NASA setter rekord for optisk kommunikasjon 16 millioner km unna

NASAs Psyche-romfartøy overførte vellykket data til en bakkestasjon i en avstand som er 40 ganger større enn avstanden mellom jord og måne.

Psyche-romfartøyet med DSOCs gullbelagte flylasertransceiver ved Astrotech Space Operations-anlegget i desember 2022. Foto: NASA/Ben Smegelsky

DSOC-eksperimentet på NASAs Psyche-romfartøy satte ny rekord for optisk kommunikasjon ved å sende et nær-infrarødt lasersignal med testdata over en avstand på 16 millioner kilometer til Hale-teleskopet ved Palomar-observatoriet i San Diego County, California, rapporterte Interesting Engineering 17. november. Med en avstand på 40 ganger avstanden mellom jord og måne er dette den lengste demonstrasjonen av denne teknologien hittil.

Romfartøyet Psyche ble skutt opp i oktober for å studere asteroiden 16 Psyche. DSOC-eksperimentet om bord har som mål å demonstrere dataoverføringshastigheter som er 10 til 100 ganger raskere enn radiofrekvenssystemene som brukes av romfartøy i dag.

Både nær-infrarød laser- og radiokommunikasjon bruker elektromagnetiske bølger til å overføre data. Nær-infrarødt lys pakker imidlertid data inn i mye tettere bølger, slik at bakkestasjoner kan motta mer data. Dette er nyttig for fremtidige robot- eller bemannede utforskningsoppdrag og for å støtte vitenskapelige instrumenter med høyere oppløsning.

Eksperimentet nådde en milepæl 14. november, da Psyche-flylasertransceiveren låste seg på en uplink-laserfyr sendt fra Optical Communications Telescope Laboratory ved Jet Propulsion Laboratory (JPL) Table Mountain Facility nær Wrightwood, California. Uplink-laserfyren instruerte transceiveren om å rette nedlink-laseren mot Palomar (131 kilometer sør for Table Mountain). Automatiserte systemer på transceiveren og bakkestasjonene justerte også retningen sin.

«Dette er en av mange viktige milepæler for DSOC i de kommende månedene, og baner vei for kommunikasjon med høyere datahastighet som kan overføre vitenskapelig informasjon, bilder og video i høy oppløsning, og dermed støtte menneskehetens neste store sprang: å sende mennesker til Mars», sa Trudy Kortes, direktør for teknologidemonstrasjoner ved NASAs hovedkvarter i Washington.

«Testen 14. november var den første som fullt ut integrerte bakkeinstrumentene og flytransceiverne, noe som krevde at operasjonsteamene i DSOC og Psyche jobbet synkront. Det er en stor utfordring, og vi har mye arbeid å gjøre, men på kort tid klarte vi å overføre, motta og dekode noen data», sa Meera Srinivasan, leder for operasjonsteamet i DSOC hos JPL.

Optisk kommunikasjon har blitt demonstrert i lav jordbane og så langt unna månen, men DSOC er det første eksperimentet i verdensrommet. Å stråle en laser over millioner av kilometer krever ekstremt presis sikting.

Eksperimentet må også ta hensyn til tiden det tar for lys å reise fra romfartøyet til jorden. På Psyches lengste avstand fra jorden vil det ta DSOCs nær-infrarøde fotoner omtrent 20 minutter å reise frem og tilbake (i testen 14. november var reisetiden fra Psyche til jorden omtrent 50 sekunder). I løpet av den tiden vil både romfartøyet og planeten bevege seg, så opplink- og nedlinklaserne må tilpasse seg posisjonsendringen.

Thu Thao (ifølge Interesting Engineering )

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