У 2023 році NASA відправить на Міжнародну космічну станцію демонстраційну технологію, відому як Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T). Разом ILLUMA-T і Laser Communications Relay Demonstration (LCRD), який було доставлено в грудні 2021 року, завершать першу двосторонню наскрізну систему лазерної ретрансляції NASA.
За допомогою ILLUMA-T офіс програми NASA з космічного зв’язку та навігації (SCaN) продемонструє потужність лазерного зв’язку з космічної станції. Використовуючи невидиме інфрачервоне світло, системи лазерного зв’язку надсилають і отримують інформацію з вищою швидкістю передачі даних. Завдяки вищій швидкості передачі даних місії можуть надсилати більше зображень і відео на Землю за одну передачу. Після встановлення на космічну станцію ILLUMA-T продемонструє переваги вищої швидкості передачі даних для місій на низькій навколоземній орбіті.
«Лазерний зв’язок пропонує місіям більшу гнучкість і пришвидшений спосіб отримувати дані з космосу», — сказав Бадрі Юнес, колишній заступник помічника адміністратора програми NASA SCaN. «Ми інтегруємо цю технологію в демонстрації поблизу Землі, на Місяці та в глибокому космосі».
Окрім вищої швидкості передачі даних, лазерні системи легші та споживають менше електроенергії, що є ключовою перевагою при проектуванні космічних кораблів. ILLUMA-T має розмір приблизно як стандартний холодильник і буде закріплений на зовнішньому модулі на космічній станції для проведення демонстрації за допомогою LCRD.
Наразі LCRD демонструє переваги лазерного ретранслятора на геосинхронній орбіті — 22 000 миль від Землі — шляхом передачі даних між двома наземними станціями та проведення експериментів для подальшого вдосконалення лазерних можливостей NASA.
«Коли ILLUMA-T буде на космічній станції, термінал надсилатиме дані високої роздільної здатності, включаючи фотографії та відео, на LCRD зі швидкістю 1,2 гігабіта в секунду», — сказав Метт Магсамен, заступник керівника проекту ILLUMA-T. «Потім дані будуть відправлені з LCRD на наземні станції на Гаваях і в Каліфорнії. Ця демонстрація покаже, як лазерний зв’язок може принести користь місіям на низькій навколоземній орбіті».
ILLUMA-T запускається як корисне навантаження в 29-й місії SpaceX Commercial Supply Services для NASA орієнтовно у жовтні 2023 року. У перші два тижні після запуску ILLUMA-T буде вилучено з багажника космічного корабля Dragon для встановлення на японському експериментальному модулі станції JEM-EF, також відомому як «Кібо».
Після встановлення корисного навантаження команда ILLUMA-T проведе попередні випробування та перевірку на орбіті. Далі розпочнуться експерименти з передачею даних і лазерним зв’язком, які триватимуть протягом усього терміну запланованої місії.
Тестування лазерів у різних сценаріях
У майбутньому оперативний лазерний зв’язок доповнить радіочастотні системи, які сьогодні використовують більшість космічних місій для надсилання даних додому. ILLUMA-T — не перша місія з тестування лазерного зв’язку в космосі, але наближає NASA до оперативного впровадження цієї технології.
Окрім LCRD, попередники ILLUMA-T включають систему 2022 TeraByte InfraRed Delivery, яка зараз тестує лазерний зв’язок на невеликому CubeSat на низькій навколоземній орбіті; Lunar Laser Communications Demonstration, яка передавала дані з місячної орбіти на Землю та назад під час місії Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer у 2014 році; і 2017 Optical Payload для Lasercomm Science, який продемонстрував, як лазерний зв’язок може прискорити потік інформації між Землею та космосом порівняно з радіосигналами.
Випробування здатності лазерного зв’язку створювати більш високу швидкість передачі даних у різних сценаріях допоможе аерокосмічному співтовариству ще більше вдосконалити можливості для майбутніх місій на Місяць, Марс і в глибокий космос.
