ناسا رکورد ارتباط نوری را در فاصله ۱۶ میلیون کیلومتری شکست

فضاپیمای سایک (Psyche) ناسا با موفقیت داده‌ها را به ایستگاه زمینی در فاصله‌ای ۴۰ برابر بیشتر از فاصله زمین تا ماه مخابره کرد.

فضاپیمای Psyche در تأسیسات عملیات فضایی Astrotech در دسامبر ۲۰۲۲، مجهز به فرستنده-گیرنده لیزری پرواز با روکش طلا از DSOC. عکس: ناسا/بن اسمگلسکی — فضاپیمای Psyche به همراه فرستنده-گیرنده لیزری پرواز با روکش طلا DSOC در مرکز عملیات فضایی Astrotech در دسامبر ۲۰۲۲. عکس: *ناسا/بن اسمگلسکی*

شرکت Interesting Engineering در ۱۷ نوامبر گزارش داد که آزمایش DSOC روی فضاپیمای Psyche ناسا با ارسال یک سیگنال لیزری نزدیک به مادون قرمز به همراه داده‌های آزمایشی از فاصله ۱۶ میلیون کیلومتری به تلسکوپ هیل در رصدخانه پالومار در شهرستان سن دیگو، کالیفرنیا، رکورد جدیدی را در ارتباطات نوری ثبت کرد. این آزمایش با فاصله‌ای ۴۰ برابر فاصله زمین تا ماه، دورترین نمایش این فناوری تا به امروز است.

فضاپیمای Psyche در ماه اکتبر برای مطالعه سیارک 16 Psyche پرتاب شد. آزمایش DSOC روی این فضاپیما با هدف نشان دادن سرعت انتقال داده 10 تا 100 برابر سریع‌تر از سیستم‌های فرکانس رادیویی که در حال حاضر توسط فضاپیماها استفاده می‌شوند، انجام می‌شود.

هم ارتباطات لیزری نزدیک به مادون قرمز و هم ارتباطات رادیویی از امواج الکترومغناطیسی برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کنند. با این حال، نور نزدیک به مادون قرمز داده‌ها را در امواج بسیار فشرده‌تری بسته‌بندی می‌کند و به ایستگاه زمینی اجازه می‌دهد داده‌های بیشتری دریافت کند. این امر برای ماموریت‌های اکتشافی رباتیک یا سرنشین‌دار آینده و برای پشتیبانی از ابزارهای علمی با وضوح بالاتر مفید است.

این آزمایش در ۱۴ نوامبر به نقطه عطفی رسید، زمانی که فرستنده-گیرنده لیزری پرواز Psyche روی یک فرستنده لیزری آپ‌لینک که از آزمایشگاه تلسکوپ ارتباطات نوری در آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) در تأسیسات تیبل ماونتین در نزدیکی رایت‌وود، کالیفرنیا ارسال می‌شد، قفل شد. فرستنده لیزری آپ‌لینک به فرستنده-گیرنده دستور داد تا لیزر داون‌لینک را به سمت پالومار (۸۱ مایلی جنوب تیبل ماونتین) نشانه بگیرد. سیستم‌های خودکار روی فرستنده-گیرنده و ایستگاه‌های زمینی نیز جهت‌گیری خود را تنظیم کردند.

ترودی کورتس، مدیر نمایش‌های فناوری در ستاد ناسا در واشنگتن، گفت: «این یکی از نقاط عطف مهم متعدد برای DSOC در ماه‌های آینده است که راه را برای ارتباطات با نرخ داده بالاتر که می‌توانند اطلاعات علمی، تصاویر و ویدیوهای با وضوح بالا را منتقل کنند، هموار می‌کند و در نتیجه از جهش بزرگ بعدی بشریت یعنی اعزام انسان به مریخ پشتیبانی می‌کند.»

میرا سرینیواسان، رهبر تیم عملیات DSOC در JPL، گفت: «آزمایش ۱۴ نوامبر اولین آزمایشی بود که ابزارهای زمینی و فرستنده-گیرنده‌های پروازی را به طور کامل ادغام کرد و مستلزم آن بود که تیم‌های عملیاتی DSOC و Psyche به صورت هماهنگ کار کنند. این یک چالش بزرگ است و ما کارهای زیادی برای انجام دادن داریم، اما در مدت زمان کوتاهی توانستیم برخی از داده‌ها را ارسال، دریافت و رمزگشایی کنیم.»

ارتباطات نوری در مدار پایین زمین و تا ماه نشان داده شده‌اند، اما DSOC اولین آزمایش در اعماق فضا است. تاباندن لیزر در مسافت بیش از میلیون‌ها کیلومتر نیاز به هدف‌گیری بسیار دقیقی دارد.

این آزمایش همچنین باید زمان لازم برای سفر نور از فضاپیما به زمین را در نظر بگیرد. در دورترین فاصله Psyche از زمین، حدود 20 دقیقه طول می‌کشد تا فوتون‌های نزدیک به مادون قرمز DSOC رفت و برگشت کنند (در آزمایش 14 نوامبر، زمان سفر از Psyche به زمین حدود 50 ثانیه بود). در این مدت، هم فضاپیما و هم سیاره حرکت خواهند کرد، بنابراین لیزرهای uplink و downlink باید با تغییر موقعیت تنظیم شوند.

پنجشنبه تائو (طبق گفته مهندسی جالب )

لینک منبع