Η NASA ανακοίνωσε: Ολοκλήρωση της επίδειξης οπτικής επικοινωνίας μεγαλύτερης απόστασης μέχρι σήμερα!

Η Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος (NASA) ανακοίνωσε ότι το συνεχιζόμενο πείραμα Deep Space Optical Communications (DSOC) εκτόξευσε με επιτυχία ένα λέιζερ κοντά στο υπέρυθρο σχεδόν 16 εκατομμύρια χιλιόμετρα (10 εκατομμύρια μίλια) μακριά από το τηλεσκόπιο Hale στο Παρατηρητήριο Palomar στην Καλιφόρνια. Ινστιτούτο Τεχνολογίας (Caltech) και κωδικοποίησε τα δεδομένα της δοκιμής. Αυτή είναι η πιο μακρινή επίδειξη οπτικών επικοινωνιών μέχρι σήμερα, είπε η NASA!
Στο διαστημόπλοιο Psyche που εκτοξεύτηκε πρόσφατα, το DSOC έχει διαμορφωθεί για να στέλνει δεδομένα δοκιμών υψηλού εύρους ζώνης στη Γη κατά τη διάρκεια της επίδειξης τεχνολογίας δύο ετών καθώς το Psyche ταξιδεύει στη μεγάλη ζώνη αστεροειδών μεταξύ του Άρη και του Δία. Το Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA στη Νότια Καλιφόρνια διαχειρίζεται τόσο το DSOC όσο και Ψυχή. DSOC και Ψυχή.
Η επίδειξη τεχνολογίας οπτικών επικοινωνιών (με την ονομασία "πρώτο φως") κατέστη δυνατή τις πρώτες πρωινές ώρες της 14ης Νοεμβρίου, αφού ο πομποδέκτης λέιζερ πτήσης, ένα βασικό όργανο ωφέλιμου φορτίου στο Psyche ικανό να μεταδίδει και να λαμβάνει σήματα κοντά στο υπέρυθρο, κλειδώθηκε με επιτυχία. σε έναν ισχυρό φάρο λέιζερ ανερχόμενης ζεύξης από το Εργαστήριο Οπτικών Τηλεσκοπίων Επικοινωνιών στο Table Mountain, Καλιφόρνια φως") υλοποιήθηκε με επιτυχία.
Στη διαδικασία, ο φάρος άνω ζεύξης βοήθησε τον πομποδέκτη να στοχεύσει το λέιζερ κατερχόμενης ζεύξης στο Palomar, 130 χιλιόμετρα (100 μίλια) νότια του Table Mountain, ενώ τα αυτοματοποιημένα συστήματα στον πομποδέκτη και στους επίγειους σταθμούς βελτίωσαν την κατάδειξή του.
Ο Trudy Kortes, Διευθυντής Τεχνολογικών Επιδείξεων στα κεντρικά γραφεία της NASA στην Ουάσιγκτον, DC, σχολίασε: "Η επίτευξη του "FIRST LIGHT" είναι ένα από τα πολλά βασικά ορόσημα για το DSOC τους επόμενους μήνες, ανοίγοντας το δρόμο για υψηλότερους ρυθμούς δεδομένων ικανούς να στείλουν επιστημονικές πληροφορίες, υψηλό -εικόνες ευκρίνειας και ροή βίντεο επικοινωνίας, ανοίγοντας έτσι το δρόμο για την υποστήριξη του επόμενου γιγαντιαίου άλματος της ανθρωπότητας - την αποστολή ανθρώπων στον Άρη».
Ένα νέο ορόσημο για το DSOC
Τα δεδομένα δοκιμής στάλθηκαν επίσης ταυτόχρονα μέσω λέιζερ ανοδικής και κατερχόμενης ζεύξης, μια διαδικασία γνωστή ως "κλείσιμο του συνδέσμου", που ήταν ο πρωταρχικός στόχος του πειράματος. Αν και η επίδειξη τεχνολογίας δεν μεταδίδει δεδομένα της αποστολής Psyche, συνεργάζεται στενά με την ομάδα υποστήριξης της αποστολής Psyche για να διασφαλίσει ότι οι λειτουργίες DSOC δεν παρεμβαίνουν στις λειτουργίες του διαστημικού σκάφους.
Η Meera Srinivasan, διευθύντρια των επιχειρήσεων DSOC, μέρος του Εργαστηρίου Jet Propulsion Laboratory (JPL) της NASA, δήλωσε: «Η δοκιμή της Τρίτης το πρωί ήταν η πρώτη φορά που ο επίγειος εξοπλισμός και ο πομποδέκτης πτήσης ενσωματώθηκαν πλήρως, απαιτώντας από τις ομάδες DSOC και Psyche να εργαστούν παράλληλα. Ήταν μια τρομακτική πρόκληση και έχουμε ακόμα πολλή δουλειά να κάνουμε, αλλά σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα μπορέσαμε να μεταδώσουμε, να λάβουμε και να αποκωδικοποιήσουμε ορισμένα δεδομένα."
Πριν από αυτό το επίτευγμα, το έργο χρειαζόταν να εξετάσει πολλούς άλλους κρίσιμους κόμβους, από την αφαίρεση του προστατευτικού καλύμματος του ιπτάμενου πομποδέκτη λέιζερ έως την ενεργοποίηση του οργάνου. Εν τω μεταξύ, το διαστημόπλοιο Psyche υποβάλλεται στους δικούς του ελέγχους, συμπεριλαμβανομένης της τροφοδοσίας του συστήματος πρόωσής του και των δοκιμών των οργάνων που θα χρησιμοποιηθούν για επιστημονικούς σκοπούς όταν φτάσει στον αστεροειδή Psyche το 2028.
Πρώτο φως, μετάδοση πρώτου μπιτ
Η ομάδα DSOC θα εργαστεί τώρα για τη βελτίωση του συστήματος που ελέγχει την κατάδειξη των λέιζερ ανάντη και κατάντη του πομποδέκτη. Μόλις πετύχει, το έργο μπορεί να αρχίσει να αποδεικνύει πώς οι μεταδόσεις δεδομένων υψηλού εύρους ζώνης από τον πομποδέκτη στο Palomar μπορούν να διατηρηθούν ανά πάσα στιγμή σε διαφορετικές αποστάσεις από τη Γη.
Τα δεδομένα κωδικοποιούνται ως bits στα φωτόνια του λέιζερ (κβαντικά σωματίδια φωτός). Αφού μια ειδική σειρά υπεραγώγιμων ανιχνευτών υψηλής απόδοσης ανιχνεύσει τα φωτόνια, χρησιμοποιούνται νέες τεχνικές επεξεργασίας σήματος για την εξαγωγή δεδομένων από τα μεμονωμένα φωτόνια που φτάνουν στο τηλεσκόπιο Hale.
Το πείραμα DSOC έχει σχεδιαστεί για να επιδεικνύει ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων 10 έως 100 φορές υψηλότερους από τα υπερσύγχρονα συστήματα ραδιοσυχνοτήτων που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος σε διαστημόπλοια. Τόσο οι ραδιοφωνικές όσο και οι εγγύς υπέρυθρες επικοινωνίες λέιζερ χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητικά κύματα για τη μετάδοση δεδομένων, αλλά το εγγύς υπέρυθρο φως συσκευάζει τα δεδομένα σε πιο σφιχτά κύματα, επιτρέποντας στους επίγειους σταθμούς να λαμβάνουν περισσότερα δεδομένα. Αυτό θα βοηθήσει μελλοντικές ανθρώπινες και ρομποτικές αποστολές εξερεύνησης και θα υποστηρίξει επιστημονικά όργανα υψηλότερης ανάλυσης.
Τα οπτικά ανοίγουν ατελείωτες δυνατότητες για διαστημικές επικοινωνίες
Ο Jason Mitchell, διευθυντής του τμήματος προηγμένων επικοινωνιών και τεχνολογιών πλοήγησης του προγράμματος Space Communications and Navigation (SCaN) της NASA, δήλωσε: «Οι οπτικές επικοινωνίες είναι ένα όφελος για τους επιστήμονες και τους ερευνητές που αναζητούν πάντα περισσότερα από τις διαστημικές αποστολές τους και Θα καταστήσει δυνατή την ανθρώπινη εξερεύνηση στο βαθύ διάστημα. Περισσότερα δεδομένα σημαίνει ότι θα γίνουν περισσότερες ανακαλύψεις».
Ενώ οι οπτικές επικοινωνίες έχουν αποδειχθεί σε τροχιά κοντά στη Γη και στο φεγγάρι, το DSOC είναι το πρώτο που δοκιμάστηκε στο βαθύ διάστημα. Όπως η χρήση ενός δείκτη λέιζερ για την παρακολούθηση μιας δεκάρας που μετακινείται ένα μίλι μακριά, έτσι και η στόχευση μιας ακτίνας λέιζερ σε απόσταση εκατομμυρίων μιλίων απαιτεί εξαιρετικά ακριβή "σημείωση".
Ο Abi Biswas, Τεχνικός Ειδικός για το πρόγραμμα DSOC της JPL, σχολίασε: "Η επίτευξη του "πρώτου φωτός" είναι ένα τεράστιο επίτευγμα. Το σύστημα εδάφους ανίχνευσε επιτυχώς φωτόνια λέιζερ στο βαθύ διάστημα από τον πομποδέκτη πτήσης DSOC στο Psyche. Ήμασταν επίσης σε θέση να στείλουμε ορισμένα δεδομένα, τα οποία σημαίνει ότι μπορέσαμε να ανταλλάξουμε «φως» βαθιά στο διάστημα».