ناسا اعلام کرد: تکمیل نمایش ارتباطات نوری طولانی ترین مسافت تا به امروز!

سازمان ملی هوانوردی و فضایی آمریکا (ناسا) اعلام کرد که آزمایش ارتباطات نوری فضای عمیق (DSOC) با موفقیت یک لیزر نزدیک به فروسرخ را در فاصله نزدیک به 16 میلیون کیلومتر (10 میلیون مایل) از تلسکوپ هیل در رصدخانه پالومار در کالیفرنیا پرتاب کرده است. موسسه فناوری (Caltech) و داده های آزمایشی را رمزگذاری کرد. ناسا گفت: این دورترین نمایش ارتباطات نوری تا به امروز است!
در فضاپیمای Psyche که اخیراً به فضا پرتاب شده است، DSOC پیکربندی شده است تا داده‌های آزمایشی با پهنای باند بالا را در طول نمایش فناوری دو ساله‌اش به زمین ارسال کند، زیرا Psyche به سمت کمربند سیارکی بزرگ بین مریخ و مشتری سفر می‌کند. آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا در جنوب کالیفرنیا هر دو DSOC و روان. DSOC و روان.
نمایش فناوری ارتباطات نوری (موسوم به "نور اول") در ساعات اولیه صبح روز 14 نوامبر پس از قفل شدن موفقیت آمیز فرستنده و گیرنده لیزری پرواز آن، ابزاری کلیدی در Psyche که قادر به ارسال و دریافت سیگنال های نزدیک به مادون قرمز است، امکان پذیر شد. به یک فانوس لیزری قدرتمند uplink از آزمایشگاه تلسکوپ ارتباطات نوری در Table Mountain، نور کالیفرنیا") با موفقیت محقق شد.
در این فرآیند، چراغ راهنما به فرستنده و گیرنده کمک کرد تا لیزر downlink را به سمت پالومار، در 130 کیلومتری (100 مایلی) جنوب Table Mountain هدف قرار دهد، در حالی که سیستم‌های خودکار روی گیرنده و ایستگاه‌های زمینی، نقطه‌گیری آن را به‌خوبی تنظیم کردند.
ترودی کورتس، مدیر تظاهرات فناوری در مقر ناسا در واشنگتن دی سی، اظهار داشت: «دستیابی به "نور اول" یکی از بسیاری از نقاط عطف کلیدی برای DSOC در ماه‌های آینده است که راه را برای نرخ‌های بالاتر داده‌ای که قادر به ارسال اطلاعات علمی است، هموار می‌کند. -تصاویر تعریف و پخش جریانی ارتباطات ویدئویی، بنابراین راه را برای حمایت از جهش غول پیکر بعدی بشر - ارسال انسان به مریخ هموار می کند.
نقطه عطف جدید برای DSOC
همچنین داده‌های آزمایشی به‌طور همزمان از طریق لیزرهای uplink و downlink ارسال می‌شد، فرآیندی که به «بستن پیوند» معروف است، که هدف اولیه آزمایش بود. در حالی که نمایش فناوری داده‌های ماموریت Psyche را مخابره نمی‌کند، با تیم پشتیبانی ماموریت Psyche همکاری نزدیکی دارد تا اطمینان حاصل شود که عملیات DSOC در عملیات فضاپیما تداخلی ایجاد نمی‌کند.
میرا سرینیواسان، مدیر عملیات DSOC، بخشی از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL)، گفت: "آزمایش صبح سه‌شنبه اولین باری بود که تجهیزات زمینی و فرستنده و گیرنده پرواز به طور کامل یکپارچه شدند و تیم‌های عملیات DSOC و Psyche را ملزم به کار پشت سر هم کردند. این یک چالش دلهره آور بود و ما هنوز کار زیادی برای انجام دادن داریم، اما در مدت زمان بسیار کوتاهی توانستیم برخی از داده ها را ارسال، دریافت و رمزگشایی کنیم."
قبل از این دستاورد، پروژه نیاز به بررسی چندین گره حیاتی دیگر، از برداشتن پوشش محافظ فرستنده گیرنده لیزری پرنده تا روشن کردن دستگاه داشت. در همین حال، فضاپیمای سایک در حال بررسی‌های خاص خود است، از جمله نیرو‌دادن به سیستم پیش‌رانش و آزمایش ابزارهایی که برای مقاصد علمی در سال 2028 به سیارک سایک برسد.
نور اول، انتقال بیت اول
تیم DSOC اکنون روی بهبود سیستمی کار خواهد کرد که نشانه گیری لیزرهای بالادست و پایین دست فرستنده گیرنده را کنترل می کند. پس از موفقیت، این پروژه می تواند نشان دهد که چگونه می توان انتقال داده با پهنای باند بالا از فرستنده گیرنده به پالومار را همیشه در فواصل مختلف از زمین حفظ کرد.
داده ها به صورت بیت در فوتون های لیزر (ذرات کوانتومی نور) کدگذاری می شوند. پس از اینکه یک آرایه ویژه از آشکارسازهای ابررسانا با کارایی بالا فوتون ها را شناسایی کردند، از تکنیک های پردازش سیگنال جدید برای استخراج داده ها از تک تک فوتون هایی که به تلسکوپ هیل می رسند استفاده می شود.
آزمایش DSOC برای نشان دادن سرعت انتقال داده ها 10 تا 100 برابر بیشتر از پیشرفته ترین سیستم های فرکانس رادیویی در حال حاضر در فضاپیما طراحی شده است. هر دو ارتباطات لیزری رادیویی و مادون قرمز نزدیک از امواج الکترومغناطیسی برای انتقال داده ها استفاده می کنند، اما نور مادون قرمز نزدیک داده ها را در امواج محکم تری بسته بندی می کند و به ایستگاه های زمینی اجازه می دهد داده های بیشتری را دریافت کنند. این به ماموریت‌های اکتشافی انسانی و روباتیک آینده و پشتیبانی از ابزارهای علمی با وضوح بالاتر کمک می‌کند.
اپتیک امکانات بی پایانی را برای ارتباطات فضایی باز می کند
جیسون میچل، مدیر بخش ارتباطات و فناوری‌های ناوبری پیشرفته برنامه ارتباطات و ناوبری فضایی ناسا (SCaN) می‌گوید: «ارتباطات نوری برای دانشمندان و محققانی که همیشه به دنبال بهره‌برداری بیشتر از مأموریت‌های فضایی خود هستند، یک موهبت است. اکتشاف انسان در اعماق فضا را ممکن می کند. داده های بیشتر به این معنی است که اکتشافات بیشتری انجام خواهد شد."
در حالی که ارتباطات نوری در مدار نزدیک زمین و روی ماه نشان داده شده است، DSOC اولین آزمایشی است که در اعماق فضا آزمایش می شود. مانند استفاده از یک نشانگر لیزری برای ردیابی یک پنی که یک مایل دورتر می شود، هدف قرار دادن پرتو لیزر میلیون ها مایل دورتر نیاز به "اشاره گیری" بسیار دقیق دارد.
ابی بیسواس، متخصص فنی برنامه DSOC JPL، اظهار داشت: "دستیابی به "نور اول" یک دستاورد بزرگ است. سیستم زمینی با موفقیت فوتون های لیزری فضای عمیق را از فرستنده گیرنده پرواز DSOC در Psyche شناسایی کرد. ما همچنین توانستیم برخی از داده ها را ارسال کنیم. به این معنی که ما توانستیم «نور» را در اعماق فضا مبادله کنیم."