ناسا تسجل رقما قياسيا في الاتصالات البصرية على بعد 16 مليون كيلومتر

[إعلان 1]

نجحت مركبة الفضاء Psyche التابعة لوكالة ناسا في إرسال بيانات إلى محطة أرضية على مسافة أكبر بـ 40 مرة من المسافة بين الأرض والقمر.

مركبة سايكي الفضائية في منشأة عمليات الفضاء أستروتك في ديسمبر ٢٠٢٢، مُجهزة بجهاز إرسال واستقبال ليزر طيران ذي غطاء ذهبي من مركز عمليات الفضاء التابع لناسا. الصورة: ناسا/بن سميجلسكي — مركبة الفضاء Psyche مزودة بجهاز إرسال واستقبال ليزر طيران مغطى بالذهب من DSOC في منشأة Astrotech Space Operations في ديسمبر 2022. الصورة: *NASA/Ben Smegelsky*

حققت تجربة DSOC على مركبة Psyche الفضائية التابعة لوكالة ناسا رقمًا قياسيًا جديدًا في مجال الاتصالات البصرية من خلال إرسال إشارة ليزر قريبة من الأشعة تحت الحمراء مع بيانات الاختبار على مسافة 16 مليون كيلومتر إلى تلسكوب Hale في مرصد Palomar في مقاطعة سان دييغو بولاية كاليفورنيا، حسبما أفاد موقع Interesting Engineering في 17 نوفمبر. وعلى مسافة 40 ضعف المسافة بين الأرض والقمر، يعد هذا أبعد عرض لهذه التقنية حتى الآن.

أُطلقت مركبة سايكي الفضائية في أكتوبر لدراسة الكويكب 16 سايكي. تهدف تجربة DSOC على متن المركبة إلى إثبات سرعات نقل بيانات أسرع بعشرة إلى مئة مرة من أنظمة الترددات الراديوية التي تستخدمها المركبات الفضائية حاليًا.

يستخدم كلٌّ من ليزر الأشعة تحت الحمراء القريبة والاتصالات الراديوية الموجات الكهرومغناطيسية لنقل البيانات. ومع ذلك، يُجمّع ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة البيانات في موجات أضيق بكثير، مما يسمح للمحطة الأرضية باستقبال المزيد من البيانات. وهذا مفيد لمهام الاستكشاف الروبوتية أو المأهولة المستقبلية، ولدعم الأجهزة العلمية عالية الدقة.

وصلت التجربة إلى نقطة تحول مهمة في 14 نوفمبر، عندما ثبت جهاز إرسال واستقبال ليزر الطيران "سايكي" على منارة ليزر صاعدة مُرسلة من مختبر تلسكوب الاتصالات البصرية في منشأة مختبر الدفع النفاث (JPL) في جبل تيبل بالقرب من رايتوود، كاليفورنيا. وجّهت منارة الليزر الصاعدة جهاز الإرسال والاستقبال لتوجيه ليزر الهابط نحو بالومار (81 ميلاً جنوب جبل تيبل). كما عدّلت الأنظمة الآلية في جهاز الإرسال والاستقبال والمحطات الأرضية اتجاهها.

وقال ترودي كورتيس، مدير العروض التكنولوجية في مقر وكالة ناسا في واشنطن: "يعتبر هذا أحد المعالم المهمة العديدة لـ DSOC في الأشهر المقبلة، مما يمهد الطريق لاتصالات بمعدلات بيانات أعلى يمكنها نقل المعلومات العلمية والصور عالية الدقة والفيديو ، وبالتالي دعم القفزة العملاقة التالية للبشرية: إرسال البشر إلى المريخ".

كان اختبار 14 نوفمبر/تشرين الثاني أول اختبار يُدمج فيه بالكامل الأجهزة الأرضية وأجهزة الإرسال والاستقبال الخاصة بالطيران، مما تطلب من فريقي عمليات DSOC وPsyche العمل بتناغم. إنه تحدٍّ كبير، وأمامنا الكثير من العمل، ولكن في وقت قصير، تمكنا من إرسال واستقبال وفك تشفير بعض البيانات، كما صرحت ميرا سرينيفاسان، قائدة فريق عمليات DSOC في مختبر الدفع النفاث.

أثبتت الاتصالات البصرية فعاليتها في مدار أرضي منخفض، بل وبعيدة حتى القمر، لكن DSOC هي أول تجربة في الفضاء السحيق. يتطلب إطلاق ليزر لمسافة ملايين الكيلومترات دقة تصويب فائقة.

يجب أن تأخذ التجربة في الاعتبار أيضًا الوقت الذي يستغرقه الضوء للانتقال من المركبة الفضائية إلى الأرض. عند أبعد مسافة لـ Psyche عن الأرض، ستستغرق فوتونات الأشعة تحت الحمراء القريبة من DSOC حوالي 20 دقيقة للانتقال ذهابًا وإيابًا (في اختبار 14 نوفمبر، كان وقت الانتقال من Psyche إلى الأرض حوالي 50 ثانية). خلال هذه الفترة، ستتحرك كل من المركبة الفضائية والكوكب، لذا سيتعين على ليزري الوصلة الصاعدة والهابطة التكيف مع تغير الموقع.

ثو ثاو (وفقًا للهندسة المثيرة للاهتمام )

[إعلان 2]
رابط المصدر