دریافت یک پیام لیزری از اعماق فضا!

یک آزمایش پیشگامانه در ارتباطات اعماق فضا، که توسط فضاپیمای سایک ناسا انجام شد، با موفقیت یک پیام لیزری را از مکانی فراتر از ماه به زمین مخابره کرد. این دستاورد که توسط پروژه ارتباطات نوری فضای عمیق (DSOC) انجام شد، نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در ارتباطات فضاپیما است.

ارتباط لیزری از فاصله دور — ابزار Deep Space Optical Communications روی کاوشگر Psyche با موفقیت دورترین انتقال داده را از طریق پرتو لیزر به و از زمین ارسال کرد.

در این نمایش ارتباطات نوری پیشگام، DSOC از یک لیزر مادون قرمز نزدیک با کدگذاری داده‌های آزمایشی از فاصله تقریباً ۱۶ میلیون کیلومتری (۱۰ میلیون مایل) استفاده کرد که تقریباً ۴۰ برابر دورتر از فاصله ماه تا زمین است. لیزر داده ها را به تلسکوپ هیل در رصدخانه پالومار کالتک در کالیفرنیا ارسال کرد.

DSOC که توسط آزمایشگاه رانش جت ناسا (JPL) اداره می شود، “اولین نور” خود را در ۱۴ نوامبر از طریق یک مانور دقیق انجام داد. فرستنده و گیرنده لیزری روی فانوس لیزری قدرتمند JPL در رصدخانه کوه تیبل قفل شد و به فرستنده گیرنده DSOC این امکان را داد تا لیزر downlink خود را به رصدخانه Caltech، واقع در ۱۳۰ کیلومتری (۱۰۰ مایل) هدایت کند.

ترودی کورتس، مدیر تظاهرات فناوری در مقر ناسا، اهمیت این نقطه عطف را برجسته کرد و اظهار داشت که دستیابی به “نور اول” گامی حیاتی در جهت فعال کردن ارتباطات با نرخ داده بالاتر است. این قابلیت برای ارسال اطلاعات علمی، تصاویر با کیفیت بالا و پخش ویدئو برای پشتیبانی از ماموریت های انسانی آینده به مریخ ضروری است.

در حالی که قبلاً از ارتباطات نوری در مدار زمین استفاده شده بود، این نمایش رکورد جدیدی را برای دورترین مسافت تحت پوشش پرتوهای لیزر به ثبت رساند. ارتباطات لیزری شامل بسته‌بندی داده‌ها در نوسانات امواج نور است که امکان انتقال مقادیر زیادی از داده‌ها را با سرعت‌های بی‌سابقه فراهم می‌کند.

می‌توانید فرستنده لیزری پرواز با کلاهک طلایی DSOC را روی Psyche ببینید که در دسامبر ۲۰۲۲ در مرکز عملیات فضایی Astrotech ناسا قرار داشت.

ناسا معمولاً برای برقراری ارتباط فراتر از ماه به امواج رادیویی متکی است، اما پرتوهای لیزر مزیت بسته بندی داده های بیشتر را در امواج فشرده تر ارائه می دهند. هدف دموی فناوری DSOC نشان دادن نرخ انتقال ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از سیستم های ارتباطی رادیویی برتر فعلی است.

افزایش ظرفیت انتقال داده برای ماموریت‌های آینده مفید خواهد بود و امکان ابزارهای علمی با وضوح بالاتر و ارتباطات سریع‌تر در مأموریت‌های بالقوه فضای عمیق، مانند پخش ویدئوهای زنده از سطح مریخ را فراهم می‌کند.

علیرغم موفقیت نمایش فناوری، چالش هایی وجود دارد که باید به آنها پرداخت. ارتباطات نوری در فواصل طولانی تر به دقت دقیق برای هدایت پرتو لیزر نیاز دارد و سیگنال ممکن است ضعیف شود و در نتیجه زمان تاخیر ارتباط طولانی تر شود. طی آزمایش ۱۴ نوامبر، فوتون‌ها حدود ۵۰ ثانیه طول کشید تا از Psyche به زمین سفر کنند و با دورتر شدن Psyche، انتظار می‌رود این زمان سفر به حدود ۲۰ دقیقه افزایش یابد.

موفقیت پروژه DSOC نشان دهنده گامی مهم به جلو در ارتباطات اعماق فضا است، با پتانسیل ایجاد انقلابی در نحوه انتقال اطلاعات در اکتشاف فضا.