Οι οπτικές καμπάνιες της NASA και της SDA θα μπορούσαν να μοιράζονται τερματικά

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

SAN FRANCISCO - Η NASA έχει επικεντρωθεί στο επίγειο στοιχείο των δικτύων οπτικών επικοινωνιών, ενώ η Υπηρεσία Διαστημικής Ανάπτυξης των ΗΠΑ εστιάζει στις επικοινωνίες από το διάστημα στο διάστημα.

Οι δύο πρωτοβουλίες θα διασταυρωθούν σε δύο έως τρία χρόνια, όταν η NASA καθορίσει εάν τα εμπορικά τερματικά που υιοθετεί η SDA για επικοινωνίες από δορυφόρο σε δορυφόρο μπορούν να μεταδώσουν δεδομένα στη Γη.

«Θα έχουμε ορισμένους εμπορικούς διαστημικούς τερματικούς σταθμούς προς τα κάτω, μιλώντας με τις υπάρχουσες επίγειες τοποθεσίες μας», είπε ο Τζέισον Μίτσελ, στέλεχος του προγράμματος Διαστημικής Επικοινωνίας και Πλοήγησης της NASA. SpaceNews στη συνάντηση της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης εδώ τον Δεκέμβριο.

Space to Ground

Οι ατμοσφαιρικές αναταράξεις κάνουν το έργο της μετάδοσης οπτικών δεδομένων στο έδαφος δύσκολο. Η επιτυχής μετάδοση απαιτεί πρόβλεψη και μοντελοποίηση για να προσδιοριστεί πώς η ατμόσφαιρα της Γης θα παραμορφώσει τα σήματα. Και οι επίγειοι σταθμοί απαιτούν προσαρμοστικά οπτικά για να διορθώσουν αυτές τις αναταράξεις.

Το πρόγραμμα Space Communications and Navigation (SCaN) της NASA αντιμετωπίζει αυτές τις προκλήσεις από τότε που το Lunar Laser Communications Demonstration ταξίδεψε στη Σελήνη το 2013 στο Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer.

Μετά την LLCD, η οποία έσπασε το ρεκόρ για τον ταχύτερο ρυθμό δεδομένων μεταξύ της Σελήνης και της Γης, η NASA έστειλε το Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) σε γεωσύγχρονη τροχιά. Το LCRD, που φιλοξενείται στο Πρόγραμμα Διαστημικών Δοκιμών του Υπουργείου Άμυνας Satellite 6, έχει παραδώσει δεδομένα στη Γη με ταχύτητες έως και 1.2 gigabits ανά δευτερόλεπτο.

Η πρόοδος στις οπτικές επικοινωνίες επιταχύνεται, είπε ο Mitchell, με την επιτυχία του TeraByte InfraRed Delivery, ενός ωφέλιμου φορτίου στο Pathfinder Technology Demonstrator 3 της NASA που ξεκίνησε το 2022 και του πειράματος Deep Space Optical Communications (DSOC).

DSOC, που εκτοξεύτηκε τον Οκτώβριο στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA Αποστολή αστεροειδούς ψυχής, έστειλε ένα βίντεο υψηλής ευκρίνειας με γάτα διάρκειας 15 δευτερολέπτων στο τηλεσκόπιο Hale στο Παρατηρητήριο Palomar του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια στην κομητεία του Σαν Ντιέγκο. Το κιβώτιο ταχυτήτων διένυσε ρεκόρ 31 εκατομμυρίων χιλιομέτρων.

Στη συνέχεια, τον Δεκέμβριο, LCRD αντάλλαξαν δεδομένα για πρώτη φορά με το ILLUMA-T, το ενσωματωμένο μόντεμ χρήστη LCRD LEO και το τερματικό ενισχυτή που στάλθηκε στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό τον Νοέμβριο σε SpaceX cargo Dragon. Σε συνεργασία, το LCRD και το ILLUMA-T αναμένεται να βελτιώσουν τις επικοινωνίες του ISS.

Ενώ οι αστροναύτες επί του ISS μπορεί να καλωσορίσουν την υπόσχεση πρόσθετου εύρους ζώνης για τις οπτικές επικοινωνίες, η τεχνολογία θα είναι ιδιαίτερα σημαντική για αποστολές πέρα από τη γήινη τροχιά.

«Πρέπει να διασφαλίσουμε ότι κρατάμε τους ανθρώπους συνδεδεμένους καθώς πηγαίνουν όλο και πιο μακριά στο διάστημα», είπε ο Μίτσελ. «Θέλουμε να έχουμε ανερχόμενη και κατερχόμενη σύνδεση υψηλού εύρους ζώνης επειδή είστε τόσο απομονωμένοι όσο νιώθετε».

RF Plus Optical

Το πρόγραμμα SCaN της NASA προετοιμάζεται για το Artemis 2, την πρώτη πλήρωμα αποστολή του διαστημικού σκάφους Orion. Ένα ενσωματωμένο πείραμα, που ονομάζεται Orion Artemis 2 Optical Communications Systems, γνωστό ως O2O, έχει σχεδιαστεί για να μεταδίδει εικόνες και βίντεο με ταχύτητες έως και 260 megabit ανά δευτερόλεπτο.

«Θα το ενεργοποιήσουμε, θα κάνουμε την ανάθεση και το ταμείο μας», είπε ο Μίτσελ. «Αν πάει καλά, πρόθεσή μας είναι να χρησιμοποιήσουμε το [O2O] όσο περισσότερο μπορούμε».

Ωστόσο, οι επικοινωνίες RF θα είναι η βάση για την αποστολή Artemis 2.

«Εάν υπάρχει πρόβλημα με το O2O, δεν θα αποτελέσει κανένα κίνδυνο για την αποστολή», είπε ο Μίτσελ.

Οι μελλοντικές αποστολές θα βασίζονται επίσης σε οπτικά και RF.

«Πάντα θα είναι κάποιος συνδυασμός», είπε ο Μίτσελ. «Θα υπάρχουν κάποια στοιχεία που είναι απαραίτητα για τη ραδιοσυχνότητα, όπως η ανάκτηση από ασφαλείς λειτουργίες».

Επόμενα βήματα

Στο μέλλον, η NASA θα ήθελε να δει επίγειους οπτικούς σταθμούς ικανούς να υποστηρίζουν πολλαπλές αποστολές.

«Εάν οι αποστολές έχουν διαφορετικά ηλεκτρονικά συστήματα υποστήριξης, χρησιμοποιείτε το ίδιο τηλεσκόπιο αλλά ανταλλάσσετε τα ηλεκτρονικά», είπε ο Μίτσελ. «Τελικά, θέλετε να λειτουργούν τόσο αυτόνομα όσο λειτουργούν τώρα οι σταθμοί ραδιοσυχνοτήτων. Αυτό είναι το πραγματικό κόλπο».

Με αυτόν τον στόχο κατά νου, η NASA ενθαρρύνει την εμπορική παραγωγή της απαραίτητης τεχνολογίας.

«Θέλουμε να μπορούμε να πούμε: «Αν θέλετε ένα διάφραγμα αυτού του μεγέθους, αγοράστε το σύστημα από τον πάροχο ABC, βάλτε το σε λίγο σκυρόδεμα και βάλτε έναν θόλο από πάνω», είπε ο Μίτσελ.