NASA встановила рекорд оптичного зв'язку на відстані 16 мільйонів км

Космічний апарат NASA «Психа» успішно передав дані на наземну станцію, що знаходиться на відстані, що в 40 разів перевищує відстань між Землею та Місяцем.

Космічний корабель «Психіка» на базі космічних операцій «Астротех» у грудні 2022 року, оснащений лазерним приймачем-передавачами DSOC із золотим покриттям. Фото: NASA/Бен Смегельскі — Космічний корабель «Психіка» із позолоченим лазерним приймачем DSOC на базі космічних операцій Astrotech у грудні 2022 року. Фото: *NASA/Бен Смегельскі*

Експеримент DSOC на космічному кораблі NASA Psyche встановив новий рекорд оптичного зв'язку, передавши лазерний сигнал ближнього інфрачервоного діапазону з тестовими даними на відстань 16 мільйонів кілометрів на телескоп Хейла в обсерваторії Паломар в окрузі Сан-Дієго, Каліфорнія, повідомило видання Interesting Engineering 17 листопада. На відстані, що в 40 разів перевищує відстань між Землею та Місяцем, це найдальша демонстрація цієї технології на сьогоднішній день.

Космічний апарат «Психа» було запущено в жовтні для вивчення астероїда 16 «Психа». Експеримент DSOC на борту має на меті продемонструвати швидкість передачі даних у 10-100 разів вищу, ніж радіочастотні системи, що зараз використовуються космічними апаратами.

Як лазерний, так і радіозв'язок ближнього інфрачервоного діапазону використовують електромагнітні хвилі для передачі даних. Однак ближнє інфрачервоне світло упаковує дані в набагато щільніші хвилі, що дозволяє наземній станції отримувати більше даних. Це корисно для майбутніх роботизованих або пілотованих дослідницьких місій, а також для підтримки наукових приладів з вищою роздільною здатністю.

Експеримент досяг важливої віхи 14 листопада, коли лазерний приймач-передавач місії Psyche зафіксував лазерний маяк висхідного каналу, що передавався з Лабораторії оптичного телескопа зв'язку в Лабораторії реактивного руху (JPL) на об'єкті Столова гора поблизу Райтвуда, Каліфорнія. Лазерний маяк висхідного каналу наказав приймачу-передавач спрямувати лазер низхідного каналу на Паломар (81 миля на південь від Столової гори). Автоматизовані системи на приймачі-передавачі та наземних станціях також скоригували їхню орієнтацію.

«Це одна з багатьох важливих віх для DSOC у найближчі місяці, яка прокладає шлях для високошвидкісного зв’язку, що дозволяє передавати наукову інформацію, зображення високої роздільної здатності та відео , тим самим підтримуючи наступний гігантський стрибок людства: відправку людей на Марс», – сказала Труді Кортес, директорка технологічних демонстрацій у штаб-квартирі NASA у Вашингтоні.

«Випробування 14 листопада було першим, яке повністю інтегрувало наземні прилади та бортові приймачі, що вимагало синхронної роботи операційних груп DSOC та Psyche. Це великий виклик, і нам потрібно багато зробити, але за короткий час ми змогли передавати, отримувати та декодувати деякі дані», – сказала Міра Срінівасан, керівник операційної групи DSOC у JPL.

Оптичний зв'язок було продемонстровано на низькій навколоземній орбіті та аж до Місяця, але DSOC – це перший експеримент у глибокому космосі. Подача лазерного випромінювання на мільйони кілометрів вимагає надзвичайно точного націлювання.

В експерименті також необхідно враховувати час, необхідний світлу для подорожі від космічного корабля до Землі. На найдальшій відстані від Землі «Психея» фотонам ближнього інфрачервоного діапазону DSOC знадобиться близько 20 хвилин, щоб подорожувати туди й назад (під час тесту 14 листопада час подорожі від «Психеї» до Землі становив близько 50 секунд). Протягом цього часу рухатимуться і космічний корабель, і планета, тому лазери висхідного та низхідного каналів повинні будуть адаптуватися до зміни положення.

Тху Тао (Згідно з Цікавою інженерією )

Посилання на джерело