В 2023 году NASA отправит на Международную космическую станцию демонстрационную технологию, известную как Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T). Вместе ILLUMA-T и Laser Communications Relay Demonstration (LCRD), доставленные в декабре 2021 года, завершат первую двустороннюю сквозную систему лазерной ретрансляции NASA.
Посредством ILLUMA-T офис программы NASA по космической связи и навигации (SCaN) продемонстрирует мощность лазерной связи с космической станции. Используя невидимый инфракрасный свет, системы лазерной связи посылают и получают информацию с более высокой скоростью передачи данных. Благодаря более высокой скорости передачи данных миссии могут передавать больше изображений и видео на Землю за одну передачу. После установки на космическую станцию ILLUMA-T продемонстрирует преимущества более высокой скорости передачи данных для миссий на низкой околоземной орбите.
«Лазерная связь предлагает миссиям большую гибкость и ускоренный способ получать данные из космоса», — сказал Бадри Юнес, бывший заместитель помощника администратора программы NASA SCaN. «Мы интегрируем эту технологию в демонстрации вблизи Земли, на Луне и глубоком космосе».
Кроме более высокой скорости передачи данных, лазерные системы легче и потребляют меньше электроэнергии, что является ключевым преимуществом при проектировании космических кораблей. ILLUMA-T имеет размер примерно как стандартный холодильник и будет закреплен на внешнем модуле на космической станции для проведения демонстрации с помощью LCRD.
В настоящее время LCRD демонстрирует преимущества лазерного ретранслятора на геосинхронной орбите — 22 000 миль от Земли — путем передачи данных между двумя наземными станциями и проведения экспериментов для дальнейшего усовершенствования лазерных возможностей NASA.
«Когда ILLUMA-T будет на космической станции, терминал будет передавать данные высокого разрешения, включая фотографии и видео, на LCRD со скоростью 1,2 гигабита в секунду», — сказал Мэтт Магсамен, заместитель руководителя проекта ILLUMA-T. «Потом данные будут отправлены из LCRD на наземные станции на Гавайях и Калифорнии. Эта демонстрация покажет, как лазерная связь может принести пользу миссиям на низкой околоземной орбите».
ILLUMA-T запускается в качестве полезной нагрузки в 29-й миссии SpaceX Commercial Supply Services для NASA ориентировочно в октябре 2023 года. В первые две недели после запуска ILLUMA-T будет изъят из багажника космического корабля Dragon для установки на японском экспериментальном модуле станции JEM-EF, также известном как «Кибо».
После установки полезной нагрузки, команда ILLUMA-T проведет предварительные испытания и проверку на орбите. Далее начнутся эксперименты по передаче данных и лазерной связи, которые продлятся в течение всего срока запланированной миссии.
Тестирование лазеров в разных сценариях
В будущем оперативная лазерная связь дополнит радиочастотные системы, которые сегодня используют большинство космических миссий для отправки данных на дом. ILLUMA-T — не первая миссия по тестированию лазерной связи в космосе, но приближает NASA к оперативному внедрению этой технологии.
Помимо LCRD, предшественники ILLUMA-T включают систему 2022 TeraByte InfraRed Delivery, которая сейчас тестирует лазерную связь на небольшом CubeSat на низкой околоземной орбите; Lunar Laser Communications Demonstration, которая передавала данные с лунной орбиты на Землю и обратно во время миссии Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer в 2014 году; и 2017 г. Optical Payload для Lasercomm Science, который продемонстрировал, как лазерная связь может ускорить поток информации между Землей и космосом по сравнению с радиосигналами.
Испытание способности лазерной связи создавать более высокую скорость передачи данных в разных сценариях поможет аэрокосмическому сообществу еще больше усовершенствовать возможности для будущих миссий на Луну, Марс и в глубокий космос.
