NASA’nın lazer iletişiminin geleceği

NASA, Dünya’ya ve Dünya’dan bilgi göndermek için lazerler kullanır, gökyüzünü geçmek için görünmez ışınlar kullanır, evren hakkındaki bilgimizi artırmak için terabaytlarca veri (resim ve video) gönderir. Göze zarar vermeyen bu kızılötesi ışınlar insan gözüyle görülmese de, bu yetenek lazer veya optik iletişim olarak bilinir.

Washington’daki NASA Genel Merkezi’nde Uzay İletişimi ve Navigasyon (SCaN) yardımcı yönetici yardımcısı ve program yöneticisi Badri Younes, “Lazer iletişiminin önümüzdeki yıllarda sunacağı vaatten heyecan duyuyoruz” diyor. “Bu misyonlar ve gösteriler, NASA’nın uzay araştırmaları için gelecekteki iletişim yeteneklerini önemli ölçüde genişletmek ve canlı ve sağlam ekonomik fırsatlar sağlamak için diğer devlet kurumları ve ticari sektörle birlikte çalışacağı NASA’nın yeni Işık On Yılı’nı başlatıyor.”

Lazer iletişim sistemleri, geleneksel radyo dalgalarına kıyasla, tek bir iletimde daha fazla bilgi gönderip alabilecekleri anlamına gelen, artan veri hızları ile görev sağlar. Ek olarak, sistemler daha hafif, daha esnek ve daha güvenlidir. Lazer iletişimi, bugün çoğu NASA misyonunun kullandığı radyo frekansı iletişimini tamamlayabilir.

Lazer İletişim Rölesi Gösterimi (LCRD)

7 Aralık 2021’de Lazer İletişim Röle Gösterisi (LCRD), lazer iletişiminin yeteneklerini test etmek için Dünya’dan yaklaşık 22.000 mil uzakta yörüngeye fırlatıldı. LCRD, ajansın iki yönlü lazer röle sisteminin ilk teknoloji gösterimidir. Artık LCRD yörüngede olduğuna göre, NASA’nın lazer iletişim gelişmeleri devam ediyor.

LCRD deneyci programı

Mayıs 2022’de NASA, LCRD’nin deney yapmaya hazır olduğunu onayladı. Bu deneyler, görevin genel amacı olan lazer sistemlerini test ediyor ve iyileştiriyor. NASA, diğer devlet kurumları, akademi ve endüstri tarafından sağlanan deneyler, atmosferin lazer iletişim sinyalleri üzerindeki uzun vadeli etkilerini ölçüyor; teknolojinin gelecekteki görevler için uygulanabilirliğini değerlendirmek; ve yörüngede lazer röle yeteneklerinin test edilmesi.

NASA’nın Goddard Uzay Uçuşunda LCRD deneyciler programının proje lideri Rick Butler, “Bazı deney sonuçlarını hemen almaya başlayacağız, diğerleri ise uzun vadeli ve LCRD’nin iki yıllık deney süresi boyunca eğilimlerin ortaya çıkması zaman alacak” dedi. Greenbelt, Maryland’deki merkez. “LCRD, havacılık endüstrisinin yüksek bant genişliği uygulamaları için operasyonel bir seçenek olarak lazer iletişimi hakkındaki sorularını yanıtlayacak.”

Butler, “Program hala yeni deneyler arıyor ve ilgilenen herkes ulaşmalıdır” dedi. “Lazer iletişim topluluğuna giriyoruz ve bu deneyler optiklerin uluslararası kuruluşlar, endüstri ve akademi için nasıl çalışacağını gösterecek.”

NASA, optik teknolojileri iyileştirmeye, bilgiyi artırmaya ve gelecekteki uygulamaları belirlemeye yardımcı olacak yeni deney önerilerini kabul etmeye devam ediyor.

LCRD, lansmanından kısa bir süre sonra halk tarafından sunulan verileri NASA sosyal medya hesaplarıyla paylaşılan Yeni Yıl kararları şeklinde bile aktaracak. Bu kararlar California’daki bir yer istasyonundan iletilecek ve LCRD aracılığıyla Hawaii’de bulunan başka bir yer istasyonuna iletilecek ve LCRD’nin yeteneklerinin bir başka gösterimi olacak.

TeraByte Kızılötesi Teslimat (TBIRD)

Kısa süre önce LCRD’nin ardından TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) yükü, Pathfinder Technology Demonstrator 3 (PTD-3) görevinin bir parçası olarak 25 Mayıs 2022’de SpaceX’in Transporter-5 araç paylaşımı görevinde Cape Canaveral Uzay Kuvvetleri İstasyonundan başlatıldı. TBIRD, NASA tarafından şimdiye kadar elde edilen en yüksek optik hız olan saniyede 200 gigabit veri indirme bağlantılarını sergileyecek.

TBIRD, lazer iletişiminin önemli verileri ve büyük ayrıntılı görüntüleri yakalayan Dünya’ya yakın bilim misyonları için sahip olabileceği faydaları göstererek NASA’nın optik iletişim infüzyonunu sürdürüyor. TBIRD, terabaytlarca veriyi tek geçişte geri göndererek daha yüksek bant genişliğinin faydalarını gösteriyor ve NASA’ya küçük uydularda lazer iletişiminin yetenekleri hakkında daha fazla bilgi veriyor. TBIRD bir mendil kutusu büyüklüğünde!

TBIRD Proje Müdürü Beth Keer, “Geçmişte, araçlarımızı ve uzay aracımızı, uzaydan Dünya’ya ne kadar veri alabileceğimiz veya geri alabileceğimiz kısıtlaması etrafında tasarladık” dedi. “Optik iletişimle, geri getirebildiğimiz veri miktarı kadar bunu sudan çıkarıyoruz. Bu gerçekten oyunun kurallarını değiştiren bir yetenek.”

Entegre LCRD Low-Earth Orbit Kullanıcı Modemi ve Amplifikatör Terminali (ILLUMA-T)

SpaceX’in Uluslararası Uzay İstasyonu’na yönelik 27. ticari ikmal hizmetleri misyonunun Dragon bagajında ​​2023’ün başlarında piyasaya sürülen Entegre LCRD Düşük Dünya Yörünge Kullanıcı Modemi ve Amplifikatör Terminali (ILLUMA-T), yörüngedeki laboratuvara lazer iletişimi getirecek ve astronotların yaşamlarını güçlendirecek. ve orada gelişmiş veri yetenekleriyle çalışmak.

ILLUMA-T, istasyondaki deneylerden bilgi toplayacak ve verileri saniyede 1,2 gigabit hızla LCRD’ye gönderecektir. Bu hızla, uzun metrajlı bir film bir dakikadan kısa sürede indirilebilir. LCRD daha sonra bu bilgiyi Hawaii veya California’daki yer istasyonlarına iletecektir.

NASA Goddard’da ILLUMA-T proje yöneticisi Chetan Sayal, “ILLUMA-T ve LCRD, düşük Dünya yörüngesinden jeosenkron yörüngeden yer iletişim bağlantılarına gösteren ilk lazer sistemi olmak için birlikte çalışacak” dedi.

Orion Artemis II Optik Haberleşme Sistemi (O2O)

Orion Artemis II Optik İletişim Sistemi (O2O), Artemis II görevi sırasında NASA’nın Orion uzay aracında Ay’a lazer iletişimi getirecek. O2O, astronotlar 50 yıldan sonra ilk kez ay bölgesine döndüklerinde yüksek çözünürlüklü görüntü ve video iletebilecek. Artemis II, lazer iletişim teknolojilerini sergileyen ve saniyede 260 megabit’e kadar indirme hızıyla Dünya’ya veri gönderen ilk insanlı ay uçuşu olacak.

O2O Proje Müdürü Steve Horowitz, “Artemis görevlerine yeni lazer iletişim teknolojilerini aşılayarak, astronotlarımızı verilere her zamankinden daha fazla erişimle güçlendiriyoruz” dedi. “Veri oranları ne kadar yüksek olursa, cihazlarımız Dünya’ya eve o kadar fazla bilgi gönderebilir ve ay kaşiflerimiz o kadar fazla bilim yapabilir.”

NASA’nın lazer iletişim çabaları, derin uzaya da uzanıyor. Şu anda NASA, lazer iletişimini aşırı mesafelere ve zorlu işaretleme kısıtlamalarına karşı test edebilecek gelecekteki bir terminal üzerinde çalışıyor.

Lazer iletişimini Dünya’ya yakın misyonlara, Ay’a veya derin uzaya getirmek olsun, optik sistemlerin infüzyonu gelecekteki NASA misyonları için ayrılmaz olacaktır. Lazer iletişimin daha yüksek veri hızları, keşif ve bilim görevlerinin Dünya’ya daha fazla veri göndermesini ve evren hakkında daha fazlasını keşfetmesini sağlayacaktır. NASA, yalnızca Dünya’ya yakın bölgeyi keşfetmek için değil, aynı zamanda Mars ve ötesine gelecekteki misyonlara hazırlanmak için görüntülerden, videolardan ve deneylerden elde edilen bilgileri kullanabilecek.