แคมเปญ Optical ของ NASA และ SDA สามารถแชร์เทอร์มินัลได้

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

ซานฟรานซิสโก – NASA มุ่งเน้นไปที่องค์ประกอบภาคพื้นดินของเครือข่ายการสื่อสารด้วยแสง ในขณะที่สำนักงานพัฒนาอวกาศของกองทัพอวกาศสหรัฐฯ มุ่งเน้นไปที่การสื่อสารจากอวกาศสู่อวกาศ

ความคิดริเริ่มทั้งสองจะบรรจบกันในสองถึงสามปีเมื่อ NASA พิจารณาว่าอาคารผู้โดยสารเชิงพาณิชย์ที่ SDA ใช้สำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียมสู่ดาวเทียมสามารถส่งข้อมูลไปยังโลกได้หรือไม่

“เรากำลังจะมีอาคารผู้โดยสารเชิงพาณิชย์บางแห่งชี้ลงมา เพื่อพูดคุยกับจุดภาคพื้นดินที่มีอยู่ของเรา” เจสัน มิทเชลล์ ผู้บริหารโครงการการสื่อสารอวกาศและการนำทางของ NASA กล่าว SpaceNews ในการประชุม American Geophysical Union ที่นี่ในเดือนธันวาคม

อวกาศถึงพื้น

ความปั่นป่วนในบรรยากาศทำให้การส่งข้อมูลออปติคัลลงสู่พื้นดินมีความท้าทาย การส่งสัญญาณที่ประสบความสำเร็จจำเป็นต้องมีการคาดการณ์และการสร้างแบบจำลองเพื่อพิจารณาว่าบรรยากาศของโลกจะบิดเบือนสัญญาณอย่างไร และสถานีภาคพื้นดินจำเป็นต้องใช้ระบบนำแสงแบบปรับได้เพื่อแก้ไขความปั่นป่วนนั้น

โปรแกรมการสื่อสารและการนำทางอวกาศ (SCaN) ของ NASA ได้จัดการกับความท้าทายเหล่านั้นนับตั้งแต่การสาธิตการสื่อสารด้วยเลเซอร์ทางจันทรคติเดินทางไปดวงจันทร์ในปี 2013 โดยสำรวจบรรยากาศทางจันทรคติและสภาพแวดล้อมฝุ่น

ติดตาม LLCD ซึ่ง ทำลายสถิติ เพื่ออัตราการส่งข้อมูลที่เร็วที่สุดระหว่างดวงจันทร์และโลก NASA ได้ส่ง Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) ไปยังวงโคจร geosynchronous LCRD ซึ่งโฮสต์อยู่ในโปรแกรมทดสอบอวกาศดาวเทียม 6 ของกระทรวงกลาโหม ได้ส่งข้อมูลไปยังโลกด้วยความเร็วสูงถึง 1.2 กิกะบิตต่อวินาที

มิทเชลล์กล่าวว่าความก้าวหน้าด้านการสื่อสารด้วยแสงกำลังเร่งตัวขึ้น โดยประสบความสำเร็จจาก TeraByte InfraRed Delivery ซึ่งเป็นเพย์โหลดบน Pathfinder Technology Demonstrator 3 ของ NASA ที่เปิดตัวในปี 2022 และการทดลอง Deep Space Optical Communications (DSOC)

DSOC เปิดตัวในเดือนตุลาคมที่ NASA Jet Propulsion Laboratory ภารกิจดาวเคราะห์น้อย Psycheได้ส่งวิดีโอแมวความละเอียดสูงความยาว 15 วินาทีไปยังกล้องโทรทรรศน์เฮลที่หอดูดาวพาโลมาร์ของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในเขตซานดิเอโก ระบบเกียร์เดินทางได้ไกลถึง 31 ล้านกิโลเมตร

จากนั้นในเดือนธันวาคม LCRD แลกเปลี่ยนข้อมูลเป็นครั้งแรก ด้วย ILLUMA-T ซึ่งเป็นโมเด็มผู้ใช้ LCRD LEO ในตัวและเทอร์มินัลเครื่องขยายสัญญาณที่ส่งไปยังสถานีอวกาศนานาชาติในเดือนพฤศจิกายน ยานขนส่งสินค้า SpaceX Dragon. การทำงานร่วมกัน LCRD และ ILLUMA-T ได้รับการคาดหวังเพื่อปรับปรุงการสื่อสารของ ISS

แม้ว่านักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติอาจยินดีกับสัญญาการสื่อสารแบบออปติคัลแบนด์วิธเพิ่มเติม เทคโนโลยีนี้จะมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับภารกิจที่อยู่นอกวงโคจรของโลก

“เราจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเรากำลังทำให้ผู้คนเชื่อมต่อกันในขณะที่พวกเขาเดินทางไกลออกไปในอวกาศ” มิทเชลล์กล่าว “เราต้องการมีอัปลิงค์และดาวน์ลิงค์แบนด์วิธสูง เพราะคุณจะโดดเดี่ยวตามที่คุณรู้สึกเท่านั้น”

อาร์เอฟ พลัส ออพติคอล

โปรแกรม SCaN ของ NASA กำลังเตรียมพร้อมสำหรับ Artemis 2 ซึ่งเป็นภารกิจแรกของยานอวกาศ Orion ที่มีลูกเรือ การทดลองบนเครื่องบินที่เรียกว่า Orion Artemis 2 Optical Communications Systems หรือที่เรียกว่า O2O ได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งภาพและวิดีโอด้วยความเร็วสูงถึง 260 เมกะบิตต่อวินาที

“เราจะเปิดใช้งาน ดำเนินการทดสอบการใช้งาน และชำระเงิน” มิทเชลกล่าว “ถ้ามันเป็นไปด้วยดี ความตั้งใจของเราคือใช้ [O2O] ให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้”

อย่างไรก็ตาม การสื่อสาร RF จะเป็นพื้นฐานสำหรับภารกิจ Artemis 2

“หากมีปัญหากับ O2O มันจะไม่สร้างความเสี่ยงใดๆ ให้กับภารกิจนี้” มิทเชลล์กล่าว

ภารกิจในอนาคตจะต้องอาศัยระบบออปติกและ RF

“มันจะเป็นการผสมผสานกันเสมอ” มิทเชลล์กล่าว “จะมีองค์ประกอบบางอย่างที่จำเป็นสำหรับ RF เช่นการกู้คืนจากเซฟโหมด”

ขั้นตอนถัดไป

ในอนาคต NASA อยากเห็นสถานีภาคพื้นดินแบบออปติกที่สามารถรองรับภารกิจต่างๆ ได้

“หากภารกิจมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบ็คเอนด์ที่แตกต่างกัน คุณจะใช้กล้องโทรทรรศน์ตัวเดียวกัน แต่เปลี่ยนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออกไป” มิทเชลกล่าว “ท้ายที่สุดแล้ว คุณต้องการให้พวกมันทำงานแบบอัตโนมัติเหมือนกับที่สถานี RF ทำงานอยู่ในขณะนี้ นั่นคือเคล็ดลับที่แท้จริง”

ด้วยเป้าหมายดังกล่าว NASA จึงสนับสนุนการผลิตเทคโนโลยีที่จำเป็นในเชิงพาณิชย์

“เราอยากจะพูดได้ว่า ‘ถ้าคุณต้องการรูรับแสงขนาดนี้ ให้ซื้อระบบจากผู้ให้บริการ ABC แล้วทิ้งมันลงบนคอนกรีตแล้ววางโดมไว้” มิทเชลกล่าว