|
Демонстрация новой оптической связи в дальнем космосе
|
|
|
|
На борту космического аппарата NASA Psyche компания демонстрирует технологию оптической связи в дальнем космосе, которая продолжает бить рекорды. Хотя космический аппарат, летящий к астероидам, не использует оптическую связь для передачи данных, новая технология доказала, что она справляется с поставленной задачей. После взаимодействия с радиочастотным передатчиком Psyche демонстрационный модуль лазерной связи отправил копию технических данных с расстояния более 140 миллионов миль (226 миллионов километров), что в 1,5 раза превышает расстояние между Землей и Солнцем. Это достижение дает представление о том, как космические аппараты могли бы использовать оптическую связь в будущем, обеспечивая передачу сложной научной информации с более высокой скоростью передачи данных, а также изображений и видео высокой четкости в поддержку следующего гигантского скачка человечества - отправки людей на Марс.
|
|
|
|
"Мы записали около 10 минут дублированных данных с космического аппарата во время полета 8 апреля", - сказала Мира Шринивасан, руководитель проекта в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. "До этого мы отправляли тестовые и диагностические данные по нашим каналам связи с Psyche. Это является важной вехой для проекта, поскольку показывает, как оптическая связь может взаимодействовать с системой радиочастотной связи космического корабля". Технология лазерной связи, представленная в этой демонстрации, предназначена для передачи данных из дальнего космоса со скоростью в 10-100 раз большей, чем современные радиочастотные системы, используемые сегодня в дальних космических полетах. После запуска 13 октября 2023 года космический аппарат остается исправным и стабильным во время своего путешествия к главному поясу астероидов между Марсом и Юпитером, чтобы посетить астероид Психея. Демонстрация оптической связи НАСА показала, что она может передавать тестовые данные с максимальной скоростью 267 мегабит в секунду (Мбит/с) с помощью нисходящего лазера ближнего инфракрасного диапазона flight laser transiver - скорость передачи данных, сравнимая со скоростью загрузки данных из широкополосного Интернета.
|
|
|
Это было достигнуто 11 декабря 2023 года, когда в ходе эксперимента на Землю было передано 15-секундное видео сверхвысокой четкости с расстояния 19 миллионов миль (31 миллион километров, или примерно в 80 раз больше расстояния между Землей и Луной). Видео, наряду с другими тестовыми данными, включая цифровые версии иллюстраций, созданных в Университете штата Аризона в стиле Psyche, было загружено в приемопередатчик flight laser перед запуском Psyche в прошлом году. Теперь, когда космический аппарат находится более чем в семь раз дальше, скорость, с которой он может отправлять и получать данные, как и ожидалось, снижается. Во время испытаний, проведенных 8 апреля, космический аппарат передавал тестовые данные с максимальной скоростью 25 Мбит/с, что намного превосходит цель проекта - доказать, что на таком расстоянии можно достичь скорости не менее 1 Мбит/с. Команда проекта также приказала приемопередатчику передавать данные, генерируемые психикой, оптическим способом. Пока Psyche передавала данные по своему радиочастотному каналу в сеть глубокого космоса НАСА (DSN), система оптической связи одновременно передала часть тех же данных на телескоп Hale в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан—Диего, Калифорния, - основную наземную станцию технической демонстрации.
|
|
|
|
"После получения данных от DSN и Palomar мы проверили данные, переданные по оптической нисходящей линии в JPL", - сказал Кен Эндрюс, руководитель проекта по летной эксплуатации в JPL. "Это был небольшой объем данных, собранных за короткий промежуток времени, но тот факт, что мы делаем это сейчас, превзошел все наши ожидания". После запуска Psyche демонстрационная версия optical communications первоначально использовалась для передачи предварительно загруженных данных, включая видеоролик Taters the cat. С тех пор проект доказал, что приемопередатчик может принимать данные от мощного восходящего лазера, установленного на объекте JPL в Тейбл-Маунтин, недалеко от Райтвуда, Калифорния. Данные могут быть даже отправлены на приемопередатчик, а затем в ту же ночь переданы обратно на Землю, что было доказано в ходе недавнего "эксперимента по изменению". В ходе этого эксперимента данные тестов, а также цифровые фотографии домашних животных передавались в Psyche и обратно, преодолевая расстояние в 280 миллионов миль (450 миллионов километров) в оба конца. Он также передал большое количество собственных инженерных данных технической демонстрации для изучения характеристик оптической линии связи.
|
|
|
|
"Мы многое узнали о том, как далеко мы можем продвинуть систему при ясном небе, хотя штормы иногда прерывали работу как на Столовой горе, так и на Паломаре", - сказал Райан Рогалин, руководитель проекта по электронике приемников в JPL. (В то время как радиочастотная связь может работать в большинстве погодных условий, оптическая связь требует относительно чистого неба для передачи данных с высокой пропускной способностью.) Недавно JPL провела эксперимент по объединению Palomar, экспериментальной радиочастотно-оптической антенны в комплексе дальней космической связи DSN Goldstone в Барстоу, Калифорния, и детектора на Столовой горе для совместного приема одного и того же сигнала. Объединение нескольких наземных станций для имитации одного большого приемника может помочь повысить качество сигнала в дальнем космосе. Эта стратегия также может быть полезна, если одна наземная станция отключена из-за погодных условий; другие станции все еще могут принимать сигнал.
|
|
|
|
Источник
|
