Рекордная передача может произвести революцию в космической связи.
Впервые НАСА использовало лазеры для передачи данных из глубокого космоса на Землю, а в качестве образца для исторической демонстрации было использовано видео с котом.
Связь в дальнем космосе. Передача данных с космических аппаратов на Землю и обратно с помощью радиосигналов может занимать много времени – иногда НАСА ждет несколько часов, чтобы полностью передать одну фотографию высокого разрешения с марсохода.
Это не только ограничивает количество данных, которые могут отправить нам космические аппараты, но и может быть опасно, когда мы начнем отправлять людей на Марс и дальше. Если что-то пойдет не так, им может понадобиться отправить видео или большое количество данных на Землю или быстро получить массив информации.
Идея. В НАСА считают, что оптические системы связи, передающие информацию по невидимым лазерным лучам, могут значительно улучшить связь с космическими кораблями и астронавтами в дальнем космосе, который обычно определяется как все, что находится дальше Луны.
“Сигналы распространяются со скоростью света, поэтому они приходят так же быстро, как и в случае с микроволнами, но вы можете отправить больше данных за то же время прохождения при тех же ресурсах космического аппарата”, – говорит Билл Клипштейн, главный технический сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Пасадене, Калифорния.
Однако НАСА еще никогда не испытывало подобную систему – самое дальнее расстояние, на которое оно отправляло сообщения с помощью лазеров, составляло 35 500 км, используя демонстрацию ретрансляции лазерной связи (LCRD) на орбите Земли.
Что нового? Чтобы проверить потенциал оптических систем для революции в области связи в дальнем космосе, НАСА включило эксперимент Deep Space Optical Communications (DSOC) – Оптические коммуникации глубокого космосам – в миссию Psyche (Психея), целью которой является изучение вблизи далекого металлического астероида.
Перед запуском Psyche НАСА оснастило космический аппарат прибором под названием “полетный лазерный приемопередатчик” – ожидается, что это устройство сможет передавать данные из дальнего космоса со скоростью в 10-100 раз большей, чем при использовании радиосвязи.
11 декабря 2023 года, когда “Психея” находилась на расстоянии 30 590 000 километров от Земли, НАСА дало команду прибору начать передачу 15-секундного видео высокой четкости, загруженного в него перед запуском, обратно в Паломарскую обсерваторию Калтеха – и этот процесс занял всего 101 секунду.
“Несмотря на передачу с расстояния в десятки миллионов километров, прибор смог отправить видео быстрее, чем большинство широкополосных интернет-соединений”, – сказал Райан Рогалин, руководитель проекта по электронике приемника в JPL.
“Кстати, после получения видео на Паломаре оно было отправлено в JPL через обычный проводной Интернет, и это соединение оказалось медленнее, чем сигнал, пришедший из глубокого космоса”, – добавил Рогалин.
Знаменитое животное из семейства кошачьих. Содержание видео не имело значения для эксперимента, поэтому команда решила немного развлечься, использовав видео с котом, на котором питомец сотрудника JPL Джоби Харриса по кличке Тейтер (Картошка) гоняется за лазерной указкой, а также добавили графику, связанную с миссией “Психеи”.
“Сама “Психея” не генерирует видеоданные, поэтому мы обычно отправляем пакеты случайно сгенерированных тестовых данных”, – сказал Клипштейн, руководитель проекта. “Но чтобы сделать это важное событие более запоминающимся, мы решили поработать с дизайнерами из JPL над созданием забавного видео, которое передает суть демонстрации в рамках миссии”.
Заглядывая в будущее. НАСА планирует выходить на связь с лазерным приемопередатчиком на “Психее” не реже одного раза в неделю в течение двух лет демонстраций (с июля 2024 по январь 2025 года будет перерыв, так как Психея будет слишком далеко).
Ожидается, что самые отдаленные передачи будут происходить, когда зонд будет находиться на расстоянии около 386 миллионов километров от Земли, выполняя гравитационный маневр вблизи Марса.
“Самое главное сейчас – показать надежность и стабильность такой связи”, – сказал Малкольм Райт, руководитель полетного лазера в JPL. “Чтобы это была не просто новинка, одноразовая модель, а рабочая лошадка. Мы хотим показать его возможности”.
Читайте также: Астероид, который может сделать миллиардером каждого жителя Земли, будет исследован в этом году