Демонстрація технології оптичного зв'язку в глибокому космосі NASA побила ще один рекорд у галузі лазерного зв'язку цього літа, відправивши лазерний сигнал із Землі на космічний апарат NASA Psyche на відстані близько 460 мільйонів кілометрів. Це відстань між нашою планетою і Марсом, у момент найбільшої відстані один від одного.
Незабаром після досягнення цього рубежу 29 липня демонстрація технології завершила перший етап своєї роботи після запуску на борту Psyche 13 жовтня 2023 року.
Експеримент Deep Space Optical Communications під управлінням JPL складається з лазерного приймача і двох наземних станцій. Історичний телескоп Гейла з 200-дюймовою (5-метровою) апертурою, встановлений у Паломарській обсерваторії Каліфорнійського технологічного інституту в окрузі Сан-Дієго, Каліфорнія, слугує станцією, на яку лазерний приймач надсилає дані з глибокого космосу. Лабораторія оптичних телескопів зв'язку в комплексі JPL на Столовій горі поблизу Райтвуда, Каліфорнія, виступає як станція висхідного зв'язку, здатна передавати 7 кіловат потужності лазера для відправки даних на приймач.
Передаючи дані зі швидкістю, що в 100 разів перевищує можливості радіочастот, лазери можуть забезпечити передачу складної наукової інформації, а також зображень і відео високої чіткості, які необхідні для наступного гігантського стрибка людства, в той час коли астронавти вирушать на Марс і далі.
Дані під час демонстрації технології передаються на Psyche і назад у вигляді бітів, закодованих у ближньому інфрачервоному світлі, яке має вищу частоту, ніж радіохвилі. Така частота дає змогу упакувати більше даних в одну передачу, що забезпечує набагато вищу швидкість передачі даних.
Навіть коли космічний апарат Psyche перебував на відстані близько 53 мільйони кілометрів, що можна порівняти з найближчим наближенням Марса до Землі, демонстраційна технологія могла передавати дані з максимальною швидкістю 267 мегабіт на секунду. Така швидкість передачі даних аналогічна швидкості завантаження широкосмугового інтернету. У міру віддалення космічного апарату швидкість передавання і приймання даних, як і очікувалося, знижується.
24 червня, коли Psyche перебував на відстані близько 390 мільйонів кілометрів від Землі, що більш ніж у 2,5 раза перевищує відстань між нашою планетою і Сонцем, проєкт досяг стійкої швидкості передавання даних 6,25 мегабіта за секунду за максимальної швидкості 8,3 мегабіта за секунду. Хоча ця швидкість значно нижча за максимальну швидкість експерименту, вона набагато вища за ту, яку може досягти на такій відстані радіочастотна система зв'язку порівнянної потужності.
Мета проєкту Deep Space Optical Communications — продемонструвати технологію, здатну надійно передавати дані на більш високих швидкостях, ніж інші технології космічного зв'язку, наприклад радіочастотні системи. «Ключовим завданням системи було довести, що зниження швидкості передавання даних пропорційне зворотному квадрату відстані», — каже Абі Бісвас, технолог проєкту демонстрації технології в JPL. «Ми досягли цієї мети і передали величезну кількість тестових даних на космічний апарат Psyche і назад за допомогою лазера». Під час першої фази демонстрації було передано майже 11 терабіт даних.
Польотний прийомопередавач вимкнений і буде знову ввімкнений 4 листопада. Ця робота доведе, що польотне обладнання може працювати не менше року.
«Ми увімкнемо лазерний приймач і проведемо коротку перевірку його функціональності», — сказав Кен Ендрюс, керівник польотів проєкту в JPL. «Щойно це буде досягнуто, ми зможемо розраховувати на експлуатацію приймача в повному обсязі його проєктних можливостей на етапі після з'єднання, який почнеться пізніше цього року».
