Измерения мощности или «флуенса» соединения между лазерным маяком LCOT (Low-Cost Optical Terminal) НАСА и приемником TBIRD (инфракрасная доставка TeraByte), предоставленные Лабораторией Линкольна Массачусетского технологического института (MIT-LL). LCOT и TBIRD поддерживали достаточное соединение более трех минут — этого времени было достаточно, чтобы TBIRD вернул более пяти терабайт данных. Фото предоставлено: НАСА/Дэйв Райан.
LCOT (Бюджетный оптический терминал НАСА), наземная станция, изготовленная из модифицированного коммерческого оборудования, передала свой первый восходящий канал лазерной связи на TBIRD (Терабайтная инфракрасная доставка), полезную нагрузку размером с коробку с салфетками, ранее находившуюся на низкой околоземной орбите.
Во время первого испытания в реальном небе LCOT НАСА создал достаточную интенсивность восходящей линии связи, чтобы полезная нагрузка TBIRD могла идентифицировать лазерный огонь, установить связь и поддерживать связь с наземной станцией в течение более трех минут. Этот успешный тест представляет собой большое достижение в области лазерной связи: для подключения лазерного маяка LCOT от Земли к TBIRD требовалась точность наведения в один миллирадиан, что эквивалентно поражению трехфутовой цели с более чем восьми полей для американского футбола.
Это испытание стало одним из многих достижений лазерной связи, ставших возможными благодаря TBIRD за время его успешной двухлетней миссии. Перед завершением своей миссии 15 сентября 2024 года полезная нагрузка передавала рекордную скорость — 200 гигабит в секунду.
В реальном случае трехминутного времени подключения TBIRD к LCOT будет достаточно, чтобы вернуть более пяти терабайт критически важных научных данных, что эквивалентно более чем 2500 часам видео высокого разрешения за один проход. Как показывают небесные испытания LCOT, сверхвысокоскоростные возможности лазерной связи позволят научным миссиям поддерживать связь с Землей, даже когда они путешествуют дальше, чем когда-либо прежде.
Офис программы космической связи и навигации НАСА (SCaN) внедряет технологию лазерной связи на различных орбитах, включая предстоящую миссию Артемида II, чтобы продемонстрировать ее потенциальное влияние на миссию агентства по исследованию, инновациям и стимулированию открытий.
«Оптическая или лазерная связь может передавать в 10–100 раз больше данных, чем радиочастотные волны», — сказал Кевин Коггинс, заместитель помощника администратора и руководитель программы SCaN. «В буквальном смысле это волна будущего, поскольку она позволит ученым извлекать постоянно растущие объемы данных в ходе своих миссий и послужит нашей жизненно важной линией жизни для астронавтов, путешествующих на Марс и обратно».
В прошлом космические миссии использовали радиочастоты для отправки данных в космос и из космоса. Но поскольку научные инструменты собирают все больше и больше данных, системы связи должны удовлетворять растущий спрос. Инфракрасный свет, используемый для лазерной связи, передает данные на более короткой длине волны, чем радио, а это означает, что наземные станции на Земле могут отправлять и получать больше данных в секунду.
Недорогой оптический терминал НАСА (LCOT) в Центре космических полетов Годдарда агентства в Гринбелте, штат Мэриленд, использует слегка модифицированное коммерческое оборудование для снижения стоимости внедрения технологии лазерной связи. Фото предоставлено: НАСА
Команда LCOT продолжает совершенствовать возможности наведения посредством дополнительных испытаний с помощью демонстрационной программы лазерной связи НАСА (LCRD). По мере того, как LCOT и другие миссии агентства по лазерной связи продолжают достигать новых вех в области связи и доступности, они демонстрируют потенциал лазерной связи, который произведет революцию в том, как ученые получают доступ к новым данным о Земле, нашей Солнечной системе и за ее пределами.
«Это свидетельство упорной работы и мастерства всей команды», — сказал доктор. Халех Сафави, руководитель проекта LCOT. «Мы работаем с очень сложным и чувствительным передающим оборудованием, которое необходимо устанавливать с невероятной точностью. Эти результаты потребовали быстрого планирования и реализации на всех уровнях».
Такие эксперименты, как TBIRD и LCRD, являются лишь двумя из многих демонстраций лазерной связи SCaN в космосе, но надежная сеть лазерной связи опирается на легко реконфигурируемые наземные станции на Земле. Наземная станция LCOT демонстрирует, как правительство и аэрокосмическая промышленность могут создавать и развертывать гибкие наземные станции лазерной связи для удовлетворения потребностей широкого спектра НАСА и коммерческих миссий, и как эти наземные станции открывают новые двери для коммуникационных технологий и чрезвычайно высокого уровня открытых данных. объемная передача.
