Do Ziemi dotarł niedawno laserowy sygnał nadesłany z odległości około 16 milionów kilometrów. Nie był to jednak sygnał nadesłany przez obcych, a przez sondę Psyche, w ramach testu innowacyjnego systemu komunikacyjnego.
System, który usprawni kosmiczną komunikację
Obecnie NASA i inne agencje kosmiczne wykorzystują sygnały radiowe, by komunikować się ze swoimi kosmicznymi pojazdami. Tymczasem istnieją częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego, które oferowałyby większą przepustowość danych, a więc przyspieszałyby przesyłanie na Ziemię cennych zdjęć i odczytów z odległego kosmosu.
W związku z powyższym NASA realizuje eksperyment o nazwie DSOC (ang. Deep Space Optical Communications), który ma zademonstrować, że do przesyłania danych na duże odległości w kosmosie można by wykorzystywać podczerwone lasery. Na pokładzie sondy Psyche w kosmos wysłano transmiter DSOC, z pomocą którego agencja już testuje swoje rozwiązanie.
Transmiter DSOC wykorzystano 14 listopada, by przesłać na Ziemię pierwsze testowe dane. W ramach testu laserowy sygnał pokonał 16 milionów kilometrów, czyli dystans 40 razy większy niż odległość dzieląca Ziemię i Księżyc. Sygnał został na naszej planecie odebrany przez Obserwatorium Palomar w Kalifornii, przy pomocy NASA JPL Table Mountain Facility.
„Wtorkowy poranny test był pierwszym, w którym w pełni uwzględniono zasoby naziemne i nadajnik-odbionik sondy, co wymagało współpracy zespołów operacyjnych DSOC i Psyche.”, powiedziała Meera Srinivasan, kierownik operacyjny eksperymentu DSOC w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA. „To było ogromne wyzwanie i mamy jeszcze wiele pracy do wykonania, ale przez krótki czas byliśmy w stanie przesłać odebrać i rozszyfrować część danych.”
Jak działa DSOC?
Naukowcy mogą z łatwością przesyłać światło podczerwone w postaci lasera. Nie sprawia to, że światło podróżuje szybciej, ale porządkuje i ogranicza jego wiązkę do pojedynczego kanału. Wysyłanie sygnałów laserowych wymaga znacznie mniej energii niż fal radiowych, a takie sygnały oferują większą przepustowość danych. Ponadto trudniej je przejąć.
Wysyłanie i odbieranie sygnałów laserowych nie jest jednak łatwe. Kodowanie bitów danych w postaci fotonów emitowanych przez laser wymaga zastosowania szeregu wytrzymałych instrumentów – w tym przypadku nadprzewodnikowego układu detektorów o wysokiej wydajności. Instrumenty te mają pozwalać na przygotowywanie informacji do transmisji i rozszyfrowywanie ich po przesłaniu.
Kolejnym wyzwaniem jest to, że nowy system komunikacyjny musi nieustannie aktualizować i konfigurować swoją pozycję. Podczas testu przeprowadzonego z udziałem Psyche fotony potrzebowały około 50 sekund na to, aby pokonać drogę od nadajnika do odbiornika, a w trakcie ich podróży nadajnik i odbiornik nieustannie pędziły przez przestrzeń kosmiczną.
Więcej demonstracji już niebawem
W najbliższej przyszłości NASA zamierza prowadzić kolejne testy sytemu DSOC z udziałem Psyche, przesyłając dane na różnych odległościach. Agencja ma nadzieję, że testy pokażą, iż DSOC zaoferuje nawet 100 razy większą przepustowość danych niż systemy komunikacji radiowej.
Warto wspomnieć, że głównym celem sondy Pyche jest zbadanie planetoidy Psyche znajdującej się w pasie asteroid między Marsem a Jowiszem. Sonda ma dotrzeć do tej asteroidy w 2029 roku.
Źródło: NASA, fot. tyt. NASA