Komunikasi laser NASA mencetak rekor di luar angkasa, membuka jalan bagi transfer data yang lebih cepat pada misi masa depan

Pelopor NASA Komunikasi Optik Luar Angkasa (DSOC) Demonstrasi teknologi ini telah mencetak rekor baru dalam komunikasi laser luar angkasa, yang berhasil mentransmisikan sinyal dalam jarak yang sangat jauh 290 juta mil (460 juta km)– Yang setara dengan jarak terjauh antara keduanya tanah Dan Mars. Pencapaian ini menandai selesainya fase pertama misi DSOC yang diluncurkan di atas kapal Pesawat luar angkasa psikis pada 13 Oktober 2023. Melalui penggunaan teknologi laser, NASA mengembangkan metode komunikasi luar angkasa yang secara dramatis meningkatkan kecepatan dan kapasitas transmisi data untuk misi masa depan. Mars Dan seterusnya.

Sebuah lompatan dalam teknologi komunikasi luar angkasa

Demonstrasi DSOC dirancang untuk mendobrak batasan cara transmisi data di luar angkasa, menggunakan laser, bukan sistem komunikasi frekuensi radio tradisional. Komunikasi laser memiliki kemampuan untuk mengirimkan data secara merata 100 kali lebih cepat metode saat ini, menjadikannya teknologi transformatif untuk eksplorasi ruang angkasa di masa depan. menurut Meera Srinivasanmemimpin operasi proyek di NASA Laboratorium Propulsi Jet (JPL)Penawaran teknologi telah melampaui ekspektasi. “Ini adalah pencapaian yang signifikan. Komunikasi laser memerlukan tingkat presisi yang sangat tinggi, dan sebelum peluncuran kami dengan Psyche, kami tidak tahu seberapa besar penurunan kinerja yang akan kami lihat pada jarak yang lebih jauh,” jelas Srinivasan pelacakan dan pensinyalan telah diverifikasi,” tambahnya. “Hal ini menegaskan bahwa komunikasi optik dapat menjadi cara yang ampuh dan transformatif untuk menjelajahi tata surya.”

Teknologi DSOC menggunakan transceiver laser terpasang Pesawat luar angkasa psikisSelain dua stasiun bumi di darat untuk mengirim dan menerima data. itu Teleskop hale Observatorium Palomar Caltech berfungsi sebagai stasiun downlink, menerima sinyal laser dari luar angkasa. Laboratorium Teleskop Komunikasi Optik Di fasilitas Table Mountain JPL, dia mengirimkan sinyal menggunakan instrumen yang kuat laser 7 kilowatt. Sistem ini memungkinkan NASA mengirimkan data ilmiah yang kompleks, gambar definisi tinggi, dan bahkan klip video dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam jarak yang sangat jauh.

Mencapai pencapaian luar angkasa

Salah satu tujuan utama misi DSOC adalah untuk membuktikan bahwa komunikasi optik dapat mengirimkan data secara andal melintasi ruang angkasa dengan kecepatan tinggi. Misi ini telah mencapai banyak pencapaian yang mengesankan. Kapan Pesawat luar angkasa psikis Dia adalah 33 juta mil (53 juta km) Jauh — kira-kira jarak terdekat Mars ke Bumi — sistem mampu mengirimkan data dengan kecepatan maksimum 0,300 detik. 267Mbps. Kecepatan ini sebanding dengan Internet broadband berkecepatan tinggi di Bumi, yang mewakili lompatan besar dalam komunikasi luar angkasa.

Saat pesawat ruang angkasa bergerak lebih jauh, kecepatan transfer data menurun secara alami. pada saat itu diri sendiri Dia adalah 240 juta mil (390 juta km) Dari awal, sistem ini masih mempertahankan tingkat downlink yang mengesankan 6,25Mbpsdengan puncak 8,3Mbps. Meskipun lebih lambat dari kecepatan maksimumnya, kinerja ini masih jauh lebih tinggi daripada apa yang dapat dicapai oleh sistem komunikasi frekuensi radio pada jarak yang sama.

Demonstrasi teknologi DSOC juga menguji kemampuannya untuk mentransfer data dalam jumlah besar, termasuk kumpulan data unik seperti versi digital Karya seni yang “terinspirasi dari diri sendiri” dari Arizona State Universityfoto hewan peliharaan anggota tim, dan Video HD 45 detik Memalsukan pola pengujian TV lama. Video ini disalin dari 240 juta mil jauhnyaIni mewakili rekaman ultra-definisi tinggi pertama yang disiarkan dari luar angkasa melalui laser. teknis proyek, Ayahku BiswasDia menjelaskan pentingnya pencapaian ini: “Tujuan utama dari sistem ini adalah untuk menunjukkan bahwa pengurangan kecepatan data sebanding dengan kebalikan kuadrat jarak. Kami mencapai tujuan ini dan mengirimkan sejumlah besar data pengujian ke dan dari Psyche pesawat ruang angkasa melalui laser 11 TBC data berhasil dihubungkan selama tahap pertama demonstrasi teknologi ini.

Apa arti komunikasi laser untuk masa depan

Proyek DSOC adalah bagian dari upaya NASA yang lebih luas untuk mempersiapkan eksplorasi manusia di masa depan Mars Dan benda langit jauh lainnya. Dengan meningkatkan kecepatan transfer data, komunikasi laser dapat memungkinkan misi sains yang lebih kompleks, serta video dan gambar definisi tinggi, yang penting untuk misi berawak di masa depan. Dengan penekanan pada keandalan dan transmisi data berkecepatan tinggi, teknologi ini dapat mendukung komunikasi real-time antara astronot dan pengendali misi di Bumi, bahkan dari jarak jutaan mil.

Teknologi komunikasi laser NASA juga berpotensi meningkatkan kemampuan misi secara signifikan. Sistem RF tradisional dibatasi oleh bandwidth dan kecepatannya, dan seringkali memerlukan daya yang besar untuk mengirimkan data dalam jarak yang jauh. Sebaliknya, sistem laser digunakan Cahaya frekuensi tinggi (dalam hal ini, cahaya inframerah dekat), yang memungkinkan kepadatan data jauh lebih tinggi sehingga kecepatan transfer lebih cepat. Frekuensi laser yang lebih tinggi memungkinkan lebih banyak data dikumpulkan per transmisi, merevolusi cara NASA berkomunikasi dengan pesawat ruang angkasa yang jauh dari Bumi.

Keberhasilan sistem DSOC dalam mentransmisikan data definisi tinggi dalam jarak yang sangat jauh merupakan langkah penting dalam mendukung jenis misi yang diimpikan NASA di masa depan, termasuk misi berawak ke Mars. Teknologi komunikasi laser dapat secara signifikan mengurangi waktu yang diperlukan untuk mengirim dan menerima informasi, meningkatkan efisiensi misi, dan memperluas kemungkinan eksplorasi luar angkasa.

Fase masa depan proyek DSOC

Meski fase pertama misi DSOC telah berakhir, NASA memiliki rencana untuk terus menguji dan meningkatkan teknologinya. Fase berikutnya akan dimulai pada November 2024setelah sistem mengalami waktu henti singkat untuk menguji fungsionalitas jangka panjangnya. Ken AndrewsPimpinan operasi penerbangan untuk proyek tersebut di JPL menjelaskan langkah selanjutnya: “Kami akan menyalakan transceiver laser penerbangan dan melakukan pemeriksaan singkat terhadap fungsinya selama fase pasca-koneksi yang dimulai di kemudian hari.”

Fase selanjutnya ini akan mencakup pengujian kemampuan sistem untuk beroperasi dalam jangka waktu yang lebih lama dan jarak yang lebih jauh, seiring Psyche melanjutkan perjalanannya menuju Asteroid kaya mineral Letaknya di sabuk asteroid utama antara Mars dan Jupiter. Misi Psyche berdurasi panjang akan memberikan lebih banyak peluang untuk menguji komunikasi laser dalam jangka waktu lama, memberikan NASA data penting tentang bagaimana kinerja sistem dalam kondisi menantang di luar angkasa.

Misi DSOC dikelola oleh Direktorat Misi Teknologi Luar Angkasa (STMD) NASAdidukung oleh banyak mitra, termasuk Laboratorium MIT Lincoln, L3 Harris, teknologi seratDan Observatorium optik Caltech. Pameran ini dibangun berdasarkan penelitian dan pengembangan teknologi komunikasi optik selama bertahun-tahun, yang dikembangkan NASA melalui berbagai program.