NASA sätter rekord för optisk kommunikation 16 miljoner km bort

NASA:s rymdsonde Psyche lyckades överföra data till en markstation på ett avstånd som var 40 gånger större än avståndet mellan jord och måne.

Rymdsonden Psyche med DSOC:s guldkåpta flyglasersändtagare vid Astrotech Space Operations-anläggningen i december 2022. Foto: NASA/Ben Smegelsky

DSOC-experimentet på NASA:s rymdsonde Psyche satte ett nytt rekord för optisk kommunikation genom att sända en nära-infraröd lasersignal med testdata över ett avstånd på 16 miljoner kilometer till Hale-teleskopet vid Palomar Observatory i San Diego County, Kalifornien, rapporterade Interesting Engineering den 17 november. Med ett avstånd på 40 gånger avståndet mellan jord och måne är detta den längsta demonstrationen av denna teknik hittills.

Rymdsonden Psyche sköts upp i oktober för att studera asteroiden 16 Psyche. DSOC-experimentet ombord syftar till att demonstrera dataöverföringshastigheter som är 10 till 100 gånger snabbare än de radiofrekvenssystem som för närvarande används av rymdfarkoster.

Både nära-infraröd laser och radiokommunikation använder elektromagnetiska vågor för att överföra data. Nära-infrarött ljus paketerar dock data i mycket tätare vågor, vilket gör att markstationen kan ta emot mer data. Detta är användbart för framtida robot- eller bemannade utforskningsuppdrag och för att stödja vetenskapliga instrument med högre upplösning.

Experimentet nådde en milstolpe den 14 november, då Psyche-flyglasersändaren låste sig på en upplänkslaserfyr som sändes från Optical Communications Telescope Laboratory vid Jet Propulsion Laboratory (JPL) Table Mountain Facility nära Wrightwood, Kalifornien. Upplänkslaserfyren instruerade sändaren att rikta nedlänkslasern mot Palomar (130 km söder om Table Mountain). Automatiserade system på sändaren och markstationerna justerade också sin orientering.

”Detta är en av många viktiga milstolpar för DSOC under de kommande månaderna, vilket banar väg för kommunikation med högre datahastighet som kan överföra vetenskaplig information, högupplösta bilder och video , och därigenom stödja mänsklighetens nästa jättesprång: att skicka människor till Mars”, säger Trudy Kortes, chef för teknikdemonstrationer vid NASA:s högkvarter i Washington.

"Testet den 14 november var det första som helt integrerade markinstrumenten och flygtransceivrarna, vilket krävde att DSOC:s och Psyches operationsteam arbetade synkroniserat. Det är en stor utmaning och vi har mycket arbete att göra, men på kort tid kunde vi sända, ta emot och avkoda en del data", sa Meera Srinivasan, DSOC:s operationsteamledare på JPL.

Optisk kommunikation har demonstrerats i låg omloppsbana runt jorden och så långt bort som till månen, men DSOC är det första experimentet i djupa rymden. Att stråla en laser över miljontals kilometer kräver extremt exakt siktning.

Experimentet måste också ta hänsyn till den tid det tar för ljus att färdas från rymdfarkosten till jorden. På Psyches längsta avstånd från jorden kommer det att ta DSOC:s nära-infraröda fotoner cirka 20 minuter att färdas fram och tillbaka (i testet den 14 november var restiden från Psyche till jorden cirka 50 sekunder). Under den tiden kommer både rymdfarkosten och planeten att röra sig, så upplänks- och nedlänkslasrarna kommer att behöva anpassa sig till positionsförändringen.

Thu Thao (enligt Interesting Engineering )

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