NASA przetestuje łącze laserowe o przepustowości 400 Mb/s do komunikacji z Marsem

NASA planuje przetestować laserowy nadajnik-odbiornik bliskiej podczerwieni w nadziei, że ten system w przyszłości mógłby być używany do komunikacji z astronautami na Marsie.

Projekt Optycznej Komunikacji w Przestrzeni Kosmicznej (DSOC) wystartuje w kosmiczną próżnię razem z sondą Psyche, której celem jest badanie asteroidy. Planowany start odbywa się 5 października. W trakcie podróży na spotkanie z asteroidą 16 Psyche, bogatą w metale, system DSOC będzie działał przez dwa lata, próbując ustanowić łączność za pomocą lasera z dwiema stacjami naziemnymi w południowej Kalifornii.Wierząc w potencjał lasera DSOC działającego w bliskiej podczerwieni, NASA przewiduje, że taka technologia może przewyższyć prędkość transmisji danych osiąganą obecnie za pomocą fal radiowych.

Technologia DSOC korzysta z bliskiej podczerwieni, która jest w stanie przenieść większą ilość informacji niż tradycyjne fale radiowe.

"DSOC został skonstruowany w celu wykazania od 10 do 100 razy wyższej przepustowości danych niż najnowocześniejsze obecnie używane w kosmosie systemy radiowe" - podkreśla Abi Biswas, technolog projektu DSOC działający w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA. "Chociaż komunikacja laserowa o wysokiej przepustowości na orbicie bliskiej Ziemi i dla satelitów krążących wokół Księżyca została już potwierdzona, przestrzeń kosmiczna stawia przed nami nowe wyzwania".

Najnowszy marsjański łazik NASA, Perseverance, jest w stanie nawiązać łączność z orbiterami z prędkością dwóch megabitów na sekundę. Mars Reconnaissance Orbiter ma zdolność przekazywania sygnałów z Marsa na Ziemię z prędkością od 0,5 do 4 megabitów na sekundę. Wprowadzenie laserów do procesu komunikacji może zwiększyć te prędkości nawet od 10 do 100 razy, co przynosi wyraźne korzyści - mimo że fizyczne ograniczenia, takie jak prędkość światła, uniemożliwiają synchroniczną komunikację z Czerwoną Planetą.

Aparatura DSOC, służąca jako nadajnik-odbiornik, korzysta z kamery przyłączonej do teleskopu o średnicy apertury wynoszącej 22 cm. To urządzenie umożliwia automatyczne skanowanie i odbieranie wiązki laserowej w bliskiej podczerwieni, przesyłanej z Laboratorium Optycznego Teleskopu Komunikacyjnego NASA (OCTL) zlokalizowanego w Wrightwood w Kalifornii. Za pomocą tego systemu są przekazywane instrukcje i komendy.

Przewiduje się, że eksperyment DSOC przebydzie maksymalną odległość wynoszącą ponad 300 milionów kilometrów.

DSOC jest także w stanie wykryć obecność teleskopu Hale'a o długości 5,1 metra, usytuowanego w obserwatorium Palomar należącym do Caltech w hrabstwie San Diego w Kalifornii, oddalonego o około 130 kilometrów od OCTL. Dane mogą być przesyłane do tego teleskopu.

W teleskopie Hale'a znajduje się detektor fotonów, który jest schładzany kriogenicznie w celu eliminacji wszelkich zakłóceń, co pozwala na precyzyjne wykrywanie światła z laserowego systemu DSOC. Czas potrzebny na przesyłanie i odbieranie sygnałów z DSOC będzie się wydłużał w miarę zbliżania się statku kosmicznego Psyche do swojego docelowego celu, asteroidy.