NASA’nın lazer iletişim demosu derin uzay rekoru kırdı, ilk aşamayı tamamladı

Deep Space Optical Communications teknoloji demosu, Mars’ın Dünya’dan en uzak mesafeye bir sinyal gönderilmesiyle sonuçlanan birkaç önemli kilometre taşını tamamladı.

NASA’nın Derin Uzay Optik İletişim teknolojisi gösterimi, bu yaz Dünya’dan yaklaşık 290 milyon mil (460 milyon kilometre) uzaktaki NASA’nın Psyche uzay aracına bir lazer sinyali göndererek lazer iletişimi için bir rekor daha kırdı. Bu, iki gezegen birbirinden en uzak olduğunda gezegenimiz ile Mars arasındaki mesafeyle aynı mesafedir.

Teknoloji gösterimi, 29 Temmuz’da bu dönüm noktasına ulaştıktan kısa bir süre sonra, 13 Ekim 2023’te Psyche’de lansmanından bu yana faaliyetlerinin ilk aşamasını tamamladı.

Projenin operasyon lideri Meera Srinivasan şunları söyledi: “Bu dönüm noktası çok önemli. Lazer iletişimi çok yüksek düzeyde hassasiyet gerektiriyor ve Psyche’yi kullanmaya başlamadan önce, en uzak mesafelerde ne kadar performans düşüşü göreceğimizi bilmiyorduk.” NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Tahrik Laboratuvarı. “Artık takip etmek ve işaretlemek için kullandığımız teknikler doğrulandı ve optik iletişimin güneş sistemini keşfetmenin sağlam ve dönüştürücü bir yolu olabileceği doğrulandı.”

JPL tarafından yönetilen Derin Uzay Optik İletişim deneyi, bir uçuş lazer alıcı-vericisinden ve iki yer istasyonundan oluşur. Caltech’in San Diego County, California’daki Caltech’in Palomar Gözlemevi’nde bulunan tarihi 200 inçlik (5 metre) açıklığa sahip Hale Teleskobu, lazer alıcı-vericinin verilerini derin uzaydan gönderdiği uydu-yer hattı istasyonu görevi görüyor. JPL’nin Wrightwood, Kaliforniya yakınlarındaki Table Mountain tesisinde bulunan Optik İletişim Teleskop Laboratuvarı, alıcı-vericiye veri göndermek için 7 kilovatlık lazer gücü iletebilen uplink istasyonu görevi görüyor.

Lazerler, verileri radyo frekanslarından 100 kat daha yüksek hızlarda taşıyarak, astronotların Mars’a ve ötesine seyahat ederken insanlığın bir sonraki dev sıçramasını desteklemek için gerekli olan karmaşık bilimsel bilgilerin yanı sıra yüksek çözünürlüklü görüntü ve videoların da iletilmesine olanak sağlayabilir.

Uzay aracına gelince, Psyche, Mars ve Jüpiter arasındaki ana asteroit kuşağındaki metal açısından zengin bir asteroide doğru hızlanmak için iyon itişini kullanarak sağlıklı ve istikrarlı kalıyor.

Hedefleri aşmak

Teknoloji gösteriminin verileri, radyo dalgalarından daha yüksek bir frekansa sahip olan yakın kızılötesi ışıkta kodlanmış bitler olarak Psyche’ye ve Psyche’den gönderiliyor. Bu daha yüksek frekans, bir iletimde daha fazla verinin paketlenmesini sağlar ve çok daha yüksek veri aktarım hızlarına olanak tanır.

Psyche yaklaşık 33 milyon mil (53 milyon kilometre) uzaktayken bile (Mars’ın Dünya’ya en yakın yaklaşımıyla karşılaştırılabilir), teknoloji gösterimi sistemin saniyede maksimum 267 megabit hızında veri iletebiliyordu. Bu bit hızı, geniş bant internet indirme hızlarına benzer. Uzay aracı uzaklaştıkça veri gönderip alma hızı beklendiği gibi azalıyor.

24 Haziran’da, Psyche Dünya’dan yaklaşık 240 milyon mil (390 milyon kilometre) uzaktayken (gezegenimiz ile güneş arasındaki mesafenin 2,5 katından fazla), proje maksimum hızda saniyede 6,25 megabitlik sürekli bir uydu-yer hattı veri hızına ulaştı. saniyede 8,3 megabit. Bu oran, deneyin maksimum değerinden önemli ölçüde düşük olsa da, karşılaştırılabilir güç kullanan bir radyo frekansı iletişim sisteminin bu mesafe boyunca başarabileceğinden çok daha yüksektir.

Bu bir test

Derin Uzay Optik İletişiminin amacı, verileri radyo frekans sistemleri gibi diğer uzay iletişim teknolojilerinden daha yüksek hızlarda güvenilir bir şekilde iletebilen teknolojiyi göstermektir. Bu hedefe ulaşmaya çalışırken proje, Psyche uzay aracından gelen mühendislik verilerinin yanı sıra sanat eserleri ve yüksek çözünürlüklü video gibi benzersiz veri setlerini test etme fırsatına sahip oldu.

Örneğin, bir downlink, Arizona Eyalet Üniversitesi’nin “Psyche Inspired” sanat eserinin dijital versiyonlarını, ekibin evcil hayvanlarının resimlerini ve önceki yüzyıldaki televizyon test modellerini taklit eden ve Dünya’dan ve Dünya’dan sahneleri tasvir eden 45 saniyelik ultra yüksek çözünürlüklü bir videoyu içeriyordu. uzay.

Teknoloji gösterimi, Taters adında bir kedinin yer aldığı uzaydan gelen ilk ultra yüksek çözünürlüklü videoyu Psyche uzay aracından 11 Aralık 2023’te 30 milyon mil uzaklıktan Dünya’ya ışınladı.

JPL’deki teknoloji gösterisinin proje teknoloji uzmanı Abi Biswas, “Sistemin temel hedeflerinden biri, veri hızı azalmasının mesafenin ters karesiyle orantılı olduğunu kanıtlamaktı” dedi. “Bu hedefe ulaştık ve lazer yoluyla Psyche uzay aracına ve bu uzay aracından büyük miktarda test verisi aktardık.” Demonun ilk aşamasında neredeyse 11 terabitlik veri aşağı bağlandı.

Uçuş alıcı-vericisinin gücü kapatılacak ve 4 Kasım’da yeniden açılacak. Bu etkinlik, uçuş donanımının en az bir yıl boyunca çalışabileceğini kanıtlayacak.

JPL proje uçuş operasyonları lideri Ken Andrews, “Uçuş lazer alıcı-vericisini açacağız ve işlevselliğini kısa bir şekilde kontrol edeceğiz” dedi. “Bu bir kez başarıldığında, yılın ilerleyen dönemlerinde başlayacak olan birleşme sonrası aşamamızda alıcı-vericiyi tam tasarım yetenekleriyle çalıştırmayı sabırsızlıkla bekleyebiliriz.”