NASA gab bekannt: Abschluss der bisher längsten optischen Kommunikationsdemonstration!

Die National Aeronautics and Space Administration (NASA) gab bekannt, dass ihr laufendes Deep Space Optical Communications (DSOC)-Experiment erfolgreich einen Nahinfrarot-Laser fast 16 Millionen Kilometer (10 Millionen Meilen) vom Hale-Teleskop am Palomar-Observatorium in Kalifornien gestartet hat Institut für Technologie (Caltech) und kodierte die Testdaten. Dies ist die bisher am weitesten entfernte Demonstration optischer Kommunikation, sagte die NASA!
Auf der kürzlich gestarteten Raumsonde Psyche ist DSOC so konfiguriert, dass es während seiner zweijährigen Technologiedemonstration Testdaten mit hoher Bandbreite zur Erde sendet, während Psyche zum großen Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter reist. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien verwaltet sowohl DSOC als auch Psyche. DSOC und Psyche.
Die Demonstration der optischen Kommunikationstechnologie (genannt „First-Light“) wurde in den frühen Morgenstunden des 14. November ermöglicht, nachdem der Flight Laser Transceiver, ein wichtiges Nutzlastinstrument auf Psyche, das Nahinfrarotsignale senden und empfangen kann, erfolgreich erfasst wurde zu einem leistungsstarken Uplink-Laserbeacon vom Optical Communications Telescope Laboratory in Table Mountain, Kalifornien) wurde erfolgreich realisiert.
Dabei half das Uplink-Beacon dem Transceiver, den Downlink-Laser auf Palomar, 130 Kilometer (100 Meilen) südlich des Tafelbergs, auszurichten, während automatisierte Systeme am Transceiver und an den Bodenstationen seine Ausrichtung verfeinerten.
Trudy Kortes, Direktorin für Technologiedemonstrationen im NASA-Hauptquartier in Washington, D.C., kommentierte: „Das Erreichen von ‚FIRST LIGHT‘ ist einer der vielen wichtigen Meilensteine ​​für DSOC in den kommenden Monaten und ebnet den Weg für höhere Datenraten, mit denen wissenschaftliche Informationen hoch gesendet werden können.“ -Definitionsbilder und Streaming-Videokommunikation und ebnen so den Weg zur Unterstützung des nächsten großen Sprungs der Menschheit – der Entsendung von Menschen zum Mars.“
Ein neuer Meilenstein für DSOC
Testdaten wurden auch gleichzeitig über Uplink- und Downlink-Laser gesendet, ein Vorgang, der als „Schließen der Verbindung“ bekannt ist und das Hauptziel des Experiments war. Während bei der Technologiedemonstration keine Psyche-Missionsdaten übertragen werden, arbeitet sie eng mit dem Psyche-Missionsunterstützungsteam zusammen, um sicherzustellen, dass der DSOC-Betrieb den Betrieb von Raumfahrzeugen nicht beeinträchtigt.
Meera Srinivasan, Leiterin des DSOC-Betriebs, Teil des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA, sagte: „Der Test am Dienstagmorgen war das erste Mal, dass die Bodenausrüstung und der Flugtransceiver vollständig integriert waren, was die Zusammenarbeit der DSOC- und Psyche-Betriebsteams erforderte.“ . Es war eine gewaltige Herausforderung und wir haben noch viel Arbeit vor uns, aber in sehr kurzer Zeit konnten wir einige Daten übertragen, empfangen und dekodieren.“
Vor diesem Erfolg musste das Projekt mehrere andere kritische Knoten untersuchen, vom Entfernen der Schutzabdeckung des fliegenden Laser-Transceivers bis zum Einschalten des Instruments. In der Zwischenzeit wird die Raumsonde Psyche ihren eigenen Tests unterzogen, darunter die Stromversorgung ihres Antriebssystems und die Erprobung der Instrumente, die für wissenschaftliche Zwecke verwendet werden, wenn sie 2028 den Asteroiden Psyche erreicht.
Erstes Licht, erste Bitübertragung
Das DSOC-Team wird nun an der Verbesserung des Systems arbeiten, das die Ausrichtung der Upstream- und Downstream-Laser des Transceivers steuert. Sobald das Projekt erfolgreich ist, kann es zeigen, wie die Datenübertragung mit hoher Bandbreite vom Transceiver zum Palomar jederzeit und in unterschiedlichen Entfernungen von der Erde aufrechterhalten werden kann.
Die Daten werden als Bits in den Photonen (Quantenlichtteilchen) des Lasers kodiert. Nachdem eine spezielle Anordnung supraleitender Hochleistungsdetektoren die Photonen erfasst hat, werden neue Signalverarbeitungstechniken verwendet, um Daten aus den einzelnen Photonen zu extrahieren, die das Hale-Teleskop erreichen.
Das DSOC-Experiment soll Datenübertragungsraten demonstrieren, die 10 bis 100 Mal höher sind als bei hochmodernen Hochfrequenzsystemen, die derzeit auf Raumfahrzeugen eingesetzt werden. Sowohl die Funk- als auch die Nahinfrarot-Laserkommunikation nutzen elektromagnetische Wellen zur Datenübertragung, Nahinfrarotlicht bündelt die Daten jedoch in engere Wellen, sodass Bodenstationen mehr Daten empfangen können. Dies wird zukünftige menschliche und robotische Erkundungsmissionen unterstützen und wissenschaftliche Instrumente mit höherer Auflösung unterstützen.
Die Optik eröffnet endlose Möglichkeiten für die Weltraumkommunikation
Jason Mitchell, Direktor der Advanced Communications and Navigation Technologies Division des Space Communications and Navigation (SCaN)-Programms der NASA, sagte: „Optische Kommunikation ist ein Segen für Wissenschaftler und Forscher, die immer danach streben, mehr aus ihren Weltraummissionen herauszuholen, und das auch.“ wird die menschliche Erforschung des Weltraums ermöglichen. Mehr Daten bedeuten, dass mehr Entdeckungen gemacht werden.“
Während die optische Kommunikation bereits in erdnahen Umlaufbahnen und auf dem Mond demonstriert wurde, ist DSOC das erste, das im Weltraum getestet wurde. So wie man mit einem Laserpointer einen Penny verfolgt, der sich eine Meile entfernt bewegt, erfordert das Zielen eines Laserstrahls, der Millionen von Meilen entfernt ist, ein äußerst präzises „Zeigen“.
Abi Biswas, technischer Spezialist für das DSOC-Programm des JPL, kommentierte: „Das Erreichen des „ersten Lichts“ ist eine große Leistung. Das Bodensystem hat erfolgreich Laserphotonen aus dem Weltraum vom DSOC-Flugtransceiver auf Psyche erfasst. Wir konnten auch einige Daten senden, die bedeutet, dass wir tief im Weltraum „Licht“ austauschen konnten.“