NASA stellt Rekord für optische Kommunikation über eine Entfernung von 16 Millionen Kilometern auf.

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

Die Raumsonde Psyche mit ihrem Fluglaser-Transceiver und der goldversiegelten DSOC-Kapsel im Astrotech Space Operations Center im Dezember 2022. Foto: NASA/Ben Smegelsky

Das DSOC (Digital Subtraction Angiography and Communication System) der NASA an Bord der Raumsonde Psyche hat einen neuen Rekord für optische Kommunikation aufgestellt, indem es Nahinfrarot-Lasersignale und Testdaten über eine Entfernung von 16 Millionen Kilometern zum Hale-Teleskop am Palomar-Observatorium im kalifornischen San Diego County übertrug, wie Interesting Engineering am 17. November berichtete. Mit einer Entfernung, die 40-mal größer ist als die Entfernung zwischen Erde und Mond, ist dies die bisher weiteste Demonstration dieser Technologie.

Die Raumsonde Psyche wurde im Oktober mit dem Ziel ins All gestartet, den Asteroiden 16 Psyche zu erforschen. Das DSOC-Experiment an Bord soll Datenübertragungsgeschwindigkeiten demonstrieren, die 10- bis 100-mal schneller sind als die derzeit in Raumsonden verwendeten Funkfrequenzsysteme.

Sowohl Nahinfrarotlaser als auch Funkkommunikation nutzen elektromagnetische Wellen zur Datenübertragung. Nahinfrarotlicht bündelt die Daten jedoch in deutlich engere Wellen, wodurch Bodenstationen mehr Daten empfangen können. Dies ist vorteilhaft für zukünftige robotische oder bemannte Erkundungsmissionen und unterstützt hochauflösende wissenschaftliche Instrumente.

Das Experiment erreichte am 14. November einen entscheidenden Meilenstein, als der Laser-Transceiver der Raumsonde Psyche ein Uplink-Lasersignal empfing, das vom Optical Communication Telescope Laboratory (OCTL) der Table Mountain Facility des Jet Propulsion Laboratory (JPL) nahe Wrightwood, Kalifornien, ausgesendet wurde. Dieses Uplink-Lasersignal lenkte den Transceiver so, dass sein Downlink-Laserstrahl auf Palomar (130 km südlich des Table Mountain) gerichtet wurde. Automatische Systeme im Transceiver und in den Bodenstationen passten ebenfalls ihre Ausrichtung an.

„Dies ist einer von mehreren 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 wir bodengestützte Geräte und Flugtransceiver vollständig integriert haben. Dies erforderte die synchrone Zusammenarbeit der DSOC- und Psyche-Betriebsteams. Es war eine große Herausforderung, und wir haben noch viel Arbeit vor uns, aber in kurzer Zeit konnten wir 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 von Lasern über Entfernungen von Millionen von Kilometern erfordert eine extrem präzise Ausrichtung.

Das Experiment musste auch die Laufzeit des Lichts von der Raumsonde zur Erde berücksichtigen. Bei der größten Entfernung zwischen Psyche und der Erde benötigten die Nahinfrarot-Photonen des DSOC etwa 20 Minuten für den Rückweg (im Experiment vom 14. November betrug die Laufzeit von Psyche zur Erde etwa 50 Sekunden). Während dieser Zeit bewegten sich sowohl die Raumsonde als auch der Planet, sodass die Uplink- und Downlink-Laser an die sich ändernden Positionen angepasst werden mussten.

Thu Thao (Laut Interesting Engineering )

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