NASA’nın Deep Space Optical Comm demosu ilk verileri gönderiyor ve alıyor

Uzay araçlarının iletişim şeklini değiştirebilecek bir deney olan DSOC, ilk kez lazer aracılığıyla ayın çok ötesine veri göndererek “ilk ışığı” elde etmeyi başardı.

NASA’nın Derin Uzay Optik İletişimi (DSOC) deneyi, yaklaşık 10 milyon mil (16 milyon kilometre) uzaklıktan (ay’ın Dünya’dan yaklaşık 40 kat daha uzak) Caltech’in Palomar’daki Hale Teleskobu’na test verileriyle kodlanmış yakın kızılötesi bir lazer ışınladı. Kaliforniya’nın San Diego ilçesindeki gözlemevi. Bu, optik iletişimin şimdiye kadarki en uzak gösterimidir.

Yakın zamanda fırlatılan Psyche uzay aracına binen DSOC, iki yıllık teknoloji gösterisi sırasında Psyche, Mars ve Jüpiter arasındaki ana asteroit kuşağına giderken Dünya’ya yüksek bant genişliğine sahip test verileri gönderecek şekilde yapılandırıldı. NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı hem DSOC’yi hem de Psyche’yi yönetiyor.

Teknoloji demosu, 14 Kasım’ın erken saatlerinde, Psyche’de yakın kızılötesi sinyaller gönderip alabilen son teknoloji ürünü bir cihaz olan uçuş lazer alıcı-vericisinin Optik’ten iletilen güçlü bir yukarı bağlantı lazer işaretine kilitlenmesinin ardından “ilk ışığa” ulaştı. JPL’nin Wrightwood, Kaliforniya yakınlarındaki Table Mountain Tesisindeki İletişim Teleskobu Laboratuvarı.

Yukarı bağlantı işaretçisi, alıcı-vericinin aşağı bağlantı lazerini Palomar’a (Masa Dağı’nın 100 mil veya 130 kilometre güneyinde) geri hedeflemesine yardımcı olurken, alıcı-verici ve yer istasyonlarındaki otomatik sistemler onun işaretlemesine ince ayar yaptı.

“İlk ışığa ulaşmak, önümüzdeki aylarda gerçekleşecek birçok kritik DSOC kilometre taşından biri olup, insanlığın bir sonraki dev atılımı olan insanları göndermek için bilimsel bilgi, yüksek çözünürlüklü görüntüler ve video akışı gönderebilen daha yüksek veri hızlı iletişimlere giden yolu açıyor.” Mars’a” dedi Washington’daki NASA Genel Merkezi Teknoloji Gösterileri Direktörü Trudy Kortes.

Test verileri ayrıca, deneyin birincil amacı olan “bağlantının kapatılması” olarak bilinen bir prosedür olan, yukarı bağlantı ve aşağı bağlantı lazerleri aracılığıyla eş zamanlı olarak gönderildi. Teknoloji gösterisi Psyche görev verilerini iletmiyor olsa da, DSOC operasyonlarının uzay aracının operasyonlarına müdahale etmemesini sağlamak için Psyche görev destek ekibiyle yakın işbirliği içinde çalışıyor.

JPL’de DSOC operasyon lideri Meera Srinivasan, “Salı sabahı yapılan test, yer varlıklarını ve uçuş alıcı-vericisini tamamen birleştiren ilk testti ve DSOC ve Psyche operasyon ekiplerinin birlikte çalışmasını gerektiriyordu” dedi. “Bu zorlu bir mücadeleydi ve yapacak daha çok işimiz var, ancak kısa bir süre için bazı verileri iletmeyi, almayı ve kodunu çözmeyi başardık.”

Bu başarıdan önce projenin, uçuş lazer alıcı-vericisinin koruyucu kapağının çıkarılmasından cihazın çalıştırılmasına kadar diğer birçok dönüm noktasına ilişkin kutuları işaretlemesi gerekiyordu. Bu arada Psyche uzay aracı, tahrik sistemlerini güçlendirmek ve 2028’de oraya vardığında asteroit Psyche’yi incelemek için kullanılacak aletleri test etmek de dahil olmak üzere kendi kontrollerini gerçekleştiriyor.

İlk ışık ve ilk parçalar

Başarılı ilk ışıkla, DSOC ekibi artık alıcı-verici üzerindeki aşağı bağlantı lazerinin işaretini kontrol eden sistemleri iyileştirmek üzerinde çalışacak.

Proje, bu hedefe ulaşıldığında, alıcı-vericiden Dünya’dan çeşitli mesafelerde Palomar’a yüksek bant genişliğine sahip veri iletimini sürdürme gösterisine başlayabilir. Bu veriler, lazerin fotonlarında (ışık kuantum parçacıkları) kodlanmış bitler (bir bilgisayarın işleyebileceği en küçük veri birimleri) biçimini alır.

Özel bir süper iletken, yüksek verimli dedektör dizisi fotonları tespit ettikten sonra, Hale Teleskobu’na gelen tek fotonlardan veri çıkarmak için yeni sinyal işleme teknikleri kullanılıyor.

DSOC deneyi, günümüzde uzay araçları tarafından kullanılan son teknoloji ürünü radyo frekans sistemlerinden 10 ila 100 kat daha yüksek veri aktarım hızlarını göstermeyi amaçlıyor.

Hem radyo hem de yakın kızılötesi lazer iletişimi, verileri iletmek için elektromanyetik dalgaları kullanır, ancak yakın kızılötesi ışık, verileri önemli ölçüde daha sıkı dalgalar halinde paketleyerek yer istasyonlarının daha fazla veri almasını sağlar. Bu, gelecekteki insanlı ve robotik keşif görevlerine yardımcı olacak ve daha yüksek çözünürlüklü bilim araçlarını destekleyecektir.

NASA’nın Uzay İletişimi ve Navigasyon Bölümü Gelişmiş İletişim ve Navigasyon Teknolojileri Bölümü Direktörü Dr. Jason Mitchell, “Optik iletişim, uzay görevlerinden her zaman daha fazlasını isteyen bilim insanları ve araştırmacılar için bir nimettir ve insanların derin uzayı keşfetmesine olanak tanıyacaktır” dedi. (SCaN) programı. “Daha fazla veri, daha fazla keşif anlamına gelir.”

Optik iletişim alçak Dünya yörüngesinde ve aya doğru kanıtlanmış olsa da DSOC, derin uzaydaki ilk testtir. Hareket eden bir parayı bir mil öteden takip etmek için bir lazer işaretleyici kullanmak gibi, bir lazer ışınını milyonlarca mil öteye hedeflemek de son derece hassas bir “işaretleme” gerektirir.

Gösterinin aynı zamanda ışığın uzay aracından Dünya’ya çok uzak mesafeler kat etmesi için gereken süreyi de telafi etmesi gerekiyor: Psyche’nin gezegenimizden en uzak mesafesinde, DSOC’nin yakın kızılötesi fotonlarının geri dönüşleri yaklaşık 20 dakika sürecek (yaklaşık 50 dakika sürdü). 14 Kasım testi sırasında Psyche’den Dünya’ya gitmek için saniyeler kaldı). Bu süre zarfında hem uzay aracı hem de gezegen hareket etmiş olacak, dolayısıyla yukarı bağlantı ve aşağı bağlantı lazerlerinin konum değişikliğine göre ayarlanması gerekiyor.

JPL’de DSOC proje teknoloji uzmanı Abi Biswas, “İlk ışığı elde etmek muazzam bir başarıdır. Yer sistemleri, DSOC’nin Psyche gemisindeki uçuş alıcı-vericisinden gelen derin uzay lazer fotonlarını başarıyla tespit etti” dedi. “Ayrıca bazı veriler de gönderebildik, bu da uzayın derinliklerine ‘ışık parçacıkları’ alışverişi yapabildiğimiz anlamına geliyor.”