Земля получила сообщение, переданное лазером с расстояния в 10 миллионов миль в ходе испытаний НАСА

В конце концов, мы захотим расширить Всемирную паутину по всей галактике, и НАСА недавно продемонстрировало ключевую технологию, которая может помочь, передавая сообщения с помощью лазера на расстояние почти 16 миллионов километров (10 миллионов миль). ).

Это примерно в 40 раз дальше, чем Луна находится от Земли, и достижение, достигнутое в ноябре 2023 года, стало первым случаем, когда оптическая связь была отправлена ​​на такое расстояние.

Традиционно мы используем радиоволны для связи с далекими космическими кораблями, но более высокие частоты света, например ближние инфракрасные, обеспечивают увеличение пропускной способности и, следовательно, огромное увеличение скорости передачи данных.

Если мы в конечном итоге сможем отправлять видеосообщения высокой четкости на Марс и обратно без значительной задержки, тогда это шаг к технологии, которая нам нужна.

Испытание было частью программы НАСА по оптической связи в дальнем космосе ( DSOC) эксперимент, и успешное установление связи известно как «первый свет».

«Достижение первого света является одной из многих важных вех DSOC в ближайшие месяцы, прокладывая путь к более высокой скорости передачи данных, способной передавать научную информацию, изображений высокого разрешения и потокового видео в поддержку следующего гигантского скачка человечества», — заявила тогда Труди Кортес, директор отдела демонстрации технологий в штаб-квартире НАСА.

Мы все полагаемся на аналогичные технологии, встроенные в оптические системы. оптоволокно для нашей наземной высокоскоростной связи, но здесь оно было адаптировано для использования в глубоком космосе, чтобы улучшить существующие методы передачи информации обратно на Землю.

Поскольку инфракрасный свет, инженеры могут легко передавать его волны в лазерной форме. Это не заставит свет двигаться быстрее, но сделает его более аккуратным и ограничит его луч узким каналом. Для этого требуется гораздо меньше энергии, чем для рассеяния радиоволн, и его труднее перехватить.

Это не значит, что это простая задача. Биты данных кодируются в фотонах, излучаемых лазером, что требует ряда мощных инструментов, включая сверхпроводящую высокоэффективную детекторную матрицу, для подготовки информации к передаче и ее преобразования на другом конце.

Еще одна проблема заключается в том, чтобы система адаптировала свою конфигурацию позиционирования в режиме реального времени. В этом последнем тесте лазерным фотонам потребовалось около 50 секунд, чтобы добраться от космического корабля до телескопа, и оба они мчались в космосе, пока это происходило.

Лазерный приемопередатчик, который установил соединение, находится на борту космического корабля «Психея». , который выполняет многолетнюю миссию, направился к поясу астероидов между Марсом и Юпитером. Он установил контакт с телескопом Хейла в Паломарской обсерватории в Калифорнии.

Космический корабль «Психея» с лазерным приемопередатчиком показан в золотой крышке. (НАСА/Бен Смегельски)

Психея планирует облет вокруг Марса, поэтому испытания по доработке и совершенствованию этого инновационного метода лазерной связи в ближнем инфракрасном диапазоне будут продолжаться. и убедитесь, что он настолько быстр и надежен, насколько это необходимо.

«Это была серьезная задача, и нам предстоит еще много работы, но за короткое время мы смогли передать, получать и декодировать некоторые данные», — сказала Мира Сринивасан, руководитель операций DSOC в Лаборатории реактивного движения НАСА.

Подробнее о DSOC можно прочитать здесь.

Предыдущая версия этой статьи была опубликована в ноябре 2023 г.