NASA og SDA optiske kampagner kunne dele terminaler

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

SAN FRANCISCO - NASA har koncentreret sig om jordkomponenten af optiske kommunikationsnetværk, mens US Space Force Space Development Agency fokuserer på rum-til-rum-kommunikation.

De to initiativer vil krydse hinanden om to-tre år, når NASA afgør, om de kommercielle terminaler SDA vedtager til satellit-til-satellit-kommunikation kan transmittere data til Jorden.

"Vi vil have nogle kommercielle rumterminaler peget nedad og tale med vores eksisterende jordbaserede steder," fortalte Jason Mitchell, NASA Space Communications and Navigation programleder, til SpaceNews ved American Geophysical Unions møde her i december.

Plads til jord

Atmosfærisk turbulens gør opgaven med at overføre optiske data til jorden udfordrende. Succesfuld transmission kræver forudsigelse og modellering for at bestemme, hvordan Jordens atmosfære vil forvrænge signaler. Og jordstationer kræver adaptiv optik for at korrigere for den turbulens.

NASAs Space Communications and Navigation (SCaN) program har adresseret disse udfordringer, siden Lunar Laser Communications Demonstration rejste til månen i 2013 på Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer.

Efter LLCD, som brød rekorden for den hurtigste datahastighed mellem månen og Jorden sendte NASA Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) til geosynkron kredsløb. LCRD, der er vært for forsvarsministeriets rumtestprogram Satellite 6, har leveret data til Jorden med hastigheder så høje som 1.2 gigabit pr. sekund.

Fremskridt inden for optisk kommunikation accelererer, sagde Mitchell, med succesen med TeraByte InfraRed Delivery, en nyttelast på NASAs Pathfinder Technology Demonstrator 3 lanceret i 2022, og Deep Space Optical Communications (DSOC) eksperiment.

DSOC, lanceret i oktober på NASA Jet Propulsion Laboratory's Psyche asteroide mission, sendte en 15-sekunders højopløsnings-kattevideo til Hale-teleskopet ved California Institute of Technologys Palomar-observatorium i San Diego County. Transmissionen kørte rekordhøje 31 millioner kilometer.

Så i december, LCRD udvekslede data for første gang med ILLUMA-T, det integrerede LCRD LEO brugermodem og forstærkerterminal sendt til den internationale rumstation i november på en SpaceX fragtdrage. I samarbejde forventes LCRD og ILLUMA-T at forbedre ISS-kommunikationen.

Mens astronauter ombord på ISS kan glæde sig over løftet om ekstra båndbredde optisk kommunikation, vil teknologien være særlig vigtig for missioner uden for Jordens kredsløb.

"Vi er nødt til at sikre, at vi holder folk forbundet, når de går længere og længere i rummet," sagde Mitchell. "Vi ønsker at have høj båndbredde uplink og downlink, fordi du kun er så isoleret, som du føler."

RF Plus optisk

NASAs SCaN-program forbereder sig på Artemis 2, den første bemandede mission af Orion-rumfartøjet. Et indbygget eksperiment, kaldet Orion Artemis 2 Optical Communications Systems, kendt som O2O, er designet til at transmittere billeder og video med hastigheder så høje som 260 megabit per sekund.

"Vi tænder for det, gør vores idriftsættelse og checker ud," sagde Mitchell. "Hvis det går godt, er vores hensigt at bruge [O2O] så meget, som vi overhovedet kan."

Alligevel vil RF-kommunikation være basislinjen for Artemis 2-missionen.

"Hvis der er et problem med O2O, vil det ikke udgøre nogen risiko for missionen," sagde Mitchell.

Fremtidige missioner vil også stole på optisk og RF.

"Det vil altid være en kombination," sagde Mitchell. "Der vil være nogle elementer, der er nødvendige for RF, som at gendanne fra sikker tilstand."

Næste trin

I fremtiden vil NASA gerne se optiske jordstationer, der er i stand til at understøtte flere missioner.

"Hvis missionerne har forskellig backend-elektronik, bruger du det samme teleskop, men bytter elektronikken ud," sagde Mitchell. "Til sidst vil du have dem til at fungere så autonomt, som RF-stationer fungerer nu. Det er det rigtige trick."

Med det mål for øje tilskynder NASA kommerciel produktion af den nødvendige teknologi.

"Vi vil gerne være i stand til at sige, 'Hvis du vil have en blænde af denne størrelse, så køb systemet fra udbyderen ABC, stikk det ned på noget beton og sæt en kuppel over," sagde Mitchell.