Графическое изображение ретранслятора лазерной связи между Международной космической станцией, демонстрационным космическим кораблем ретранслятора лазерной связи и Землей. Фото предоставлено: НАСА/Дэйв Райан.
Команда Исследовательского центра Гленна НАСА в Кливленде впервые передала видео в формате 4K с самолета на Международную космическую станцию и обратно, используя оптическую (лазерную) связь. Этот подвиг был частью серии испытаний новой технологии, которая могла бы обеспечить прямую видеосъемку астронавтов на Луне во время миссий «Артемида».
До сих пор НАСА полагалось на радиоволны для отправки информации в космос и из космоса. Лазерная связь использует инфракрасный свет для передачи в 10–100 раз больше данных быстрее, чем радиочастотные системы.
Работая совместно с исследовательской лабораторией ВВС и программой исследований инноваций в сфере малого бизнеса НАСА, инженеры Гленна временно установили портативный лазерный терминал на брюхе самолета Pilatus PC-12. Затем они пролетели над озером Эри и отправили данные с самолета на наземную оптическую станцию в Кливленде. Оттуда они были отправлены по наземной сети на испытательный полигон НАСА «Уайт-Сэндс» в Лас-Крусес, штат Нью-Мексико, где ученые отправили данные с помощью инфракрасных световых сигналов.
Сигналы прошли расстояние в 22 000 миль от Земли до демонстрационной платформы лазерной связи НАСА (LCRD), экспериментальной платформы на орбите. Затем LCRD передал сигналы на полезную нагрузку ILLUMA-T (интегрированный пользовательский модем и терминал усилителя LCRD LEO), установленную на орбитальной лаборатории, которая затем передала данные обратно на Землю. В ходе экспериментов высокоскоростная сеть, устойчивая к задержкам (HDTN), новая система, разработанная в Гленне, помогла сигналу более эффективно проникать через облачный покров.
«Эти эксперименты — огромное достижение», — сказал доктор. Дэниел Рэйбл, главный исследователь проекта HDTN в Гленне. «Теперь мы можем опираться на успех потоковой передачи HD-видео 4K на космическую станцию и обратно, чтобы предоставить нашим астронавтам «Артемиды» будущие возможности, такие как видеоконференции HD, которые будут важны для здоровья экипажа и координации деятельности».
После каждого летного испытания команда постоянно улучшала функциональность своей технологии. Авиационные испытания космических технологий часто более эффективны при обнаружении проблем, чем наземные испытания, и более рентабельны, чем космические испытания. Демонстрация успеха в моделируемой космической среде является ключом к выводу новых технологий из лаборатории на этап производства.
«Команды Glenn гарантируют, что новые идеи не застревают в лаборатории, а фактически опробуются в соответствующей среде, чтобы гарантировать, что эта технология созреет и улучшит жизнь всех нас», — сказал Джеймс Демерс, директор по производству полетов Glenn. .
Слева направо: Курт Бланкеншип, пилот исследовательского самолета, Адам Вроблевски, оператор приборов, и Шон Маккиэн, инженер-программист сетей, устойчивых к высокоскоростным задержкам, ждут возле самолета PC-12, готовящегося к вылету. Фото предоставлено: НАСА/Сара Лоутиан-Ханна.
Эти полеты были частью инициативы агентства по передаче видео и других данных с высокой пропускной способностью из космоса, что позволит осуществить будущие пилотируемые миссии за пределами низкой околоземной орбиты. Поскольку НАСА продолжает разрабатывать передовые научные инструменты для сбора данных высокого разрешения с Луны и за ее пределами, программа Агентства по космической связи и навигации (SCaN) использует лазерную связь для отправки больших объемов информации на Землю.
Хотя полезная нагрузка ILLUMA-T больше не установлена на космической станции, исследователи продолжат тестировать возможности потокового видео 4K самолета PC-12 до конца июля. Цель состоит в том, чтобы разработать технологии, необходимые для возвращения человечества на поверхность Луны через Артемиду.
