больше данных на Землю и узнавать больше о Вселенной. НАСА сможет использовать информацию из изображений, видео и экспериментов не только для исследования околоземного региона, но и для подготовки к будущим миссиям на Марс и за его пределы.
|
|
|
|
Источник
|
