Kampanie optyczne NASA i SDA mogą dzielić terminale

SAN FRANCISCO – NASA koncentruje się na naziemnych elementach optycznych sieci komunikacyjnych, podczas gdy Agencja Rozwoju Przestrzeni Kosmicznej Sił Kosmicznych Stanów Zjednoczonych koncentruje się na komunikacji przestrzeń-kosmos.

Obie inicjatywy spotkają się za dwa do trzech lat, kiedy NASA ustali, czy terminale komercyjne przyjęte przez SDA do komunikacji satelitarnej mogą przesyłać dane na Ziemię.

„Będziemy wskazywać w dół niektóre komercyjne stacje kosmiczne, nawiązując połączenie z naszymi obecnymi pozycjami naziemnymi” – powiedział Jason Mitchell, dyrektor wykonawczy programu komunikacji kosmicznej i nawigacji NASA. Wiadomości kosmiczne Na grudniowym spotkaniu Amerykańskiej Unii Geofizycznej.

Kosmos na Ziemię

Turbulencje atmosferyczne utrudniają przesyłanie danych optycznych na Ziemię. Skuteczna transmisja wymaga przewidywania i modelowania w celu określenia, w jaki sposób atmosfera ziemska zniekształca sygnały. Stacje naziemne wymagają optyki adaptacyjnej, aby skorygować to zakłócenie.

Program NASA dotyczący komunikacji i nawigacji kosmicznej (SCaN) zajmuje się tymi wyzwaniami od czasu, gdy w 2013 r. na Księżyc udała się demonstracja księżycowej komunikacji laserowej na pokładzie statku Lunar Atmphere and Dust Environment Explorer.

W następstwie LLCD, która pobiła rekord najszybszej szybkości transmisji danych między Księżycem a Ziemią, NASA wysłała demonstrację przekaźnika komunikacji laserowej (LCRD) na orbitę geosynchroniczną. Teleskop LCRD, umieszczony na satelicie 6 programu testów kosmicznych Departamentu Obrony, dostarczał dane na Ziemię z szybkością do 1,2 gigabita na sekundę.

Postęp w komunikacji optycznej przyspiesza dzięki sukcesowi TeraByte InfraRed Delivery, ładunku znajdującego się na należącej do NASA platformie Pathfinder Technology Demonstrator 3, która została wystrzelona w 2022 r., oraz eksperymentowi Deep Space Optical Communications (DSOC), powiedział Mitchell.

DSOC, który został wystrzelony w październiku w ramach misji asteroidy Psyche należącej do NASA Jet Propulsion Laboratory, wysłał 15-sekundowy film o wysokiej rozdzielczości do Teleskopu Hale'a w Obserwatorium Palomar w Caltech w hrabstwie San Diego. Skrzynia biegów pokonała rekordowy przebieg 31 milionów kilometrów.

Następnie w grudniu LCRD Wymiana danych po raz pierwszy Wraz z projektem ILLUMA-T zintegrowany terminal użytkownika i terminal wzmacniacza LCRD LEO został wysłany na Międzynarodową Stację Kosmiczną na pokładzie pojazdu towarowego SpaceX Dragon. Oczekuje się, że LCRD i ILLUMA-T będą współpracować w celu poprawy komunikacji ISS.

Chociaż astronauci na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej mogą z radością przyjąć obietnicę komunikacji optycznej o dodatkowej przepustowości, technologia ta będzie szczególnie ważna w przypadku misji poza orbitą okołoziemską.

„Musimy mieć pewność, że ludzie będą w kontakcie, gdy będą podróżować coraz dalej w przestrzeń kosmiczną” – powiedział Mitchell. „Chcemy mieć łącze w górę i w dół o dużej przepustowości, ponieważ jesteś tak odizolowany, jak się czujesz”.

Częstotliwość radiowa plus optyka

Program NASA SCaN przygotowuje się do misji Artemis 2, pierwszej załogowej misji statku kosmicznego Orion. Pokładowy eksperyment o nazwie Orion Artemis 2 Optical Communications Systems, znany jako O2O, ma na celu przesyłanie obrazów i wideo z prędkością do 260 megabitów na sekundę.

„Uruchamiamy grę, będziemy biegać i wychodzić z gry” – powiedział Mitchell. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, naszym celem jest wykorzystanie [O2O] Tyle, ile możemy.”

Podstawą misji Artemis 2 będzie jednak łączność radiowa.

„Gdyby pojawił się problem z O2O, nie stanowiłoby to żadnego zagrożenia dla misji” – powiedział Mitchell.

Przyszłe misje będą również opierać się na optyce i częstotliwościach radiowych.

„Zawsze będzie to jakaś kombinacja” – powiedział Mitchell. „Będzie kilka niezbędnych elementów RF, takich jak przywracanie z trybów awaryjnych”.

Następne kroki

W przyszłości NASA chciałaby, aby optyczne stacje naziemne mogły obsługiwać wiele misji.

„Jeśli misje mają różną elektronikę, używasz tego samego teleskopu, ale przełączasz elektronikę” – powiedział Mitchell. „Ostatecznie chcesz, aby działały niezależnie, tak jak robią to obecnie stacje radiowe. Na tym właśnie polega prawdziwa sztuczka”.

Mając ten cel na uwadze, NASA pracuje nad zachęcaniem do komercyjnej produkcji niezbędnej technologii.

„Chcemy móc powiedzieć: jeśli chcesz mieć otwór tej wielkości, kup system od dostawcy ABC, zainstaluj go na betonie i umieść nad nim kopułę” – powiedział Mitchell.

Powiązany