ناسا ارتباطات لیزری را در ایستگاه فضایی به نمایش می‌گذارد تا قابلیت‌های ارتباطات فضایی را بهبود بخشد.

اخیراً به منظور بهبودارتباطات فضایی ناساناسا قصد دارد در سال 2023 یک نمایش فناوری به نام مودم کاربر و پایانه تقویت کننده مدار پایین زمین LCRD یکپارچه (ILLUMA-T) به ایستگاه فضایی ارسال کند. ILLUMA-T و نمایش رله ارتباطات لیزری (LCRD) با هم در دسامبر 2021 راه اندازی شد و اولین سیستم رله لیزری دو طرفه و سرتاسر ناسا را ​​تکمیل خواهد کرد.

مزایای سیستم های ارتباطی لیزری

سیستم های ارتباطی لیزری از نور مادون قرمز نامرئی برای ارسال و دریافت اطلاعات با سرعت داده بسیار بالاتر استفاده می کنند. در حالی که سیستم فرکانس رادیویی اولیه حدود 9 هفته طول کشید تا نقشه کامل مریخ را به زمین بازگرداند، با استفاده از لیزر حدود 9 روز طول کشید. بنابراین، با نرخ داده بالاتر، این ماموریت می تواند تصاویر و ویدیوهای بیشتری را در یک انتقال به زمین ارسال کند. پس از نصب در ایستگاه فضایی، ILLUMA-T مزایای نرخ انتقال داده بالاتر را برای ماموریت های LEO نشان خواهد داد. ارتباطات لیزری انعطاف پذیری بیشتری در ماموریت و راهی سریع برای دسترسی به داده ها از فضا فراهم می کند. ناسا در حال حاضر در حال ادغام این فناوری در نمایش های نزدیک به زمین، ماه و فضای اعماق زمین است.

علاوه بر مزایای سرعت داده‌های سریع‌تر، سیستم‌های لیزری همچنین به دلیل وزن سبک‌تر و کاهش مصرف انرژی، مزایای کلیدی در طراحی فضاپیما ارائه می‌دهند. در ایستگاه فضایی برای تظاهرات از طریق LCRD. در حال حاضر، LCRD در حال نشان دادن مزایای رله لیزری در مدار ژئوسنکرون (22،{2}} مایل از زمین) برای پالایش بیشتر قابلیت‌های لیزر ناسا با ارسال داده‌ها و انجام آزمایش‌ها بین دو ایستگاه زمینی است. هنگامی که ILLUMA-T وارد ایستگاه می شود، ترمینال داده های با وضوح بالا شامل تصاویر و ویدئو را با سرعت 1200 مگابیت در ثانیه به LCRD ارسال می کند. سپس داده ها از LCRD به ایستگاه های زمینی در هاوایی و کالیفرنیا ارسال می شود. این نمایش نشان خواهد داد که چگونه ارتباطات لیزری می تواند برای ماموریت های NEO مفید باشد.

ILLUMA-T به عنوان محموله برای بیست و نهمین مأموریت خدمات تدارکات تجاری اسپیس ایکس برای ناسا پرتاب می شود. در طول دو هفته اول پس از پرتاب، ILLUMA-T از صندوق عقب فضاپیمای دراگون خارج می‌شود و در مرکز قرار گرفتن در معرض ماژول آزمایشی ژاپنی ایستگاه فضایی (JEM-EF) نصب می‌شود. پس از نصب محموله، تیم ILLUMA-T آزمایش‌های اولیه و بررسی‌های روی مدار را انجام خواهد داد. هنگامی که این کار کامل شد، تیم به سمت اولین نور محموله حرکت می کند - یک نقطه عطف مهم برای ماموریت، که اولین نور لیزر را از طریق تلسکوپ نوری به LCRD منتقل می کند. هنگامی که اولین نور وجود داشته باشد، آزمایش های انتقال داده و ارتباط لیزری آغاز می شود و در طول ماموریت برنامه ریزی شده ادامه می یابد.

تست لیزر در سناریوهای مختلف

در آینده، ارتباطات لیزری عملیاتی سیستم‌های فرکانس رادیویی را تکمیل خواهد کرد، که هنوز بسیاری از مأموریت‌های فضایی برای انتقال داده‌ها به زمین به آن‌ها تکیه می‌کنند. در حالی که ILLUMA-T اولین ماموریتی نیست که ارتباطات لیزری را در فضا آزمایش می‌کند، اما ناسا را ​​یک قدم به کاربرد عملی این فناوری نزدیک‌تر می‌کند.

علاوه بر LCRD، پیشینیان ILLUMA-T شامل سیستم تحویل مادون قرمز 2022 ترابایتی است که در حال حاضر در حال آزمایش ارتباطات لیزری بر روی یک CubeSat کوچک در مدار نزدیک زمین است، و نمایش ارتباطات لیزری ماه، که در طول اتمسفر و جو ماه در سال 2014 ماموریت کاوشگر، ارسال داده ها بین مدار ماه و زمین. و محموله نوری Lasercomm Science 2017، که نشان داد چگونه ارتباطات لیزری می تواند جریان اطلاعات بین زمین و فضا را در مقایسه با سیگنال های رادیویی تسریع بخشد.

آزمایش توانایی ارتباطات لیزری برای تولید نرخ انتقال داده بالاتر در سناریوهای مختلف به جامعه هوافضا کمک می‌کند تا قابلیت‌های ماموریت‌های آینده به ماه، مریخ و اعماق فضا را بهبود بخشد.