NASA stellt Rekord für optische Kommunikation in 16 Millionen km Entfernung auf

Die NASA-Raumsonde Psyche hat erfolgreich Daten an eine Bodenstation in einer Entfernung übertragen, die 40-mal größer ist als die Entfernung zwischen Erde und Mond.

Die Raumsonde Psyche mit dem goldbeschichteten Fluglaser-Transceiver des DSOC in der Astrotech Space Operations-Einrichtung im Dezember 2022. Foto: NASA/Ben Smegelsky

Das DSOC-Experiment an Bord der NASA-Raumsonde Psyche hat einen neuen Rekord für optische Kommunikation aufgestellt, indem es ein Nahinfrarot-Lasersignal mit Testdaten über eine Entfernung von 16 Millionen Kilometern zum Hale-Teleskop des Palomar-Observatoriums im kalifornischen San Diego County übertrug, wie Interesting Engineering am 17. November berichtete. Mit einer Entfernung, die dem 40-Fachen der Entfernung Erde-Mond entspricht, ist dies die bisher weiteste Demonstration dieser Technologie.

Die Raumsonde Psyche startete im Oktober, um den Asteroiden 16 Psyche zu erforschen. Das DSOC-Experiment an Bord soll Datenübertragungsgeschwindigkeiten demonstrieren, die 10- bis 100-mal schneller sind als die derzeit von Raumsonden verwendeten Funkfrequenzsysteme.

Sowohl Nahinfrarotlaser als auch Funkkommunikation nutzen elektromagnetische Wellen zur Datenübertragung. Nahinfrarotlicht bündelt die Daten jedoch in deutlich engere Wellen, wodurch die Bodenstation mehr Daten empfangen kann. Dies ist vorteilhaft für zukünftige robotische oder bemannte Erkundungsmissionen und zur Unterstützung hochauflösender wissenschaftlicher Instrumente.

Das Experiment erreichte am 14. November einen Meilenstein, als der Laser-Transceiver der Raumsonde Psyche ein Uplink-Lasersignal empfing, das vom Optical Communications Telescope Laboratory (OCTL) des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in der Nähe von Wrightwood, Kalifornien, ausgesendet wurde. Dieses Uplink-Lasersignal wies den Transceiver an, den Downlink-Laser auf Palomar (130 Kilometer südlich von Table Mountain) auszurichten. Automatische Systeme im Transceiver und in den Bodenstationen passten ihre Ausrichtung ebenfalls an.

„Dies ist einer von vielen wichtigen Meilensteinen für DSOC in den kommenden Monaten und ebnet den Weg für Kommunikationen mit höherer Datenrate, die wissenschaftliche Informationen, hochauflösende Bilder und Videos übertragen können und damit den nächsten großen Schritt der Menschheit unterstützen: die Entsendung von Menschen zum Mars“, sagte Trudy Kortes, Direktorin für Technologiedemonstrationen am NASA-Hauptsitz in Washington.

„Der Test am 14. November war der erste, bei dem die Bodeninstrumente und die Flugtransceiver vollständig integriert wurden. Dies erforderte die enge Zusammenarbeit der DSOC- und Psyche-Betriebsteams. Es ist eine große Herausforderung, und wir haben noch viel Arbeit vor uns, aber in kurzer Zeit konnten wir bereits einige Daten senden, empfangen und dekodieren“, sagte Meera Srinivasan, Leiterin des DSOC-Betriebsteams am JPL.

Optische Kommunikation wurde bereits in der erdnahen Umlaufbahn und bis zum Mond demonstriert, aber DSOC ist das erste Experiment im Weltraum. Das Senden eines Laserstrahls über Millionen von Kilometern erfordert eine extrem präzise Ausrichtung.

Das Experiment muss auch die Laufzeit des Lichts von der Raumsonde zur Erde berücksichtigen. In Psyches größter Entfernung von der Erde benötigen die Nahinfrarot-Photonen des DSOC etwa 20 Minuten für den Hin- und Rückweg (beim Test am 14. November betrug die Laufzeit von Psyche zur Erde etwa 50 Sekunden). Während dieser Zeit bewegen sich sowohl die Raumsonde als auch der Planet, weshalb die Uplink- und Downlink-Laser die Positionsänderung ausgleichen müssen.

Thu Thao (Laut Interesting Engineering )

Quellenlink: https://vnexpress.net/nasa-lap-ky-luc-lien-lac-quang-hoc-cach-xa-16-trieu-km-4678337.html