Един ден ще искаме да разширим световната мрежа в цялата галактика и NASA току-що демонстрира ключова технология, която може да помогне за това, предавайки съобщения чрез лазер на разстояние почти 16 милиона километра или 10 милиона мили.
Това е около 40 пъти по-далеч, отколкото е Луната от Земята, и за първи път оптични комуникации са изпратени на такова разстояние.
Традиционно използваме радиовълни, за да общуваме с отдалечени космически кораби - но по-високите честоти на светлината, като например близката инфрачервена, предлагат увеличаване на честотната лента и следователно огромно увеличение на скоростта на данните.
Ако искаме да можем да изпращаме видеосъобщения с висока разделителна способност до и от Марс без значително забавяне, тогава това е технологията, от която се нуждаем.
Тестът е част от експеримента на NASA "Дълбококосмически оптични комуникации" (Deep Space Optical Communications - DSOC), а успешното установяване на комуникационна връзка е известно като "първа светлина".
Илюстрация на контакта между космическия кораб и телескопа. (Лаборатория за реактивни двигатели на НАСА)
"Постигането на първа светлина е един от множеството важни етапи на DSOC през следващите месеци, които проправят пътя към комуникации с по-висока скорост на предаване на данни, способни да изпращат научна информация, изображения с висока разделителна способност и поточно видео“, казва Труди Кортес, която е директор на отдела за технологични демонстрации в централата на NASA. Това „ще подпомогне следващия гигантски скок на човечеството“, допълва тя.
Всички ние разчитаме на подобна технология, вградена в оптичните влакна, за нашите наземни високоскоростни комуникации, но тук тя е адаптирана за използване в дълбокия космос по такъв начин, че да подобри съществуващите методи за предаване на информация обратно на Земята.
Тъй като става дума за инфрачервена светлина, инженерите могат лесно да предават нейните вълни под формата на лазер. Това няма да накара светлината да се движи по-бързо, но фокусира и ограничава лъча й в тесен канал. Процесът изисква много по-малко енергия от разпръскването на радиовълни и е по-труден за прихващане.
Това не означава, че задачата е проста. Във фотоните, излъчвани от лазера, се кодират битове данни, което изисква редица инструменти, изпълняващи тежки задачи - включително свръхпроводяща високоефективна детекторна решетка - за да се подготви информацията за предаване и да се транслира в другия край.
Друго предизвикателство е системата да адаптира конфигурацията си за позициониране в реално време. При този последен тест лазерните фотони стигат от космическия кораб до телескопа за около 50 секунди. В рамките на този период и двата апарата са се движели в пространството.
Лазерният приемо-предавател, който осъществява връзката, се намира на борда на космическия кораб „Психея“ (Psyche), пътуващ към астероидния пояс между Марс и Юпитер като част от двугодишна демонстрационна мисия. Той установява контакт с телескопа „Хейл“ в обсерваторията Паломар в Калифорния.
Космическият апарат "Психея" с лазерен приемо-предавател - инструментът със златната капачка.(NASA/Ben Smegelsky)
По план "Психея" ще прелети около Марс. Ето защо тестовете за усъвършенстване и подобряване на този иновативен метод за лазерна комуникация в близката инфрачервена област ще продължат. По този начин учените ще гарантират, че той е толкова бърз и надежден, колкото е необходимо.
"Това беше огромно предизвикателство и имаме още много работа за вършене, но за кратко време успяхме да предадем, приемем и декодираме някои данни", казва Мира Сринивасан, ръководител на операциите на DSOC в Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА.
Можете да прочетете повече за DSOC тук.
Източник: Science Alert
