Демонстрация реле лазерной связи (LCRD) запущена в декабре 2021 года. Вместе LCRD и ILLUMA-T завершат создание первой двунаправленной сквозной лазерной системы связи НАСА. Кредит: Дэйв Райан
НАСА демонстрирует лазерную связь в нескольких миссиях, демонстрируя преимущества инфракрасного света для научных и исследовательских миссий, передающих терабайты важных данных.
В ноябре этого года на Международной космической станции пройдет «яркая» демонстрация технологий. Полезная нагрузка ILLUMA-T (Интегрированный демонстрационный лазерный коммуникационный релейный пользовательский модем и терминал-усилитель на низкой околоземной орбите) запускается на Международную космическую станцию, чтобы продемонстрировать, как миссии на низкой околоземной орбите могут извлечь выгоду из лазерной связи.
Лазерная связь использует невидимый инфракрасный свет для отправки и получения информации с более высокой скоростью передачи данных, предоставляя космическим кораблям возможность отправлять больше данных обратно на Землю за одну передачу и ускоряя открытия для исследователей.
Управляемая программой НАСА по космической связи и навигации (SCaN), ILLUMA-T завершает создание первого двунаправленного сквозного ретранслятора лазерной связи НАСА, работая с LCRD (демонстрация реле лазерной связи) агентства. LCRD был запущен в декабре 2021 года и в настоящее время демонстрирует преимущества лазерной связи с геосинхронной орбиты, передавая данные между двумя наземными станциями на Земле в серии экспериментов.
Некоторые из экспериментов LCRD включают изучение воздействия атмосферы на лазерные сигналы, подтверждение способности LCRD работать с несколькими пользователями, тестирование сетевых возможностей, таких как сеть, устойчивая к задержкам и сбоям (DTN) по лазерным каналам, и исследование улучшенных навигационных возможностей.
Как только ILLUMA-T будет установлен снаружи космической станции, полезная нагрузка завершит первую в космосе демонстрацию возможностей двусторонней лазерной ретрансляции НАСА.
Как это работает
Оптический модуль ILLUMA-T состоит из телескопа и двухосного подвеса, который позволяет наводить и отслеживать LCRD на геосинхронной орбите. Оптический модуль размером с микроволновую печь, а сама полезная нагрузка сравнима со стандартным холодильником.
ILLUMA-T будет передавать данные с космической станции на LCRD со скоростью 1,2 гигабита в секунду, затем LCRD отправит данные на оптические наземные станции в Калифорнии или на Гавайях. Как только данные достигнут этих наземных станций, они будут отправлены в Операционный центр миссии LCRD, расположенный в комплексе НАСА Уайт-Сэндс в Лас-Крусес, штат Нью-Мексико. После этого данные будут отправлены группам наземных операций ILLUMA-T в Центр космических полетов Годдарда агентства в Гринбелте, штат Мэриленд. Там инженеры определят, являются ли данные, передаваемые через этот сквозной ретрансляционный процесс, точными и качественными.
«Основная роль НАСА Годдарда заключается в обеспечении успешной лазерной связи и операций с полезной нагрузкой с LCRD и космической станцией», — сказал заместитель руководителя проекта ILLUMA-T Мэтт Магсамен. «Поскольку LCRD активно проводит эксперименты по тестированию и совершенствованию лазерных систем, мы с нетерпением ждем возможности вывести возможности космической связи на следующий шаг и наблюдать за развитием успеха этого сотрудничества между двумя полезными нагрузками».
Как только ILLUMA-T передает свой первый луч лазерного света через оптический телескоп в LCRD, начинается эксперимент по сквозной лазерной связи. После экспериментальной фазы с LCRD ILLUMA-T может стать оперативной частью космической станции и существенно увеличить объем данных, которые НАСА может отправлять в орбитальную лабораторию и обратно.
Передача данных на спутники-ретрансляторы — не новая задача для космической станции. С момента своего завершения в 1998 году орбитальная лаборатория опиралась на парк спутников радиочастотной ретрансляции, известных как спутники слежения и ретрансляции данных НАСА, которые являются частью сети ближнего космоса агентства. Спутники-ретрансляторы обеспечивают миссиям постоянный контакт с Землей, поскольку они могут одновременно видеть космический корабль и наземную антенну.
Лазерная связь может изменить правила игры для исследователей на Земле, проводящих научно-технические исследования на борту космической станции. Астронавты проводят исследования в таких областях, как биологические и физические науки, технологии, наблюдения за Землей и многое другое, в орбитальной лаборатории на благо человечества. ILLUMA-T может обеспечить повышенную скорость передачи данных для этих экспериментов и одновременно отправлять больше данных обратно на Землю. Фактически, при скорости 1,2 Гбит/с ILLUMA-T может передать объем данных, эквивалентный среднему фильму, менее чем за минуту.
Комплексная система ретрансляции лазерной связи ILLUMA-T/LCRD — это небольшой шаг для НАСА, но гигантский скачок для возможностей космической связи. Вместе с предыдущими и будущими демонстрациями НАСА демонстрирует преимущества систем лазерной связи как для исследования околоземного пространства, так и для исследования дальнего космоса.
Целью этих демонстраций является интеграция лазерной связи в сети космической связи НАСА: Сеть ближнего космоса и Сеть дальнего космоса.
