Pred kratkim, da bi izboljšaliNasine vesoljske komunikacijeNasa načrtuje, da bo leta 2023 na vesoljsko postajo poslala predstavitev tehnologije, imenovano Integrated LCRD Low Earth Orbit User Modem and Amplifier Terminal (ILLUMA-T). Skupaj ILLUMA-T in Laser Communications Relay Demonstration (LCRD), lansiran decembra 2021, bo dokončal Nasin prvi dvosmerni laserski relejni sistem od konca do konca.
Prednosti laserskih komunikacijskih sistemov
Laserski komunikacijski sistemi uporabljajo nevidno infrardečo svetlobo za pošiljanje in prejemanje informacij pri veliko višjih hitrostih prenosa podatkov. Medtem ko je originalni radiofrekvenčni sistem potreboval približno devet tednov, da je poslal celoten zemljevid Marsa nazaj na Zemljo, je z uporabo laserjev trajalo približno devet dni. Tako lahko z višjimi hitrostmi prenosa podatkov misija pošlje več slik in videa na Zemljo v enem prenosu. Ko bo ILLUMA-T nameščen na vesoljski postaji, bo pokazal prednosti višjih hitrosti prenosa podatkov za misije LEO. Laserske komunikacije zagotavljajo večjo prilagodljivost misije in hiter način dostopa do podatkov iz vesolja. NASA trenutno vključuje to tehnologijo v demonstracije blizu Zemlje, Lune in globokega vesolja.
Poleg prednosti hitrejših podatkovnih hitrosti nudijo laserski sistemi tudi ključne prednosti pri zasnovi vesoljskih plovil zaradi manjše teže in zmanjšane porabe energije. ILLUMA-T, ki je približno velik kot standardni hladilnik, bo pritrjen na zunanji modul na vesoljski postaji za demonstracije prek LCRD. Trenutno LCRD prikazuje prednosti laserskega releja v geosinhroni orbiti (22000 milj od Zemlje) za nadaljnje izboljšanje NASA-inih laserskih zmogljivosti s prenosom podatkov in izvajanjem poskusov med dvema zemeljskima postajama. Ko ILLUMA-T vstopi v postajo, bo terminal poslal podatke visoke ločljivosti, vključno s slikami in videoposnetki, na LCRD s hitrostjo 1200 megabitov na sekundo. Podatki bodo nato poslani iz LCRD na zemeljske postaje na Havajih in v Kaliforniji. Ta predstavitev bo pokazala, kako lahko laserske komunikacije koristijo misijam NEO.
ILLUMA-T bo izstreljen kot koristni tovor za 29. komercialno oskrbovalno misijo SpaceX za NASA. V prvih dveh tednih po izstrelitvi bo ILLUMA-T odstranjen iz prtljažnika vesoljskega plovila Dragon in nameščen na japonskem eksperimentalnem modulu za osvetlitev vesoljske postaje (JEM-EF). Ko bo tovor nameščen, bo ekipa ILLUMA-T izvedla začetne teste in preverjanja v orbiti. Ko bo to končano, se bo ekipa pognala proti prvi luči tovora – pomembnemu mejniku za misijo, ki bo posredovala prvo lasersko svetlobo na LCRD skozi njegov optični teleskop. Ko bo prisotna prva svetloba, se bodo začeli poskusi prenosa podatkov in laserske komunikacije in nadaljevali med načrtovano misijo.
Testiranje laserjev v različnih scenarijih
V prihodnosti bodo operativne laserske komunikacije dopolnjevale radiofrekvenčne sisteme, na katere se številne vesoljske misije še vedno zanašajo pri pošiljanju podatkov nazaj na Zemljo. Čeprav ILLUMA-T ni prva misija za preizkušanje laserskih komunikacij v vesolju, NASO pripelje korak bližje k praktični uporabi te tehnologije.
Poleg LCRD predhodniki ILLUMA-T vključujejo 2022 TeraByte InfraRed Delivery System, ki trenutno preizkuša laserske komunikacije na majhnem CubeSat v orbiti blizu Zemlje, in Lunar Laser Communications Demonstration, ki je med Lunarno atmosfero in prašnim okoljem leta 2014 Misija Explorer, pošiljanje podatkov naprej in nazaj med lunino orbito in Zemljo; in optični tovor Lasercomm Science iz leta 2017, ki je pokazal, kako lahko laserske komunikacije pospešijo pretok informacij med Zemljo in vesoljem v primerjavi z radijskimi signali.
Preizkušanje zmožnosti laserskih komunikacij za ustvarjanje višjih hitrosti prenosa podatkov v različnih scenarijih bo vesoljski skupnosti pomagalo dodatno izboljšati zmogljivosti za prihodnje misije na Luno, Mars in globoko vesolje.
