NASA vestigt record voor optische communicatie op 16 miljoen km afstand

Het ruimtevaartuig Psyche van NASA heeft met succes gegevens verzonden naar een grondstation op een afstand die 40 keer groter was dan de afstand tussen de aarde en de maan.

Het ruimtevaartuig Psyche met de met goud bedekte vluchtlasertransceiver van DSOC bij de Astrotech Space Operations-faciliteit in december 2022. Foto: NASA/Ben Smegelsky

Het DSOC-experiment op NASA's Psyche-ruimtevaartuig vestigde een nieuw record voor optische communicatie door een nabij-infrarood lasersignaal met testgegevens over een afstand van 16 miljoen kilometer te verzenden naar de Hale-telescoop bij het Palomar-observatorium in San Diego County, Californië, zo meldde Interesting Engineering op 17 november. Op een afstand van 40 keer de afstand tussen de aarde en de maan is dit de verste demonstratie van deze technologie tot nu toe.

Het ruimtevaartuig Psyche werd in oktober gelanceerd om asteroïde 16 Psyche te bestuderen. Het DSOC-experiment aan boord is bedoeld om datatransmissiesnelheden te demonstreren die 10 tot 100 keer sneller zijn dan de radiofrequentiesystemen die momenteel door ruimtevaartuigen worden gebruikt.

Zowel nabij-infrarood laser- als radiocommunicatie gebruiken elektromagnetische golven om data te verzenden. Nabij-infrarood licht bundelt data echter in veel compactere golven, waardoor het grondstation meer data kan ontvangen. Dit is nuttig voor toekomstige robotische of bemande verkenningsmissies en voor de ondersteuning van wetenschappelijke instrumenten met een hogere resolutie.

Het experiment bereikte een mijlpaal op 14 november, toen de Psyche vluchtlasertransceiver een uplink-laserbaken vastlegde dat werd uitgezonden vanuit het Optical Communications Telescope Laboratory van het Jet Propulsion Laboratory (JPL) in de Table Mountain Facility nabij Wrightwood, Californië. Het uplink-laserbaken instrueerde de transceiver om de downlink-laser te richten op Palomar (130 kilometer ten zuiden van de Table Mountain). Geautomatiseerde systemen op de transceiver en grondstations pasten ook hun oriëntatie aan.

"Dit is een van de vele belangrijke mijlpalen voor DSOC in de komende maanden, waarmee de weg wordt vrijgemaakt voor communicatie met hogere datasnelheden die wetenschappelijke informatie, beelden met een hoge resolutie en video kunnen overbrengen, en zo de volgende grote sprong van de mensheid ondersteunen: het sturen van mensen naar Mars", aldus Trudy Kortes, directeur van Technology Demonstrations bij het NASA-hoofdkwartier in Washington.

"De test op 14 november was de eerste waarbij de grondinstrumenten en vluchttransceivers volledig werden geïntegreerd, waardoor de operationele teams van DSOC en Psyche synchroon moesten werken. Het is een grote uitdaging en we hebben nog veel werk te verzetten, maar in korte tijd hebben we gegevens kunnen verzenden, ontvangen en decoderen", aldus Meera Srinivasan, operationeel teamleider van DSOC bij JPL.

Optische communicatie is al gedemonstreerd in een lage baan om de aarde en tot aan de maan, maar DSOC is het eerste experiment in de diepe ruimte. Het richten van een laser over miljoenen kilometers vereist extreem nauwkeurige richttechnieken.

Het experiment moet ook rekening houden met de tijd die het licht nodig heeft om van het ruimtevaartuig naar de aarde te reizen. Op Psyche's grootste afstand tot de aarde zullen de nabij-infrarode fotonen van DSOC ongeveer 20 minuten nodig hebben om heen en weer te reizen (bij de test op 14 november was de reistijd van Psyche naar de aarde ongeveer 50 seconden). Gedurende die tijd zullen zowel het ruimtevaartuig als de planeet bewegen, dus de uplink- en downlinklasers moeten zich aanpassen aan de positieverandering.

Thu Thao (volgens Interesting Engineering )

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